ГЕОАНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ГИС АНАЛИТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

ГЕОАНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ГИС

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ГИС ОБЩИЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ГИС 1. Стандартные аналитические функции: 1. 1. функции работы с атрибутивной БД. 1. 2. Картографическая визуализация. 1. 3. Картометрия. 1. 4. Построение буферных зон. 1. 5. Оверлей. 1. 6. Проекционные преобразования и преобразования плоскости. 2. Агрегирование данных. 3. Редактирование пространственных данных. 4. Сетевой анализ. 5. Зонирование. 6. Работа с поверхностями. 7. Геокодирование (? ). + Специализированные аналитические функции

ФУНКЦИИ РАБОТЫ С АТРИБУТИВНОЙ БД Основные функции: – Изменение структуры БД (добавление/удаление полей, изменение их типа); ввод новых значений и редактирование имеющихся; заполнение полей специальными процедурами (длины, площади…). – Выборка значений путем построения SQL и QBE запросов. – Вычисление новых значений поля с использованием значений других полей. – Объединение таблиц по общему полю (ключу). – Создание производных атрибутивных таблиц путем переклассификации исходной таблицы.

ПОСТРОЕНИЕ SQL И QBE ЗАПРОСОВ СУБД = язык + программные средства. Язык СУБД = язык описания + язык манипулирования. Язык описания предназначен для описания логической структуры данных. Язык манипулирования обеспечивает выполнение операций над данными: ввод, изменение, выборку. Structured Query Language (SQL) – структурированный язык запросов. Обеспечивает управление структурой БД и манипулирование данными, является стандартным средством доступа к удалённым БД и сочетает в себе свойства языка описания и языка манипулирования. В ГИС обычно SQL-запрос реализуется в виде мастера, который позволяет строить запросы типа: SELECT <поле> FROM <таблица> WHERE <условие>. При этом мастер предлагает список таблиц, полей и доступных операторов и функций, что облегчает построение запроса тем, кто не знаком с SQL-языком. Список наиболее используемых операторов и функций: 1. Операторы отношений: =, <>, >=, <=, >, <. 2. Логические операторы: And, Or, Not. 3. Арифметические операторы: +, -, *, /. 4. Операторы пространственных отношений, типа: касаются, содержатся внутри, граничат с и т. д. 5. Функции, возвращающие значение: суммы, максимума, минимума, среднего, длины, периметра, площади, координат Х и У, центроидов полигонов, дату и др.

ПОСТРОЕНИЕ SQL И QBE ЗАПРОСОВ Операторы пространственных отношений, в Map. Info называются географическими операторами. Позволяют выбрать объекты, обращаясь с запросом к атрибутивной БД. Пример. оператор Contains в Map. Info: А Б

ПОСТРОЕНИЕ SQL И QBE ЗАПРОСОВ Query By Example (QBE) – запрос по образцу. Обеспечивает визуальное конструирование запросов к БД и является языком манипулирования данными. Атрибуты таблицы Глубина, м Год Площадь, км 2 > 50 < 200 >= 1995 >= 500 > 100 < 150 >= 2000 >= 500 условия ГЛУБИНА > 50 И ГЛУБИНА < 200 И ГОД >= 1995 И ПЛОЩАДЬ >= 500 ИЛИ ГЛУБИНА > 100 И ГЛУБИНА < 150 И ГОД >= 2000 И ПЛОЩАДЬ >= 500 Условие в одной строке – связывается логическим И, в разных строках – логическим ИЛИ. Основные операторы – те же. В некоторых системах, например в Mapinfo, результат запроса является самостоятельной таблицей, которую при необходимости можно сохранить, к нему можно строить новый, уточняющий запрос и вообще, оперировать с ним как с полноценной атрибутивной таблицей.

АГРЕГИРОВАНИЕ ДАННЫХ Агрегирование данных позволяет получать обобщенные характеристики объектов, сгруппированных по различным критериям. При этом происходит объединение объектов по равенству значений атрибута. При этом атрибутивная информация объединяемых объектов также агрегируется (сумма, среднее, средневзвешенное, максимальное, минимальное). Пример. Есть карта города с квартальным делением. У каждого квартала в атрибутах есть № избирательного округа к которому он относится, количество жителей и избирателей и т. д. Надо получить избирательные округа, чьи границы совпадают с границами кварталов. Агрегируем кварталы на основании № ИО, получаем округа, при этом суммируем число жителей, избирателей и т. п.

РЕДАКТИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ Во всех полнофункциональных ГИС есть средства редактирования пространственных данных. С точки зрения анализа интересны средства, в которых при редактировании одних объектов используются другие. Например: - разбиение полигонов линиями; - слияние полигонов; - создание островных полигонов; - удаление зоны перекрытия; - пересечение полигонов. Вспоминаем, что это напоминает нам в Map. Info? Вспоминаем табличку, которая появлялась при выполнении операций.

РЕДАКТИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ При выполнении таких операций можно задать способ вычисления значений для каждого из полей получаемых объектов. В разных системах возможности разные. Map. Info, например предлагает: – Пусто; – Значение; – Сумма; – Среднее. + возможность задать вес для вычислений.

ПОСТРОЕНИЕ БУФЕРНЫХ ЗОН Вспоминаем, что мы знаем про буферную зону? Буферная зона – геометрическое место точек, равноудалённых от исходного объекта или объектов, на расстояние не превышающее заданное, и называемое радиусом буферной зоны. Используется для картографирования санитарно-защитных зон и поиска объектов, находящихся на расстоянии, не превышающем заданное от исходных объектов. – Могут строиться вокруг любых объектов (точек, линий, полигонов); – Буферная зона может быть полигоном или полилинией (иногда предоставляется выбор); – Может строиться единый буфер для всех объектов или индивидуальный для каждого; – Радиус буферной зоны может быть одинаковым для всех объектов или разным и читаться из поля атрибутивной таблицы. При построении буферной зоны необходимо помнить о масштабе и проекции!

СЕТЕВОЙ АНАЛИЗ Возможен на сетевой модели данных. Вспоминаем, что представляет собой сетевая модель и для описания чего она используется? С участками сети связываются данные о направлении движения, мощности потока, его временные интервалы и др. (в качестве атрибутов). Часто решаемые задачи: – Поиск ближайшего пункта обслуживания; – Разработка кратчайшего маршрута с учётом направлений движения, запретов поворота и др. ПДД; – Подготовка и распечатка маршрутного листа (может включать информацию о длине или времени передвижения по каждой улице, описание ориентиров и т. д. ); – Задача «коммивояжёра» ; – Задача контроля и управления движением объектов (машины, оборудованные GPS).

ЗОНИРОВАНИЕ Зонирование – построение зон, т. е. участков, однородных в смысле выбранного критерия или группы критериев. 1. Границы зон могут совпадать с границами существующих объектов, тогда – это агрегирование. 2. Границы зон могут строиться в результате моделирования и представлять собой новые объекты. Моделирование может быть совершенно разным и зависит от предметной области. Это может быть моделирование зон экологического риска, градостроительное зонирование, моделирование зон паводковой опасности и т. д. и т. п. Зонирование может включать в себя, в качестве частных, другие общие аналитические функции (построение буферных зон, диаграмм Вороного, элементы редактирования пространственных данных…).