DTM ako sas GIS rieenie loh v Idrisi

DTM ako súčasť GIS (riešenie úloh v Idrisi 15. 0) Gabriel Petříček, Juraj Straka Katedra kartografie, GIS a DPZ Prírodovedecká fakulta UK, Bratislava

Idrisi 15. 0 – The Andes Edition ► Komerčný softvér ► Tvorca: Clarkove laboratóriá, Clarkova univerzita, Worcester, USA ► Natívne pre Windows OS ► Užívateľsky príjemné GUI ► Modulárny GIS ► Podporuje rastre aj vektory

Začíname ► Ponuka Andes Štart – Všetky programy – Idrisi

Idrisi 15. 0 – GUI Lišta IDRISI prieskumníka ► File – Idrisi Explorer

Idrisi Explorer ► 3 dôležité funkcie § správa údajových zdrojov § prieskumník údajov (jednoduchá obdoba Arc. Catalog) + editor metaúdajov § editor filtra pre prieskumníka údajov

Správa údajov (prostriedkov) ► Koncepcia údajových zdrojov: § Pracovný adresár (Working Folder) ► C: Idrisi TutorialUsing Idrisi § Pripojené adresáre vstupných údajov (Resource Folders) ► Pripája ich užívateľ / my ► Možnosť pripojiť viac adresárov súčasne ► Fungujú len pre definíciu vstupov (výstupy definujeme opakovane manuálne) ► Pripojenie: New Folder ► Odpojeneie: Remove Folder

Prieskum údajov & metaúdaje § Prieskumník zobrazuje súbory v pripojených adresároch podľa filtrovacích pravidiel § Editor metaúdajov umožňuje meniť a uchovávať metaúdaje toho-ktorého súboru podľa potreby. Ide najmä o: ► Formát ► Údajový typ ► Hranice regiónu ► Referenčný systém ► Úroveň rozlíšenia ► Jednotky ►. . .

Explorer Filters ► Pomocou zaškrtávacích políčok definuje, ktoré formáty zobrazí prieskumník

Trénovacie údaje ► DVBP v rozsahu jedného mapového listu ŠMO-5 ► Mapový list „Prešov 6 -6“ ► Rozmer územia (EW x NS): 2, 5 km x 2 km ► Cca. 2500 bodov

Idrisi - natívne formáty údajov RST = Ra. STer (rastrový súbor sám o sebe) t. j. GIS rastre príp. obrazy ► RDC = Raster Do. Cumentation (metaúdaje k RST súboru) ► RGF = Raster Group File (zoskupenie rastrových súborov) ► VCT = Ve. CTor (vektorový súbor sám o sebe) t. j. body/čiary/plochy ► VDC = Vector Do. Cumentation (metaúdaje k VCT súboru) ► VGF = Vector Group File (zoskupenie vektorových súborov) ► VLX = Vector Link File (pripojená databáza (MDB, . . . ) ► ► SM 0, SM 1, SM 2, SMP, SMT = súbor kartografických Sy. Mbolov (paleta)

Import údajov - XYZIDRIS ► File – Import – General Conversion Tools – XYZIDRIS (Ascii XYZ) § § § § XYZ to Idrisi Oddelené čiarkou Vstup: body 66. txt Výstup: body 66. vct Referenčný systém: rovina Jednotky: metre Mierka: 1. 0

Vizualizácia & dopyt na hodnotu (Display Launcher, Inquiry mode, Feature Properties) ► Display – DISPLAY Launcher § § § ► Typ: vektor Legenda: áno Nadpis: áno Autoscale: nie Paleta: Kvalita vs. Kvantita Dopyt § Lišta nástrojov: Cursor Inquiry Mode (priama hodnota) § Lišta nástrojov: Feature Properties (extra info o stĺpci, riadku, príp. atribútoch v pripojenej tabuľke (via VLX)

Composer – symbolika & kompozície ► Prehľad vrstiev ► „zažať“ / „zhasnúť“ vrstvu ► Pridať vrstvu (Add Layer) ► Odstrániť vrstvu (Remove Layer) ► Farebné kanály ► Priehľadnosť ► Odstrániť pozadie ► Paleta, Autoscale, Kontrast ► Kompozícia mapy (legenda, severka, mierka, nadpisy, sieť. . . ) ► Dopyt ► Zoom+posun

Modelovanie DMR - Geoštatistika ► GIS Analysis – Surface Analysis – Geostatistics: § Spatial Dependence Modeler § Model Fitting § Kriging and Simulation

Spatial Dependence Modeler (SDM) Typ semivariogramu MODRÁ = malá variabilita ŽLTÁ = stredná variabilita ZELENÁ = veľká variabilita SMEROVÝ (DIRECTIONAL) semivariogram, znázorňuje hodnoty variability (rozdielov nadm. výšok v pároch). IBA v závislosti vzájomnej vzdialenosti dvoch bodov v páre, t. j. nie v závislosti na azimute IBA v reze (profile) pre JEDEN AZIMUT (+ pásmo tolerancie (zhladí krivku vario-modelu)). Štatistika intervalov POVRCHOVÝ (SURFACE) semivariogram, znázorňuje hodnoty variability (rozdielov nadm. výšok v pároch) v závislosti od azimutu páru a vzájomnej vzdialenosti dvoch bodov v páre. Nastavenie: - intervalov (tried) párov [počet+rozpätie] - Cutoff (% z diagonály územia)

Modelovanie priestor. závislosti pomocou SDM ► 1. krok: § Povrchový semovariogram § Nastaviť „Lags“ a „Cutoff“ (empiricky vyskúšať viac možností a vybrať „správnu“ kombináciu): ► „Number ► „Lag of Lags” (počet intervalov) Width” (šírka intervalu) ► „Cutoff percentage“ (podiel z dĺžky diagonály určuje veľkosť územia, v ktorom sa spočíta štatistika pre páry (spravidla stačí medzi 33. 33 % a 50%). Čím väčší „Cutoff“ tým väčší „výrez “ územia sa zobrazí v oblasti povrchového semivariogramu.

Modelovanie priestor. závislosti pomocou SDM ► 2. krok: § Povrchový semovariogram § Pohľadom na povrchový semivariogram vybrať vhodný separačný azimut a na základe neho vytvoriť smerový semivariogram ► Nezaškrtnúť „Omnidirectional override“ (vytvoril by sa izotropický model a dostali by sme nekorektné výsledky) ► „Direction Angle” (DA) - azimut, ktorý považujeme za vhodný ► „Angular tolerance“ (AT) - pásmo uhlovej tolerancie, t. j. pri tvorbe variogramového modelu (VAR súbor) sa použijú páry s azimutom, ktorý špecifikujeme v položke „ Direction Angle“ a všetky ďalšie páry, ktorých separačný azimut vyhovuje kritériu uhlovej tolerancie (Ak má pár azimut, ktorý nepatrí do intervalu <AT – DA ; AT + DA>, nepoužije sa). § Príliš malá AT: Zložitý priebeh variogramovej krivky, nemusí sa podariť ju správne nahradiť matematickou funkciou, resp. sa to nemusí podariť vôbec. § Príliš veľká AT: Zhladí (zjednoduší) priebeh variogramovej krivky, môže skresliť výsledky do neúnosnej miery. ► Uložiť variogramový model do VAR súboru, stlačením SAVE.

Optimalizácia variogramového modelu – - Model Fitting (MF) ► Optimalizácia (prispôsobenie) spojitej krivky voči diskrétnym bodom: § Zadať VAR súbor ► primárny je povinný ► pre účely porovnania si môžeme v grafe zobraziť aj 2 extra variogramy, kt. ale nevstúpia do ďalších výpočtov (budú mať v grafe len ilustratívny význam) § Zvoliť „Structure 2“ druh matematickej funkcie, ktorá bude vystihovať priebeh variogramu § Nastaviť hodnoty interpolačných váh Nugget, Range, Sill na „najlepšie možné“ (nastavenie je možné s presnosťou vyše 6 desatinných miest) § Štatistiku jednotlivých „Lags“ (intervalov separačnej vzdialenosti) možno zobraziť pomocou zaškrtnutia políčka „Lag Stats“ § Použitie iba určitej skupiny „Lags“ je možné pomocou voľby „Change number of lags“ § Počet iterácií riadi hodnota položky „Iteration Limit“. Jej zníženie niekedy rieši problém s nefunkčnosťou automatickej optimalizácie modelu (tlačidlo „Fit Model“). § Model uložiť cez „Save Model. . . “. Získame tým predikčný (predpovedný) PRD súbor.

Kriging and Simulation ► Výpočet hodnôt buniek rastra DMR: § Možnosti štatistického odhadovania hodnôt: § Špecifikácia zdroja modelu § Špecifikácia vstupného bodového vektorového súboru § Voľby lokálneho susedstva: § Špecifikácia masky ► Ordinary Kriging ► zadať adresu predikčného súboru ► Akčný rádius výberu vzoriek: zadať vhodnú hodnotu v metroch, aby bolo úplne pokryté celé územie mapového listu ► Počet pozorovaní v rámci 1 kvadrantu: nechať implicitnú hodnotu 1. ► Zadávame binárnu rastrovú mapu s hodnotami 0 a 1. V bunkách a hodnotami 0 zostane farba pozadia, v bunkách 1 sa zobrazí hodnota výšky DMR. § Pre celý mapový list použijeme obdĺžnik s hodnotou 1 pre všetky bunky ► Ak masku nemáme, vytvoríme si ju pomocou modulu INITIAL zo sekcie „Data Entry“ s nasledovnými parametrami: § Define spatial parameters individually: ► Output data type: Real ► Initial value: 1. 0 ► Output reference information: ► Počet stĺpcov (columns): 500 ► Počet riadkov (rows): 400 ► Min X, Max X, Min Y, Max Y podľa hraníc mapového listu v S-JTSK ► Reference system: Plane ► Reference units: meters ► Unit distance: 1. 0

Kriging and Simulation ► Výpočet hodnôt buniek rastra DMR: § Špecifikácia výstupu: ► Hotové DMR ako rastrový súbor uložiť do adresára, k ostatným údajom, ktoré používate (VCT, VAR, PRD, TXT a ďalšie súbory, s ktorými robíte).

DMR post-processing ► Anomálie povrchu vyhladiť s použitím zhladzujúceho obrazového filtra – priemerový alebo mediánový ► Použiť primeranú veľkosť filtra (3 x 3 vs. 5 x 5 vs. 7 x 7) ► Modul FILTER zo sekcie GIS Analysis – Context Operators

Tvorba vrstevníc ► Modul CONTOUR zo sekcie GIS Analysis – Surface Analysis – Feature Extraction ► Min a Max vrstevnice zistiť z metaúdajov DMR, resp. metaúdajov vstupného vektorového bodového súboru. ► Krok vrstevníc 10 m ► Vrstevnice vedieť naložiť (metóda Overlay) nad DMR pridaním vrstvy (Add Layer. . . – Composer) vo vhodnej farebnej symbolike (čierne, biele, hnedé, . . . t. j. určite nie gradientálne prechody (kvantitatívna pal. ) ani jedinečné farby (kvalitatívna pal. )