Vstup údajov do GIS Reštrukturalizácia (manipulácia) údajov v GIS Analýzy v prostredí GIS

Vstup údajov do GIS

Reštrukturalizácia (manipulácia)

údajov v GIS

Analýzy v prostredí GIS

Spracovanie obrazov z DPZ

Tvorba výstupov

Vstup údajov do GIS

Reštrukturalizácia (manipulácia)

údajov v GIS

Analýzy v prostredí GIS

Spracovanie obrazov z DPZ

Tvorba výstupov

Analýza údajov„Skúmanie princípov – podstaty javov“Spracovanie údajov

Nejednotnosť v členení činnostíNejednotnosť v obsahuVplyv producentov SW – špecifické prístupy

Prevaha lokalizačnej zložkyPrevaha atribútovaj zložkyPre GIS typické kombinované analýzySW špecificky zamerané na „GIS analýzy“Kombinácie s CAD systémami, systémami na spracovanieobrazov (najmä DPZ), pre analýzu modelov terénuTypické GIS (geografické) analýzyZávislosť od reprezentácie, univerzalita

GIS software - štruktúra a spôsoby používania

Rozdelenie analytických funkcií GIS:

- analýzy štatistické,- analýzy modelu terénu,- meracie a interpolačné funkcie,- geografické analýzy

- dotazovanie databázy,- logické prekrytie,- mapová algebra,- vzdialenostné analýzy,- analýzy sietí,

- analýza obrazov (najmä z DPZ),- analýza zmien,- podpora rozhodovania.

Príkazový riadok

Systém ponúk

Makrá a programy

GEO server Map server

ARC/INFO

ArcView

MapObjects

ArcExplorer

Náklady

Počet užívateľov

GIS software – komplexnosť a vertikálne členenie

GIS software – komplexnosť a vertikálne členenie

Produkt Typ úloh Počet užívateľov rádove

Tvorba a správageografickej

databázy

Analýza a syntéza údajov

Vyhľadávanie a vizualizácia

10 - ky

100 - ky

1000 - ky

Nástroje na:Modelovanie

Analýzu

Mapovanie

Distribúciu

MGEFRAMME

GeoMedia

FieldView

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu

1 . Ú D R Ž B A A A N A L Ý Z AP R IE S T O R O V Ý C H Ú D A JO V

2. Ú D R Ž B A A A N A L Ý Z AAT R IB Ú T O V Ý C H Ú D A JO V

3. IN T E G R O VA N É A N A Ý Z YP R IE S T O R O V Ý C H AAT R IB Ú T O V Ý C H Ú D A JO V

4. V Y T V Á R A N IEV Ý S T U P O V

G rafic k é sy m b o lyD efino v a n ie ty p o v a fa rb y č ia r

A n o tác ia m á pTex ty

K o n ek tiv itn é fu n k c ie

S u se d sk é o p erác ie

P rek ry tie (to p o lo g ic k é )

M eran ie M e ran ieR ek las ifiká c ia R ek las if ik á c iaP reh ľad áv an ie P re h ľad áv an ie

D o ta zo v a n ie a trib ú to v (d a tab áz y )E d itác ia a tr ib ú to v

Z jed n o d u še n ie lo k a liz ác ieN ap aso v a n ie o k ra jo v m á p

Z m e n a p ro je k c ie m ápIn te g rá c ia ú d a jo v

G eo m e trick á tran sfo rm á ciaZ m e n a fo rm á tu

P re h ľad áv an ie o b la s tíT h ie ssen o v e p o ly g ó n yTo p o lo g ic k é fu n k c ieIn te rp o lá c ieG e n ero v an ie izo č ia r

M e ran ie k o n tig u ityV z d ia len o s tn é an a lý z yA n a lý z a s ie tíF u n k c ie š íren iaA n a lý z a v id ite ľn o s tiO sv e tľo v an ie p o v rch o vP rie s to ro v é z o b razo v an ie

Aronoff, 1989

Database Query AnalystMathematical Operators Grid AnalystDistance Operators Network AnalystContext Operators Terrain ModelerSurface Analysis

Change & Time SeriesDecision Support

Image Processing Imager

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu

Analytický nástrojModul, príkaz systémuPo zadaní príslušných parametrov zabezpečí vykonaniekonkrétnej činnosti, funkcie

Analytický postupLogický sled, radenie použitia nástrojov za účelomdosiahnutia výsledkuNejednotné triedenie – jeden z prístupov zohľadňujeodvodenie novej informácie alebo údajov v postupe

Komplexnosť postupov a odvodzovanie nových informácií - povaha celkového cieľa aplikácie

Dotazy na databázu

Odvodzovacie mapovanie

Modelovanie a simulácia procesov

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu

Otázka na databázu(Skúmanie obsahu datábázy)

Obecná formulácia dotazovacej operácie:1. Špecifikácia údajov ktorých sa týka2. Formulácia podmienky (podmienok)3. Inštrukcia, čo sa má s údajmi spĺňajúcimipodmienku vykonať

„Vyber z údajov typu T tie, ktoré vyhovujú podmienkeP a vykonaj na nich operáciu O“

Priestorová otázka versus Atribútová otázkaLogická dualita v jednote geografickej informácie!

Priestorová otázka(variabilita vo formulácii, reprezentácii, spôsobezodpovedania)

A d dress :3 4 S to n yR o adTo w n : B rid g e n o rthP o st co d e : B K 1 2 5 V NO w n er: M r J B lo g g sO cc u p a n ts : 5B e d ro o m s: 4E D C o d e: B N A C 6 5M a rk e t Va lu e : 2 7 4

x , y

x , y

X c en , Y cen

Y m ax

Y m inX m in X m ax

x , y

x , y

x , y

Atribútová otázka(variabilita vo formulácii, reprezentácii, spôsobe zodpovedania)

Kde je objekt O?Kde je objekt s atribútovou vlastnosťou A?Kde sú objekty s kombináciou atribútov?

Kde sú bunky s hodnotou H?Kde sú bunkou s hodnotami atribútov od – do?

Booleovské, pravdivostné rastre

A B A n o t B

A n o t B

A a n d B

A an d B

A o r B

A o r B

A x o r B

A x o r B

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0

0

1

1

0

P rav d iv o s tn á tab u ľk a p re b o o le o v sk é o p e rá to ry1 in d ik u je “ p ra v d u ” , 0 “ n ep rav d u ”

Overlay – princíp operácie

„Priestorová a atribútová kombinácia vstupnýchinformačných vrstiev vo výstupnej vrstve“

V stu p n áv rstv a

V stu p n ávr stv a

V stu p n áv rstva

#

#

#

A tr ib ú t

A tr ib ú t

A trib ú t

12345

1234567

1234567

ABCD

ABACADA

ABCDEFG

P re k rý v a jú c av rstv a

P rek rýv a jú cav rstv a

P rek r ý va jú cavr stv a

#

#

#

A tr ib ú t

A tr ib ú t

A trib ú t

123

123

123

1 0 21 0 3

1 0 21 0 3

1 021 03

V ý sled n ávr stv a

V ý sle d n áv rstv a

V ý sled n ávr stv a

V stu p n á v r stv a

V stu p n á v rstv a

V stu p n á v r stva

P rek rý va jú c a vr stv a

P rek rý v a jú ca v rstva

P rek rýv a jú ca v rs tv a

#

#

#

#

#

#

#

#

#

A tr ib ú t

A tr ib ú t

A tr ib ú t

A trib ú t

A tr ib ú t

A tr ib ú t

a .

1

2 3

4 5

V stu p n á v r stva

12

4 5 3

6 78 9

12

3

P rek rý v a jú ca v r stv a V ý stu p n á v rstv a

b .

V stu p n á vr stv a

12

3

P rek r ýv a jú ca v rstv a V ý stu p n á v rstv a

c .

2 3

4

5

V stu p n á v r stva

14

3

11 2

3

P rek r ýv a jú ca v rstv a V ý stu p n á v rstv a

123456789

12345678910

1234

123234545

1233544678

1246

ABABCDCD

ABAAACCDAD

ABDF

122233332

2223332322

2233

10 210 210 310 310 310 310 210 2

1 021 021 021 031 031 031 021 031 021 02

1 0 21 0 21 0 31 0 3

61 2

457

3

67

321

1 08 4

59

++

+ 7

+ +

+

+

6

2++

++

Polygón v polygóne

Línia v polygóne

Bod v polygóne

Overlay na rastrovej reprezentácii

Vykonáva sa cez Booleovské rastre a mapovú algebru

Odpoveď na prvúatribútovú otázku

Odpoveď na druhúatribútovú otázku

Priestrová kombináciaodpovedí na obidveatribútové otázky

Jednoduchší variant – vopred definujeme atribúty hľadanéhopriestoru (použitie modulu Overlay v Idrisi)

Overlay na rastrovej reprezentácii

Vykonáva sa cez krížovú klasifikáciu rastrov

Odpoveď na prvúatribútovú otázku

Odpoveď na druhúatribútovú otázku

Existujúce kombinácieodpovedí na obidveatribútové otázky

Zložitejší variant – hľadáme priestorové a atribútové kombinácierastrov (použitie modulu Crosstab v Idrisi)

Reťazenie overlay – preosievacie mapovanie

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu

Jazyk mapovej algebry(Dana Tomlin, 1990)

Operátory a funkcie (aritmetické, Booleovské, relačné)Objekty (jednotlivé bunky, zóny, celé rastre)Spôsob implementácie (príkazový riadok, GIU, makro)

Rozdelenie operácii podľa počtu spracovávaných vrstiev – jedna, dveRozdelenie operácii podľa počtu spracovávaných buniek-lokálne, fokálne, zonálne, globálne

Príbuznosť s digitálnym spracovaním obrazov

1 11

1 11 1

11

1

2 2 22

3

333

5

2

1 14 4

5 2 71 11

1

2

3

V stu p n ý o b raz č . 1 ,“ IN G R ID 1”

V stu p n ý o b raz č . 2 .“ IN G R ID 2”

F u n k cia :O U T G R ID = IN G R ID 1 + IN G R ID 2

V ý sled n ý o b raz“ O U T G R ID ”

Lokálne operácie – matematické, trigonometrické,štatistické, reklasifikačné na 1 alebo 2 vrstvách

1

4

V stu p n ý ob raz“ IN G R ID ”

F u n k cia :O U T G R ID = IN G R ID x 4

V ýsled n ý o b raz“ O U T G R ID ”

Fokálne operácie – štatistické a lokálneho prúdeniana 1 vrstve

3

24

V stu p n ý o b ra z“IN G R ID ”

F u n k cia :O U T G R ID = fo k á ln a su m a v su sed sk ejob la sti IN G R ID

V ýsled n ý o b ra z“O U T G R ID ”

1 325

1

4 3 2

Zonálne operácie – geometrické a štatistickéna 1 alebo 2 vrstvách

1 11

1 11 1

11

11

11

2 2 22

3

33 33

5 55

5 555

22

2

1 2 1 212 1 2

1 3 1 3 1 31 3

O b ra z zón ,“ Z O N E G R ID ”

H o d n o to v ý o b raz“ VA L U E G R ID ”

F u n k cia :O U T G R ID = Z o n á ln a su m a v o VA L U E G R ID

V ý sled n ý o b ra z“ O U T G R ID ”

Globálne operácie – analýza ocenených vzdialenostína 2 vrstvách

4 ,8 4 ,8

4 ,8 4 ,8

2 ,8 2 ,8

2 ,8 2 ,8

2 2

4 4

4 4

2 2

2 2

4 ,2 4 ,2

4 ,2 4 ,2

2 ,8 2 ,8

2 ,8 2 ,8

2 2

4 ,2 4 ,2

4 ,2 4 ,2

3 ,4 3 ,4

3 ,4 3 ,4

3 3

4 ,8 4 ,8

4 ,8 4 ,8

4 ,4 4 ,4

4 ,4 4 ,4

4 4

5 ,8 5 ,8

5 ,8 5 ,8

5 ,4 5 ,4

5 ,4 5 ,4

5 5+

+

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

F rik čn ý p o v rc h Š ta rto v a c í b o d

O cen en é v zd ia len o sti

a ) b )

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu

Špecifická metrika rastrového priestoru- hrán rastra – taxi cab metrika- hrán a uhlopriečok- Euklidiánska

Chápanie pojmu vzdialenosť súvisí so spôsobom definovania polohya použitou reprezentáciou

Najčastejšie Euklidiánska metrika – vzdialenosť ako funkcia polohyd (s,t) > 0, ak d (s,t) = 0 potom s = td (s,t) = d (t,s)d (s,t) < d (s,k) + d (k,t)

A C

B

A’

B ’

C ’

a )

b |

Vzdialenostné zóny - buffering

Nepravidelná trojuholníková sieťTrianguled Irregular Network - TIN

Trojuholník

Thiessenov polygón

Funkcie šírenia a prúdenia – analýza ocenených vzdialeností

4 ,8 4 ,8

4 ,8 4 ,8

2 ,8 2 ,8

2 ,8 2 ,8

2 2

4 4

4 4

2 2

2 2

4 ,2 4 ,2

4 ,2 4 ,2

2 ,8 2 ,8

2 ,8 2 ,8

2 2

4 ,2 4 ,2

4 ,2 4 ,2

3 ,4 3 ,4

3 ,4 3 ,4

3 3

4 ,8 4 ,8

4 ,8 4 ,8

4 ,4 4 ,4

4 ,4 4 ,4

4 4

5 ,8 5 ,8

5 ,8 5 ,8

5 ,4 5 ,4

5 ,4 5 ,4

5 5+

+

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

F rik čn ý p o v rc h Š ta rto v a c í b o d

O cen en é v zd ia len o sti

a ) b )

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu

Aplikácie na základe teórie grafov a operačnéhovýskumu

Sieť je systém uzlov s definovanými prepojeniamiOrientácia prepojení, bez orientácieUzly môžu fungovať ako miesta zdrojov a/alebopožiadaviek

Typické úlohy:Modelovanie zaťaženiaVýber optimálnej trasyAlokáciaLokalizácia obslužných centier

1 .N eoo rien tov an ý 2. O rien to van ý

3. N eor ien tovan ý so slu čk ou 4. O rien to van ý so s lu čk ou

b )

Vy ú ste n ies ie te

Vy ú sten ies ie te

P o č ia to kv y h ľad áv an iap rep o jen ia

P o č ia to kv y h ľad áv an iap rep o jen ia

a )

Modelovanie zaťaženia siete na príklade vodného toku

V smere prúdenia

Proti smeru prúdenia

a )

12

3

4

56

P o vin n ézastáv k y

1

2

3

4

56

P o vin n é zastá v k y

b )

Hľadanie optimálnej trasy

U zly d o sa ž iteľn éza 3 0 m in .

U zly d o saž iteľn éza 1 5 m in .

O b slu žn é cen trá

P rep ojen ia

Lokalizácia obslužných centier

Prehľad názorov na členenie analýz

Analytické nástroje a postupy

Dotazy na databázu

Mapová algebra

Analýza vzdialeností

Analýza sietí

Analýza modelov terénu