Zastosowanie Geobazy w analizie przestrzennej

Jarosław Jasiewicz IPIG

Wojciech Jaszczyk MPU

Co to jest geobaza?

Geobaza (ang. Geodatabase) to geograficzna baza danych, umożliwia przechowywanie danych

geograficznych w różnych formatach pracę z typowymi danymi tabelarycznymi z

poziomu aplikacji GIS, przy minimalnej znajomości zagadnień baz danych i języka SQL.

Analiza przestrzenna

(ang. spatial analise) to procedura wykonywana na danych geograficznych z użyciem technik i metod dostępnych w oprogramowaniu do Systemów Informacji Geograficznej mająca na celu pozyskanie nowej informacji geograficznej.

Analiza przestrzenna złożona jest zazwyczaj z wielu mniejszych operacji, które należy wykonać w określonej kolejności. Bardzo często analizy przestrzenne wykonywane są w celu odpowiedzi na konkretne pytanie przy pewnych założeniach.

www.wikipedia.org

Czym dysponujemy?

Dokumentacją złoża:Lokalizacją profili wiertniczych (10 profili)

zawartych w tabeli pierwszej tabeliWynikami analiz geochemicznych (100 analiz

po 10 w każdym profilu) zawartych w drugiej tabeli

Dane na podstawie dokumentacji złoża gipsów „Dolina Nidy” w Gackach k. Pińczowa, zmienione i uproszczone

Co jest naszym celem?

Zbadać przestrzenny rozkład najważniejszych pierwiastków w potencjalnym złożu. Uzyskane dane pozwolą najlepiej zaplanować kierunki oraz poziomy eksploatacji, tak aby była ona najwydajniejsza i najtańsza.

Aby to zrobić należy przede wszystkim: Wyróżnić poziomy Zbadać przestrzenne zróżnicowanie cech na każdym

poziomie - czyli stworzyć pseudotrójwymiarowy model

Na tej podstawie

Zbadamy zmiennoścć przestrzenną udziału wybranych pierwiastków na poziomach (rzędnych) 10m, 8m, 6m 4m i 2m n.p.m.

Co potrzebujemy:

ArcView/ArcInfo opcjonalnie MS Access Surfer/Excel CartaLinx/Idrisi ?? Grass/PostgreSQL (GNU GPL)

Baza danych

W bazie użyjemy dwóch tabel. W jednej przechowujemy informację o rozmieszczeniu profili, w drugiej posiadane wyniki analiz

Profile

W tej tabeli przechowujemy współrzędne profili w siatce kilometrowej

Próby

W tej tabeli przechowujemy wyniki analiz w poszczególnych próbach oraz rzędne spągu każdej próby

Dane w geobazie

Geobaza, oprócz naszych tabel, przechowuje również standardowe tabele potrzebne do przechowywanie informacji geograficznej

Dane w Arc Catalog

Jeżeli dane zostały już zaimportowane do geobazy (standardowymi procedurami programu Access) są już dostepne w geobazie. Jeżeli nie – możemy to zrobić z poziomu Katalogu

Rozmieszczenie profili

Aby z tabeli profile utworzyć punktową klasę cech (ang. feature class) dodajemy dande tabelaryczne jako dane xy…

Po dodaniu

Uzyskujemy rozmieszczone profile, na tle poligonu obejmującego zasięg złoża. Każdy punkt ma obecnie zestaw atrybutów właściwy jedynie dla tabeli profile

Tabela atrybutów profili

Dane tabelaryczne przekształcone w plik graficzny dostępne są cały czas jako tabela atrybutów pliku

Jak uzyskać dostęp do danych geochemicznych? Aby uzyskać dostęp do

danych geochemicznych przechowywanych w drugiej tabeli należy dołączyć je do istniejącego zbioru danych – czyli pliku profili

Klucz podstawowy

Kluczobcy

Kluczobcy

Złączenie Relacja

Uwaga!

Aby można było przeprowadzić analizę cech na wybranych poziomach eksploatacyjnych należy dołączyć dane właściwe dla danych poziomów do profili. Tylko jak?

Poprzez utworzenie podzbiorów danych właściwych dla potencjalnych poziomów eksploatacyjnych

Tworzenie (pod)zbiorów danych Aby można było tworzyć potrzebne zbiory należy

dołączyć tabelę do mapy

1

23

Jak stworzyć określony zbiór

Można wykorzystać własność złączeń, to że wybrany zostanie 1 obiekt z tabeli. Jeżeli w tabeli przechowywane są spągi próby, to aby uzyskać próbę z określonego poziomu należy wybrać wszystkie próby, których spąg znajduje się niżej niż interesujący nas poziom. Do pliku z profilami i tak dołączony zostanie tylko najwyższy

Zapytanie

W tym celu wybieramy z tabeli <DANE> te próby (obiekty) które spełniają warunek

Następnie dane eksportujemy do nowej tabeli w geobazie

Dodanie wyselekcjonowanych zbiorów do pliku Po otrzymaniu 5 zbiorów – odpowiednio dla rzędnych 10,

8, 6 4 i 2 m. n. p. m. dodajemy tabele do mapy...

Dołączanie danych

a następnie wybrany zbiór przyłączamy do warstwy t_profile

Rozszerzone dane

Po dołączeniu podzbioru danych pojawiły się nowe parametry w każdym z profili – właściwości geochemiczne złoża w danym punkcie, na danej rzędnej

Inne rodzaje selekcji

Jeżeli dysponujemy odpowiednio przygotowanymi danymi geologicznymi, możemy wykonywać również inne selekcje: względem np. warstw geologicznych, litotypów, jednostek stratygraficznych itp. Można wykorzystać też funkcje grupujące np: średnią lub maksimum

Interpolacja

Dla każdego cięcia (poziomu ekspolatacyjnego) można przeprowadzić interpolację jedną z wybranych metod: Topo to Rastrer (toolbox) Kriging (spatial analist) IDW (spatial analist) Spline (spatial analist) Uwaga: nie działa metoda Nearest neigberhood

Przykład: Topo to raster

Przykład: Kriging (krator geostatystyczny)

Wynik analizy dla jednego poziomu

Poziom 04

Model przestrzenny

Dane do geoprzetwarzania

Łączenie geobazy z plikami Excela

Do geobazy utworzonej w MS Access można podłączyć dynamicznie pliki MS EXCEL. Umożliwia to wykonywanie zaawansowanych obliczeń matematyczno-statystycznych w Excelu, a ich wizualizację i analizę przestrzenną można przedstawiać w ArcView/ArcInfo.

Przykład połączenia

Pliki Excela umieszczone w geobazie MS Access mogą być z powodzeniem wizualizowane i interpolowane w ArcInfo, choć trwa to znacząco dłużej

Podziękowania

Pracę wykonano w programie ArcView - licencja dla Wydziału Nauk Geograficznych i Geologicznych

Interpolację i analizy przestrzenne wykonano w Miejskiej Pracowni Urbanistycznej w Poznaniu