1 / 70

Seuraavan viikon ohjelmasta

Luento 6: Vektorianalyysin perusmenetelmiä: ( overlay , bufferointi , verkostoanalyysi ) + metatieto GIS:ssä. Seuraavan viikon ohjelmasta. Seuraavalla viikolla on väliviikko: ei opetusta 21.10.2013 - 25.10.2013. Aineistojen dokumentointi: Metatieto paikkatiedossa. Aineistontuottaja?.

love
Download Presentation

Seuraavan viikon ohjelmasta

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Luento 6: Vektorianalyysin perusmenetelmiä: (overlay, bufferointi, verkostoanalyysi) + metatieto GIS:ssä

  2. Seuraavan viikon ohjelmasta • Seuraavalla viikolla on väliviikko: • ei opetusta 21.10.2013 - 25.10.2013

  3. Aineistojen dokumentointi:Metatieto paikkatiedossa

  4. Aineistontuottaja? Ominaisuustiedot? Metatieto Formaatti? Tietomalli Mittakaava ja MMU? Käyttötarkoitus? Hinta? Kuvaustapa? ?

  5. Metatieto – tietoa tiedosta • Aineiston valinta perustuu yhä useammin tietoa koskevaan kuvailu- eli metatietoon • Metatiedolla tarkoitetaan tietoa, joka kuvailee (paikka)tietokokonaisuuksia • Suomen kansallisen paikkatietostrategian sanoin: • “Metatietojen avulla käyttäjä tai tietojärjestelmä voi päätellä tietojen sopivuuden erilaisiin tarpeisiin.” • “Metatiedoissa kuvataan tavallisesti aineiston kattavuus, luokittelutapa, ajantasaisuus, laatu, luontimenetelmä ja muita käytettävyyteen liittyviä seikkoja.”

  6. Metatieto voidaan jaotella • Yleisempiin paikkatietoaineistojen ja tuotteiden hakemista tukeviin kuvaileviin metatietoihin • Yksityiskohtaisempiin tietojen ja tuotteiden tarkkaa arviointia tukeviin tietoihin, joilla yksittäisen kohteen laatua voi arvioida

  7. CHIESA Geonetwork(http://chiesa-gis.geography.helsinki.fi:8080/geonetwork/srv/en/main.home)

  8. Metadatan tyyli voidaan muuttaa esim. ArcMapissä(Customize -> ArcMapOptions -> Metadata)- ArcCatalogissametadataa voidaan editoida

  9. Perusanalyysit vektoriaineistolla: • Overlay-analyysit • Buffer-eli puskurivyöhykkeet • Networkeli verkostoanalyysit

  10. Päälekkäisanalyysit - overlay Overlay analyyysit - perinteisintä maantiedettä ”uusin” työkaluin • ”Granö kehitti erityisen maisematieteen, jossa ihmiskeskeisesti tarkasteltiin ympäröivää maisemaa. Tämän metodin avulla hän teki edelleenkin käytössä olevien aluejakojen pohjana olevan Suomen maisema-aluejaon. Granön metodinen pääteos on Puhdas maantiede vuodelta 1930” Lähde: Wikipedia

  11. Päällekkäisanalyysit (overlay) • Overlay-operaatiot (eli päällekkäisoperaatiot) ovat aineiston analyysi- ja muunnosmenetelmiä, jotka perustuvat eri karttatasojen sisältämien kohteiden välisiin sijaintisuhteisiin • Päällekkäisanalyysissä (leikkausanalyysi, overlay-analyysi) vertaillaan ja yhdistellään päällekkäisten karttatasojen kohteita. Analyysin tuloksena syntyy uusia karttakohteita, joihin liittyy tai liitetään joukko ominaisuustietoja. • Analyysissä syntyneiden kohteiden ominaisuustiedot kerätään, joko sellaisina tai erilaisten laskuoperaatioiden avulla alkuperäisistä tietokannoista. Ne sisältävät yleensä myös aivan uutta, esimerkiksi muodostuneiden kohteiden sijaintitietoon tai luokitteluun perustuvaa tietoa. • Operaation tuloksena syntyviltä uusilta karttatatasolta saadaan uutta alueinformaatiota.

  12. Päällekkäisanalyysi pisteillä

  13. Päällekkäisanalyysi alueilla (polygons) Slope-luokka Tulos Maaperä Kasvillisuus “Example of an overlay of steep slopes, soils, and vegetation. New polygons are created by the intersection of the input polygon boundaries. The resulting polygons have all of the attributes of the original polygons.” Lähde: Esri

  14. Heywood et al. Figure 6.13 Vector overlays: (a) point-in-polygon; (b) line-in-polygon

  15. Missä on metsää ja missä on matkailualue? Heywood et al. Figure 6.13 Vector overlays: (c) polygon-on-polygon (Continued)

  16. Overlay analyysit: esimerkkejä ArcGISistä

  17. Overlay operaatioiden suoritus ArcMapillä • ArcMap:issa ei ole varsinaista overlay-työkalua. Päällekkäisoperaatioita suoritetaan ArcToolboxin eri työkalujen avulla. Tärkeimmät Overlay funktiot löytyvät myös suoraan Geoprocessing valikosta

  18. Merge (ei varsinainen overlay) • Karttatasojen yhteenliitos • Toimintoa käytetään haluttaessa yhdistää kahden tai useamman layerin kohteita yhdeksi uudeksi layeriksi. • Esim. • Päätiet ja sivutiet yhdeksi layeriksi • Kaksi karttalehteä yhteen

  19. Clip • Clip - leikkaava ”piparkakkumuotti”- toiminnolla luodaan uusi layer leikkaamalla piste-, viiva- tai aluetyyppistä layeria aluetyyppisen layerin (tai aluelayerin valittuna olevien kohteiden) ulkorajoilla. • Clip-leikkauksesta syntyy karttataso, joka sisältää ainoastaan lähtölayerin ominaisuustietotaulun kentät

  20. Erase • Erase- ”pyyhekumi”- soveltuu kohteiden poistamiseen layerista toisen karttatason kohteiden avulla- tulostasossa samat attribuutit kuin alkuperäisessä

  21. Identity • Identity- suorittaa geometrisen leikkauksen ja liittää karttatason kohteisiin ominaisuustietoja leikkaavan identity-aluelayerin taulusta. Esim. maaperätietojen liittäminen taloihin tai tiestöön.- karttatason geometria säilyy ennallaan, mutta ominaisuustiedot haetaan toisesta kohteesta

  22. Intersect (AND-periaatteella) • Intersect - kahden layerin leikkaus molempien ominaisuustiedot säilyttäen- leikkaava polygon määrittelee tuloksen ulkorajat - toimintoa käytetään polygonilayerilla tapahtuvaan piste-,viiva- tai aluelayerin leikkaamiseen.

  23. Union • Union - karttatasojen yhdistäminen- toiminto luo uuden layerin liittämällä yhteen kaksi erillistä aluelayeria. Uuden layerin ominaisuustietotaulu sisältää molempien lähtölayereiden kentät. Union-toiminto tuottaa uusia aluekohteita alkuperäisiä tietoja hävittämättä.

  24. Overlay-analyysissä huomioitavaa • Laskennallisesti vaativaa (vrt. rasteriaineistot, joissa supersimppeliä) • Pienet ja ns. Sliver-polygonien synty •  aineiston esikäsittely tarpeen •  suodatukset ja kyselyt jälkikäteen tarpeen • Yhdistettyjen ominaisuustietojen loogisuus  esim. tiheysluvut

  25. Ominaisuustietojen periytyminen kahden tason overlay-operaatioissa • - yhdistettäessä leikkaamalla kahden tason kohteita (esim. Intersect- ja Union- operaatiot) syntyy uusia kohteita, joille muodostetaan uudet ominaisuustiedot periyttämällä ne molempien alkuperäisten tasojen valituilta kohteilta • ArcMap laskee uusien kohteiden pinta-alat ja pituudet (tosin automaattisesti vain mikäli kyseessä on paikkatietokannan (geodatabase) kohdeluokka (feature class) shp-tiedostoille mm. pinta-alat laskettava erikseen * muut (halutut) ominaisuustiedot kopioituvat vastaavista alkuperäisistä kohteista* HUOM!: periytetyt ominaisuustiedot saattavat muuttua loogisesti virheellisiksi mikäli ne on suhteutettu alkuperäisten aluekohteiden pinta-alaan (esim. väentiheys), viivakohteen pituuteen, yms.

  26. Overlay-analyysin tuloksena syntyy • Syntyy usein hyvin paljon pieniä alueobjekteja, joista jokaisella on oma yhdistelmänsä alkuperäisten tasojen ominaisuuksista. Tulosta joudutaan usein suodattamaan esimerkiksi alueen koon perusteella. Toinen mahdollisuus on jatkaa analyysia poimimalla kiinnostavat alueet jonkun ominaisuuskyselyn avulla • Mikäli overlay-analyysia käytetään eri lähteistä saatujen aineistojen käsittelyyn, on niiden esikäsittely useimmiten välttämätöntä. Esimerkiksi sama rajaviiva on lähes poikkeuksetta digitoitu hieman eri paikkaan. Analyysissa syntyy suuri määrä alueita, joiden pinta-ala on hyvin lähellä nollaa. Tämä hidastaa laskentaa, ja suurentaa tiedostokokoa ratkaisevasti. Pienten alueiden suodatus pois tuloksesta on siis tarpeen. Analysoijan täytyy kuitenkin ratkaista, kumpi rajaviivoista on luotettavampi. 

  27. Overlay-analyysien ominaisuuksia / ongelmia: • - etenkin polygonien leikkaaminen polygoneilla on laskennallisesti vaativa tehtävä • - polygonien leikkauksissa ja etäisyysvyöhykkeiden luomisessa saattaa syntyä "reikiä" jotka ovat geometrisesti polygoneja mutta eivät kuulu karttatason loogisiin kohteisiin. • Rasterikarttatasojen overlay operaatiot huomattavasti yksinkertaisempia toteuttaa (Map algebra)

  28. Päällekkäisoperaatiot ja sijaintitarkkuus • -eri karttatasojen polygonien lähes yhdensuuntaiset rajaviivat saattavat aiheuttaa merkityksettömiä "suikalepolygoneja" (slivers)-syynä muun muassa eri mittakaavaiset lähtöaineistot ja digitoinnin epätarkkuudet-alkuperäisissä karttatasoissa olevat sijaintiepätarkkuudet saattavat kumuloitua overlay-prosessissa-eri keinoja ”suikaleiden” eliminoimiseksi: aineistojen topologinen esivalmistelu, pienten ja/tai muodoltaan ”outojen” polygonien poisto kyselyjen avulla

  29. Bufferointi

  30. Bufferointi – yhdenlainen etäisyysanalyysi • Etäisyysanalyysiä jo kyselyissä tehtävä etäisyyslaskenta • Etäisyysanalyysillä tarkoitetaan ehkä yleisimmin puskurivyöhykkeiden määritystä • Pisteiden, viivojen ja alueiden ympärille lasketaan vyöhykealue, jolla on tietty yhtenäinen ominaisuus. • Uusia vyöhykealueita voidaan käyttää edelleen overlay-operaatioissa ja hauissa. Tyypillisiä vektorinaapurustoanalyysejä ovat myös ”point-in-polygon” ja ”line-in-polygon”-haut. 

  31. Bufferointi (etäisyysvyöhykeanalyysi, vaikutusalueanalyysi) • Perustapaus euklidinen etäisyys piste-, viiva- ja aluekohteista • Etäisyys voi olla vakio, tai kullakin kohteella erilainen (attribuuttien perusteella) • bufferointi tuottaa uuden layerin, jota voi hyödyntää jatkoanalyyseissa tarkasteltaessa esim. halutun levyisellä vaikutusaluevyöhykkeellä sijaitsevia kohteita toisilta karttatasoilta • Rasteripaikkatietoaineistoissa etäisyysvyöhyke voidaan laskea valikoitujen kohteiden ympärille myös kustannusetäisyyttä hyödyntäen (kustannuspinnat)

  32. Figure 6.6 Buffer zones around (a) point, (b) line and (c) area features

  33. Etäisyys tieverkosta; Namibia, Itä Kaprivi

  34. Bufferointi – ja päällekkäisyysoperaatioiden ketjutus • Operaatioiden ketjuttaminen on usein tarpeellista (työskentely osavaiheiden kautta) • Huomioitavaa: - operaatioiden järjestyksen vaikutus tulokseen - osavaiheissa syntyvien karttatasojen kuvaava nimeäminen tärkeää - osavaiheissa syntyvien karttatasojen poistaminen niiden käytyä tarpeettomiksi

  35. Heywood et al. Figure 6.15 Identifying areas suitable for a nuclear waste repository

  36. Esimerkki 1 - ydinjätteen sijoitus (Kirjasta Heywood et al.) • Geologia: Paikan on oltava geologialtaan sopiva • Saavutettavuus: Paikan täytyy olla saavutettavissa rautateitse • Väestö: Paikka ei saa olla tiheästi asuttu • Suojelu: Alue ei saa olla suojelualue

  37. Figure 6.8 Radioactive waste case study: 3 km buffer zones (blue) around the railnetwork (red)

  38. Figure 6.16 Radioactive waste case study: results of vector overlay showing the intersect of the rail buffer and geology

  39. Esimerkki 2 - sopivatalueethakkuille – valintakriteerit: - Jokibufferi(eihakkuita 300 m säteellä)- Tie bufferi(eihakkuita 100 m säteellä)- maankäyttötyyppi on metsää

  40. BUFFER 300' Joki JokiBuf T_JBuf OVERLAY (Union) BUFFER 100' Tie TieBuf METSÄ OVERLAY (Erase) Suitable areas Sopivien hakkuualueiden mallintaminen

  41. 300’ Buffer Restricted Areas Joki Land Suitability Model

  42. 100’ buffer Tie Restricted Area Land Suitability Model

  43. OVERLAY Land Suitability Model

  44. Sopivat hakkuualueet (Suitable areas for harvesting)

  45. Land suitability model ArcMapillä

  46. Land suitability model ArcMapillä vaihe 1. • Buffer Wizard –työkalu , jolla voidaan luoda vaikutusalueita piste-, viiva- tai aluekohteiden ympärille (vrt. kohteiden valinta sijaintietokyselyissä etäisyyden perusteella). • Jos Buffer Wizard ei näy käyttöliittymässä, hae se käyttöösi: Tools  Customize  Commands  Tools. Kuljeta hiirellä bufferointi-työkalu haluamaasi valikkoon tai työkalupalkkiin

  47. Land suitability model ArcMapillä vaihe 2. • Data Frame properties– Meters - meters).

  48. Land suitability model ArcMapillä - bufferointi 2. 1. • Joki -bufferi 3.

  49. Land suitability model ArcMapillä • Joki bufferi 300m

More Related