Пятница, 24.11.2017, 16:18

САПР
Программы
ArcGIS Spatial Analyst полностью интегрирован в ArcGIS Desktop, и содержит более 150 инструментов, которые можно использовать в Model Builder, скриптах, диалоговых окнах, командной строке. Помимо этого модуль имеет самостоятельную панель инструментов в ArcMap. Его функции могут применяться к слоям, добавляемым в ArcMap, по выборке, сделанной в слоях по атрибутивным или пространственным критериям, а также к растровым и векторным наборам данных, которые выбираются при помощи браузера файлов, доступного в каждом из диалоговых окон модуля.


Моделирование рельефа поверхностей путем интерполяции
Интерполяция позволяет вычислить значения для всех ячеек растра по значениям ограниченного числа точек опробования или на основе горизонталей. Может использоваться для предсказания значений для любых географических данных, измеряемых в определенных точках: рельефа, уровня осадков, концентраций химических веществ, уровней шума и т.д. В Spatial Analyst реализованы методы обратно взвешенных расстояний, кригинга и сплайнов, естественного соседа и тренда, которые основаны на разных предположениях о наилучшей оценке. Подходящий метод выбирается исходя из того, что за явление необходимо представить в виде поверхности, и как распределены точки опробования.


Рис. 1. Высотная модель земной поверхности

Для моделирования по горизонталям используется метод Хатчинсона (Topo to Raster), позволяющий учитывать объекты гидрографии — реки и озера — для построения гидрологически корректных ЦМР. Сплайновая интерполяция позволяет учитывать разрывные нарушения поверхности (обрывы, овраги и т.д.).

Анализ поверхностей
На основе поверхностей можно получать производные модели, в том числе полезные морфометрические характеристики. Для этого в Spatial Analyst имеются следующие функции:

построения изолиний, показывающая местоположения с одинаковым значением;
вычисления уклона, используемая, например, при определении риска оползней;
вычисления экспозиции склонов, полезная, например, при определении участков оптимального земледелия;
отмывки рельефа, используемая как для реалистичного отображения поверхности рельефа, так и для анализа освещенности местности в различное время дня;
профильная и поперечная кривизны поверхности, характеризующие динамический свойства поверхности, ее конвергентное и дивергентное поведение;
расчет видимости определяет, какие участки поверхности видны из заданных точек наблюдения.


Рис. 2. Картографирование и анализ углов наклона на основе ЦМР

Гидрологическое моделирование
Spatial Analyst содержит специализированные инструменты, позволяющие моделировать поверхностный и грунтовый сток, извлекать на основе ЦМР водоразделы и сеть тальвегов.


Рис. 3. Порядковая классификация тальвегов и выделение водосборных бассейнов

С помощью гидрологических инструментов можно, например, анализировать временные изменения в осадконакоплении или построить модель прогноза половодья, а затем определить территории, попадающие в зону затопления.


Рис. 4. Моделирование зоны затопления при половодье

Анализ расстояний
Относящиеся к этому классу функции делятся на две группы — вычисляющие евклидовы расстояния, и вычисляющие расстояния в терминах других факторов, например, в терминах стоимости перемещения.



Рис. 5. Поиск наикратчайшего пути

К первой группе относятся, в частности, инструменты, вычисляющие расстояния и направления от каждой ячейки до ближайшего «источника» (заданного точечным слоем). Так можно получить, например, карту удаленности точек местности от ретрансляционных вышек сотовой связи, определить равномерность покрытия. Каждой ячейке может быть присвоено значение ближайшего источника.

Вторая группа инструментов, объединяющая функции взвешенных расстояний, позволяет рассчитывать расстояние по прямой линии с использованием какого-либо фактора, например, уклона; определять ближайший источник по суммарной стоимости пути. Обычно растровые наборы данных, полученные в результате работы этих функций, используются для вычисления минимального по стоимости (или кратчайшего) пути, например, для прокладки новой дороги.

Анализ пригодности местоположения
Анализ пригодности предназначен для того чтобы ответить на вопрос «Где находится место, наиболее подходящее для размещения объекта?». Это может быть новая дорога, трубопровод, жилое здание или магазин. Например, при строительстве крупного торгового комплекса важно учесть расстояние до магистральных улиц и шоссе, расположение конкурирующих гипермаркетов, затем объединить эти данные с функциональным типом земли, плотностью населения и средним заработком потенциального покупателя.


Рис. 6. Поиск оптимального местоположения для строительства магазина

В Spatial Analyst такая задача решается с помощью инструментов оверлея. А в версии 10 этот оверлей может быть осуществлен с привлечением нечеткой логики, которая дает вероятностный результат.

Картографирование плотности
Вычисление плотности полезно, когда необходимо показать концентрацию точечных или линейных объектов. Например, имея данные по населению городов какого-либо региона, можно получить распределение населения по этому региону в виде количественного фона.


Рис. 7. Картографирование концентрации (плотности) явления

Функции статистики
Spatial Analyst позволяет вычислять следующие статистические показатели: большинство, меньшинство, максимум, минимум, среднее, медиана, диапазон, среднеквадратичное отклонение, сумма и многообразие.

Принцип отбора значений для вычисления показателей определяется одним из четырех методов:

Статистика по ячейкам предназначена для вычисления характеристик между многими растровыми слоями, например, для анализа диапазона летних температур за десятилетний период.
Статистика соседства (фокальная или блочная) вычисляется на основе значения обрабатываемой ячейки и значений ячеек в заданной окрестности соседства, и может быть использована, например, при проверке стабильности экосистемы для определения разнообразия биологических видов в каждой из соседних областей. В основе инструмента Focal Statistics в версии ArcGIS 10 теперь лежит новый, более быстрый алгоритм, преимущества которого особенно заметны при использовании плавающих окон большого размера, например, прямоугольной области 12х12 и более или круговой с радиусом 5 и более.
С помощью функции зональной статистики статистические характеристики вычисляются по значениям одного набора данных для зон, определяемых другим набором, скажем, вы можете вычислить число аварий для каждой дороги в городе или среднее количество осадков для каждой лесной зоны.
Многомерная статистика позволяет определять отношения между несколькими слоями на основе значений множества атрибутивных полей.
Эти инструменты могут быть использованы для решения традиционных задач по обработке снимков, например преобразования многозонального снимка в растр, показывающий распространение лесов, различных типов почв, застроенных территорий, сельскохозяйственных земель.

Классификация
Эта функция выполняет замену значений ячеек другими значениями, что может быть использовано для группировки значений ячеек, например, для объединения всех видов леса в один класс; для переклассификации значений по общей шкале, например, для анализа пригодности и т.д.

В версии ArcGIS  также появилась новая панель инструментов Image Classification со следующими возможностями:

Интерактивное создание и редактирование обучающих выборок;
Диалог Manager для управления классами и обучающими выборками;
Три новых окна для работы с обучающими выборками:
Гистограмма
График рассеяния
Статистика
Доступ к инструментам многомерной статистики Растровый калькулятор и Алгебра карт
Растровый калькулятор — мощный инструмент для вычислений, поддерживающий многочисленные операторы и функции, запросы выборки, а также синтаксис алгебры карт. Входными данными могут быть растровые слои, шейп-файлы, таблицы, константы и числа. Математические операторы представлены арифметическими, булевыми операторами и операторами отношений (включая также поразрядные и комбинаторные); математические функции представлены арифметическими, тригонометрическими, логарифмическими и степенными функциями, а алгебра карт позволяет производить операции типа вычисления уклона или статистических характеристик ячеек для нескольких растровых слоев. Вы можете использовать калькулятор растров, например, для моделирования какого-либо процесса или для создания карты пригодности путем классификации входных данных по шкале пригодности от 1 до 10 и затем сложении полученных растров с соответствующими весовыми коэффициентами.


Рис. 8. Вычисления с помощью растрового калькулятора

Конвертация
Если для анализа требуется растровый тип данных, вы можете при помощи Spatial Analyst конвертировать векторные данные в растр. Также возможно обратное преобразование.

Spatial Analyst поддерживает все векторные форматы, которые по умолчанию читаются ArcGIS Desktop — классы базы геоданных, шейп-файлы, покрытия ArcInfo, данные CAD, VPF, а также растровые форматы, в том числе цифровые модели USGS DEM и DTED.

Разработка с использованием Spatial Analyst
Функции Spatial Analyst можно использовать для разработки приложений и собственных модулей, расширяющих функциональность ArcGIS Desktop. Библиотеки с интерфейсом доступа к инструментарию Spatial Analyst доступны для использования в Visual Basic (VB), .Net, C++, Java и Python. Будучи созданными, пользовательские инструменты и модели могут быть интегрированы в интерфейс ArcGIS Desktop и предоставлены другим пользователям.

Возможности разработки включают:

Пользовательские аналитические функции;
Пользовательские библиотеки DLL и исполняемые файлы EXE
Поддержка новых форматов данных
ArcGIS Spatial Analyst также доступен в качестве модуля расширения для ArcGIS for Server и ArcGIS Engine.
Мы здесь
start@ing-tv.ru
+7(950) 402-03-19
+7(391) 231-25-60
 
Инженерные сети
Расчетные САПР
Программы SoftHVAC
Энергоэффективност
GeoSolution

Copyright Weißes Meer © 2017