Bài giảng GIS đại cương: Chương 5 - Nguyễn Duy Liêm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1 MB, 48 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MƠI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN
BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN
1
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Nội dung
Phân tích đơn lớp
Đo lường:
Khoảng cách, chiều dài, chu vi
Diện tích
Xử lý vùng ranh:
Bên trong: Hịa tan (Dissolve),
Loại bỏ (Eliminate)
Bên ngoài: thu hẹp (Cắt- Clip,
Chia- Split), mở rộng (Nối- Merge,
Tạo vùng đệm- Buffer)
Phân tích đa lớp
Chồng lớp
Giao nhau (Intersect)
Kết hợp (Union)
Xóa (Difference)
Khác biệt hình học (Symmetrical
Difference)
2
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Đo lường chiều dài
Mơ
hình vector
Khoảng
cách/ chiều dài
(Euclidean):
𝒏−𝟏
𝑳=
𝒙𝒊+𝟏 − 𝒙𝒊
𝟐
+ (𝒚𝒊+𝟏 − 𝒚𝒊 )𝟐
𝒊=𝟏
Với: n là tổng số điểm của các
đoạn thẳng
Chu
vi:
Tính chu vi tam giác ABC?
x
4●
𝒏
𝑷=
Tính khoảng cách từ A đến B?
Tính chiều dài đoạn ABC?
𝒙𝒊+𝟏 − 𝒙𝒊
𝟐
+ (𝒚𝒊+𝟏 − 𝒚𝒊 )𝟐
𝒊=𝟏
Với: n là tổng số đỉnh của đa
giác (n ≥ 3; xn+1 = x1; yn+1 = y1)
3● +A
2● (3, 1)
1●
●
1
●
2
+B
(4, 4)
+C (1, 3)
● ●
y
3 4
3
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Đo lường chiều dài
Mơ
hình raster
Khoảng
cách/ chiều dài
(Euclidean):
𝒏−𝟏
𝑳=𝒅
𝒊=𝟏
Tính khoảng cách từ A đến B?
𝒉𝒊+𝟏 − 𝒉𝒊 𝟐 + (𝒄𝒊+𝟏 − 𝒄𝒊 )𝟐 Tính chu vi khối C (5 pixel)?
Với: d là kích thước pixel, h là tọa
độ hàng, c là tọa độ cột, n là tổng
số pixel của các đoạn thẳng
Chu
vi:
𝑷=𝒅 ∗𝒏
Với: d là kích thước pixel, n là
tổng số cạnh pixel mà khối pixel
đi qua
x
4●
+A
3●
2●
1●
●
1
●
2
+B
C
●
3
●
4
y
4
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Đo lường diện tích
Mơ
hình vector
Diện
tích của đa giác bằng tổng diện tích đa giác tồn
phần trừ đi tổng diện tích đa giác nằm ngồi.
Cơng
thức tổng qt như sau:
𝒏
𝟏
𝑨 = 𝒙𝒊+𝟏 𝒚𝒊 − 𝒙𝒊 𝒚𝒊+𝟏
𝟐
𝒊=𝟏
Với: n là tổng số đỉnh của đa giác,
xn+1 = x1; yn+1 = y1
5
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Đo lường diện tích
Ví
dụ: Tính diện tích của đa giác [1234]
Gán
x1, x2, x3, x4 theo chiều kim đồng hồ, bắt đầu từ
đỉnh nằm ở góc trên bên trái của đa giác
Ứng
với x1, x2, x3, x4, xác định y1, y2, y3, y4 tương
ứng.
C1:
Diện tích [1234] = ½ [(x2y1 –
x1y2) + (x3y2 – x2y3) + (x4y3 – x3y4)
+ (x1y4 – x4y1)] = ½ [16 – 3 + 6 – 4 +
1 – 2 + 1 – 4] = ½ 11 = 11/2 (đvdt)
C2:
Diện tích [1234] = [x1.1.2.x2] –
[x1.4.3.x3] – [x3.3.2.x2] = ½ (4+3)3 –
1*1 – ½ (1+3)2 = 21/2 – 1 – 4 = 11/2
(đvdt)
6
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Đo lường diện tích
Mơ
hình raster
Diện
tích = Tổng số pixel * diện tích pixel = Số hàng x
số cột * kích thước pixel * kích thước pixel
Với kích thước pixel 10 m,
tính diện tích khối A, B?
7
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Bài tập 1
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng
khí và lượng mưa như hình vẽ.
Tính
chu vi, diện tích của từng giá trị trong lớp nhiệt độ khơng
khí?
Tính
chu vi, diện tích của từng giá trị trong lớp lượng mưa?
Lượng mưa (mm)
Nhiệt độ khơng khí (°C)
X
X
Y
Y
8
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Xử lý vùng ranh
Hịa tan (Dissolve)
FID
Shape
Màu sắc
0
Polygon
Lục
…
…
…
38
Polygon
Lục
39
Polygon
Lam
…
…
…
60
Polygon
Lam
61
Polygon
Tím
…
…
…
80
Polygon
Tím
81
Polygon
Vàng
…
…
…
98
Polygon
Vàng
FID
Shape
Màu sắc
0
Polygon
Lục
1
Polygon
Lam
2
Polygon
Tím
3
Polygon
Vàng
Số lớp đầu vào
Số lớp đầu ra
Khơng gian
Thuộc tính
1 (Điểm/ Đường/
Vùng)
1 (Điểm/ Đường/
Vùng)
Hợp nhất các đối tượng có cùng
thuộc tính chỉ định trong Input
Thuộc tính
hịa tan
10
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Ví dụ
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp khí hậu như hình
vẽ (gán nhãn theo FID). Hịa tan các đối tượng trong lớp
trên theo giá trị nhiệt độ.
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Khí hậu
0
1
X
2
FID
Shape
Nhiệt độ
(ºC)
Lượng mưa
(mm)
0
Polygon
33
1000
1
Polygon
34
1000
2
Polygon
34
1500
3
Polygon
35
2000
Y
11
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Phương pháp giải Hịa tan (Dissolve)
1.
Trong bảng thuộc tính: Xác định các hàng có cùng giá trị thuộc
tính Hịa tan FID 1 và 2 có cùng giá trị nhiệt độ là 34.
2.
Trên phần khơng gian: Xóa ranh giới tiếp giáp của các hàng đó,
giữ lại một nhãn FID đại diện Xóa bỏ cạnh chung của FID 1
và 2, giữ lại nhãn FID 1.
3.
Trong bảng thuộc tính: Xóa các hàng tương ứng với phần
khơng gian Xóa hàng ứng với FID 2, chỉ cịn lại FID 0, 1, 3.
Khơng gian
0
1
X
Y
Thuộc tính
FID
Shape
Nhiệt độ (ºC)
0
Polygon
33
1
Polygon
34
3
Polygon
35
12
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Bài tập 2
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp khí hậu như hình
vẽ (gán nhãn theo FID). Hịa tan các đối tượng trong lớp
trên theo giá trị lượng mưa.
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Khí hậu
0
1
X
2
FID
Shape
Nhiệt độ
(ºC)
Lượng mưa
(mm)
0
Polygon
33
1000
1
Polygon
34
1000
2
Polygon
34
1500
3
Polygon
35
2000
Y
14
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Xử lý vùng ranh
Loại bỏ (Eliminate)
Vùng
cần
loại bỏ
Vùng
cần
loại bỏ
Số lớp đầu vào Số lớp đầu ra
1 (Vùng)
1 (Vùng)
Khơng gian
Thuộc tính
Loại bỏ các đa giác bằng cách
gộp chúng vào đa giác lân cận
có diện tích lớn nhất hoặc biên
giới chung dài nhất (tùy theo
việc thiết lập)
Input
16
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Ví dụ
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng
khí như hình vẽ (gán nhãn theo FID). Loại bỏ đối tượng có
giá trị 35 trong lớp trên theo đối tượng lân cận có diện tích
lớn nhất.
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Nhiệt độ khơng khí (°C)
FID
Shape
Nhiệt độ
(ºC)
0
Polygon
33
1
Polygon
34
2
Polygon
34
3
Polygon
35
0
1
2
X
Y
17
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Phương pháp giải Loại bỏ (Eliminate)
1.
Trên phần không gian: Xác định các đối tượng tiếp giáp với đối tượng cần
Loại bỏ FID 1 và 2 tiếp giáp với đối tượng FID 3.
2.
Trên phần khơng gian: Tính diện tích/ chiều dài tiếp giáp của các đối tượng
tiếp giáp, xác định đối tượng mà đối tượng cần Loại bỏ sẽ được gộp vào
Diện tích của FID 1, 2 lần lượt là 1,5 và 2 m2 nên FID 3 sẽ được gộp vào FID 2.
3.
Trên phần khơng gian: Xóa ranh giới tiếp giáp của các đối tượng trên, bỏ
nhãn FID cần Loại bỏ Xóa bỏ cạnh chung của FID 2 và 3, bỏ nhãn FID 3.
4.
Trong bảng thuộc tính: Xóa các hàng tương ứng với phần khơng gian Xóa
hàng ứng với FID 3, chỉ cịn lại FID 0, 1, 2.
Thuộc tính
Khơng gian
FID
Shape
Nhiệt độ
(ºC)
0
Polygon
33
1
Polygon
34
2
Polygon
34
0
1
2
X
Y
18
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Bài tập 3
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng
khí như hình vẽ (gán nhãn theo FID). Loại bỏ đối tượng có
FID=1 trong lớp trên theo đối tượng lân cận có ranh giới
tiếp giáp dài nhất.
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Nhiệt độ khơng khí (°C)
FID
Shape
Nhiệt độ
(ºC)
0
Polygon
33
1
Polygon
34
2
Polygon
34
3
Polygon
35
0
1
2
X
Y
20
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Xử lý vùng ranh
Cắt (Clip)
INPUT 1
Số lớp đầu vào Số lớp đầu ra
2
- Input 1: Điểm/
Đường/ Vùng
- Input 2: Vùng
INPUT 2
Không gian
1 (Điểm/
Lấy phần thuộc Input 1 chồng
Đường/ Vùng)
lấn với Input 2
Thuộc tính
Input 1
22
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Ví dụ
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng
khí và lượng mưa như hình vẽ. Sử dụng lớp lượng mưa để
cắt lớp nhiệt độ khơng khí.
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Lượng mưa (mm)
Nhiệt độ khơng khí (°C)
X
X
Y
Y
23
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Phương pháp giải Cắt (Clip)
1.
Dựa theo đề bài, xác định Input 1 (cần cắt), Input 2 (dùng để cắt).
Input 1: nhiệt độ khơng khí,
Input 2: lượng mưa.
2.
Trên phần khơng gian: Vẽ đường bao bên
ngoài của Input 2 lên Input 1.
Vẽ đường bao bên ngồi của lượng mưa
lên nhiệt độ khơng khí.
3.
Trên phần khơng gian: Xác định, đánh số FID
cho các đối tượng Output mà thuộc Input 1
chồng lấn với Input 2.
Đánh số FID 0, 1, 2 cho các đối tượng
Output.
4.
Đối với bảng thuộc tính: Tạo cột, điền giá trị
cho các đối tượng Output dựa trên đối chiếu
với Input 1.
Tạo 3 cột FID, Shape, Nhiệt độ với các giá trị
tương ứng.
24
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Bài tập 4
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng
khí và lượng mưa như hình vẽ. Sử dụng nhiệt độ khơng khí
để cắt lớp lượng mưa.
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Lượng mưa (mm)
Nhiệt độ khơng khí (°C)
X
X
Y
Y
26
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Xử lý vùng ranh
Chia (Split)
INPUT 1
Số lớp đầu vào
2
- Input 1: Điểm/
Đường/ Vùng
- Input 2: Vùng
INPUT 2
OUTPUT 1
OUTPUT 2
OUTPUT 3
OUTPUT 4
Số lớp đầu ra
Khơng gian
Thuộc tính
≥1
= Số vùng của lớp
Input 2 nằm trong
lớp Input 1
Chia cắt Input 1
theo ranh giới
của Input 2
Input 1
28
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Ví dụ
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng
khí và lượng mưa như hình vẽ. Sử dụng lớp lượng mưa để
chia lớp nhiệt độ khơng khí.
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Lượng mưa (mm)
Nhiệt độ khơng khí (°C)
X
X
Y
Y
29
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Phương pháp giải Chia (Split)
1.
Dựa theo đề bài, xác định Input 1 (cần chia), Input 2 (dùng để chia).
Input 1: nhiệt độ khơng khí,
Input 2: lượng mưa.
2.
Trên phần khơng gian: Vẽ Input 2 lên Input 1.
Vẽ lượng mưa lên nhiệt độ khơng khí.
3.
Trên phần khơng gian: Dùng từng đối tượng
của Input 2 cắt lần lượt Input 1, xác định,
đánh số FID cho các đối tượng Output mà thuộc Input 1 chồng lấn với
từng đối tượng của Input 2. Dùng từng đối tượng của lượng mưa
cắt lần lượt nhiệt độ khơng khí, tạo ra 2 Output với số FID 0, 1 như
hình dưới.
Output 1- Phần khơng gian
Output 2- Phần khơng gian
30
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Phương pháp giải Chia (Split)
4.
Đối với bảng thuộc tính: Tạo cột, điền giá trị cho các đối tượng thuộc
các Output dựa trên đối chiếu với Input 1.
Tạo 3 cột FID, Shape, Nhiệt độ với các giá trị tương ứng.
Output 1- Phần thuộc tính
Output 2- Phần thuộc tính
FID
Shape
Nhiệt độ (ºC)
FID
Shape
Nhiệt độ (ºC)
0
Polygon
33
0
Polygon
33
1
Polygon
34
1
Polygon
34
Output 1- Phần không gian
Output 2- Phần không gian
31
Copyright © 2021 |
Phân tích dữ liệu GIS
Bài tập 5
Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ khơng
khí và lượng mưa như hình vẽ. Sử dụng lớp nhiệt độ khơng
khí để chia lớp lượng mưa .
Hãy trình bày kết quả Output (khơng gian, thuộc tính)?
Lượng mưa (mm)
Nhiệt độ khơng khí (°C)
X
X
Y
Y
33
