GIS-baserad analys. GIS-baserad analys. 1. Grundläggande sökning. Analysmetoder i vektor-gis. GIS-baserad analys: analysera (med modell)

Transkript

1 Funktioner i ett informationssystem Geografisk analys Bearbet ning Lagring Analys Datafångst Presentation Kap. 9 & Analysprocessen GIS-baserad analys Definiera uppgiften - formulera frågan Förstå dina data Välj en analysmetod Analysera Granska resultatet Presentera formulera frågor samla in data bearbeta data analysera sammanställa Var bör radiomaster placeras för att ge bäst täckning? Hur bör farligt gods dirigeras med hänsyn till riskerna? Är det lönsamt att bygga ut fjärrvärmen i en stadsdel? 3 5 GIS-baserad analys GIS-baserad analys formulera frågor samla in data bearbeta data analysera sammanställa befintliga digitala kartor register med statistik befintliga mätresultat digitalisering egna mätningar av t ex trafik formulera frågor samla in data bearbeta data analysera sammanställa Geokodning av register framställning av GIS-skikt byte av referenssystem skapa topologi där så behövs rättning av fel 6 7 1

2 GIS-baserad analys GIS-baserad analys: analysera (med modell) formulera frågor samla in data bearbeta data analysera sammanställa Olika metoder finns Kan ske med hjälp av en analysmodell Alla arbetsmoment definieras i förväg och sen körs hela modellen på en gång 8 9 GIS-baserad analys Olika typer av analysmetoder formulera frågor samla in data bearbeta data analysera sammanställa tematiska kartor diagram tabeller med den sökta informationen beräkningsresultat Datastruktur Vektorstruktur - analys baserad på objekt Rasterstruktur (rutnätsstruktur) - analys av ytor (Bildstruktur bildanalys-tekniker) Komplexitet Grundläggande metoder Avancerade metoder (kan göras med basversionen av ArcGIS (kräver speciella tilläggsprogram) Vektor-GIS Raster-GIS Analysmetoder i vektor-gis 1. Grundläggande sökning Grundläggande grundläggande sökning geometriska operationer distansoperationer överlagringsanalys Avancerade nätverksanalys geostatistisk analys analyser via höjdmodell m fl 12 Grundläggande sökning bygger på koppling mellan den geometriska databasen och attributdatabasen Sökning i attributdata och presentation mha. geometriska data (Var bor X?) Sökning i geometriska datan och presentation mha. attributdatan (Vem bor där?) Sökning och presentation utifrån geometriska databasen (Hur många hus finns inom X meter från sjön?) 13 2

3 1. Grundläggande sökning (via geometri eller attribut) 2. Geometriska operationer Beräkning av avstånd och areor Finna korsning mellan två linjer Finna den polygon som skärs av en linje Finna objekt inuti en polygon Geometriska operationer: avstånd 2. Exempel på en geometrisk operation Select by graphics - ett verktyg i ArcMap Euklidiskt avstånd Manhattanavstånd Avstånd i nätverk Topografiskt avstånd Sfäriskt avstånd En annan geometrisk operation: select by location - verktyget Geometriska operationer: beräkning av area X Y Punktnr eller n (n) eller 0 5 (n) eller eller n Beräkningarna på tavlan Ringen är en polygon

4 3. Distansoperationer Skilj på buffertzoner från punkter linjer polygoner 4. Överlagring: vad finns inom (eller korsar) en yta? Rita skikten ovanpå varandra och tolka Gör ett geografiskt urval (select by location) och summera intressanta attributvärden Förena attributvärden med hjälp av läge (spatial join) Gör en överlagring, dvs. lägg ihop skikt geometriskt (overlay analysis) (Bra figurer i boken, ) Överlagring 1 polygon och polygon 2 linjer och polygoner 3 punkter och polygoner Variant nr 1: Två polygoner Variant nr 2. Linjer och polygoner Överlagring mellan polygonskiktet Skånes kommuner och linjeskiktet Skånes allmänna vägar Nätverksanalys Variant nr 3. Punkter och polygoner Överlagring mellan punktskiktet byggnader och polygonskiktet fastigheter Resultat: till punktskiktets tabell läggs attributen från polygonskiktets (fastighet) tabell 24 Användningsområden: Beräkning av kortaste vägen Optimering av resrutt vid flera mål Konsekvensanalys (vad händer om gatan eller ledningen stängs av?) Vilken zon täcks inom x minuter? 25 4

5 Nätverksanalys (2) Med ArcGIS Network Analyst kan du ta fram: Körtidsanalyser Punkt-till-punkt ruttning Körinstruktioner Service yta Kortaste vägen Optimala rutten Närmaste facilitet 26 Topologi Används vid analyser av typen ligger inuti, förbinder, gränsar till, etc 27 Nätverksanalys kräver vektordata med linjetopologi (struktur med noder och länkar) B 3 C 4 Analysmetoder i vektor-gis Grundläggande Avancerade 1 A 2 D 5 grundläggande sökning geometriska operationer distansoperationer överlagringsanalys nätverksanalys geostatistisk analys analyser via höjdmodell m fl Analysmetoder i raster-gis 1. Grundläggande geometriska operationer Grundläggande grundläggande geometriska op. cellvisa operationer ytbaserade operationer filteroperationer distansoperationer Avancerade beräkning av friktionsytor interpolering geostatistisk analys analys av terrängmodeller Beräkna avstånd Beräkna polygonareor Summera antalet celler i polygonen och multiplicera med cellstorleken

6 2. Cellvisa operationer (varianter) Cellvisa operationer: Matematiska operationer matematiska operationer klassindelningar överlagringsoperationer logiska operationer Utförs med rasterkalkylatorn i ArcMap Befolkningstäthet i Karlskrona Cellstorlek 250x250 m Cellvisa operationer: Klassindelningar Cellvisa operationer: Överlagringsoperationer Cellvisa operationer: Logiska operationer 3. Ytbaserade operationer Kallas även regionoperationer Analyserar egenskaper för grupper av celler, inte för enskilda celler Beräkning av polygoners egenskaper, t ex medelhöjd Verktyget zonal statistics i ArcMap

7 Ytbaserade operationer (2) 4. Filteroperationer Mkr/cell personer/cell Kommun kkr/person och kommun Kallas också grannskapsoperationer En filteroperation kan även kallas faltning Syfte göra en yta jämnare genom att ta bort småytor Filterstorlek (filterfönster) 3 x 3 celler, 5 x 5 celler, etc Distansoperationer Beräkningar av avstånd från en viss cell till alla andra celler Resultatet blir ett slags buffertzoner 5. Distansoperationer (2) För distansberäkningar skapas en så kallad framräknad avståndsmatris Avstånden i matrisen multipliceras sedan med cellstorleken Friktionsytor: mer avancerad rasteranalys På tavlan Friktionsytor i raster Billigaste väg i vektor (Visar en av dom ) Fel och osäkerhet Noggrannhet: i vilken utsträckning mätningar eller uppskattningar överensstämmer med verkligheten. Precision: hur stor spridningen är mellan enskilda mätningar eller uppskattningar. Upplösning: detaljeringsgrad av läge, form eller attribut för ett karterat objekt

8 Noggrannhet vs. precision Hög precision Låg noggrannhet Noggrannhet i GIS Tematisk noggrannhet Lägesnoggrannhet Temporal noggrannhet Definitionsnoggrannhet Låg precision Hög noggrannhet Hög precision Hög noggrannhet Tematisk noggrannhet Tematisk upplösning, påverkar tematisk noggrannhet Hur nära verkligheten den tematiska klassificeringen är. Fel kan vara mätfel, tolkningsfel, fel i instrumentkalibrering. Williams Fields Corn Soybeans North Fields alfalfa hay corn grass hay Beef Fields Corn brome/clover brome/switch Sheep Fields alfalfa birdfoot trefoil bromegrass Horse pastures blue/bromegrass bluegrass bromegrass grass N Williams Fields Row Crop North Fields forage row crop Beef Fields Pasture Pasture, rotatio Row Crop Sheep Fields pasture Horse pastures Pasture Pasture/projects N Miles Miles Många olika tematiska typer eller klasser, t.ex. olika grödor. Hög upplösning. Få tematiska typer, t.ex. åker, vall, betesmark. Låg upplösning. 47 Lägesnoggrannhet Avser noggrannhet i lägesangivelsen för ett objekt (X, Y, Z). Fel kan vara både slumpmässiga och systematiska. Geometrisk upplösning, påverkar lägesnoggrannhet Detaljerad form på ytorna/objekten hög geometrisk upplösning. Generaliserad form på ytorna/objekten låg geometrisk upplösning

9 Temporal noggrannhet Definitionsnoggrannhet Hur korrekt tidsangivelsen är för en datamängd. Syftar ibland på aktualitet. Om flera datakällor används: är alla från samma tid? (relevanta, aktuella) Hur konsekventa, logiska och fullständiga är tabellerna för lagring av data. Är alla tabellceller ifyllda; är kopplingar mellan tabeller rätt; numeriskt eller text? Är alla databaser (eller tabeller) sammankopplade på rätt sätt? Är alla databaser fullständiga? Analysexempel 1 Analysexempel 1: beskärning av ursprungligt område Mål: Hitta ett lämpligt område för att anlägga en golfbana Analysexempel 1: ytterligare beskärning av området Analysexempel 2 Ett GIS-baserat system för tidningsdistribution Ger rättvisa distrikt genom geografisk balansering och optimalt vägval Mål: Minskad sträcka för bud Färre antal distrikt Rättvisare distrikt Flexibel distriktsplanering Bättre effektivitet

10 Analysexempel 2: Hur fördela området? Analysexempel 2: Applikation ArcMap med Network analyst Analysexempel 2: Resultat 58 10