ژئوپردازش و ابزارهای GIS

این ابزارهای ضروری ژئوپردازش را بیاموزید

بنابراین شما می خواهید مانند یک استاد GIS به پردازش جغرافیایی بپردازید، درست است؟ خوب، این 7 ابزار geoprocessing همیشه در صدر جدول در لیست بازدید استاد GIS قرار دارند. آنها نان و کره ما هستند .

از کلیپ تا بافر، اصول اولیه پردازش داده های GIS را خواهید آموخت . و درک بهتری خواهید داشت که چگونه ما از این ابزارهای GIS برای کاربردهای دنیای واقعی در GIS استفاده می کنیم.

از کدام ابزارهای geoprocessing در نرم افزارهای GIS مانند ArcGIS و QGIS بیشتر استفاده می کنیم؟ برای تازه کارها در GIS، توصیه می کنیم این 7 ابزار پردازش GIS را مانند پشت دست خود یاد بگیرید.

برای شروع آماده اید؟

ابزار بافر

شعاع جستجوی IDW

بافرها توابع مجاورتی هستند. هنگامی که از این ابزار ژئوپردازش استفاده می کنید، یک چند ضلعی در فاصله مشخصی پیرامون ویژگی ها ایجاد می کند.

به عنوان مثال، بافر چند ضلعی یا مجموعه ای از سلول ها است که در مجاورت مشخصی از مجموعه ای از ویژگی ها قرار دارند.

ابزار بافر می تواند فواصل ثابت و متغیری داشته باشد. همچنین، آنها را می توان روی geodesic تنظیم کرد که انحنای زمین را به حساب می آورد.

مثال بافر – منطقه ممنوعه چرنوبیل

چرنوبیل بدترین فاجعه هسته ای در تاریخ بشر است. در مدت زمان کوتاهی صدها برابر هیروشیما تشعشعات منتشر کرد. همچنین، یکی از تنها دو طبقه بندی شده به عنوان رویداد سطح 7 (حداکثر طبقه بندی) است. پوشش گیاهی اطراف ایزوتوپ های رادیواکتیو را جذب کرد و در عرض یک هفته پس از انفجار مرد.

در نتیجه سموم کشنده منتشر شده در جو، خدمه ایمنی یک بافر 2600 کیلومتر مربعی در اطراف نیروگاه هسته ای اعلام کردند. تا به امروز، این منطقه حائل همچنان پابرجاست و به آن منطقه محرومیت چرنوبیل می گویند. 30 سال بعد، درختان قهوه ای مایل به قرمز باقی می مانند. تخمین زده می شود که 9000 تا 93000 مرگ و میر در سراسر اروپا وجود دارد. و منطقه محرومیت هنوز به قوت خود باقی است.

نکته داستان این است که اگر ArcGIS در آن زمان وجود داشت، آنها می توانستند ابزار geoprocessing بافر را اجرا کنند. از زمان انفجار، ماهواره‌هایی مانند SPOT منطقه ممنوعه چرنوبیل را به دلیل محدودیت‌های آن رصد می‌کنند.

ابزار کلیپ

ابزار کلیپ

ابزار clip یک تابع همپوشانی است که یک لایه ورودی را با وسعت یک مرز مشخصه مشخص شده برش می دهد. نتیجه این ابزار یک لایه خروجی جدید بریده شده است.

اگر می توانید یک کاتر کوکی را به تصویر بکشید، مانند استفاده از ابزار گیره است. و حکاکی بردارها و رسترها یکی از رایج ترین عملیات در GIS است.

برای برش داده ها، به نقاط، خطوط یا چند ضلعی ها به عنوان ورودی و چند ضلعی به عنوان وسعت برش نیاز دارید. داده های حفظ شده نتیجه یک کلیپ است.

نمونه کلیپ – کنده کاری فلوریدا

نام مستعار فلوریدا ایالت آفتابی است. شما حتی می توانید Sunshine State را در پلاک آنها پیدا کنید. اما فلوریدا واقعاً چقدر آفتاب دریافت می کند؟

به نظر می رسد که تابش افقی جهانی (GHI) معیار خوبی برای تابش خورشیدی ورودی است. بنابراین اگر می خواهید یک پنل خورشیدی نصب کنید، GHI مجموعه داده توصیه شده است.

اگر GHI را به مرز ایالت فلوریدا بچسبانید، واقعاً می توانید متوجه شوید که فلوریدا واقعاً چقدر آفتاب می گیرد. وقتی GHI را بریده می کنیم، می توانیم آن را به نقشه اضافه کنیم و حتی میانگین مقادیر GHI را خلاصه کنیم.

ابزار ادغام

ابزار ادغام مجموعه داده هایی را که نوع داده یکسانی هستند (نقاط، خطوط یا چند ضلعی) ترکیب می کند. هنگامی که ابزار ادغام را اجرا می کنید، داده های حاصل در یکی ادغام می شوند.

مشابه ابزار clip، ما به طور منظم از ابزار ادغام استفاده می کنیم. برای ادغام، مجموعه داده ها باید از یک نوع باشند. به عنوان مثال، شما نمی توانید نقاط و چند ضلعی ها را در یک مجموعه داده ادغام کنید.

ابزار ادغام

مثال ادغام – ادغام سوپرمارکت

به عنوان مثال، اگر دو غول فروشگاه های مواد غذایی مانند Ahold NV و Delhaize Group بخواهند 6500 فروشگاه خود را ترکیب کنند، می توانیم از ابزار ادغام استفاده کنیم.

در این مورد، ما دو مجموعه داده موجود از هر دو شرکت داریم. ادغام بین دو فروشگاه مواد غذایی در یک شرکت – Ahold Delhaize – به این معنی است که همه فروشگاه های مواد غذایی در یک مجموعه داده واحد ترکیب می شوند. وقتی فروشگاه‌های مواد غذایی (امتیاز) هر دو شرکت را ترکیب می‌کنید، همه آنها به یک مجموعه داده نهایی ختم می‌شوند.

سوال: ادغام برای الحاق چگونه متفاوت است؟
ابزار ضمیمه به این معنی است که شما در حال اضافه کردن داده‌ها به مجموعه داده‌های موجود هستید. اما ادغام به این معنی است که شما دو مجموعه داده موجود را می گیرید و آنها را برای ایجاد یک مجموعه داده ادغام شده جدید ترکیب می کنید.

ابزار Dissolve

ابزار dissolve مرزها را بر اساس مقادیر مشخصه مشترک یکسان می کند. به عبارت دیگر، در صورتی که همسایگان دارای ویژگی های یکسان باشند، مرزهای همسایه را ادغام می کند.

به عنوان مثال، اگر می خواهید مرزهای کشورها را حذف کنید تا یک قاره تشکیل شود، ابزار dissolve ابزاری برای استفاده است. اما برای هر کشور و قاره ای که به آن تعلق دارد به یک ویژگی نیاز دارید.

ابزار حل کردن

نمونه کشورهای متحد کننده را منحل کنید

آلمان ، یمن ، تانزانیا و ویتنام در چه چیزی مشترک هستند؟ همه آنها نمونه ای از دو کشور هستند که مرزهای خود را منحل کرده و برای تشکیل یکی متحد می شوند. اتحاد کشور یک اتفاق نادر است. اما حل کردن مرزها در GIS نیست.

آلمان غربی + آلمان شرقی = آلمان
ویتنام شمالی + ویتنام جنوبی = ویتنام

ابزار geoprocessing dissolve مرزها را پاک می کند و آنها را در یک واحد متحد می کند. هنگامی که هر کشور نام قاره خود را در جدول ویژگی ها دارد، می توانید ابزار dissolve را برای متحد کردن مرزها در قاره ها اجرا کنید.

بیش از 25 سال پیش، دیوار برلین که شرق و غرب را تقسیم می کرد، از بین رفت. شرق و غرب دیوارهای خود را در یک کشور منحل کردند.

ابزار Intersect

ابزار intersect بسیار شبیه به ابزار clip است زیرا وسعت ویژگی های ورودی خروجی را مشخص می کند. تنها استثنا این است که ویژگی ها را از تمام مجموعه های داده ای که در خروجی روی یکدیگر همپوشانی دارند، حفظ می کند.

ابزار intersect یک همپوشانی هندسی انجام می دهد. تمام ویژگی‌هایی که در همه لایه‌ها همپوشانی دارند، بخشی از کلاس ویژگی خروجی خواهند بود – ویژگی‌ها حفظ می‌شوند.

چند ورودی اضافه کنید این ابزار انواع مختلف داده (نقاط، خطوط و چند ضلعی) را می پذیرد. هنگامی که ویژگی ها با یکدیگر همپوشانی دارند، در خروجی قرار می گیرند. ابزار intersect مقادیر مشخصه ها را در هر دو لایه ورودی حفظ می کند.

نکته حرفه ای : ابزار Intersect Tool را روی یک ویژگی اجرا کنید و می توانید همپوشانی ها را پیدا کنید.

ابزار تقاطع

تقاطع مثال ایجاد جداول محوری

عضو شورای شهر از تحلیلگر GIS پرسید: «در مناطق الف، ب و ج چند آپارتمان، کانکس و خانه داریم؟ یک جدول محوری برای من ایجاد کنید.”

به جای اجرای یک کلیپ، اجرای یک تقاطع مفید خواهد بود. چرا؟ زیرا ما ویژگی ها را از هر دو مجموعه داده ورودی حفظ می کنیم. شما به نوع ساختمان از لایه سکونت نیاز دارید. شما به شناسه حوزه از لایه مسکونی نیاز دارید.

وقتی ابزار Intersect را با لایه‌های مسکونی و مسکونی اجرا می‌کنید، خروجی تمام نقاطی را خواهد داشت که برای هر ناحیه با هم همپوشانی دارند. مهمتر از همه، نوع مسکن و شناسه حوزه را حفظ می کند.

تمام ردیف ها را انتخاب کنید. روی Ctrl-C در ArcGIS و سپس Ctrl-V در اکسل کلیک کنید. در اکسل، تمام سلول ها را از جداول خود انتخاب کنید و یک جدول محوری را وارد کنید.

نکته حرفه ای:  ابزار تقاطع جدول  را در ArcGIS اجرا کنید .

تفاوت بین ابزار clip و ابزار intersect چیست؟
تفاوت اصلی ویژگی های حاصل است. هنگامی که ابزار کلیپ را اجرا می کنید، فقط ویژگی های ویژگی های ورودی در خروجی قرار می گیرند. وقتی از ابزار intersect استفاده می کنید، ویژگی های همه ویژگی ها در خروجی قرار می گیرند.

ابزار اتحادیه

برخی می گویند ابزار اتحادیه باید با یک بطری آنتی اسید همراه باشد. ابزار اتحادیه شهرت بدی پیدا می کند زیرا ویژگی های زیادی ایجاد می کند. ابزار اتحاد تمامی مرزها و ویژگی های ویژگی های ورودی را در کلاس ویژگی خروجی حفظ می کند.

پس از اجرای این ابزار پردازش جغرافیایی، به خصوص زمانی که همپوشانی های بیشتری وجود داشته باشد، کمی آشفته می شود. اما واقعا آنقدرها هم بد نیست. ابزار Union به صورت فضایی دو لایه داده را ترکیب می کند. ویژگی های هر دو لایه را به یک اندازه حفظ می کند.

تعداد ویژگی های ابزار اتحادیه

اتحاد مثال شکل های اساسی

در این مثال یک دایره و مربع داریم که همپوشانی دارند. دایره یک رکورد واحد و مربع یک رکورد واحد است.

هنگامی که یک اتحاد را روی این دو ویژگی اجرا می کنید، 3 رکورد ایجاد می کند – دایره اصلی، مربع اصلی و قسمت همپوشانی.

اتحادیه ها به ویژه در کاربردهای مناسب مفید بوده اند، زیرا می توانید بفهمید که در کجای انواع زیستگاه های مختلف همپوشانی دارند.

ابزار پاک کردن (تفاوت).

من ابزار پاک کردن را دوست دارم زیرا پاک کردن چیزها همیشه مفید است! لایه ورودی همان چیزی است که پاک می شود. ویژگی پاک کردن مشخص می کند که چه چیزی پاک شود. به همین سادگی.

ابزار پاک کردن ویژگی هایی را که با ویژگی های پاک کردن همپوشانی دارند حذف می کند. این ابزار geoprocessing بخش‌هایی از ویژگی‌های ورودی را که خارج از محدوده ویژگی‌های پاک کردن قرار دارند، حفظ می‌کند. نتیجه یک ویژگی جدید است که وسعت ویژگی پاک کردن حذف شده است.

پاک کردن ابزار سه بعدی

پاک کردن مثال – پاک کردن سوختگی جنگل

90 درصد آتش سوزی ها توسط انسان ها آغاز می شود. صاعقه 100000 بار در روز به زمین برخورد می کند. 10 تا 20 درصد از این صاعقه ها می تواند باعث آتش سوزی در جنگل ها شود.

مهم نیست که چگونه آن را برش می دهید، آتش سوزی جنگل ها همیشه در جایی روی زمین اتفاق می افتد. بوم شناسان باید بدانند که چقدر زیستگاه مناسب در چشم انداز وجود دارد.

هنگامی که آتش سوزی جنگلی را در جنگل می شکند، می توانید ابزار پاک کردن را اجرا کنید زیرا این توده های جنگلی دیگر وجود ندارند. آنها دیگر زیستگاه مناسبی برای گونه های خاص نیستند. آن مناطق را با چند ضلعی های آتش سوزی و BOOM پاک کنید، وسعت زیستگاه به روز شده ای دارید.

شما آماده هستید تا چرخ‌های آموزشی ژئوپردازش را خاموش کنید

ما 7 ابزار بزرگ ژئوپردازش را بررسی کردیم .

اینها آنقدر رایج هستند که ArcGIS و QGIS آنها را برای دسترسی آسان به منوهای کشویی اضافه کرده اند.

هنگامی که این 7 ابزار ژئوپردازش را یاد می گیرید، پایه خوبی از مهارت های GIS ایجاد می کنید. علاوه بر این، شما یک قدم به تبدیل شدن به یک استاد GIS نزدیکتر شده اید.

اما در واقعیت، هزاران ابزار ژئوپردازش وجود دارد. در بخش تجزیه و تحلیل GIS ما ، مکان خوبی برای شروع است. همچنین، نقشه تحلیل فضایی Esri را برای نمونه‌های بیشتر در دنیای واقعی از پردازش GIS بررسی کنید.