Địa lý - Chương 5: Phân tích không gian

Chương 5 PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN Là chức năng quan trọng của GIS, tập hợp các kỹ thuật phân tích áp dụng cho dữ liệu không gian. Để trả lời các câu hỏi liên quan đến thế giới thực: tình trạng hiện tại của các đối tượng, sự thay đổi và khuynh hướng thay đổi của chúng trong tương lai,... Tùy theo tính chất phức tạp của câu hỏi mà các phép phân tích không gian có thể chỉ ở mức độ đơn giản hoặc là những mô hình phức tạp. Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.1. GIỚI THIỆU  Các hình thức phân tích không gian  Phân tích lân cận (Proximity)  Phân tích chồng lớp (Map Overlay)  Phân tích trích lọc đối tượng (Extraction)  Phân tích mạng (Network)  Thống kê không gian (Spatial Statistics)  Mã địa hóa (Geocoding) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.1. GIỚI THIỆU  Quy trình phân tích không gian:  Đặt vấn đề  Chuẩn bị dữ liệu để phân tích không gian  Thực hiện các thao tác dựa trên quan hệ không gian  Chuẩn bị dữ liệu để phân tích thuộc tính  Thực hiện phân tích thuộc tính  Đánh giá kết quả  Xác định lại yêu cầu, thực hiện phân tích lại (nếu cần)  Trình bày kết quả Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.2. ĐO LƯỜNG KHÔNG GIAN Tất cả các phần mềm GIS đều hỗ trợ công cụ để đo đạc các đối tượng không gian: tính tọa độ, đo chiều dài, chu vi, diện tích, tính khoảng cách giữa hai đối tượng, tìm tâm của đối tượng (vùng) Độ chính xác của kết quả đo đạc phụ thuộc vào: độ chính xác của việc số hóa, biên vẽ đối tượng không gian, hệ tọa độ đang áp dụng cho bản đồ và tỷ lệ bản đồ. Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.2. ĐO LƯỜNG KHÔNG GIAN - Xác định chiều dài/diện tích của đối tượng: áp dụng cho đối tượng đường, vùng. Ví dụ 1: xác định diện tích của huyện Cao Lãnh; chiều dài của Quốc lộ 30? Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.2. ĐO LƯỜNG KHÔNG GIAN - Đo khoảng cách: giữa các điểm, từ điểm đến vùng hoặc ranh giới vùng. Ví dụ: Tính khoảng cách theo đường chim bay giữa thị trấn Tràm Chim và thị trấn Mỹ An? Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Truy vấn không gian là sử dụng các quan hệ topology giữa các đối tượng không gian: intersect, cross, overlap,để tìm kiếm các đối tượng không gian. Hầu hết các phần mềm GIS đều hỗ trợ các công cụ để truy vấn không gian, tùy theo giá thành bản quyền thì khả năng truy vấn và mức độ sử dụng khác nhau. Kết hợp các toán tử, so sánh, logic,..để truy vấn dữ liệu thuộc tính Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Ví dụ: cho 3 lớp đối tượng ở dạng shapefile - cities: lớp đối tượng điểm, lưu thông tin về các thành phố trên thế giới. - rivers: lớp đối tượng đường, lưu thông tin về các sông lớn trên thế giới. - country: lớp đối tượng vùng, lưu thông tin về các quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới. Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Lớp cities (dữ liệu không gian) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Lớp cities (dữ liệu thuộc tính) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Lớp rivers (dữ liệu không gian) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Lớp rivers (dữ liệu thuộc tính) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Lớp country(dữ liệu không gian) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN Lớp country (dữ liệu thuộc tính) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN - Quan hệ “intersect”: tìm các quốc gia có sông Mekong chảy qua. Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN - Quan hệ “are within distance of” (nằm trong phạm vi): liệt kê các thành phố nằm gần sông Mekong trong phạm vi 5km. Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN - Quan hệ “touch the boudary of” (chung ranh giới): tìm các nước tiếp giáp với Việt Nam. Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.3. TRUY VẤN KHÔNG GIAN - Quan hệ “within/contain” (nằm trong hoặc chứa): tìm tất cả các thành phố ở Việt Nam? Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.5. TẠO VÙNG ĐỆM (BUFFER) - Tạo buffer (vùng đệm) áp dụng cho các đối tượng: điểm, đường, vùng. Vùng đệm được tạo ra bởi bán kính cho trước. - Ứng dụng cho các câu hỏi về khoảng cách Buffer 50 m Buffer 100 m, không loại phần trùng lắp Buffer với giá trị từ bảng thuộc tính Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.5. TẠO VÙNG ĐỆM (BUFFER) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) - Là phương pháp thường được dùng nhất trong liên kết dữ liệu không gian. - Nguyên tắc:  Chồng các lớp dạng điểm lên lớp dạng vùng;  Chồng lớp dạng đường lên lớp dạng vùng;  Chồng lớp dạng vùng lên lớp dạng vùng. Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Được vận dụng khi cần trả lời những câu hỏi:  Loại đất nào thích hợp cho việc trồng lúa;  Những tỉnh nào của Việt Nam có vị trí tiếp giáp với biển Đông;  Đường quốc lộ 80 đi qua những tỉnh, thành nào ở Việt Nam?  Tìm vị trí thích hợp nhất để đặt nhà máy xử lý rác thải ở trung tâm thành phố Cao Lãnh?  Định giá của thửa đất dựa trên mối quan hệ với đường giao thông và các yếu tố khác Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Lớp nguồn Lớp overlay Lớp kết quả thừa hưởng thuộc tính của lớp overlay Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Các công cụ chồng lớp bản đồ: - Nhóm công cụ Extract: Clip, Split. - Nhóm công cụ Overlay: Erase, Identity, Intersect, Symmetrical Difference, Union, Update. - Nhóm công cụ Generalization: Dissolve. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Extract: CLIP: cắt đối tượng gốc dựa trên vùng cắt. Extracts those features or portions of features from an input feature class that overlap with a clip feature class. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Extract: SPLIT: chia đối tượng lớn thành nhiều đối tượng nhỏ. The spatial extraction of features by clipping portions of the input feature class into multiple feature classes. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Overlay: ERASE: xóa đối tượng tại vùng cần xóa. This tool creates a feature class from those features or portions of features outside the erase feature class. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Overlay: IDENTITY: giữ đối tượng gốc và phần chung với đối tượng identity. This tool creates a feature class from those features or portions of features outside the erase feature class. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Overlay: INTERSECT: đối tượng mới được tạo nên dựa trên phần chung giữa hai đối tượng. This tool builds a new feature class from the intersecting features common in both feature classes. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Overlay: UNION: hợp hai đối tượng, đối tượng mới được tạo nên bởi cả hai đối tượng ban đầu (bao gồm phần không gian và thuộc tính). This tool builds a new feature class by combining the features and attributes of each feature class. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Overlay: SYMMETRICAL DIFFERENCE: tạo đối tượng mới không thuộc phần chung giữa hai đối tượng. This tool creates a feature class from those features or portions of features that are not common to any of the other inputs. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Nhóm công cụ Overlay: UPDATE: cập nhật không gian và thuộc tính cho đối tượng input dựa trên đối tượng cập nhật. This tool updates the attributes and geometry of an input feature class or layer by the Update feature class or layer that they overlap. 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY) Biên soạn: Ths.GV. Phạm Thế Hùng Công cụ Generalization: DISSOLVE: gộp nhóm những đối tượng giống nhau dựa trên thuộc tính 5.5. CHỒNG LỚP BẢN ĐỒ (OVERLAY)