DTM ako sDTM ako súčasť účasť GISGIS

(riešenie úloh v Idrisi 15.0)(riešenie úloh v Idrisi 15.0)

Gabriel Petříček, Juraj StrakaGabriel Petříček, Juraj Straka

Katedra kartografie, GIS a DPZKatedra kartografie, GIS a DPZ

Prírodovedecká fakulta UK, BratislavaPrírodovedecká fakulta UK, Bratislava

Idrisi 15.0 – The Andes Idrisi 15.0 – The Andes EditionEdition

►Komerčný softvérKomerčný softvér►Tvorca: Tvorca: Clarkove laboratóriá,Clarkove laboratóriá,

Clarkova univerzita, Worcester, Clarkova univerzita, Worcester, USAUSA

►Natívne pre Windows OSNatívne pre Windows OS►Užívateľsky príjemné GUIUžívateľsky príjemné GUI►Modulárny GISModulárny GIS►Podporuje rastre aj vektoryPodporuje rastre aj vektory

ZačínameZačíname

►Ponuka Štart – Všetky programy – Ponuka Štart – Všetky programy – Idrisi AndesIdrisi Andes

Idrisi 15.0 – GUIIdrisi 15.0 – GUI

Lišta IDRISI prieskumníka

►File – Idrisi ExplorerFile – Idrisi Explorer

Idrisi ExplorerIdrisi Explorer

►3 dôležité funkcie3 dôležité funkcie správa údajových zdrojovspráva údajových zdrojov prieskumník údajov (jednoduchá obdoba prieskumník údajov (jednoduchá obdoba

ArcCatalog) + editor metaúdajovArcCatalog) + editor metaúdajov editor filtra pre prieskumníka údajoveditor filtra pre prieskumníka údajov

Správa údajov Správa údajov (prostriedkov)(prostriedkov)

► Koncepcia údajových zdrojov:Koncepcia údajových zdrojov:

Pracovný adresár Pracovný adresár (Working Folder)(Working Folder)► C:C:\Idrisi Tutorial\Using Idrisi\Idrisi Tutorial\Using Idrisi

PripojenPripojené adresáre vstupných údajov é adresáre vstupných údajov (Resource (Resource Folders)Folders)► Pripája ich užívateľ / myPripája ich užívateľ / my► Možnosť pripojiť viac adresárov súčasneMožnosť pripojiť viac adresárov súčasne► Fungujú len pre definíciu vstupov (výstupy definujeme Fungujú len pre definíciu vstupov (výstupy definujeme

opakovane manuálne)opakovane manuálne)

► Pripojenie: Pripojenie: New FolderNew Folder

► Odpojeneie: Odpojeneie: Remove Folder Remove Folder

Prieskum údajov Prieskum údajov & & metametaúdajeúdaje

Prieskumník zobrazuje súbory v Prieskumník zobrazuje súbory v pripojených adresároch podľa pripojených adresároch podľa filtrovacích pravidielfiltrovacích pravidiel

Editor metaúdajov umožňuje meniť a Editor metaúdajov umožňuje meniť a uchovávať metaúdaje toho-ktorého uchovávať metaúdaje toho-ktorého súboru podľa potreby. Ide najmä o:súboru podľa potreby. Ide najmä o:

► FormátFormát► Údajový typÚdajový typ► Hranice regiónuHranice regiónu► Referenčný systémReferenčný systém► Úroveň rozlíšeniaÚroveň rozlíšenia► JednotkyJednotky► ......

Explorer FiltersExplorer Filters

► Pomocou Pomocou zaškrtávacích zaškrtávacích políčok definuje, políčok definuje, ktoré formáty ktoré formáty zobrazí prieskumníkzobrazí prieskumník

Trénovacie údajeTrénovacie údaje

►DVBP v rozsahu jedného mapového DVBP v rozsahu jedného mapového listu ŠMO-5listu ŠMO-5

►Mapový list „Prešov 6-6“Mapový list „Prešov 6-6“

►Rozmer územia (EW x NS): 2,5 km x 2 Rozmer územia (EW x NS): 2,5 km x 2 kmkm

►Cca. 2500 bodovCca. 2500 bodov

Idrisi Idrisi - natívne formáty - natívne formáty údajovúdajov

► RST = RST = RRaaSTSTer (rastrový súbor sám o sebe) t.j. GIS rastre príp. er (rastrový súbor sám o sebe) t.j. GIS rastre príp. obrazyobrazy

► RDC = RDC = RRaster aster DDooCCumentation (metaúdaje k RST súboru)umentation (metaúdaje k RST súboru)► RGF = RGF = RRaster aster GGroup roup FFile (zoskupenie rastrových súborov)ile (zoskupenie rastrových súborov)

► VCT = VCT = VVeeCTCTor (vektorový súbor sám o sebe) t.j. or (vektorový súbor sám o sebe) t.j. body/čiary/plochybody/čiary/plochy

► VDC = VDC = VVector ector DDooCCumentation (metaúdaje k VCT súboru)umentation (metaúdaje k VCT súboru)► VGF = VGF = VVector ector GGroup roup FFile (zoskupenie vektorových súborov)ile (zoskupenie vektorových súborov)► VLX = VLX = VVector ector LLink File (pripojená databáza (MDB, ...)ink File (pripojená databáza (MDB, ...)

► SM0, SM1, SM2, SMP, SMT = súbor kartografických SM0, SM1, SM2, SMP, SMT = súbor kartografických SSyyMMbolov (paleta)bolov (paleta)

Import údajov - XYZIDRISImport údajov - XYZIDRIS

► File – Import – General File – Import – General Conversion Tools – Conversion Tools – XYZIDRIS (Ascii XYZ)XYZIDRIS (Ascii XYZ)

XYZ to IdrisiXYZ to Idrisi Oddelené čiarkouOddelené čiarkou VstupVstup: body66.txt: body66.txt Výstup: Výstup: body66.vctbody66.vct ReferenReferenčný systém: rovinačný systém: rovina Jednotky: metreJednotky: metre Mierka: 1.0Mierka: 1.0

Vizualizácia Vizualizácia & dopyt na hodnotu & dopyt na hodnotu (Display Launcher, Inquiry mode, Feature (Display Launcher, Inquiry mode, Feature

Properties)Properties)

► Display – DISPLAY LauncherDisplay – DISPLAY Launcher Typ: vektorTyp: vektor Legenda: ánoLegenda: áno Nadpis: ánoNadpis: áno Autoscale: nieAutoscale: nie Paleta: Kvalita Paleta: Kvalita vs. Kvantitavs. Kvantita

► DopytDopyt LiLišta nástrojov:šta nástrojov: Cursor Cursor

Inquiry ModeInquiry Mode (priama hodnota) (priama hodnota)

LiLišta nástrojov:šta nástrojov: Feature Feature PropertiesProperties (extra info o stĺpci, (extra info o stĺpci, riadku, príp. atribútoch v riadku, príp. atribútoch v pripojenej tabuľke (via VLX)pripojenej tabuľke (via VLX)

Composer – symbolika Composer – symbolika & & kompozkompozícieície

► Prehľad vrstievPrehľad vrstiev

► „„zažať“ / „zhasnúť“ vrstvuzažať“ / „zhasnúť“ vrstvu

► Pridať vrstvu Pridať vrstvu (Add Layer)(Add Layer)

► Odstrániť vrstvu Odstrániť vrstvu (Remove Layer)(Remove Layer)

► Farebné kanály Farebné kanály

► PriehľadnosťPriehľadnosť

► Odstrániť pozadieOdstrániť pozadie

► Paleta, Autoscale, KontrastPaleta, Autoscale, Kontrast

► Kompozícia mapy (legenda, severka, mierka, nadpisy, sieť...)Kompozícia mapy (legenda, severka, mierka, nadpisy, sieť...)

► DopytDopyt

► Zoom+posunZoom+posun

Modelovanie DMR - Modelovanie DMR - GeoštatistikaGeoštatistika

►GIS Analysis – Surface Analysis – GIS Analysis – Surface Analysis – Geostatistics:Geostatistics:

Spatial Dependence ModelerSpatial Dependence Modeler Model FittingModel Fitting Kriging and SimulationKriging and Simulation

Spatial Dependence Modeler Spatial Dependence Modeler (S(SDDM)M)

Typ Typ semivariogramusemivariogramu

NastavenieNastavenie::- intervalov (tried) pintervalov (tried) párov árov [po[počet+rozpätiečet+rozpätie]]- Cutoff (Cutoff (% z diagon% z diagonály územia)ály územia)

Šta

tistika

Šta

tistika

inte

rvalo

vin

terv

alo

v

POVRCHOVÝ (SURFACE) POVRCHOVÝ (SURFACE) semivariogram, znázorňuje semivariogram, znázorňuje hodnoty variability (rozdielov hodnoty variability (rozdielov nadm. výšok v pároch) v nadm. výšok v pároch) v závislosti od azimutu páru a závislosti od azimutu páru a vzájomnej vzdialenosti dvoch vzájomnej vzdialenosti dvoch bodov v páre.bodov v páre.

MODRÁ = malá variabilitaMODRÁ = malá variabilitaŽLTÁ = stredná variabilitaŽLTÁ = stredná variabilitaZELENÁ = veľká variabilitaZELENÁ = veľká variabilita

SMEROVÝ (DIRECTIONAL) SMEROVÝ (DIRECTIONAL) semivariogram, znázorňuje semivariogram, znázorňuje hodnoty variability hodnoty variability (rozdielov nadm. výšok v (rozdielov nadm. výšok v pároch). pároch).

IBA v závislosti vzájomnej IBA v závislosti vzájomnej vzdialenosti dvoch bodov v vzdialenosti dvoch bodov v páre, t.j. nie v závislosti na páre, t.j. nie v závislosti na azimute azimute

IBA v reze (profile) pre IBA v reze (profile) pre JEDEN AZIMUT (+ pásmo JEDEN AZIMUT (+ pásmo tolerancie (zhladí krivku tolerancie (zhladí krivku vario-modelu)).vario-modelu)).

Modelovanie priestor. Modelovanie priestor. závislosti pomocou SDMzávislosti pomocou SDM

► 1. krok:1. krok: Povrchový semovariogramPovrchový semovariogram

Nastaviť „Lags“ a „Cutoff“ (empiricky vyskúšať Nastaviť „Lags“ a „Cutoff“ (empiricky vyskúšať viac možností a vybrať „správnu“ kombináciu):viac možností a vybrať „správnu“ kombináciu):

► „„Number of LagsNumber of Lags”” (počet intervalov) (počet intervalov)

► „„Lag WidthLag Width”” (šírka intervalu) (šírka intervalu)

► „„Cutoff percentage“ (podiel z dĺžky diagonály určuje veľkosť Cutoff percentage“ (podiel z dĺžky diagonály určuje veľkosť územia, v ktorom sa spočíta štatistika pre páry (spravidla územia, v ktorom sa spočíta štatistika pre páry (spravidla stačí medzi 33.33stačí medzi 33.33% a 50%% a 50%)). . Čím väčší „Cutoff“ tým väčší Čím väčší „Cutoff“ tým väčší „výrez “ územia sa zobrazí v oblasti povrchového „výrez “ územia sa zobrazí v oblasti povrchového semivariogramu.semivariogramu.

Modelovanie priestor. Modelovanie priestor. závislosti pomocou SDMzávislosti pomocou SDM

► 2. krok:2. krok: Povrchový semovariogramPovrchový semovariogram

Pohľadom na povrchový semivariogram vybrať vhodný separačný Pohľadom na povrchový semivariogram vybrať vhodný separačný azimut a na základe neho vytvoriť smerový semivariogramazimut a na základe neho vytvoriť smerový semivariogram

► Nezaškrtnúť „Omnidirectional override“ (vytvoril by sa izotropický model a Nezaškrtnúť „Omnidirectional override“ (vytvoril by sa izotropický model a dostali by sme nekorektné výsledky)dostali by sme nekorektné výsledky)

► „„Direction AngleDirection Angle”” (DA) - azimut, ktorý považujeme za vhodný (DA) - azimut, ktorý považujeme za vhodný

► „„Angular tolerance“ (AT) - pásmo uhlovej tolerancie, t.j. pri tvorbe Angular tolerance“ (AT) - pásmo uhlovej tolerancie, t.j. pri tvorbe variogramového modelu (VAR súbor) sa použijú páry s azimutom, ktorý variogramového modelu (VAR súbor) sa použijú páry s azimutom, ktorý špecifikujeme v položke „Direction Angle“ a všetky ďalšie páry, ktorých špecifikujeme v položke „Direction Angle“ a všetky ďalšie páry, ktorých separačný azimut vyhovuje kritériu uhlovej tolerancie (Ak má pár azimut, ktorý separačný azimut vyhovuje kritériu uhlovej tolerancie (Ak má pár azimut, ktorý nepatrí do intervalu nepatrí do intervalu <AT – DA ; AT + DA>, nepou<AT – DA ; AT + DA>, nepoužije sa).žije sa).

Príliš malá AT:Príliš malá AT: Zložitý priebeh variogramovej krivky, nemusí sa podariť ju správne Zložitý priebeh variogramovej krivky, nemusí sa podariť ju správne nahradiť matematickou funkciou, resp. sa to nemusí podariť vôbec.nahradiť matematickou funkciou, resp. sa to nemusí podariť vôbec.

Príliš veľká AT: Príliš veľká AT: Zhladí (zjednoduší) priebeh variogramovej krivky, môže skresliť Zhladí (zjednoduší) priebeh variogramovej krivky, môže skresliť výsledky do neúnosnej miery.výsledky do neúnosnej miery.

► Uložiť variogramový model do VAR súboru, stlačením SAVE.Uložiť variogramový model do VAR súboru, stlačením SAVE.

Optimalizácia variogramového modelu Optimalizácia variogramového modelu ––

- Model Fitting (MF)- Model Fitting (MF)► Optimalizácia (prispôsobenie) spojitej krivky voči diskrétnym bodom:Optimalizácia (prispôsobenie) spojitej krivky voči diskrétnym bodom:

Zadať Zadať VAR súborVAR súbor ► primárny je povinnýprimárny je povinný► pre účely porovnania si môžeme v grafe zobraziť aj 2 extra variogramy, kt. pre účely porovnania si môžeme v grafe zobraziť aj 2 extra variogramy, kt.

ale nevstúpia do ďalších výpočtov (budú mať v grafe len ilustratívny ale nevstúpia do ďalších výpočtov (budú mať v grafe len ilustratívny význam)význam)

Zvoliť „Structure 2“ druh matematickej funkcie, ktorá bude vystihovať priebeh Zvoliť „Structure 2“ druh matematickej funkcie, ktorá bude vystihovať priebeh variogramuvariogramu

Nastaviť hodnoty interpolačných váh Nastaviť hodnoty interpolačných váh Nugget, Range, SillNugget, Range, Sill na „najlepšie na „najlepšie možné“ (nastavenie je možné s presnosťou vyše 6 desatinných miest)možné“ (nastavenie je možné s presnosťou vyše 6 desatinných miest)

Štatistiku jednotlivých „Lags“ (intervalov separačnej vzdialenosti) možno Štatistiku jednotlivých „Lags“ (intervalov separačnej vzdialenosti) možno zobraziť pomocou zaškrtnutia políčka zobraziť pomocou zaškrtnutia políčka „Lag Stats“„Lag Stats“

Použitie iba určitej skupiny „Lags“ je možné pomocou voľby Použitie iba určitej skupiny „Lags“ je možné pomocou voľby „Change „Change number of lags“number of lags“

Počet iterácií riadi hodnota položky „Iteration Limit“. Jej zníženie niekedy rieši Počet iterácií riadi hodnota položky „Iteration Limit“. Jej zníženie niekedy rieši problém s nefunkčnosťou problém s nefunkčnosťou automatickej optimalizácie modeluautomatickej optimalizácie modelu (tlačidlo „Fit (tlačidlo „Fit Model“).Model“).

Model uložiť cez Model uložiť cez „Save Model...“„Save Model...“. Získame tým predikčný (predpovedný) PRD . Získame tým predikčný (predpovedný) PRD súbor.súbor.

Kriging and SimulationKriging and Simulation► Výpočet hodnôt buniek rastra DMR:Výpočet hodnôt buniek rastra DMR:

Možnosti štatistického odhadovania hodnôt:Možnosti štatistického odhadovania hodnôt:► Ordinary KrigingOrdinary Kriging

Špecifikácia zdroja modeluŠpecifikácia zdroja modelu ► zadať adresu predikčného súboruzadať adresu predikčného súboru

Špecifikácia vstupného bodového vektorového súboruŠpecifikácia vstupného bodového vektorového súboru

Voľby lokálneho susedstva:Voľby lokálneho susedstva:► Akčný rádius výberu vzoriek:Akčný rádius výberu vzoriek: zadať vhodnú hodnotu v metroch, aby bolo úplne pokryté celé územie mapového zadať vhodnú hodnotu v metroch, aby bolo úplne pokryté celé územie mapového

listulistu► Počet pozorovaní v rámci 1 kvadrantu:Počet pozorovaní v rámci 1 kvadrantu: nechať implicitnú hodnotu 1.nechať implicitnú hodnotu 1.

Špecifikácia maskyŠpecifikácia masky► Zadávame binárnu rastrovú mapu s hodnotami 0 a 1. V bunkách a hodnotami 0 zostane farba pozadia, v Zadávame binárnu rastrovú mapu s hodnotami 0 a 1. V bunkách a hodnotami 0 zostane farba pozadia, v

bunkách 1 sa zobrazí hodnota výšky DMR. bunkách 1 sa zobrazí hodnota výšky DMR. Pre celý mapový list použijeme obdĺžnik s hodnotou 1 pre všetky bunkyPre celý mapový list použijeme obdĺžnik s hodnotou 1 pre všetky bunky

► Ak masku nemáme, vytvoríme si ju pomocou modulu INITIAL zo sekcie „Data Entry“ s nasledovnými Ak masku nemáme, vytvoríme si ju pomocou modulu INITIAL zo sekcie „Data Entry“ s nasledovnými parametrami:parametrami:

Define spatial parameters individually:Define spatial parameters individually:► Output data type:Output data type: RealReal► Initial value: Initial value: 1.01.0► Output reference information:Output reference information:► Počet stĺpcov (columns):Počet stĺpcov (columns): 500500► Počet riadkov (rows):Počet riadkov (rows): 400400► Min X, Max X, Min Y, Max YMin X, Max X, Min Y, Max Y podľa hraníc mapového listu v S-JTSKpodľa hraníc mapového listu v S-JTSK► Reference system:Reference system: PlanePlane► Reference units:Reference units: metersmeters► Unit distance:Unit distance: 1.01.0

Kriging and SimulationKriging and Simulation

► Výpočet hodnôt buniek rastra DMR:Výpočet hodnôt buniek rastra DMR:

Špecifikácia výstupu:Špecifikácia výstupu:► Hotové DMR ako rastrový súbor uložiť do adresára, k ostatným Hotové DMR ako rastrový súbor uložiť do adresára, k ostatným

údajom, ktoré používate (VCT, VAR, PRD, TXT a ďalšie súbory, s údajom, ktoré používate (VCT, VAR, PRD, TXT a ďalšie súbory, s ktorými robíte).ktorými robíte).

DMR post-processingDMR post-processing

►Anomálie povrchu vyhladiť s použitím Anomálie povrchu vyhladiť s použitím zhladzujúceho obrazového filtra – zhladzujúceho obrazového filtra – priemerovýpriemerový alebo alebo mediánovýmediánový

►Použiť primeranú Použiť primeranú veľkosťveľkosť filtra (3x3 filtra (3x3 vs. 5x5 vs. 7x7)vs. 5x5 vs. 7x7)

►Modul Modul FILTERFILTER zo sekcie GIS Analysis – zo sekcie GIS Analysis – Context OperatorsContext Operators

Tvorba vrstevnícTvorba vrstevníc

► Modul Modul CONTOUR CONTOUR zo sekcie zo sekcie GIS Analysis – GIS Analysis – Surface Analysis – Feature ExtractionSurface Analysis – Feature Extraction

► Min a Max vrstevnice zistiť z metaúdajov DMR, resp. Min a Max vrstevnice zistiť z metaúdajov DMR, resp. metaúdajov vstupného vektorového bodového metaúdajov vstupného vektorového bodového súboru.súboru.

► Krok vrstevníc Krok vrstevníc 10m10m

► Vrstevnice vedieť naložiť (metóda Overlay) nad Vrstevnice vedieť naložiť (metóda Overlay) nad DMR pridaním vrstvy (Add Layer... – Composer) vo DMR pridaním vrstvy (Add Layer... – Composer) vo vhodnej farebnej symbolike (čierne, biele, hnedé, ... vhodnej farebnej symbolike (čierne, biele, hnedé, ... t.j. určite nie gradientálne prechody (kvantitatívna t.j. určite nie gradientálne prechody (kvantitatívna pal.) ani jedinečné farby (kvalitatívna pal.)pal.) ani jedinečné farby (kvalitatívna pal.)