Per aspera ad astra.

Главная страница | Методики | Карты | Программы | Справка | Проекты | Ссылки
  • Как отсканировать топографическую карту или, почему 508 — число круглое.
  • Как отсканировать тематическую карту.
  • Тематическое цветоделение. Что это такое и как делается.
  • Как построить градусную координатную сетку.
  • Как построить километровую сетку.
  • Некоторые способы оценки воздействия.
  • Как компенсировать разницу освещённости северных и южных склонов.
  • Как выровнять яркостные характеристики двух изображений.
  • Как получить схему покрытия снимков Terra/Aster и отобрать наилучшие снимки.
  • Как получить производные спутниковых снимков Terra/Aster (TerraLook).
  • Некоторые способы оценки воздействия.

    Et digitum minimum movere non potes ut non mundum universum excites.

    Нельзя пошевелить и мизинцем, чтобы не потревожить всю вселенную.

    Теория.

    Прежде всего необходимо договориться о терминах.
    Объекты исследования — территории, имеющие чётко локализованные пространственные границы. В нашем случае это могут быть, например, территории заповедников, национальных парков, бассейнов рек и т.п.
    Источники воздействия — явления или объекты, оказывающие влияние на исследуемую территорию. Примером могут служить реки, озёра, дороги, населённые пункты, линии электропередач, нефте- и газопроводы и т. п.
    На практике часто бывает необходимо выявить, насколько сильно объекты исследования подвержены влиянию источников воздействия, сравнить объекты исследования между собой, выстроить их в ряд (ординировать) по степени воздействия, выявить таким образом среди них наиболее и наименее подверженные влиянию источников воздействия. Типы воздействия могут быть весьма разными. Рассмотрим три примера.

    1. Влияние ощущается только в непосредственной близости от источника и оказывается равным нулю даже при небольшом удалении (для данного масштаба) от него. Примером такого случая может служить, например, карта вероятности гибели животных на дорогах или оценки количества мусора, выбрасываемого из окон поездов на территории каждого объекта исследования.
    2. Влияние ощущается только на определённом, известном расстоянии от источника воздействия. На всём этом промежутке влияние одинаково сильно и не зависит от удалённости от объекта воздействия. Примером могут служить землеотводы, полосы отчуждения при строительстве дорог, нефтепроводов, линий электропередач и т. д. При превышении этого расстояния воздействие оказывается равным нулю (полоса землеотвода кончается).
    3. Влияние наиболее сильно в непосредственной близости к источнику воздействия и плавно уменьшается с увеличением расстояния. На нуль оно не сходит никогда. Примером может служить карта доступности или потенциальной посещаемости какой-нибудь территории с различных транспортных артерий.

    Практика.

    Итак, для работы нам понадобится.

    1. Покрытия объектов исследования и источников воздействия.
    2. Умеренно мощный компьютер (сильно зависит от размера покрытий).
    3. Таблица размеров буферных зон, или таблица весов, если источники воздействия не равнозначны и оказывают влияние разной силы или на разные расстояния.

    Ход работы.

    Дорожная сеть
    Рисунок 1. Дорожная сеть (8 Кб).

     

    Бассейны малых рек
    Рисунок 2. Бассейны малых рек (15 Кб).

     

    Буферы разной ширины
    Рисунок 3. Буферы разной ширины вдоль дорог разных типов (9 Кб).

     

    Для примера рассмотрим различные типы воздействия дорог (рис. 1) на бассейны малых рек (рис. 2).
    В первом случае сила воздействия при прочих равных условиях будет прямо пропорциональна сумме длин источников воздействия, находящихся на территории объекта исследования. Чем больше, например, суммарная длина дорог на территории какого-либо бассейна, тем больше будет вероятность гибели животных под колёсами автомобилей. Для приведения этого показателя к общему знаменателю, результат суммы необходимо разделить на площадь. Если известен такой параметр, как, например, количество поездов или автомобилей, проезжающих в неделю по каждой дороге, то имеет смысл ввести вес для каждой дороги. В таком случае, индекс воздействия на каждый объект исследования будет равен сумме длин источников воздействия (например, дорог), помноженной на вес каждого объекта воздействия и делённой на площадь объекта исследования:
    , где:
    I — индекс воздействия;
    l — длина объекта воздействия;
    n — количество объектов воздействия;
    p — вес каждого объекта объекта воздействия;
    S — площадь объекта исследования.

    NB

    Для подсчёта длин покрытия необходимо перепроецировать в равнопромежуточную проекцию для уменьшения искажений расстояний.

    Во втором случае необходимо построить буферную зону вокруг каждой дороги на величину, на которую распространяется влияние этих объектов. Например, если полоса землеотвода при строительстве дороги составляет 10 метров, то и буфер должен получится равным 10 метров в каждую сторону. Если источники воздействия не равнозначны и оказывают влияние на разные расстояния, то необходимо строить буферные зоны разной ширины. В нашем случае вокруг железных дорог и дорог с покрытием мы построим буфер 50 метров. А вдоль дорог без покрытия  — буфер 10 метров (рис. 3).

    NB

    Для построения буферных зон следует использовать равнопромежуточную проекцию для уменьшения искажений растояний.

    Индекс воздействия в этом случае будет равен проценту, который занимает площадь буферной зоны от площади каждого объекта исследования:
    , где
    I — индекс воздействия;
    Sb — суммарная площадь буферных зон на территории объекта исследования;
    S — площадь объекта исследования.

    NB

    Подсчёт площадей следует проводить в равновеликой проекции.

    В третьем случае простым анализом векторных данных обойтись не удастся. Для расчёта этого индекса здесь нам потребуется тонкий анализ континуальных данных, которые удобнее хранить в формате GRID. Здесь мы рассмотрим простейший случай — линейное уменьшение силы воздействия с увеличением расстояния от ближайшего источника воздействия.

    NB

    Здесь и далее для расчётов связанных с измерением расстояний следует использовать равнопромежуточную проекцию для уменьшения искажений длин.

    1. Растеризуем векторные объекты источников воздействия. Это можно проделать в модуле GRID, входящем в состав ArcInfo WorkStation с помощью функций linegrid или polygrid.

    NB

    Чем меньше назначить цену пикселя, тем точнее будет конечный результат . При этом увеличивается и размер покрытия с расстояниями. Причём, объём будет возрастать быстрее, чем цена пикселя уменьшаться. Так, при уменьшении цены пикселя в 2 раза, объём покрытия возрастёт в 4 раза. Поэтому для определения размера пикселя, мы используем значение разрешения, которое применяентся для сканирования топокарт того же масштаба, что и создаваемая карта. Подробнее об определении разрешения почитать можно здесь .

    Построение карты расстояний
    Рисунок 4. Построение карты расстояний (8 Кб).

     

    1. Строим карту расстояний. Эту операцию также можно проделать в модуле GRID с помощью команды eucdistance. Каждому пикселю результирующего грида будет присвоено значение евклидового расстояния от ближайшей точки ближайшего источника воздействия (рис. 4). Здесь тёмным цветом отображаются участки, наиболее близко расположенные к дорогам, и, соответственно, испытывающие наибольшее воздействие. Участки, наиболее удалённые от дорог изображены ярко-зелёным цветом.
    2. Подсчитываем статистику всех пикселей, находящихся в пределах каждого бассейна. В Spatial Analisys это можно сделать довольно просто. Подгрузив карту расстояний в виде Grid Data Source и полигональное покрытие бассейнов рек, выбираем Analysis — Summarize Zones. На вопрос "Pick field that defines zones:" можно выбрать внутрениие идентификаторы покрытия. Они гарантированно уникальны.
    3. Подсчитываем индекс воздействия по формуле:
      , где:
      I — индекс воздействия;
      Sum  — накопленные расстояния внутри каждого объекта исследования;
      Count — количество пикселей внутри каждого объекта исследования.

      Оба значения Sum и Count появятся в таблице статистики, созданной в Spatial Analisys. Значение индекса можно расчитать стандартными средствами ArcView (Field — Calculate...). Таким образом, мы получаем среднюю удалённость каждого объекта исследования от ближайших источников воздействия. Соответственно, чем большая средняя удалённость бассейна, тем он более труднодоступен, тем менее вероятность его посещения с траспортных артерий.

      Итак, перед тем, как оценивать степень воздействяи одних объектов на другие, необходимо определить, каким именно образом влияют источники воздействия. И, после этого, использовать один из алгоритмов, описанных выше. На рис. 5, 6, 7 приведены результаты анализа влияния одних и тех же дорог на одни и те же бассейны. На всех картинках используется одна и таже палитра. Бассейны, наиболее подверженные влиянию дорог, окрашены ярко красным цветом, а наименее подверженные влиянию — тёмно-зелёным. На иллюстрациях хорошо видно, что в зависимости от того, какой тип влияния мы хотим оценить, мы получаем разные результаты.

      Оценка вероятности гибели животных на дорогах на территории каждого бассейна Карта влияния полос землеотвода на бассейны малых рек Карта доступности (потенциальной посещаемости) бассейнов малых рек
      Рисунок 5. Оценка вероятности гибели животных на дорогах на территории каждого бассейна (15 Кб). Рисунок 6. Карта влияния полос землеотвода на бассейны малых рек (15 Кб). Рисунок 7. Карта доступности (потенциальной посещаемости) бассейнов малых рек (15 Кб).

    О проекте | Копирайт | E-mail