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Faça a intersecção / união de duas camadas poligonais diferentes para produzir um terceiro tipo de polígono

Faça a intersecção / união de duas camadas poligonais diferentes para produzir um terceiro tipo de polígono


Alguém pode me instruir sobre a maneira correta de unir / cruzar duas camadas diferentes contendo polígonos, de modo que uma terceira camada seja criada contendo os atributos das regiões não sobrepostas de cada camada original e uma nova 'classe' ou recurso para quaisquer regiões que o façam sobreposição? Estou usando ArcMap 10.2.2

Por exemplo, veja na imagem abaixo:

Quero que as áreas que se sobrepõem entre os polígonos roxos e verdes sejam consideradas um novo conjunto de dados. Eu sei que a ferramenta "Intersect" no ArcMap produziria esse conjunto de dados de "sobreposição", mas somente depois de remover todo o resto, certo? Por outro lado, "União" produz o que vemos a seguir. Existe alguma maneira de fazer exatamente o que estou falando? Ou eu tenho que fazer uma interseção, gerando uma camada de "sobreposição" isolada e, em seguida, interceptar essa camada de "sobreposição" com as outras duas (uma de cada vez) para finalmente terminar com três camadas diferentes separadas nas informações que eu quero - depois disso, eu os mesclaria novamente.


Depois de executar sua União, abra a Tabela de Atributos resultante e acho que você verá que todos os polígonos de sobreposição têm IDs de ambas as classes de recursos de entrada que são> = 1, enquanto onde não há sobreposição, um ou outro ID será 0.

  1. Use a ferramenta Selecionar (Análise) para selecionar os polígonos com ambos os IDs> = 1 em uma nova classe de recursos e você deve ter o sobreposição classe de recursos que você está procurando.
  2. Use a ferramenta Selecionar (Análise) para selecionar os polígonos com ID1 = 0 em uma nova classe de recursos e você deve ter o primeira não sobreposição classe de recursos que você está procurando.
  3. Use a ferramenta Selecionar (Análise) para selecionar os polígonos com ID2 = 0 em uma nova classe de recursos e você deve ter o segunda não sobreposição classe de recursos que você está procurando.

8.1: Geoprocessamento Básico com Rasters

Como as ferramentas de geoprocessamento disponíveis para uso em conjuntos de dados vetoriais (Seção 8.1 & quot Geoprocessamento básico com Rasters & quot), os dados raster podem sofrer operações espaciais semelhantes. Embora o cálculo real dessas operações seja significativamente diferente de suas contrapartes vetoriais, sua base conceitual é semelhante. As técnicas de geoprocessamento abordadas aqui incluem operações de camada única (Seção 8.1.1 & quot Análise de Camada Única & quot) e de camada múltipla (Seção 8.1.2 & quot Análise de Camada Múltipla & quot).


Faça a intersecção / união de duas camadas poligonais diferentes para produzir um terceiro tipo de polígono - Sistemas de Informação Geográfica

Construir e operar um GIS seria muito mais simples se todos os dados do mundo fossem coletados e relatados usando os mesmos blocos de construção espacial (por exemplo, condados, estados ou países) e esses limites fossem persistentes ao longo do tempo. No mínimo, seria conveniente se as unidades de relatório espacial de diferentes camadas simplesmente se aninhassem umas nas outras, sem áreas sobrepostas. Definitivamente, esse não é o caso. Freqüentemente, precisamos sobrepor camadas que possuem geografias subjacentes completamente diferentes. Isso é particularmente verdadeiro ao trabalhar com conjuntos de dados ambientais, onde, por exemplo, vegetação, água subterrânea e polígonos de uso do solo têm geografias completamente diferentes com poucos ou nenhum limite comum, e onde subdivisões administrativas, como cidades ou setores censitários adicionam ainda mais complexidade o quebra-cabeça. Como podemos comparar esses polígonos diferentes? A resposta está em um grupo de conceitos relacionados, conhecidos como superposições espaciais.

Nesta atividade, você irá sobrepor um mapa de risco de inundação em cima de um mapa de limite de cidade de Orange County na tentativa de identificar áreas dentro das cidades que apresentam riscos de risco de inundação alto e moderado. Observe, porém: este é um conjunto de dados fictício com limites simplificados projetados para ajudá-lo a entender sobreposições de polígonos. Não é um mapa real dos riscos de inundação em Orange County (esse mapa é muito mais assustador).

Configurar

  • Copie os arquivos do Projeto 4 para o diretório apropriado.
  • Inicie o ArcMap e abra o documento de mapa proj4.mxd

De acordo com a documentação do ArcGIS, Geoprocessamento é & quotthe processamento de informação geográfica. & Quot O que falta nesta definição em elucidação, a funcionalidade de geoprocessamento no ArcGIS compensa em utilidade e seleção. O geoprocessamento engloba uma variedade de tarefas e manipulações relacionadas aos dados espaciais e é, de fato, um dos componentes mais poderosos de um SIG. As tarefas que se enquadram no guarda-chuva do geoprocessamento incluem a conversão de dados de um formato para outro, a criação de buffers (ei, você estava geoprocessando e nem sabia) e a realização de sobreposições espaciais. Existem, de fato, centenas de ferramentas de geoprocessamento incluídas no ArcGIS.

No ArcGIS, as sobreposições de polígonos são realizadas usando um conjunto de procedimentos e funções referido como & quotFerramentas de geoprocessamento & quot. Talvez não seja surpreendente, estaremos usando a janela ArcToolbox para acessar essas ferramentas. A janela ArcToolbox permite que você exiba, gerencie e use várias ferramentas e caixas de ferramentas no ArcGIS. Para acessar o ArcToolbox:

    Clique em Geoprocessamento - ArcToolbox

A janela ArcToolbox pode ser movida para qualquer local conveniente na tela. Também é encaixável! De uma chance.

Cortando uma camada de polígono com outra

Quando você sobrepõe uma camada de clipe em uma segunda camada de polígono, qualquer área da segunda camada fora da área da camada de clipe será excluída. Observe no mapa como a camada de risco de inundação se estende para o leste, além das fronteiras do Condado de Orange. Se você deseja aparar a camada de risco de inundação de modo que apenas a porção de Orange County seja incluída em sua análise, você usa as ferramentas do ArcToolbox para & quotclipar & citar a porção indesejada.

  • No ArcToolbox, clique no + próximo às Ferramentas de Análise para expandir a árvore de diretórios.
  • Clique no + próximo ao conjunto de ferramentas Extrair para expandir ainda mais a árvore.
  • Clique duas vezes na ferramenta Clip para abrir a caixa de diálogo Clip.

Observe que há & ldquohelp & rdquo disponível no lado direito da caixa de diálogo que descreve o que a ferramenta faz. Se você não vir nenhuma ajuda à direita, clique no botão & ldquoShow Help & rdquo no canto inferior direito e ele deve aparecer. Reserve um minuto e leia a ajuda do clipe à direita para entender melhor como funciona e faça o seguinte:

  • Clique na seta para baixo à direita da caixa Input Features e selecione Floodhaz (estes são os recursos que serão cortados)
  • Clique na seta para baixo à direita da caixa Clip Features e selecione County (esta é a camada que faz o recorte)
  • Indique & quotc: temp ocfloodhaz.shp & quot como a classe de recurso de saída
  • Pressione o botão OK e aguarde enquanto ele é processado. Isso pode levar vários segundos.
  • Quando o processamento for concluído, uma marca de seleção verde deve aparecer no canto inferior direito e sua nova camada ocfloodhaz deve ser adicionada ao TOC automaticamente.
  • Feche o ArcToolbox.

Ative e desative a camada Ocfloodhaz.shp e compare sua extensão espacial com a camada Floodhaz. Observe que ele pára na orla de Orange County. Você criou novos polígonos compostos de pontos do polígono de Floodhaz dentro da fronteira do condado e novos pontos onde o polígono de Floodhaz cruzou o polígono do condado. As camadas originais, Floodhaz e County, permanecem inalteradas.

Agora compare as tabelas de atributos de Ocfloodhaz.shp, Floodhaz.shp e County da seguinte maneira:

  • Abra a tabela de atributos Ocfloodhaz primeiro (e deixe-a aberta)
  • Em seguida, abra a tabela de atributos do Floodhaz. Observe que agora há duas guias na parte inferior da janela da mesa, uma para cada camada.
  • Clique no botão Opções de tabela e, em Organizar tabela, escolha Novo grupo de guias horizontais. Agora você pode ver as duas tabelas. Nós & rsquoll adicionamos mais um e depois comparamos.
  • Abra a tabela County (observe que sua guia agora aparece na parte inferior da janela da tabela)
  • Mais uma vez, clique no botão Opções de tabela e, em Organizar tabela, escolha Novo grupo de guias horizontais. Agora você pode ver todas as três tabelas.

Os atributos de Floodhaz foram passados ​​para Ocfloodhaz.shp, mas nenhuma informação de atributo de County foi passada para a nova camada. Este é um ponto importante a lembrar sobre o recorte - nenhuma informação de atributo é passada da camada de recorte para a camada de saída.

Observação: Nas aulas, temos enfatizado a importância de selecionar cuidadosamente a técnica apropriada para o problema em questão. Clipping é um exemplo de ferramenta frequentemente mal utilizada na bolsa de ferramentas GIS. No exemplo acima, é razoável cortar a planície de inundação até o limite do condado. Realmente não importa, para os propósitos de nossa análise, onde a planície de inundação se estende para fora de Orange County, então é razoável eliminá-la da camada de planície de inundação. No entanto, se alguém recortasse a camada da cidade usando a camada da planície de inundação, partes significativas de algumas cidades seriam eliminadas, criando uma visão um tanto intrigante, até mesmo enganosa, do condado. Outra técnica pode ser mais apropriada neste caso.

  • Antes de continuar para a próxima etapa, você pode fazer o seguinte:
  • Feche as três mesas abertas para que a janela Tabela desapareça.
  • Desative a camada original do Floodhaz (desmarque no TOC)
  • Simbolize novamente a camada Ocfloodhaz. Experimente a técnica que lhe foi mostrada na aula ou escolha outra.
  • É sempre bom salvar seu trabalho.

União de duas camadas de polígono

Freqüentemente, você desejará combinar atributos de duas camadas de entrada em uma terceira camada de saída. No presente projeto, por exemplo, você deseja sobrepor (e combinar) a nova camada Ocfloodhaz.shp e a camada Cidades de uma forma que permita identificar o nome da cidade e o risco de inundação na mesma camada. Para fazer isso, você usaria um tipo de sobreposição poligonal chamada & quotunion & quot. A união preserva todas as áreas (ou geometrias poligonais) de ambas as camadas de entrada e passa todos os atributos de ambas as camadas para a camada de saída. Vamos ver exatamente o que isso significa:

  • Abra o ArcToolbox novamente
  • Você pode precisar expandir as Ferramentas de Análise
  • Clique no + próximo ao conjunto de ferramentas de Sobreposição para expandir a árvore de diretórios
  • Clique duas vezes na ferramenta União

Reserve um momento para ler a ajuda do Sindicato sobre o direito para entender melhor como funciona.

  • Clique na seta suspensa à direita da caixa Input Features e selecione Ocfloodhaz
  • Novamente, clique na seta suspensa à direita da caixa Recursos de entrada. Desta vez, selecione cidades
  • Ambas as camadas devem agora aparecer na janela da lista de recursos.
  • Indique & quotc: temp cityfloodhaz.shp & quot como a classe de recurso de saída
  • Clique OK
  • Aguarde até que o processamento seja concluído e a nova camada seja adicionada ao TOC.

Observe que a camada de saída Cityfloodhaz cobre a área combinada das camadas Cities e Ocfloodhaz. Na verdade, pode ser um pouco difícil dizer exatamente o que aconteceu porque a camada de saída se parece muito com as camadas de entrada. Inclui áreas das cidades que estão fora da zona de inundação e áreas da zona de inundação que se encontram em terras de condado não incorporadas fora dos limites da cidade.

Agora compare as tabelas. Abra e organize as tabelas como fez após a sobreposição do clipe acima. Observe que as informações de Cityname foram trazidas da camada Cities, e as informações Fld_haz foram trazidas da camada Ocfloodhaz. Os polígonos e os atributos foram & quotUnionados & quot juntos.

Finalmente, classifique a tabela Cityfloodhaz.shp no campo Cityname. Observe como Anaheim, por exemplo, agora está dividido em cinco polígonos (observe que apenas 4 registros aparecem na tabela de atributos, mas um na verdade representa 2 polígonos no quadro de dados. Alguma ideia de por que isso aconteceu?), Um com alto risco de inundação, dois com risco de inundação moderado e dois localizados fora da área de risco de inundação conhecido. Se você classificar no campo Fld_haz, encontrará um resultado semelhante. O único polígono grande com alto risco de inundação agora está dividido em vários polígonos pequenos, cada um ocupando parte de uma cidade ou região do condado.

Como isso pode ser útil?

Neste ponto, você deve estar se perguntando por que alguém iria querer dividir as cidades e as zonas de inundação dessa forma. Aqui está uma aplicação possível. Suponha que os gerentes de emergência precisem saber quais cidades têm a maior porcentagem de sua área total nas zonas de inundação para que possam tentar alocar os recursos de forma mais eficaz. Agora que você executou a operação de sobreposição & quotunion & quot nas camadas FloodHaz e Cities, criou polígonos individuais com base na extensão geográfica das duas camadas iniciais. Você só precisa calcular as áreas dos novos polígonos para calcular as porcentagens nas zonas de inundação. Vamos tentar.

Usando Python para preencher o campo de área

Infelizmente, os arquivos de forma não são o formato de armazenamento de dados & ldquosmartest & rdquo disponível. Neste caso, shapefiles não vêm com um padrão Área e, mesmo se você adicionar um manualmente, precisará continuar recalculando-o manualmente sempre que houver alterações nos tamanhos de seus polígonos. Abaixo iremos adicionar um Área campo e calculá-lo manualmente usando a linguagem de script Python. Mais tarde no semestre, usaremos o formato de armazenamento de dados de geodatabase que é muito & ldquosmarter & rdquo do que shapefiles e recalcula automaticamente seus Área sempre que houver alterações nos tamanhos dos polígonos.

Um dos aspectos extremamente poderosos do ArcGIS é que ele facilita a personalização do aplicativo pelo usuário. Um método de personalização é usar a linguagem de programação Python. Aprenderemos mais sobre a personalização do ArcGIS no Projeto 10. Por enquanto, faça o seguinte:

  • Abra a tabela de atributos Cityfloodhaz.shp
  • Adicione um novo campo com os seguintes parâmetros Name = Area Type = Double.
  • Use os padrões para os outros campos e clique em OK
  • Clique com o botão direito do mouse no nome do campo Área e clique em Calculadora de Campo e clique em Sim para qualquer caixa de aviso
  • Selecione Python na caixa do analisador
  • Na janela de expressão em & quotArea = & quot digite! Shape.area!
  • Clique OK

O campo Área deve ser preenchido com valores de área para cada polígono, mas quais são as unidades? Dica: unidades do mapa ao quadrado.

Tente novamente, mas desta vez digite [email protected]!

O campo Área deve ser recalculado com valores de área em milhas quadradas. Você pode calcular a porcentagem de Anaheim que está na categoria & quothigh & quot Fld_haz? Claro que você pode, mas você precisará da área total de Anaheim. Aqui está uma maneira de calculá-lo:

  • Clique com o botão direito do mouse no cabeçalho do campo CITYNAME e clique em Resumir
  • Deixe o item # 1 definido para CITYNAME
  • No item 2, clique no + ao lado de Área e marque a caixa ao lado de Soma
  • No item 3, defina a Tabela de saída para C: temp city_area_sum.dbf (certifique-se de que o tipo de salvar como seja uma tabela dBASE)
  • Clique em OK e clique em Sim para & ldquodo que você deseja adicionar a tabela no mapa & rdquo
  • No TOC, clique com o botão direito na tabela city_area_sum e clique em Abrir
  • Classifique o campo CITYNAME em ordem crescente

O campo Count_CITYNAME mostra o número de registros de polígono que foram resumidos e o campo Sum_Area lista a área total de cada cidade.

Observação: Se por algum motivo (projetos individuais) você precisar calcular as áreas do polígono, esta é uma maneira de fazê-lo (existem outras dependendo do seu banco de dados). Você também poderia ter calculado a geometria do polígono usando as ferramentas Calcular Geometria.

Realize uma análise semelhante à abordagem & quotUnion & quot, mas desta vez selecione o método de sobreposição & quotIntersect & quot.

Crie um layout que contenha:

  • Mapas mostrando as camadas resultantes das sobreposições & quotUnion & quot e & quotIntersect & quot.
  • Escreva uma descrição de uma (1) página da diferença entre as sobreposições Union e Intersect. Aborde especificamente as mudanças nos dados espaciais e nos dados de atributos.

Observação: Ao criar seus mapas, lembre-se que o objetivo deste layout é ilustrar as diferenças entre as operações Union e Intersect. Assim, mapas cartograficamente agradáveis ​​permitirão ao leitor de mapas entender como os resultados de Union e Intersect afetam os dados espaciais.


Exercício de laboratório 6: Análise espacial vetorial

Neste exercício, você usará alguns dos análise espacial capacidades do ArcGIS para:

  • Examine os padrões de localização das lojas de Cambridge usando o 'junção espacial' ferramentas para marcar dados de localização de lojas (livrarias, sorveterias, lojas de discos) com as características demográficas de seu bairro. (Esta é uma operação de 'ponto no polígono'.)
  • Crie um 1 quilômetro amortecedor perto de Ames St.
  • Estime o número de crianças que vivem perto da Ames Street por:
    • Cruzamento o buffer de Ames St. com os dados do grupo de blocos de Cambridge
    • Distribuição crianças em cada grupo de bloco que é dividido pelo buffer em proporção à área do grupo de bloco que cai dentro do buffer
    • As notas incluem algumas discussões sobre scripts VBA da ectire da última quarta-feira, onde identificamos quais grupos de quarteirões se enquadravam em qual cidade.

    Preliminares

    Inicie o ArcMap e adicione as seguintes camadas do armário de dados da classe no diretório M: data.

    M: data landuse85.shp

    Uso da terra de Cambridge em 1999 por MassGIS

    M: data cambbgrp.shp (use o shapefile, não a cobertura)

    Grupos de bloco do Censo dos EUA de 1990 para Cambridge

    M: data cambtigr (os 'arcos' desta cobertura)

    Arquivo TIGER do Censo dos EUA 1990 para Cambridge

    M: data cambridge_ice_cream.shp

    Sorveterias em Cambridge

    M: data cambridge_bookstores.shp

    Livrarias em Cambridge

    M: data cambridge_record_stores.shp

    Lojas de discos / CDs / fitas em Cambridge

    A fonte para as camadas cambridge_ice_cream.shp, cambridge_bookstores.shp e cambridge_record_stores.shp é o site http://www.bigyellow.com/ em 1º de novembro de 1999. Os locais foram baixados da página da web e geocodificados no ArcMap . Exploraremos a geocodificação de endereços no final do semestre. (Hoje em dia, 'bigyellow' leva você para 'superpages.com' e há poucas livrarias e ainda menos lojas de discos / CDs / fitas em Cambridge - ou em outro lugar!)

    Defina as unidades do mapa e as unidades de exibição apropriadamente: Como os conjuntos de dados que usaremos estão em coordenadas do plano de estado de massa, selecione Exibir & gt Propriedades do quadro de dados na barra de menu e defina as unidades do mapa em metros e as unidades de exibição em milhas. Se desejar, você também pode alterar o nome para algo mais informativo do que "Camadas".

    Parte 1: Ponto na junção espacial do polígono e análises de cluster

    ArcMap pode fazer operação de sobreposição de 'polígonos para apontar' usando uma junção espacial. Desta vez, configuraremos explicitamente uma junção espacial entre cambridge_bookstores.shp e cambbgrp.shp para que os atributos do grupo de blocos possam ser adicionados à tabela da livraria.

    Junção espacial

    • Clique com o botão direito na camada cambridge_bookstores no quadro de dados e selecione joins and related & gt join. A janela Join Data aparecerá.
    • Selecione "Unir dados de outra camada com base na localização espacial" para a opção "O que você deseja unir a esta camada".
    • Escolha cambbgrp.shp para a camada a ser unida à camada cambridge_bookstores.
    • Marque a opção "ele cai dentro" (observe que as opções na janela 'juntar dados' dependem dos tipos de recursos que você está tentando juntar espacialmente).
    • Especifique o nome (bookstore_bgrp.shp) do novo arquivo e o local (seu diretório de trabalho) onde ele está armazenado.
    • Clique OK"

    O novo arquivo de forma que você acabou de criar (bookstore_bgrp.shp) será adicionado ao seu quadro de dados. Se você examinar a tabela de atributos de bookstore_bgrp.shp, deverá ver agora os atributos de cambridge_bookstores e cambbgrp.shp. As colunas "Forma" não são atributos verdadeiros, elas servem como marcadores de posição que se vinculam à geometria dos recursos na camada de dados para nos permitir realizar as junções espaciais necessárias.

    • Para a definição do código de uso da terra, verifique a definição de uso da terra Massgis (Massachusetts Geographic Information Systems) em
      http://www.state.ma.us/mgis/lus.htm

    Dê uma olhada no padrão das livrarias. Alguma coisa parece interessante? Escreva suas observações conforme solicitado na pergunta 1 da tarefa. Prepare um PDF de 'layout' do seu mapa e envie-o como resposta para a Questão 2.

    Para crédito extra, ou apenas por diversão, refaça a junção espacial, desta vez amarrando os grupos de blocos às sorveterias e lojas de discos (isso requer uma junção espacial para cada uma das camadas da loja) e exiba-os também no mapa. Os locais de armazenamento adicionais ajudam você a ver um padrão?

    Parte 2: Análise de Tampão

    Nesta parte do laboratório, você analisará os dados demográficos da vizinhança ao redor das instalações de pesquisa biológica do MIT na Rua Ames. Você desenvolverá o que aprendeu na parte "Armazenamento em buffer simples" do Laboratório 3 para fazer uma análise mais elaborada. Em particular, quando o limite do buffer atravessa um grupo de blocos, você distribuirá os atributos desse grupo de blocos com base na fração da área desse grupo de blocos que está dentro do buffer. Você usará o ArcMap para calcular o número de crianças com 5 anos ou menos que vivem dentro de 1 km da instalação.

    Para começar, desenhe um buffer de um quilômetro ao redor da Ames Street. Primeiro, você selecionará a rua Ames da cobertura cambtigr e, em seguida, desenhará um buffer somente ao redor dessa rua. Para fazer isso, selecione a camada cambtigr e use a opção Selection & gt Select by Attributes. item de menu para selecionar os arcos onde o campo "FNAME" é "Ames" e o campo "FTYPE" é "St". Você pode ter problemas para localizar os arcos que acabou de selecionar, use o item de menu Exibir & gt Zoom dados & gt Zoom para recursos selecionados para ajudá-lo a localizá-los. Você deve terminar com três arcos selecionados.

    Agora vamos desenhar um buffer de um quilômetro ao redor da Ames Street. Use o Ferramentas de Análise & gt Proximidade & gt buffer (veja a figura abaixo) na caixa de ferramentas para iniciar a ferramenta de buffer. Na primeira etapa, certifique-se de armazenar em buffer apenas os recursos selecionados de cambtigr. Na segunda etapa, especifique a distância de um quilômetro. Na terceira etapa, diga a ele para dissolver as barreiras entre os buffers selecionando & quotALL & quot e salve os resultados em uma nova camada chamada amesbuf em seu diretório de trabalho. Uma nova camada de dados chamada amesbuf aparecerá em seu quadro de dados. Agora mova a camada amesbuf para baixo de forma que cambtigr e as camadas de ponto sejam exibidas acima do buffer. Você deve ser capaz de ver claramente os arcos selecionados em cambtigr no centro do buffer.

    Número de crianças em um raio de 1 km da rua Ames

    Como você está interessado em encontrar o número de crianças que vivem na área protegida, seu banco de dados deve incluir as variáveis ​​de idade relevantes. Dê uma olhada na tabela de atributos de cambbgrp.shp no ArcMap e observe que existem várias variáveis ​​relacionadas à idade que contêm contagens numéricas:
    Campos de idade na tabela de atributos de cambbgrp.shp
    Campo Descrição
    Age_lt_1 Número de crianças menores de 1 ano
    Idade_1_2 Número de crianças de 1 ou 2 anos
    Age_3_4 Número de crianças de 3 ou 4 anos
    Age_5 Número de crianças de 5 anos
    Idade_6 Número de crianças de 6 anos

    Vamos dar uma olhada no buffer relativo aos grupos de bloco. Ajuste as propriedades de exibição da camada cambbgrp.shp para que apenas uma borda preta grossa do grupo de blocos seja exibida: defina a cor do primeiro plano como transparente e a largura do contorno como 2. Exiba a camada no topo de ambos cambtigr e amesbuf. Você pode ver que uma parte de muitos grupos de blocos está dentro da área de buffer. Não queremos ignorar esses grupos de blocos de divisão, nem queremos incluir todos os seus filhos em nossa contagem. Vamos estimar a proporção de cada grupo de blocos que cai dentro do buffer? As operações de união e intersecção são boas ferramentas para essa análise.

    Antes de usar qualquer um desses comandos, vamos examinar os atributos de cobertura do amesbuf criados pelo comando buffer. Ao abrir a tabela de atributos do buffer, você deve ver que o comando buffer criou uma tabela com uma linha (já que produzimos apenas um polígono do buffer) e três colunas: o número de identificação do recurso (fid), o tipo de forma (polígono) e uma coluna rotulada 'ld' que possui um valor de zero (0). (Neste caso padrão, a operação de buffer será não gerar um campo, BufferDis, que contém a distância do buffer que especificamos quando criamos o buffer).

    As operações de união e intersecção podem ser usadas para "sobrepor" a camada do grupo de blocos com a camada de buffer, de modo que a camada combinada marque cada recurso (polígono) com atributos que indicam o grupo de blocos original e se o polígono está dentro ou fora do região tampão.

    Agora vamos explorar como as operações de união e interseção diferem. Usaremos ambas as operações, união e interseção, para combinar todas as informações anexadas à camada cambbgrp.shp com as anexadas à cobertura amesbuf. A operação de união calcula a interseção geométrica de duas coberturas poligonais. Todos os polígonos de ambas as coberturas serão divididos em suas interseções e preservados na cobertura de saída. A operação de intersecção, por outro lado, preserva apenas aqueles recursos na área comum a ambas as coberturas no arquivo de saída. Visualmente, a diferença entre esses dois comandos é:

    Observe que, na ferramenta de buffer, a & quotcamada de entrada & quot é a camada rotulada como "Cobertura do polígono 1" no diagrama acima e a "Cobertura do polígono 2" é chamada de "camada de sobreposição".

    Sobreposição de polígono: interseção

    No Arctoolbox, encontre o cruzar ferramenta (consulte a figura a seguir). Usaremos esta opção de interseção para criar uma nova camada, amesbgbuf_i, que combina as duas camadas. Aqui está o procedimento:

    • Inicie a janela de interseção com Toolbox & gtAnalysis Tool & gtIntersect. item do menu
    • Selecione "Recursos de entrada"
    • Localize cambbgrp.shp para os "Recursos de entrada:"
    • Localize amesbuf para os "recursos de entrada:" (após esta etapa, você verá as duas camadas acima na parte & quotfeatures & quot da ferramenta)
    • Especifique o arquivo de saída [seu diretório de trabalho] /amesbgbuf_i.shp
    • Clique em Terminar
    • Selecione Calcular valores.
    • Certifique-se de clicar no Avançado caixa para permitir a edição de um script VBA
    • Recorte e cole a seguinte instrução VBA na caixa de texto VBA Script

    Dim dblArea como duplo
    Dim pArea as IArea
    Definir pArea = [forma]
    dblArea = pArea.area

    Agora estamos prontos para calcular a fração de cada grupo de blocos que cai no buffer de Ames St. e usar essa fração para estimar o número de crianças que vivem dentro do buffer. Supondo que a população esteja distribuída uniformemente em cada polígono de grupo de quarteirões em Cambridge, podemos estimar o número de crianças que vivem no buffer multiplicando a contagem da população de crianças de cada grupo de bloqueio pela fração computada [Newarea / Area]. (Se suspeitarmos que as crianças estão distribuídas de maneira muito desigual em um grupo de quarteirões, essa suposição de 'distribuição uniforme' pode não ser desejável.)

    Primeiro, vamos calcular a proporção da área antiga para a nova. Clique no cabeçalho "Arearatio" e use Calcular Valores. item de menu novamente para definir

    Sobreposição de polígono: União

    • Nas Ferramentas de Análise, escolha "União" em vez de "Cruzar".
    • Faça o nome da camada de saída amesbgbuf_u.shp em vez de amesbgbuf_i.shp.
    • Antes de calcular as estatísticas em amesbgbuf_u.shp, selecione apenas os grupos de blocos que estão dentro do buffer. Você pode identificá-los porque o campo "FID_amesbu" (transportado da tabela de atributos do buffer) contém um valor '0' para esses casos. (As partes dos grupos de blocos que estão fora do buffer têm um valor '-1'.) Quando você une as camadas, todos os atributos de ambas as camadas são transportados para a nova camada. Logicamente, se um polígono estiver fora do buffer, não será possível atribuir nenhum campo da camada de buffer a esse polígono. Para compensar, o ArcMap irá preencher esses campos nesses registros com zeros (para campos numéricos). Você precisará usar o item de menu Selecionar por Atributo para restringir as linhas àquelas dentro do buffer antes de realizar o cálculo estatístico. Do contrário, sua resposta será muito diferente daquela na parte "intersecção" do exercício.

    Consulte as informações na caixa "Sobre a união" para ajudá-lo a decidir quais são as camadas de entrada e de sobreposição. Você deve obter os mesmos resultados numéricos para a contagem de filhos com a operação de união ou intersecção. A geografia, no entanto, será consideravelmente diferente. Para que seus cálculos funcionem, no entanto, você precisará manter o controle de quais polígonos na camada amesbgbuf_u.shp estavam originalmente dentro do buffer - esses serão os polígonos que têm um valor zero no campo "FID_amesbu". Por que isso não é um problema com a camada que você criou com a operação de interseção? Pense em como União é diferente de cruzar mesmo que você possa usar qualquer um deles como um passo em direção ao mesmo fim. Escreva seus comentários na seção da pergunta 5 da tarefa.

    Parte 3: Outras ferramentas de preparação de Análise Espacial (opcional)

    - Recursos de dissolução e camadas de recorte

    Os exercícios acima apenas arranham a superfície das ferramentas de análise espacial no ArcGIS. Não temos tempo para mais exercícios obrigatórios. Este exercício opcional concentra-se em duas operações comuns:

    1. DISSOLVE - suponha que temos um mapa de grupos de quarteirões do censo e desejamos criar um mapa de setores do censo. Podemos usar a ferramenta 'dissolver' para eliminar os limites do grupo de quarteirões dentro de um setor censitário.
    2. CLIP - este comando atua como um cortador de biscoitos.

    Para ambas as ferramentas, o tratamento adequado dos atributos do recurso é a parte complicada.

    Em vez de construir um novo exercício, referimo-nos aos exercícios de dissolução e recorte no livro-texto "Conhecendo o ArcGIS" que está reservado para a classe. Copiamos os dados para esses exercícios em M: data Chapter11 no armário da classe.

    Copie e cole todos os arquivos e diretórios em M: data Chapter11 em seu espaço de trabalho pessoal. No subdiretório Chapter11, você encontrará dois arquivos de documentos de mapa ArcGIS, ex11a.mxd e ex11c.mxd. Abra cada arquivo de documento usando o ArcMap e faça os exercícios conforme as instruções no livro de texto "Conhecendo o ArcGIS" página 270 (ex11a) e página 282 (ex11c). Você não precisa entregar nenhuma saída da Parte 3.

    Atribuição


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    Criado por Raj Singh. Modificado para 1999-2009 por Thomas H. Grayson, Joseph Ferreira, Jeeseong Chung, Jinhua Zhao, Xiongjiu Liao e Diao Mi, Yang Chen e Yi Zhu.
    Última modificação em 16 de outubro de 2010 por Joe Ferreira


    Módulo 1: Introdução à Análise Espacial

    Bem-vindos, de volta queridos alunos, estamos na 7ª aula agora. E vamos falar sobre análise de dados vetoriais. Então, chegamos ao módulo 2, mas eu ainda tenho que dizer a vocês sobre a parte de estatística espacial, então, que iremos cobrir em uma palestra futura. Então, vamos percorrer os slides, as diferentes palestras, quero dizer, os diferentes aspectos que vamos abordar hoje.
    (Consulte o tempo do slide: 00:37)
    Então, a primeira coisa que vamos cobrir é o buffering, o conceito de buffering em GIS, vamos olhar para as operações de sobreposição e vamos olhar para a parte de medição de distância. Agora, esta apresentação particular sobre sua análise vetorial foi dividida em duas aulas, aula 7 e aula 8. Então, na aula 8, vamos cobrir a análise de padrão de pontos, vamos cobrir a parte de gerenciamento de recursos.
    (Consulte o tempo do slide: 01:10)
    Então, quero dizer, falando sobre a análise de dados vetoriais, vimos que o modelo de dados vetoriais usa pontos, as coordenadas dos pontos, linhas e polígonos. E, eles são usados ​​como entrada quando vamos fazer qualquer tipo de modelagem ou quando vamos fazer qualquer tipo de análise usando esses recursos vetoriais. Então, a precisão dos dados que estamos digitalizando ou que temos, quero dizer, agregados de diferentes fontes tem que ser precisa, porque senão esses erros continuariam na fase de análise.
    Portanto, a precisão da localização, a precisão em termos de forma e as relações topológicas precisam ser cuidadas, são coisas muito importantes. Agora, falando sobre os diferentes tipos de análise de dados, a análise básica usaria a operação de união e interseção. É semelhante às operações de união e interseção em sua álgebra booleana que fazemos em matemática. Portanto, a ferramenta de sobreposição funciona tanto com os recursos geométricos quanto com os de atributos sempre que estamos fazendo essas operações de união e intersecção por meio dos módulos de sobreposição.
    Então, ele usaria os dois recursos, quero dizer, o recurso da geometria e o atributo. A tag de atributo que você tem com os dados GIS, como ponto, polígono ou seus dados de linha, você teria atributos. Portanto, ambos são usados ​​sempre que estivermos usando a operação de união e interseção como ferramentas de sobreposição. Então esta operação de união e interseção também é possível no Imean, você pode incorporá-la nas ferramentas de edição às ferramentas de edição, mas quando estiver operando os algoritmos de união ou interceptação através da ferramenta de edição, deve-se ter em mente que só funciona com a feições geométricas e não funciona com as feições de atributos.
    (Consulte o tempo do slide: 03:19)
    Então, vamos ver a ideia de buffering. Então, podemos ver que o buffer, quero dizer, há três exemplos aqui em que temos o buffer de ponto e temos círculos ao redor do buffer. Neste caso, os buffers foram dissolvidos, os limites entre esses buffers diferenciais foram dissolvidos.
    Então, da mesma forma, podemos ver o buffer de uma linha de sua cobertura e então temos um areabuffer, quer dizer, se você tem um tema como área e tentamos criar um buffer poligonal. Então, esta é a operação que seria a operação final do buffer. Agora, neste caso, podemos ver que o buffer de fim de linha é uma entidade circular, mas também pode ser, quero dizer, terminado como uma linha como um buffer plano.
    Então, vamos dar uma olhada nisso enquanto discutimos sobre buffering. Então, como vimos que os pontos teriam um buffer circular no exemplo, vimos que os pontos por padrão o
    os locais do buffer seriam um círculo, as linhas teriam buffers alongados, zonas de buffer e o polígono seria a zona de buffer se estenderia para fora. Agora, o buffering cria duas áreas baseadas no conceito de proximidade. Portanto, quero dizer que uma área está dentro de uma distância especificada, que é a zona-tampão e a área além da zona-tampão é outra entidade.
    Então, teremos dois polígonos, um é a entidade da zona de amortecimento como, se você tiver este polígono que é um buffer, ele terá uma entidade de polígono e haverá uma entidade de polígono criada para suas extensões geográficas e o polígono que está fora deste polígono de buffer.
    Então, você tem dois polígonos, você tem dois polígonos. Um está dentro da distância especificada da área selecionada e o outro está além da zona de buffer, que acabamos de ver, quero dizer, no caso do buffer de ponto. Agora, como eu estava falando antes, o fim das zonas de buffer podem ser arredondadas ou planas, dependendo do seu aplicativo. Então, suponha que você queira pegar uma zona tampão de uma rodovia, você deseja descobrir alguns efeitos da poluição, quero dizer, quão longe ela está, impactando ao longo das laterais da rodovia. Portanto, você pode criar zonas-tampão que podem ser arredondadas ou planas, quero dizer, buffers planas.
    Agora, o GIS criaria IDs diferentes para separar o buffer e o além da área além da zona de buffer. Dissemos que o armazenamento em buffer criaria dois recursos, duas áreas, quero dizer. Portanto, um está dentro da área de amortecimento e outro está fora da zona de amortecimento. Portanto, isso teria dois IDs diferentes, teria dois IDs separados de para a área que está dentro da zona-tampão e para a área que está além da zona-tampão. Agora, quero dizer que estamos designados para designar a zona de amortecimento, mas além disso nenhum outro atributo será adicionado ou combinado, quando estivermos criando as zonas de amortecimento.
    Quer dizer, aqui você pode ver que temos apenas um anel possível em torno do ponto em que especificamos uma distância de buffer singular e isso quero dizer que a entidade poligonal é criada em torno do recurso de ponto de entrada de ponto. Portanto, também é possível criarmos vários buffers. Então, se você quiser ver os preços ao longo da rodovia, se você tiver uma linha, quero dizer, entidade e estiver criando um buffer que gostaria de ver, então o número de casas dentro desta distância particular.
    E gostaríamos de contar os números para que você possa criar uma zona tampão dentro de, digamos, 500 metros, digamos um quilômetro, dentro de dois quilômetros e possamos descobrir quantas casas ou qual é a população que reside ao longo desta largura específica da rodovia.
    Outro exemplo, poderia ser o seu, quero dizer, a distância, a distância tampão das linhas costeiras que lhe dará a zona costeira. Assim, você pode criar um buffer de distância da linha de elevação mais alta, ao longo da costa e pode criar as zonas de buffer, quero dizer, onde você pode sair com sugestões diferentes, como zonas de conservação ou zonas de recreação ativa. Então, esses são alguns dos exemplos de buffers que usamos no contexto do planejamento urbano. Agora, também podemos fazer essas consultas, quero dizer, como se eu estivesse dizendo quantas casas existem, qual é a população que reside dentro de uma distância intermediária.
    Assim, podemos fazer consultas a uma certa distância para instalações ou recursos localizados dentro de uma certa distância, mas não podemos criar as zonas tampão hm.
    (Consulte o tempo do slide: 08:47)
    Portanto, existem variações no buffer. Então, você pode criar distâncias diferentes para o tamanho do buffer e pode ser variável como quando estamos criando buffers policêntricos, quero dizer, você tem várias zonas de buffer. Portanto, você pode ter diferentes distâncias enquanto especifica a distância do ponto ou o recurso específico I mean, você pode especificar diferentes tamanhos de buffer para os diferentes anéis ou zonas diferentes. Portanto, esses tamanhos podem ser variáveis.
    A segunda coisa é que sempre que estamos desenhando um buffer ou criando um buffer ao longo de um recurso de linha, esse buffer não precisa ser balanceado em ambos os lados. Não precisa ser igual em ambos os lados; pode estar no lado esquerdo ou no lado direito do recurso de linha. Portanto, podemos escolher se queremos criar o buffer tomando a estrada como um recurso central ou queremos deslocar o buffer para a direita ou para a esquerda. Agora, porque você pode ter certas consultas sempre que estiver fazendo algum planejamento urbano, você pode ter certas perguntas que você
    deseja descobrir alguns recursos dentro de uma distância específica à direita ou à esquerda dos segmentos de estradas ou, digamos, canais ou, digamos, linhas ferroviárias. Então, se for um recurso linear.
    Então quero dizer, você pode ter o buffer apenas em um lado e não em qualquer um dos lados.Portanto, as zonas de buffer ao longo do polígono podem se estender para fora ou também para dentro, portanto, se você tiver um polígono, poderá criar zonas de buffer externas ou internas conforme desejar. E, cada zona de buffer seria um polígono separado e pode ser subdividido ou salvá-lo como um recurso diferente e usá-lo para análise posterior. Então, quero dizer que também podemos dissolver os limites, como vimos anteriormente, naquele buffer de perfil circular da cobertura do ponto em que os limites foram dissolvidos
    Neste caso particular, vimos que as fronteiras foram dissolvidas entre as áreas tampão. Quero dizer, suas medidas de distância de buffer de recursos selecionados, quero dizer que podemos criar as zonas de buffer, quero dizer, usar usando medidas de distância e essas medidas de distância teriam as mesmas unidades da unidade do recurso por recurso de entrada. Se for em metros, então a distância do buffer que estamos especificando seria, por padrão, em termos de metros, se for inkilômetros ou graus decimais ou pés e polegadas, quero dizer que o buffer do buffer de saída teria unidades semelhantes.
    Então, quero dizer que você tem que ter cuidado enquanto está criando os buffers e você tem que olhar para a unidade das entidades. Agora, a precisão posicional do recurso espacial determinaria, quero dizer, como dissemos antes, que a precisão posicional dos recursos de entrada vai identificar a precisão dos elementos do buffer também.
    (Consulte a hora do slide: 12:01)
    Agora, as zonas de amortecimento, quero dizer, como vamos aplicá-las em termos de planejamento. Assim, podemos utilizá-la como zona de proteção ou para fins de planejamento ou regulamentação. Portanto, na conservação, sempre que temos monumentos históricos, geralmente temos uma zona tampão ou uma zona regulatória em torno do monumento. Assim, podemos criar buffers e podemos especificar o uso urbano naquele em particular nessa zona em particular.
    Agora, as zonas tampão também podem ter zonas de inclusão, pode representar como estamos falando sobre as zonas de zona de exclusão, também pode haver zonas de inclusão que podem ser representadas pelo tampão. Agora, ele também pode ser usado como indicador da precisão da posição do ponto e o recurso de linha e buffer múltiplo podem ser usados ​​como um método de amostragem. Então, suponha que você queira fazer uma amostragem de uma amostragem aleatória ou uma amostragem aleatória estratificada de alguns pontos de dados. Portanto, você pode usar o armazenamento em buffer para criar partições para diferentes zonas de um determinado
    apresentar e fazer amostras. Quer dizer, você pode, você pode pegar pontos de amostra. Então, quero dizer, o buffer pode ser usado para esse propósito.
    Então, quero dizer que pode ser aplicado ao bandeamento incremental para estudos de mudanças no uso do solo, em torno das áreas urbanas. Então, sempre que você disser crescimento periurbano ou expansão urbana, você pode criar bandas ou buffers para ver qual é o status do crescimento nas diferentes bandas? Quero dizer qual é a natureza do crescimento e qual é o status do crescimento nas diferentes faixas de amortecedores. Então, estamos falando sobre os buffers não dissolvidos e essa é a aparência de um buffer dissolvido.
    (Consulte o tempo do slide: 14:09)
    Agora, falando sobre a operação de sobreposição, a operação de sobreposição combinaria a geometria e os atributos e criaria a saída. Agora, sempre que você tem essa combinação de atributo da camada de entrada e isso difere cada recurso, quero dizer que teria seu
    combinação de atributos, teria alguma lista de atributos de atributos múltiplos e seria diferente dos atributos vizinhos.
    Então, quero dizer que tem que ser as camadas que você está sobrepondo umas sobre as outras, sempre que houver várias camadas que você está sobrepondo, elas devem ser co-registradas espacialmente. Eu quis dizer que deve haver uma linha em cima da outra. Portanto, havíamos conversado anteriormente sobre os diferentes tipos de sistemas de coordenadas e os sistemas de projeção.
    Portanto, temos que recorrer ao georreferenciamento desses temas espaciais e ver que eles se sobrepõem, para que essa operação de sobreposição aconteça. Agora, você pode ver essa sobreposição de operação, na qual você tem duas entradas de entrada. Existem duas coberturas de polígono onde você tem este polígono, que é horizontal por natureza tendo ids um e dois e este polígono tem duas entidades A e B. E, quando você faz uma operação de sobreposição, você pode ver que a geometria e o atributo são editados. Portanto, você tem 1A, 1B, 2A e 2B na saída e 4 caixas na região de sobreposição da região de interseção.
    Essas operações de sobreposição podem ter polígonos, linhas ou camada de pontos como entrada e a saída seria, por exemplo, tipo de recurso de dimensão inferior. Então, quero dizer, se você estiver me referindo a uma camada de ponto, linha ou polígono como entrada, a sobreposição é uma camada de polígono. Portanto, sua saída seria um polígono dissecado por uma linha ou entidade. Então, teria resultado em polígonos. Agora, existem três operações de sobreposição comuns, como dissemos, quero dizer que a camada de entrada pode ser linha de pontos ou polígono. Portanto, pode haver três tipos de operações que podem ser realizadas. O primeiro é o método do ponto no polígono, o segundo é o método da linha no polígono e o terceiro é o método do polígono do polígono.
    (Consulte o tempo do slide: 16:45)
    Então, falando sobre o primeiro, o método do ponto no polígono, vemos que há dois pontos aqui: ponto um e ponto dois. E, há dois polígonos, o polígono tem a entidade A e a entidade B. Portanto, esse polígono quando você o está sobrepondo é mostrado como pontilhado. Então, na verdade, nesta camada, você tem apenas o ponto 1 e o ponto 2. Como esses são geometricamente co-referenciados na sobreposição, o gasto do, quero dizer, o segundo tema, ou seja, o polígono sobreposto é mostrado conforme mostrado neste diagrama específico.
    Portanto, na saída você pode ver que esta entidade de ponto é muito mais alta do que os valores da entidade de ponto, bem como do polígono. E você não teria nenhuma entidade poligonal no resultado. Portanto, você terá duas entidades de ponto com atributos tanto do ponto quanto do polígono. Portanto, vemos que os mesmos recursos de ponto da camada de entrada estão incluídos na saída, mas cada ponto é atribuído ao atributo do polígono. Agora, a segunda operação que é a linha em
    método do polígono, portanto, podemos ver que a saída contém os mesmos recursos de linha que a entrada, mas cada recurso está dissecando o limite do polígono na camada de sobreposição.
    Então, você pode ver aqui que há um recurso de linha que é codificado como um e então você tem um recurso de polígono, que tem duas entidades poligonais A e B e quando estamos sobrepondo esses dois polígonos o que acontece é que você obteria dois polígonos na saída e você teria, você teria uma entidade de linha e essa entidade de linha seria dividida em dois segmentos com os atributos da entidade de entrada e do polígono de entrada. Então, você tem que o segmento de linha é dividido em duas partes 1A e 1B. Esta é a ideia da linha que é um e esta e esta parte do polígono era A, então, quando você a cruza, este segmento de linha até este ponto torna-se 1A e o resto do segmento de linha torna-se 1B.
    Portanto, vemos que na saída ele combina os atributos das camadas de entrada e do polígono subjacente. Agora, o terceiro que é o polígono sobre o polígono sobrepõe a saída; quando temos duas camadas de polígono de entrada, uma camada de entrada e uma camada de sobreposição, a saída combinaria o limite do polígono da entrada e as sobreposições para criar um novo conjunto de polígonos. Portanto, ao contrário de sua operação de ponto ou operação de linha em que o resultado são apenas pontos ou linhas, quando você está cruzando polígonos, vemos que o resultado se tornaria polígonos e tomaria atributos de ambos os polígonos, quero dizer, o polígono de entrada, bem como o polígono de sobreposição.
    Portanto, se considerarmos isso como o polígono de sobreposição com duas entidades poligonais A e B, e o polígono de entrada tem duas entidades poligonais, uma e duas, a saída de 4 entidades poligonais 1A, 1B, 2A e 2B quando estamos fazendo a operação de sobreposição.
    (Consulte o tempo do slide: 20:05)
    Agora, essas operações de sobreposição são baseadas nos conectores booleanos como AND, OR e XOR. Portanto, a intersecção usa o conector AND. A união usaria o conector OR e a diferença ou diferença simétrica usa o conector XOR. Agora, identidade ou menos usa a camada de entrada de expressão e a camada de identidade ou camada de entrada.
    Então, é assim que teríamos o software funcionando no back end sempre que você quiser criar uma camada de identidade ou quiser criar uma diferença simétrica, quiser criar uma união ou uma operação de intersecção. Basicamente, ele é baseado nas funções de sobreposição ou nos operadores booleanos.
    (Consulte o tempo do slide: 20:49)
    Agora, quando estamos usando o recurso de união, ele preserva todos os recursos da entrada. E, a extensão da área da saída, combinaria a extensão da área dos recursos de entrada. Então, suponha que se tivermos duas entidades poligonais sempre que estivermos tendo a sobreposição, você pode ver que as extensões dos limites seriam esses dois em particular esses 4 cantos para este retângulo específico, para esta entidade poligonal específica de polígono. E, para isso você seria uma extensão vertical, mas na saída você vê que essa extensão muda aqui, este ponto está à direita, este na parte inferior direita e este na parte inferior esquerda.
    Portanto, ele combina as extensões de área das camadas de entrada e saída. Agora, para um intersectoperator ele preserva aquelas características, que caem dentro da extensão da área e que são comuns a ambas as entradas. Então, veremos isso como uma imagem e o que realmente acontece quando estamos usando o operador de intersecção. Portanto, é geralmente um método preferido quando estamos fazendo uma sobreposição, porque se qualquer recurso estiver lá em sua saída, seus dados de atributo seriam obtidos de ambos os
    entradas. Portanto, no caso de sempre que você estiver fazendo uma interseção, usaríamos o método de sobreposição, pois ele obteria seu recurso de atributo de ambas as camadas de entrada.
    A entrada desta intersecção é basicamente um relacionamento espacial e pode ser usada sempre que você quiser fazer uma operação de junção para junção espacial. Portanto, você pode usar o comando intersect. Portanto, você pode ver que sempre que está fazendo a interseção, você está apenas retornando os limites comuns que estão lá na entrada de suas duas camadas de entrada de entrada. Agora, falando sobre a distância simétrica, digamos diferença, preservaria as características que se enquadram na extensão da área que é comum a apenas uma das entradas.
    A diferença simétrica de certa forma é oposta à interseção, quer dizer, interseção que vimos que você só devolve a área, que são comuns às duas áreas. Portanto, a diferença simétrica é exatamente o oposto do modo de interseção. Então, e em termos de saída de uma extensão de área, quero dizer, na operação de intersecção, você pode ver que a extensão da área de saída é apenas limitada à área de intersecção, mas em sua diferença simétrica esta extensão de saída, quero dizer que incorpora as extensões de saída de extensões de entrada de ambas as camadas de entrada basicamente.
    Portanto, falando sobre a identidade, preservaria os recursos que caem dentro da extensão da área da camada definida como a camada de entrada. E a outra camada é chamada de camada de identidade. Então, nessa camada, a camada de entrada que a entidade é preservada, essa zona é preservada e, quero dizer, você obterá a interseção apenas dentro daquela zona específica da entrada em que a outra parte é descartada, você pode ver que a outra parte é descartada.
    (Consulte o tempo do slide: 24:23)
    Então, falando sobre a parte de medição de distância, medição, quero dizer que geralmente usamos a distância euclidiana e essa distância é usada extensivamente em abordagens de modelagem. Então, suponha que você queira fazer uma modelagem de poluição em uma área urbana, então, você tem uma chaminé e quer ver, qual é o efeito da poluição ao longo de uma determinada distância. Então, você teria que fazer a medida de distância ao longo da linha reta e ela pode ser usada diretamente para análise de dados, esta medida de distância quaisquer valores que você obtenha do GIS é usada diretamente na análise de dados e é armazenada em um campo de atributo.
    Assim, você pode realizar a medição de distância de pontos em uma camada a pontos em outra camada ou também pode ser feita para cada ponto em uma camada até o ponto ou linha mais próximo em outra camada. Agora, podemos usar esta medida de distância quando estamos fazendo algum modelo de interação espacial como um modelo de gravidade, quando tentamos dois modelos de interação entre diferentes
    zonas urbanas. Portanto, suponha que haja poucas pessoas que começaram na casa e estão indo trabalhar.
    Assim, podemos modelar esse tipo de interação e isso é geralmente usado em modelagem de transporte e (consulte o tempo: 25:55) modelagem de transporte. Portanto, esse tipo de interação pode ser modelado em GIS usando a medida de distância entre os pontos ou os centróides como recursos de entrada. Agora, a análise de padrão também usa a medida de distância como entrada.
    (Consulte o tempo do slide: 26:14)
    Agora, falando sobre análise de padrões, estudamos em análise de padrões o arranjo espacial de recursos pontuais ou recursos de linha em um espaço bidimensional. Então, isso é amplamente usado em análises onde queremos descobrir qual é a natureza da dispersão? Então, seja aleatório, seja disperso ou seja agrupado. Então, quero dizer que podemos identificá-lo a partir da análise do padrão, do padrão de pontos ou da análise do padrão poligonal. Então, ele usa a distância de como entradas e
    as estatísticas que são estatísticas espaciais para descrever o padrão de ponto ou a distribuição do padrão de ponto.
    Então, quero dizer, quando temos um padrão aleatório, ele mostra que a presença de um ponto ou localização inibe a ocorrência de seus pontos vizinhos. Então, basicamente não há tendência no ponto, como eles estão localizados. Portanto, eles podem não ser um agrupamento. Portanto, resultaria em um ponto aleatório que pode ser explicado por meio das estatísticas espaciais nos dados. Agora, a aleatoriedade espacial separa o padrão aleatório do padrão disperso ou agrupado. Assim, uma aleatoriedade separaria um padrão disperso aleatório de padrões agrupados aleatórios.
    Então, quero dizer que estávamos falando sobre as estatísticas espaciais pelas quais podemos diferenciar esses tipos de padrões. No nível local também a análise de padrão pode ser feita, quero dizer, quando falamos sobre a aleatoriedade espacial, estamos falando sobre toda a paisagem de operação, mas em nível local também pode-se fazer uma análise de padrão de análise espacial. E, as distribuições conteriam clusters locais, poderiam ser de clusters de alto valor ou clusters de baixo valor.
    (Consulte o tempo do slide: 28:18)
    Você pode ter pontos de pontos com diferentes tipos de representação de diferentes tipos de entidades e estes podem ter valores diferentes, quero dizer, valores altos ou valores baixos. Então, isso daria a você a aleatoriedade ou não aleatoriedade em termos dos padrões de agrupamento. Agora, para analisar os padrões aleatórios e não aleatórios, usamos a distância entre cada ponto e o ponto vizinho mais próximo em uma determinada camada.
    Portanto, pretendo identificar se o padrão é aleatório, seja regular ou agrupado. Agora, falando sobre análise de padrão de ponto, podemos fazer a estatística de um vizinho mais próximo. Portanto, essa estatística é representada como razão I mean agregada como R maiúsculo R, é a distância média observada entre os vizinhos mais próximos à média esperada da distribuição aleatória hipotética. Então, quero dizer que é representado como d esperado.
    Então, nós calculamos este valor R cuja razão das distâncias observadas para a distância esperada aleatória da distribuição aleatória e se este padrão for encontrado nesta razão R é encontrado como sendo menor que 1. Então dizemos que o padrão do ponto é mais agrupado e incomparável se a razão for maior que 1, o que indicaria que o padrão de pontos é mais ou menos disperso na natureza do que e, em seguida, aleatório. Então, também produziria um escore Z, estamos falando sobre estatística espacial.
    Portanto, nesta análise, ele também produz um escore Z que dá a probabilidade de que o padrão seja o resultado a que me refiro, seja o resultado do acaso aleatório ou seja um evento médio, o que tem sido feito sistematicamente. Portanto, esta análise de padrão de ponto é aplicada para análise de ponto quente, que é uma ferramenta padrão para mapear e analisar, digamos, dados de saúde ou dados de crime em um contexto urbano. Assim, podemos criar esse tipo de análise de ponto quente com base na distribuição do padrão .Assim, podemos usar a estatística do vizinho mais próximo e descobrir qual é o valor de R para descobrir se o ponto está agrupado ou descartado, se você estiver usando a análise do padrão de pontos.
    Então, obrigado e estamos ansiosos para a próxima palestra, que é uma continuação desta palestra em particular.
    Obrigado mais uma vez.

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    Um novo método de sobreposição geoespacial para a análise e visualização de padrões de mudança espacial usando conceitos de modelagem de dados orientados a objetos.

    Muitas abordagens de análise de mudança estão documentadas na literatura - consulte, por exemplo, os artigos de visão geral de Coppin et al. (2004), Lu et al. (2004), Singh (1989) e Chen et al. (2012). Algumas dessas pesquisas lidam com métodos de pós-classificação, freqüentemente denominados como comparação pós-classificação (PCC). Este artigo se concentra em PCCs com base em resultados de classificação de imagens de sensoriamento remoto de diferentes carimbos de data / hora, mas, em princípio, aborda comparações de alterações de quaisquer conjuntos de dados de classificação geoespacial. Para tais comparações, geralmente são realizadas comparações pixel por pixel ou objeto por objeto. As rotinas de sobreposição ou intersecção de sistema de informações geográficas tradicionais (GIS) induzem matrizes completas (e complexas) de mudança, o que resulta em desafios específicos, como geração de imagens de mudança binária sem reconhecimento de mudanças maiores e menores da paisagem, ou uma complexa classe por avaliação baseada em classe (Ahlqvist 2008). Muitas etapas de processamento devem ser executadas para alcançar resultados agregados e - o que geralmente é necessário, mais resultados de mudanças de alto nível. Mesmo que essas etapas sejam estabelecidas como modelos ou protocolos repetíveis, a análise é limitada pela restrição de modelos de dados relacionais na maioria dos SIG (cf. De Smith et al. 2007 Longley et al. 2005).

    Neste estudo, faço uso de outra abordagem que é teoricamente formulada, mas não disponível em GIS convencional (cf. Chen, Wang e Chen 2013): Egenhofer e Frank (1992) apresentaram em um artigo de pesquisa conceitos de modelagem orientada a objetos aplicada aos dados geográficos. Com base no trabalho original de Brodie (1984), eles descreveram como um modelo de dados orientado a objetos é construído sobre os quatro conceitos básicos de abstração, a saber, classificação, generalização, associação e agregação. Com base nesses conceitos, uma comparação de diferentes conjuntos de dados (ou seja, diferentes classificações, como conjuntos de dados de uso / cobertura da terra) teoricamente superaria os problemas mencionados. Os seguintes conceitos selecionados de modelagem de dados orientada a objetos são retirados de Egenhofer e Frank (1992) e são examinados quanto ao seu potencial para melhorar o processamento de sobreposição em PCCs:

    * Conceito de generalização: a generalização na modelagem orientada a objetos não deve ser confundida com o mesmo termo usado na cartografia.No primeiro caso, expressa a ideia de agrupar várias classes de objetos com propriedades ou operações comuns em uma superclasse mais geral. Para um PCC, tal superclasse poderia representar uma "classe de mudança" que incluiu certas mudanças de interesse (por exemplo, se as classes de cobertura da terra floresta ou cerrado estão se transformando em solo nu ou pastagem, o conceito de generalização pode ajudar a definir superclasses como "degradação", "expansão urbana" ou semelhante). Esse conceito de generalização precisa ser flexível, ou seja, a subsunção de classes a uma superclasse deve ser facilmente alterada, se necessário.

    * Conceito de associação: Relações entre objetos, também chamadas de agrupamento ou particionamento. De acordo com Egenhofer e Frank (1992), um exemplo de associação no domínio GIS é a vizinhança (por exemplo, pode haver uma relação entre um lote de terreno e um lote de casa adjacente). No caso apresentado do PCC, também poderia ser uma relação entre objetos ao longo do tempo, por exemplo, um objeto de cobertura vegetal homogêneo é dividido na segunda marcação de tempo em vários objetos (classes diferentes), mas os objetos ainda estão relacionados e podem ser acessados (por exemplo, por meio de uma consulta).

    * Conceito de agregação: semelhante à associação, a agregação é a combinação de objetos para formar um objeto de nível superior (no sentido semântico). Egenhofer e Frank (1992) denominaram esse objeto de nível superior de objeto agregado ou composto, com as partes agregadas mantendo sua própria funcionalidade. Um exemplo seria a agregação de mudanças a um objeto de informação de nível superior. Tal objeto poderia ser uma unidade artificial (por exemplo, uma grade regular ou camada hexagonal), e também uma unidade administrativa onde as mudanças temporais dos objetos agregados são "relatadas".

    No capítulo seguinte, apresento uma metodologia que integra os conceitos mencionados de modelagem de dados orientada a objetos para melhorar e simplificar os processos de sobreposição.

    Sobreposição geoespacial orientada a objetos

    O modelo de dados multi-escala topologicamente habilitado proposto neste artigo integra os conceitos de modelagem de dados orientada a objetos apresentados anteriormente, a fim de automatizar a comparação de camadas poligonais (ou raster). O modelo de dados é implementado em um pacote de software chamado eCognition (Trimble Geospatial Imaging), geralmente usado em aplicativos de sensoriamento remoto para análise de imagem baseada em objeto (OBIA, ver, por exemplo, Blaschke 2010).

    O modelo de dados implementado é baseado em objetos vetoriais (geralmente construídos a partir da segmentação de imagens) e embutidos em uma hierarquia. Hierarquia, neste contexto, significa que camadas de escalas diferentes (se forem realizadas segmentações em várias escalas) são classificadas em ordem crescente (escala) de baixo para cima. É um objeto de hierarquia estrita (polígono), as bordas em uma escala superior geralmente estarão presentes em escalas inferiores. Isso leva a uma interseção completa de objetos na escala mais baixa se, por exemplo, diferentes camadas de classificação são importadas (cf. Figura 1). Este modelo de dados vem do domínio de análise de imagens, a ideia por trás dele, em suma, é imitar a percepção humana de imagens olhando e analisando imagens em diferentes (segmentação) escalas (ou seja, diferentes "janelas de percepção" Marceau 1999).

    O modelo de objeto implementado força um cálculo de uma topologia completa durante o cálculo de cada nível ou, neste caso, durante a importação de camadas GIS disponíveis externamente. A topologia abrange não apenas uma topologia horizontal (entre objetos em um nível), mas também uma topologia vertical entre os objetos na hierarquia. Para cada objeto, são calculados todos os níveis e a hierarquia, os chamados "recursos". O termo "recursos" se origina do plano de fundo de análise de imagem do software, mas também pode ser traduzido para a linguagem GIS: Recursos são as propriedades de cada polígono e incluem, entre outras coisas, recursos centrados no polígono, como tamanho, forma / descritores de forma e estatísticas baseadas em classificação e também cálculos topológicos, como a relação com objetos vizinhos (próximos, mas também a uma certa distância), compartilhamento de fronteira absoluta e relacional com vizinhos, etc. Essas características topológicas horizontais são complementadas por verticais descrever o objeto dentro da hierarquia (escala ou temporal), que é um conceito não disponível, para o conhecimento do autor, em qualquer software GIS ou modelo de dados GIS nesta consistência. Os recursos topológicos verticais abrangem coisas como o número de objetos em níveis inferiores cobrindo os objetos de nível superior, relações espaciais entre objetos em níveis diferentes e classificações em níveis inferiores sobrepostos a classificações de nível superior e vice-versa. Muitos desses recursos são calculados automaticamente ao implementar a hierarquia, relacionamentos adicionais entre objetos podem ser calculados, conforme necessário. Esses recursos / relacionamentos topológicos são salvos no modelo de dados e estão disponíveis para cálculos adicionais.

    Além disso, o modelo de dados oferece suporte a classes e hierarquias de classes, incluindo um conceito de herança e funcionalidade de agrupamento. A Figura 1 mostra uma visão geral esquemática do conceito e como os diferentes elementos estão correspondendo a alguns dos conceitos de modelagem de dados orientada a objetos apresentados por Egenhofer e Frank (1992). Uma descrição mais detalhada segue na seção "Implementação".

    A hierarquia de objetos é usada nesta pesquisa para conter camadas GIS que representam classificações de diferentes carimbos de data / hora, e não níveis de escalas diferentes extraídos de camadas de imagem. Em vez de imagens de sensoriamento remoto, o modelo de dados é usado para importar camadas de polígonos GIS (também raster seria possível) e realizar análises de comparação de alterações (sobreposição geoespacial), fazendo uso das vantagens descritas.

    A implementação do método é demonstrada usando conjuntos de dados CORINE Land Cover (CLC) existentes de 2000 e 2006 como dados de entrada para o PCC e dados de alteração de CLC já existentes, com base em interpretações de especialistas, são usados ​​para avaliação. A nomenclatura CLC padrão inclui 44 classes de cobertura do solo (ver Buttner e Kosztra 2007). Eles são agrupados em uma hierarquia de três níveis. As cinco categorias principais (nível um) são: 1. superfícies artificiais, 2. áreas agrícolas, 3. florestas e áreas seminaturais, 4. áreas úmidas e 5. corpos d'água. A segunda hierarquia abrange 15 subclasses para as categorias de nível um. A Figura 2 mostra as subclasses de nível dois para a Áustria (13 das 15 classes disponíveis estão presentes). A categoria de melhor escala, nível três, subdivide ainda mais as categorias de nível dois nas mencionadas 44 classes de cobertura de solo em escala mais fina.

    As classificações CLC são baseadas na interpretação visual assistida por computador de imagens de satélite com uma escala alvo de 1: 100.000 e uma unidade de mapeamento mínima de 25 ha (Heymann et al. 1994)

    Fazendo uso das possibilidades de modelagem de dados orientada a objetos apresentadas, será mostrado como uma comparação de mudança das diferentes camadas pode ser melhorada, especialmente quando se leva em conta as mudanças entre subclasses e superclasses e agregação de mudanças para objetos compostos em uma estrutura integrada.

    Neste estudo, os dados CLC para a Áustria de 2000 e 2006 foram analisados ​​como uma prova de conceito (cf. Figura 2). Como a nomenclatura do CLC é consistente para quase toda a Europa, a abordagem é completamente transferível para outros conjuntos de dados CLC.

    Os dados CLC de 2000 e 2006 foram obtidos como shapefiles (da Agência Ambiental Europeia, EEA http://www.eea.europa.eu), com a geometria refletindo a melhor categoria de nível três e a classificação das diferentes níveis acessíveis por meio de tabelas de atributos.

    Uma estrutura de comparação de mudança objeto por objeto foi configurada no eCognition. Isso foi realizado usando uma linguagem de programação modular (cognition network language (CNL)) que controla o processo de importação de rotinas e etapas analíticas e também pode lidar com consultas específicas de objetos. É criado um conjunto de regras que pode ser salvo (como um protocolo, consulte a Figura 3) e, uma vez configurado e parametrizado, as etapas de cálculo são automatizadas e transferíveis. As camadas de dados existentes foram importadas para essa estrutura e uma hierarquia de classes inicial foi criada automaticamente, com base nos atributos de classificação CLC. A Figura 3 mostra (inferior direito) um subconjunto da hierarquia de classes onde o sistema de classificação hierárquica do CLC pode ser realizado (incluindo herança). Este agrupamento de classes é comparável ao conceito de generalização de modelagem de dados orientada a objetos, e a vantagem é que não apenas hierarquias inerentes aos dados podem ser configuradas, mas também novos agrupamentos, por exemplo, em relação a certas classes de mudança, são realizáveis ​​com um simples arraste e solte (veja a Figura 1). Além disso, a aplicação do conceito orientado a objeto de generalização melhora a comparação de mudança de dados se, por exemplo, diferentes nomenclaturas de cobertura da terra são usadas para diferentes intervalos de tempo, o que muitas vezes causa problemas em PCCs (cf. Ahlqvist 2008 Robbins e Maddock 2000). Como resultado, diferentes nomenclaturas podem ser reagrupadas em classes comuns para uma comparação de mudança sem alterar os nomes das classes originais.

    A comparação de mudanças é realizada em diferentes níveis hierárquicos: o nível mais alto é definido como uma camada de unidade de relatório (camada de detecção de mudança), os dois intervalos de tempo CLC (aqui: 2000 e 2006) e o nível mais baixo é uma intersecção completa (semelhante para uma operação de sobreposição em um GIS, consulte também a Figura 1). A geometria da camada da unidade de relatório é flexível de acordo com a questão de pesquisa específica, que aborda o conceito de agregação de modelagem de dados orientada a objetos. Geometrias diferentes para as unidades de relatório são demonstradas nas Figuras 4 e 6, incluindo unidades de geometria regulares, como grades ou hexágonos, bem como unidades administrativas.

    As unidades de relatório fornecem informações sobre as mudanças na hierarquia subjacente. Como o modelo de objeto é topológico (na direção horizontal entre objetos da mesma camada) e também vertical entre as diferentes camadas), as relações entre as camadas CLC 2000 e 2006 podem ser consultadas nas unidades de relatório. A Figura 4 mostra a área relativa de mudança entre diferentes camadas de dados de categorias de CLC investigadas teoricamente, uma infinidade de informações adicionais podem ser tratadas aqui. A Figura 5 (a) mostra, por exemplo, a mudança da classe de nível três "335 Geleiras e neve perpétua" para outra classe (aqui: agregada a unidades hexagonais). Essa flexibilidade em relatar relacionamentos entre objetos está refletindo o terceiro conceito de modelagem de dados orientada a objetos, o conceito de associação. Além disso, os relacionamentos topológicos podem ser usados ​​para executar certas rotinas de "limpeza". Por exemplo, polígonos de lascas podem ser mesclados com o maior vizinho, ou o vizinho com a borda mais longa, ou o vizinho com a classe mais semelhante da mesma subcategoria, etc.

    Três classes de mudança agregadas foram definidas e calculadas, refletindo as mudanças entre as classes da nomenclatura CORINE de três níveis: (1) mudanças entre as classes CLC de nível um (5 classes principais), (2) mudanças entre as classes CLC de nível dois dentro do nível um superclasses (15 subclasses) e (3) mudanças de nível três do CLC dentro do nível dois superclasses (44 classes neste nível mais detalhado). Essas classes agregadas foram então calculadas automaticamente por meio da programação de módulos específicos que analisam e atribuem os números de classe CLC de três dígitos às classes de mudança relevantes. Como a legenda da classe é uma hierarquia que inclui herança, as classes foram atribuídas como classes filhas às classes de mudança de pai. Isso permite que o usuário altere facilmente alocações específicas, se necessário, por meio de uma abordagem simples de arrastar e soltar. As alterações foram refletidas automaticamente na camada de agregação de alterações. A Figura 4 mostra os resultados para a área da Áustria, com diferentes mudanças de nível de classe CLC. As mudanças foram agregadas a uma camada quadriculada regular (10 x 10 km), o que deu uma boa visão geral dos padrões de mudança espacial, que podem ser examinados mais detalhadamente. Por exemplo, as mudanças marcadas entre as classes de nível um aplicadas principalmente a regiões mais densamente povoadas / urbanas, enquanto as mudanças de nível três (dentro das superclasses de nível dois) foram observadas principalmente nas regiões alpinas mais altas (principalmente mudanças da classe "Geleiras e neve perpétua ", veja também a Figura 6 (a)).

    A camada de agregação de mudança calculada a partir da comparação de mudança CLC 2000/2006 e os polígonos de mudança CLC oficiais (agregados à mesma grade, consulte a Figura 4) para mudanças de nível um revelou um acordo quase perfeito. Isso era esperado, uma vez que a comparação de alterações é baseada nos mesmos dados e a comparação neste exemplo é estritamente determinística. No entanto, houve algumas pequenas diferenças. A razão é que os polígonos de alteração oficiais do CLC são derivados manualmente de uma interpretação especializada, comparando os dados de imagem de 2000 e 2006 em que também foi realizada uma revisão de erros - potencialmente presentes nos dados do CLC2000 / 2006. Além disso, a interpretação especializada das alterações pode levar a variações "dos códigos que ocorrem no mapa CLC2000 e / ou no mapa CLC2006 final devido à generalização aplicada na produção de CLC2000 e CLC2006" (cf. Buttner et al. 2012 Feranec et al . 2007). A Figura 5 mostra um exemplo de alterações não refletidas nas camadas CLC originais, mas introduzidas na interpretação especializada das alterações.

    O conjunto de regras CNL implementado é completamente transferível para todos os conjuntos de dados CLC 2000/2006 na Europa e é automaticamente aplicável se uma análise das mesmas classes de mudança for solicitada. O tamanho e a forma das grades (unidades de relatório) podem ser alterados facilmente, assim como as classes de mudança alvo e as informações hierárquicas da estrutura de comparação de mudanças por unidade de grade: A Figura 6 (a) mostra os resultados de uma análise das mudanças do nível -três classe "335 geleiras e neve perpétua" em outra classe agregada a unidades hexagonais. A Figura 6 (b) mostra as mudanças de nível um conforme demonstrado na Figura 4, mas agregadas às unidades NUTS, um padrão de geocodificação para referenciar as divisões administrativas dos países para fins estatísticos (as 35 unidades no nível NUTS três consistem em municípios fundidos).

    Conceitos selecionados de modelagem de dados orientada a objetos foram mostrados para melhorar a análise de PCC em termos de flexibilidade, transferibilidade e facilidade de uso. Como os conceitos de generalização, associação e agregação não estão disponíveis no G1S convencional, esta pesquisa investigou uma metodologia para a utilização de técnicas OBIA em operações G1S. A abordagem é programada em um conjunto de regras repetível, permitindo a análise de qualquer comparação de camadas CLC na Europa. Mas a abordagem não se limita às camadas CLC com pequenas modificações, qualquer comparação de alteração de diferentes camadas de polígono ou raster é viável. Mesmo a comparação de mais de dois carimbos de data / hora é possível, porque a hierarquia de objetos não está limitada a um certo número de camadas.

    Devido ao propósito original do software eCognition de analisar imagens, o modelo de dados tem algumas limitações: Primeiro, apenas dados vetoriais poligonais ou rasterizados são suportados. Em segundo lugar, a hierarquia multi-escala topologicamente habilitada se baseia em pixels como unidades menores. Isso não se deve apenas ao propósito original do software, mas também a uma concessão em relação ao poder de computação necessário. Mesmo com a possibilidade de reduzir o tamanho do pixel a um mínimo - os dados vetoriais importados são sempre convertidos em dados vetoriais "rasterizados", que devem ser levados em consideração para um uso produtivo da metodologia apresentada. O propósito de usar a metodologia proposta seria derrotado se, por exemplo, uma geometria de saída de alta precisão fosse necessária como resultado da comparação de mudanças. Mas se a comparação de alterações deve resultar em comparações de alterações flexíveis, transferíveis e altamente complexas que podem ser visualizadas ou calculadas e agregadas a objetos compostos de nível superior (unidades de relatório), então a abordagem proposta aqui oferece um novo caminho para lidar com essas tarefas em comparação com GIS convencional.

    A investigação que conduziu a estes resultados recebeu financiamento do Sétimo Programa-Quadro da União Europeia (FP7 / 2007-2013) ao abrigo do acordo de subvenção n.º 312703, G-SEXTANT (Serviços geoespaciais de apoio à ação externa da UE). A publicação dos resultados é apoiada pelo Austrian Science Fund (FWF) por meio do Doctoral College GIScience (DK W 1237-N23).

    Ahlqvist, O. 2008. "Extending Post-Classification Change Detection using Semantic Similarity Metrics to Over Class Eleterogeneity: A Study of 1992 and 2001 US National Land Cover Changes." Sensoriamento Remoto do Ambiente 112 (3): 1226-1241. doi: 10.1016 / j. rse.2007.08.012.

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    Departamento de Geoinformática - ZGIS, Universidade de Salzburg, Schillerstr. 30, 5020 Salzburg, Áustria


    Avaliação do conhecimento local para uma pescaria de pequena escala usando sistemas de informação geográfica

    Este artigo usa um protocolo recente para a coleta de conhecimento local de pescadores em uma pescaria de pequena escala e o aplica às pescarias de lagosta espinhosa e búzio-rainha nas Ilhas Turcas e Caicos. O protocolo é usado para identificar locais de colheita marinha usando mapeamento em papel e sistemas de informação geográfica (GIS) como meio de referência. As áreas de pesca são transferidas de uma cópia impressa para a forma digital e inseridas em um banco de dados GIS multicamada e multicamadas, que é usado para produzir uma superfície de probabilidade de pesca. Essa superfície é então usada para identificar zonas de colheita de alta pressão para a lagosta. O artigo considera as implicações desta abordagem para o co-manejo de espécies, onde o conhecimento científico derivado da coleta e análise de dados de pesca tradicional e o conhecimento local, conforme refletido pelas atividades da colheitadeira e outros dados derivados da colheita sobre as pescarias, são combinados. A colaboração entre funcionários do governo, cientistas pesqueiros e coletores de recursos locais é considerada a via potencialmente mais frutífera para o manejo de espécies por meio da construção e implementação de um plano de manejo para o qual todas as partes contribuíram e entendem.


    1 resposta 1

    Pode haver algo que estou perdendo, mas isso parece um problema clássico de encontrar o vértice de articulação de um gráfico. Essencialmente, você está tentando encontrar o ponto mais fraco em um gráfico de forma que, ao cortar o gráfico nesse ponto, termine com dois gráficos separados. Portanto, em seu exemplo, se você cortar o polígono nesse vértice, acabará com vários polígonos. Você pode representar seus polígonos facilmente como um gráfico, com cada vértice representando um vértice de gráfico e as bordas do polígono como bordas de gráfico.

    Se eu tivesse que resolver o problema, essa é a abordagem que eu faria. Você pode verificar os seguintes recursos:

      - Esta é sua melhor aposta. Ele explica o algoritmo em termos simples e também fornece o código C que pode ser facilmente traduzido para JavaScript. Se eu tivesse que começar a escrever um algoritmo, seria aqui que eu começaria. (procure por "articulação")

    Vou tentar dar a você uma breve visão geral do problema e a solução para apontar a direção certa. Uma implementação deste algoritmo usando gráficos necessariamente entrará em terminologias de algoritmo de gráfico, então se você não está familiarizado com gráficos, você pode querer ler sobre eles.

    A abordagem de força bruta no seu caso seria atravessar o gráfico, excluir temporariamente cada vetex e então ver se o gráfico está conectado ao fazer uma travessia DFS / BFS no gráfico modificado. Isso não é muito eficiente e será executado em tempo quadrático O (n (m + n)). Mas há um algoritmo de tempo linear que se baseia na classificação das arestas da árvore DFS resultante que é formada a partir de um percurso DFS.

    Em uma árvore DFS que não contém nenhuma borda posterior (bordas conectando um nó "inferior" a um nó "superior" na árvore [assumindo que os nós "superiores" são aqueles mais próximos da raiz]) os nós de folha não são nós de articulação , já que a exclusão de qualquer um deles ainda deixará o gráfico conectado. No entanto, a exclusão de qualquer um dos nós internos desconectará da raiz todos os nós que o seguem.

    A exclusão da raiz da árvore depende se ela tem um ou mais filhos. Se tiver apenas um filho, é mais ou menos uma folha e, portanto, excluí-la não terá efeito. No entanto, a exclusão de um nó raiz com mais de um filho desconectará o gráfico.

    Mas, em um gráfico geral, você pode ter bordas posteriores e, portanto, excluir qualquer um dos nós intermediários não desconectará o gráfico. Portanto, descobrir os vértices de articulação se resume a descobrir quais seções da árvore estão ligadas aos nós ancestrais por bordas posteriores (ou seja, descobrir o "ancestral alcançável" de um vértice).

    Na página que criei um link do Manual de Projeto de Algoritmo, Skiena descreve três casos em que um vértice pode ser um vértice de articulação (raiz, ponte e nós de corte pai). Usando o algoritmo que ele descreve, você pode descobrir se o vértice que está processando atende a alguma dessas condições. Em caso afirmativo, é um nó de articulação.


    1. Defina o problema

    Definir o problema é um dos aspectos mais difíceis do processo de modelagem. O objetivo geral deve ser identificado. Todos os aspectos das etapas restantes do processo de modelagem de sobreposição devem contribuir para esse objetivo geral.

    Os componentes relativos ao objetivo devem ser definidos. Alguns dos componentes podem ser complementares e outros competitivos. No entanto, deve ser estabelecida uma definição clara de cada componente e de como eles interagem.

    Não é apenas importante identificar qual é o problema, mas um entendimento claro precisa ser desenvolvido para definir quando o problema é resolvido ou quando o fenômeno é satisfeito. Na definição do problema, medidas específicas devem ser estabelecidas para identificar o sucesso do resultado do modelo.

    Por exemplo, ao identificar o melhor local para uma estação de esqui, o objetivo geral pode ser ganhar dinheiro. Todos os fatores identificados no modelo devem ajudar a rentabilidade da área de esqui.


    Faça a intersecção / união de duas camadas poligonais diferentes para produzir um terceiro tipo de polígono - Sistemas de Informação Geográfica

    HEC-PREPRO é um pré-processador GIS para o Hydrologic Engineering Center s (HEC) Hydrologic Modeling System (HEC-HMS). O HMS está sendo desenvolvido pela HEC como parte do programa de pesquisa NexGen. O objetivo do HEC-PREPRO é resumir os dados de um sistema GIS para que possam ser usados ​​como entrada para o HEC-HMS. O HEC-PREPRO usa camadas de dados de fluxo, sub-bacia e elevação como dados de entrada. Os dados de saída consistem em um arquivo de Bacia HEC-HMS e uma camada de dados hidrológica e simbólica. O sistema é escrito na linguagem de programação ArcView s Avenue.

    A construção de um modelo hidrológico de parâmetros concentrados consiste em duas etapas. Primeiramente, é construída uma descrição da bacia hidrográfica com uma estrutura de dados geográficos. Esta etapa consiste na compilação e desenvolvimento dos dados necessários para apoiar os cálculos hidrológicos. Em segundo lugar, partes da bacia hidrográfica são combinadas em elementos hidrológicos. Dependendo do tipo de elemento hidrológico e do (s) método (s) de modelagem a ser usado, cada elemento hidrológico recebe as propriedades hidrológicas correspondentes. Esta etapa também inclui o estabelecimento de conectividade dos elementos hidrológicos. Nos cálculos hidrológicos, os elementos hidrológicos são tratados como caixas pretas que recebem entradas e produzem saídas que são repassadas como entradas para o próximo elemento hidrológico a jusante. Uma descrição mais detalhada das duas etapas é apresentada a seguir.

    A construção de um modelo hidrológico de parâmetros concentrados começa com a construção de uma descrição da bacia hidrográfica com uma estrutura de dados geográficos. Para vários dados, uma escolha de conjuntos de dados existentes pode existir ou outros conjuntos de dados podem estar disponíveis para desenvolver os dados. As sub-bacias, por exemplo, podem ser definidas de várias maneiras diferentes:

    • Use um delineamento produzido por outra parte, como os Códigos de Unidade Hidrológica (HUCs).
    • Delinear sub-bacias de junções de riachos usando dados de elevação.
    • Delinear sub-bacias de estações de medição de fluxo usando dados de elevação.
    • Delinear sub-bacias com base na variação das propriedades da superfície, como declive ou uso do solo, usando dados de elevação.
    • Delinear sub-bacias com base em um limite de área de superfície usando dados de elevação.
    • Use qualquer combinação das opções acima.

    Se esses dados forem apresentados em um mapa ou em um SIG, diz-se que a bacia hidrográfica é descrita com uma estrutura de dados geográficos. A Figura 1.1 ilustra essa descrição de dados.

    Figura 1.1. Amostra de bacia hidrográfica descrita com estrutura de dados geográficos.

    Observe que há vários dados, como declive de riacho ou hidrogramas observados, que não são facilmente apresentados em um mapa. Esses dados geralmente podem ser conectados às suas características geográficas correspondentes como atributos. Se isso for feito, esses dados também serão descritos com uma estrutura de dados geográficos.

    A segunda etapa do procedimento é converter os dados da bacia hidrográfica em um formulário que é usado como entrada para o software de modelagem. Um modelo hidrológico de parâmetro concentrado opera em dados de bacias hidrográficas descritos com uma estrutura de dados hidrológicos. A estrutura de dados hidrológicos consiste em elementos hidrológicos, incluindo propriedades necessárias para apoiar métodos de modelagem hidrológica e a conectividade entre esses elementos hidrológicos.

    Primeiro, o tipo ou classe de elemento hidrológico de cada conjunto de características geográficas deve ser estabelecido. Isso dita os métodos de modelagem disponíveis para converter o fluxo de entrada em fluxo de saída. Uma sub-bacia, por exemplo, tem um conjunto diferente de métodos de modelagem que um alcance. Em seguida, as propriedades ou atributos necessários para apoiar o método de modelagem devem ser conectados ao elemento hidrológico. Dependendo do método de modelagem, um conjunto diferente de propriedades é necessário. Direcionar um fluxo através de um rio pode, por exemplo, exigir o valor de Manning s n, enquanto para determinar o fluxo de água de uma sub-bacia, a área de superfície é uma propriedade importante. Uma vez que os elementos hidrológicos foram definidos, a conectividade dos elementos hidrológicos deve ser estabelecida. Isso dita a seqüência de cálculos no modelo hidrológico.

    Uma vez que os elementos hidrológicos tenham sido definidos e sua conectividade estabelecida, os dados da bacia hidrográfica são descritos como uma estrutura de dados hidrológicos. Essa estrutura de dados pode ser apresentada na forma de um diagrama stick, conforme mostrado na Figura 1.2, ou na forma de um arquivo de entrada ASCII para um modelo hidrológico.

    Figura 1.2. Amostra de bacia hidrográfica descrita com estrutura de dados hidrológicos.

    Este manual foi escrito para servir como um guia do usuário e manual de referência. Ele fornece a documentação necessária para usar o sistema, incluindo uma descrição detalhada da metodologia no Capítulo 2, os dados de entrada no Capítulo 3, uma descrição detalhada dos dados de saída no Capítulo 4 e informações sobre como usar o sistema no Capítulo 5. Estes capítulos são projetados para serem lidos pelo usuário antes de o sistema ser usado.

    Para modificar o sistema, expandi-lo ou reproduzi-lo em outro ambiente de programação, o procedimento é discutido em detalhes no Capítulo 6. O capítulo não foi projetado para ser lido pelo "usuário comum", mas sim para servir como uma referência técnica para que o sistema pode ser modificado posteriormente, se necessário.

    Os programas da Avenue estão listados no Apêndice A e um exemplo de saída é apresentado no Apêndice B.

    Este capítulo descreve a metodologia geral para converter dados de bacias hidrográficas de uma estrutura de dados geográficos em hidrológicos. Primeiro, as duas estruturas de dados são definidas, seguidas de um esboço passo a passo do procedimento de conversão. A metodologia é apresentada em um nível de detalhe que é detalhado o suficiente para implementação em um sistema GIS, mas não muito detalhado para limitar a implementação a um sistema GIS específico. Requisitos detalhados de dados de entrada e métodos computacionais são apresentados nos capítulos seguintes.

    Esta seção define a estrutura de dados geográficos em termos gerais. Uma definição mais detalhada é fornecida no Capítulo 3. A descrição dos dados de bacias hidrográficas com uma estrutura de dados geográficos não é única. Em outras palavras, uma bacia hidrográfica pode ser descrita com uma estrutura de dados geográficos de várias maneiras diferentes. Considere, por exemplo, a descrição dos fluxos. Várias maneiras diferentes de definir fluxos são apresentadas a seguir.

    • Única linha. Os fluxos são descritos por uma única polilinha ao longo da linha central do fluxo. Uma polilinha é um conjunto de linhas retas definidas por uma lista de pontos. A ordem dos pontos na lista define a direção da polilinha. Este formato é usado no River Reach File 1 (RF1) da EPA para riachos interiores. É também o formato no qual o HEC-PREPRO se baseia.
    • Linha dupla. Os riachos são descritos por uma polilinha dupla ao longo das linhas costeiras do riacho. Este formato é usado pelo arquivo USGS Digital Line Graph (DLG) para fluxos maiores.
    • Múltiplas linhas. Várias linhas ao longo da costa representando diferentes elevações da superfície da água. Este formato é usado pelo arquivo USGS DLG para áreas onde a linha costeira é significativamente variável dependendo da época do ano.
    • Grid Cells. Uma sequência de células de grade com valor seguindo o caminho geral do fluxo. Um conjunto de dados desse tipo pode ser obtido a partir de uma grade de elevação de diferentes tamanhos de células. Um limite de área de drenagem deve ser definido para determinar a localização da primeira célula nesta sequência.

    Se os dados são descritos de uma forma que não é desejável, eles geralmente podem ser convertidos usando os recursos do GIS. Por exemplo: Para converter a representação da célula da grade de uma linha de fluxo em uma representação de linha única, o sistema ARC / INFO GIS oferece a função STREAMLINE.

    A descrição geográfica da bacia hidrográfica deve estar livre de erros hidrológicos. Um erro hidrológico é diferente de um erro geográfico, conforme descrito abaixo.

    • Erro geográfico. A localização ou forma de um elemento geográfico está mal representada. Um fluxo que é deslocado de sua localização real é um exemplo de erro geográfico.
    • Erro hidrológico. As feições geográficas da bacia hidrográfica são apresentadas de forma equivocada do ponto de vista hidrológico. Um fluxo que ziguezagueia através dos limites de uma sub-bacia é um exemplo de erro hidrológico.

    Na estrutura de dados geográficos usada pelas sub-bacias do HEC-PREPRO, riachos, reservatórios e elevações são descritos a seguir.

    • Sub-bacias. Descrito com uma camada de polígono. A bacia hidrográfica delimitadora é completamente subdividida em sub-bacias não sobrepostas.
    • Streams. Descrito com uma camada de polilinha. Uma única polilinha corre ao longo da linha central do fluxo na direção a jusante.
    • Reservatórios. Descrito com os fluxos na camada de fluxo. Um polígono na camada do riacho é considerado um reservatório.
    • Elevações. Descrito com uma grade de elevação.

    Assim, três camadas de dados são necessárias para o HEC-PREPRO: uma cobertura linear de riachos e reservatórios, uma cobertura poligonal de sub-bacias e uma grade de elevação para descrever o terreno da superfície terrestre.

    Esta seção define a estrutura de dados hidrológicos usada pelo procedimento HEC-PREPRO. Tal como acontece com a estrutura de dados geográficos, a definição de uma estrutura de dados hidrológicos não é única. Diferentes programas de software de modelagem hidrológica de parâmetro concentrado podem usar uma estrutura de dados diferente. Considere, por exemplo, sub-bacias e córregos. No HEC-HMS, eles constituem dois elementos hidrológicos diferentes. No modelo TR-55, as sub-bacias e seus alcances a jusante são combinados em um elemento formando um elemento hidrológico em forma de balão.

    A estrutura de dados utilizada neste estudo é idêntica à utilizada pelo modelo HEC-HMS e é definida pela HEC (1996) da seguinte forma:

    Sub-bacia. Uma sub-bacia é conceitualmente um elemento que produz um hidrograma de descarga em sua saída. Suas propriedades incluem área e porcentagem de impermeabilidade. O hidrograma de descarga é baseado na subtração das "perdas" da precipitação de entrada, transformando o excesso de precipitação resultante em escoamento direto na saída e adicionando o fluxo de base. Se for utilizada a transformada modClark (com chuva em grade), também é necessário acessar, por meio do arquivo de parâmetros de célula, as características das células da grade da sub-bacia.

    River Reach. O trecho de um rio é conceitualmente um elemento linear para o qual existe um hidrograma de descarga "conhecido" em sua extremidade a montante e que produz um hidrograma de descarga em sua extremidade a jusante. Os requisitos de dados variam de um único parâmetro para o método de roteamento mais simples à especificação de uma seção transversal representativa e propriedades de canal para métodos mais complexos.

    Junção. Uma junção é um local onde dois ou mais hidrogramas de entrada são adicionados para produzir um hidrograma de saída.

    Reservatório. Um reservatório é semelhante a um alcance de roteamento no sentido de que há um hidrograma de descarga "conhecido" que representa o influxo para o reservatório, e o elemento reservatório produz um hidrograma de escoamento. Na versão atual do HEC-HMS, a capacidade existe apenas para o roteamento através de um reservatório não controlado, para o qual existe uma relação monotonicamente crescente entre o armazenamento do reservatório e o escoamento.

    Desvio. Um desvio é um elemento para o qual uma parte do fluxo de entrada para o elemento é desviada para fora e o restante passa. O desvio é baseado em uma relação especificada pelo usuário entre o influxo e o fluxo desviado. O fluxo desviado pode ser trazido de volta para a rede da bacia em um elemento hidrológico que está conceitualmente a jusante do ponto de desvio.

    Fonte. Uma fonte é um elemento com o qual um hidrograma de vazão é importado para a rede de bacias. O elemento pode ser usado para importar um hidrograma observado ou um hidrograma gerado em uma simulação anterior.

    Lavatório. Um sumidouro é um elemento para o qual existe uma entrada, mas nenhuma saída.

    O procedimento passo a passo para converter dados de bacias hidrográficas de uma estrutura de dados geográficos em hidrológicos é apresentado nesta seção. O procedimento é geral e independente do sistema GIS utilizado. Os detalhes do procedimento são apresentados no Capítulo 6.

    O procedimento é apresentado usando um conjunto de dados de amostra. Os dados são uma versão modificada da bacia hidrográfica do reservatório Tenkiller localizada em North East Oklahoma e North West Arkansas. Alguns recursos artificiais foram adicionados aos recursos naturais desta bacia hidrográfica de forma que todos os sete elementos hidrológicos estariam presentes neste exemplo.

    O procedimento começa com um riacho e uma camada de sub-bacia mostrada como linhas sólidas e pontilhadas, respectivamente, na Figura 2.1. A bacia hidrográfica é dividida em quatro sub-bacias. Um riacho na sub-bacia superior direita foi estendido além do limite da bacia hidrográfica para simular um elemento fonte. Um lago, incluindo um riacho extra que entra e sai do lago, foi adicionado à sub-bacia superior esquerda. Finalmente, um desvio foi adicionado na sub-bacia inferior.

    Figura 2.1. Camadas de fluxo de entrada e sub-bacia.

    A camada do riacho é cruzada com a camada da sub-bacia para produzir uma nova camada contendo apenas os riachos dentro da bacia hidrográfica, conforme mostrado na Figura 2.2. Este processo remove córregos fora da bacia hidrográfica e identifica a interseção de córregos e limites de sub-bacias. As interseções representam as localizações de fontes, saídas de sub-bacias ou sumidouros. As interseções são marcadas com triângulos sólidos na Figura 2.2.

    Figura 2.2. Resultado da interseção da camada do córrego e da sub-bacia.

    As linhas de riacho são classificadas em três tipos: (1) linhas que fazem parte do sistema de canal transportando água de recursos a montante, (2) linhas que são afluentes a este sistema de canal e (3) linhas que fazem parte de um reservatório definido por conexões de linha dupla entre dois nós de canal.

    As linhas que formam o sistema de canais são aquelas a jusante dos elementos hidrológicos.Há sempre uma fonte ou saída de sub-bacia na extremidade a montante de um sistema de canal, o que significa que o sistema de canal também pode ser definido por estar a jusante das fontes e saídas de sub-bacia. As linhas que formam o sistema de canal são identificadas traçando a jusante da fonte, sumidouro e locais de saída da sub-bacia identificados na etapa anterior.

    Uma conexão de linha dupla entre dois locais no riacho define uma área ou polígono que é comumente usado para representar reservatórios, enquanto os riachos geralmente são representados com linhas. As linhas de reservatório são identificadas por fazerem parte de polígonos fechados na cobertura do riacho.

    As linhas de fluxo do canal (linhas sólidas pesadas), as linhas de fluxo fora do canal (linhas sólidas leves) e o contorno do reservatório (linhas tracejadas pesadas) são mostrados na Figura 2.3.

    Figura 2.3. Resultados da classificação da linha de fluxo.

    Todos os elementos do canal podem ser identificados com base em sua relação com as linhas de conexão. Por exemplo: um nó com várias linhas a jusante é definido como uma junção, um nó com várias linhas a jusante é definido como um desvio. Outras funções que um nó pode assumir para um fluxo é ser a parte mais upstream ou downstream ou ser um nó interno (pseudo). A incorporação de lagos e reservatórios adiciona outras cinco possibilidades ao conjunto de funções que um nó pode assumir. Um nó localizado em um reservatório pode estar na parte mais a montante ou a jusante do reservatório, constituir um nó interno ou uma junção ou desvio para fora do reservatório. Há um total de 10 funções que um nó pode assumir, conforme mostrado na Figura 2.4. Esta topologia de linha de nós fornece uma descrição do comportamento hidrológico de cada nó em relação ao seu entorno imediato ou em escala micro.

    Figura 2.4. Ilustração do tipo de nó.

    Observe que esta topologia de linha de nó pode ser calculada levando em consideração todas as linhas de fluxo ou apenas as linhas pertencentes ao sistema de canais. Existem, portanto, dois tipos que um nó pode assumir. Considere, por exemplo, a sub-bacia no canto superior direito da Figura 2.3. Ao levar em consideração todas as linhas, existem quatro junções , ao passo que, ao considerar apenas as linhas do sistema de canais, existem apenas interiores nós. Observe também que isso pressupõe que os riachos definidos por linhas simples e reservatórios possuem linhas duplas.

    Com esta topologia de linha de nó, as informações podem ser reduzidas ainda mais para identificar o funcionamento de cada nó na rede de fluxo geral usando os critérios mostrados na Tabela 2.1.

    Tabela 2.1. Descrição do tipo de nó.

    Desvios (círculos vazios), junções (círculos sólidos), reservatórios (triângulos vazios), pias (triângulos sólidos de cabeça para baixo), fontes (triângulos vazios de cabeça para baixo) e saídas de sub-bacia (triângulos sólidos) são mostrados na Figura 2.5.

    Figura 2.5. Resultados da identificação do elemento do canal.

    Os elementos da sub-bacia são definidos pelo centróide dos polígonos na cobertura da sub-bacia. Para estabelecer a conectividade entre os elementos da sub-bacia e as saídas da sub-bacia, a linha do riacho a montante da saída da sub-bacia é examinada para identificar em qual polígono eles estão localizados. Os elementos da sub-bacia são atribuídos a um ID exclusivo.

    A conectividade entre os elementos do canal é estabelecida movendo-se ao longo dos fluxos do canal de um elemento para outro. Durante esse processo, várias linhas de fluxo são combinadas em trechos únicos, ou seja, as linhas que compõem um determinado trecho recebem o mesmo número de ID. Veja a Figura 2.6.

    Figura 2.6. Resultados do cálculo de conectividade.

    Com todos os elementos do canal estabelecidos e a conectividade identificada, uma camada simbólica é gerada mostrando o modelo esquemático da rede de fluxo, conforme mostrado na Figura 2.7. As linhas na camada representam conexões entre elementos hidrológicos. Uma conexão pode ser feita por meio de um alcance (linhas pesadas) ou um link (linhas leves) de uma sub-bacia até sua saída. Os nós na cobertura representam conexões entre os elementos do canal. Os elementos do canal podem ser desvios (círculos vazios), junções (círculos sólidos), reservatórios (triângulos vazios), pias (triângulos sólidos de cabeça para baixo), fontes (triângulos vazios de cabeça para baixo) e sub-bacias (retângulos). Observe que os elementos anteriormente classificados como saídas de sub-bacias agora são combinados com junções, pois na estrutura de dados hidrológicos ambos servem como pontos de soma de fluxo.

    Os números de identificação dos elementos hidrológicos são escritos nas tabelas de atributos das camadas de entrada para permitir a relação de volta com os dados geográficos. O objetivo principal da camada simbólica é que o usuário verifique os resultados do sistema. O modelo de dados esquemático é gravado em um arquivo de bacia legível pelo HEC-HMS. A Figura 2.8 mostra parte de um arquivo de bacia HEC-HMS.

    Figura 2.8. Partes de um arquivo de bacia HEC-HMS.

    Este capítulo descreve os requisitos de dados de entrada em detalhes. Como dados de entrada, uma camada de fluxo e uma camada de sub-bacia são necessárias. Uma grade de elevação pode ser usada para determinar a localização da saída da sub-bacia para sub-bacias com várias saídas. Uma camada de localização de fluxo pode ser usada para fornecer valores de atributo de entrada para elementos de junção, desvio, reservatório, fonte e sumidouro. Os dados de entrada precisam estar livres de erros. As seções a seguir descrevem os requisitos de dados de entrada específicos para cada um dos quatro conjuntos de dados.

    • A camada de fluxo deve ser um arquivo de formato de linha ou cobertura de linha ARC / INFO.
    • A camada de fluxo não precisa conter topologia de nó, linha ou polígono. O próprio sistema define a topologia necessária para a análise.
    • A tabela de atributos (linha) da camada de fluxo não pode conter campos denominados hectype , hecid , lhp , fphp , tphp , porque eles são criados e usados ​​pelo HEC-PREPRO.
    • Veja a discussão sobre a distância de tolerância na Seção 5.5 se a camada do riacho tiver erros de pequena escala perto das interseções dos riachos com os limites da sub-bacia. Na maioria das vezes, isso é o resultado do delineamento de fluxos e / ou limites de sub-bacias com rotinas de grade.
    • Todas as linhas devem apontar na direção a jusante. Isso significa que o primeiro ponto está a montante do último ponto na lista de pontos da linha. A direção das linhas que apontam na direção a montante pode ser revertida com o comando ArcEdit FLIP.
    • Os fluxos são representados por linhas simples. As conexões de linha dupla entre dois locais de riachos serão interpretadas como reservatórios, conforme descrito abaixo.
    • Os reservatórios são representados por conexões de linha dupla entre dois locais de fluxo. Existe apenas uma saída principal para o reservatório que é definida pela intersecção que possui duas linhas que fazem parte do reservatório apontando para ela.
    • A camada da sub-bacia deve ser um arquivo de formato de polígono ou cobertura de linha ARC / INFO com topologia de polígono.
    • A camada da sub-bacia não precisa conter topologia de nó, linha ou polígono. O próprio sistema define a topologia necessária para a análise.
    • Cada polígono da camada define uma sub-bacia.
    • Cada sub-bacia deve conter pelo menos parte de um recurso da camada de fluxo. Em outras palavras, cada sub-bacia deve conter um riacho.
    • A grade de elevação deve ser uma grade ARC / INFO.
    • A extensão da grade e das células avaliadas deve cobrir a extensão do riacho e da sub-bacia
    • A camada de localização do fluxo deve ser um arquivo de formato de ponto ou cobertura de linha ARC / INFO com topologia de nó ou cobertura de ponto ARC / INFO.

    Este capítulo descreve os dados de saída em detalhes. Os dados de saída consistem em um arquivo de bacia HEC-HMS e um arquivo hidrológico e um arquivo de forma simbólica.

    Consulte a Seção 2.4.7 para obter uma descrição do arquivo HEC-HMS Basin. No mínimo, o arquivo da Bacia do HEC-HMS contém informações para definir os elementos hidrológicos, sua localização e conectividade entre eles. A Tabela 4.1 lista os campos sempre contidos no arquivo HEC-HMS Basin. O arquivo também contém atributos conforme especificado nas tabelas de transferência de atributos. Consulte a Seção 5.4 para obter uma descrição das capacidades de transferência de atributos.

    Tabela 4.1. Dados mínimos gravados no arquivo de bacia do HEC-HMS.

    Um arquivo de forma de linha hidrológica (hidro) é criado. O arquivo é o resultado da interseção da camada de linha de fluxo e da camada de polígono da sub-bacia. Vários campos de trabalho são adicionados à tabela de atributos. Os campos de atributo da camada de linha de fluxo também estão na tabela de atributos de linha hidrelétrica. Os valores de atributo das linhas de fluxo são gravados nos campos de atributo correspondentes das linhas de água. A Tabela 4.2 lista os campos de atributos.

    Tabela 4.2. Campos Temáticos da Linha Hidro.

    Um arquivo de forma de ponto hidrológico (hidro) é criado. O arquivo possui pontos localizados na intersecção das linhas do arquivo de forma de linha hidráulica. Na terminologia ARC / INFO, os pontos no arquivo de forma de ponto hídrico são nós das linhas no arquivo de forma de linha hídrica. Vários campos de trabalho são adicionados à tabela de atributos. Além disso, se um tema de localização de riacho foi selecionado como dados de entrada, os valores de atributo de qualquer ponto no tema de localização de riacho que está dentro da tolerância de um ponto no tema de ponto hídrico são gravados nos campos de atributo do ponto no tema de ponto hídrico . Consulte a Seção 5.4 para uma discussão detalhada da metodologia de transferência de atributos. A Tabela 4.3 lista os campos de atributos.

    Tabela 4.3. Campos Temáticos Hydro Point.

    Um arquivo de forma de linha simbólica (sym) é criado. As linhas representam elementos de alcance ou links. Vários itens de trabalho são adicionados à tabela de atributos do arquivo de forma. Além disso, os campos de atributos, conforme especificado nas tabelas de transferência de atributos, são incluídos na tabela de atributos do arquivo de forma. Os valores de atributo das linhas de fluxo correspondentes no arquivo de formato de linha hidrelétrica são transferidos para os campos de atributo das linhas no arquivo de formato de linha de símbolo. Existem várias opções disponíveis para a transferência de atributos, conforme descrito na Seção 5.4. A Tabela 4.4 lista os campos de atributos.

    Tabela 4.4. Campos temáticos Sym Line.

    Um arquivo de forma de ponto simbólico (sym) é criado. As linhas representam elementos de sub-bacia, junção, desvio, reservatório, fonte ou sumidouro. Vários itens de trabalho são adicionados à tabela de atributos do arquivo de forma. Além disso, os campos de atributos, conforme especificado nas tabelas de transferência de atributos, são incluídos na tabela de atributos do arquivo de forma. Os valores de atributo do polígono da sub-bacia correspondente, se fornecidos como dados de entrada, do ponto de localização do fluxo correspondente são transferidos para os campos de atributo dos pontos no arquivo de forma de ponto sym. Consulte a Seção 5.4 para uma discussão detalhada da metodologia de transferência de atributos. A Tabela 4.5 lista os campos de atributos.

    Tabela 4.5. Campos temáticos Sym Point.

    O sistema consiste em programas Avenue que são executados dentro do ArcView. O Analista Espacial é opcional. O sistema consiste nos dois programas da Avenue a seguir:

    Os programas podem ser baixados via ftp anônimo em:

    Tabela 5.1. Informações de download do sistema.

    Para instalar o sistema, os scripts devem ser carregados nos editores de scripts e compilados. Os scripts hecprepr.ave e heclegen.ave devem ser nomeados HECPREPRO e HECLEGEND , respectivamente. Os scripts podem ser vinculados a botões na barra de botões de visualização, para tornar sua execução mais amigável. Alternativamente, o projeto prepro.apr pode ser baixado e aberto no ArcView diretamente. No projeto prepro.apr, os scripts já estão compilados e vinculados a botões na barra de botões de visualização.

    O sistema é iniciado executando o script HECPREPRO a partir do editor de scripts ou de um botão na barra de botões de visualização. Ao executar o script, os temas de entrada devem estar ativos. Isso é feito clicando no tema na legenda enquanto mantém pressionada a tecla Shift . O sistema examinará os temas de entrada e identificará qual tema representa qual recurso. Consulte o capítulo 3 para uma descrição detalhada dos requisitos de dados de entrada. A Tabela 5.2 lista os temas de entrada e critérios de identificação.

    O sistema então solicita que o usuário forneça os parâmetros de controle de execução. Os parâmetros de controle da operação estão listados na Tabela 5.3.

    Tabela 5.3. Parâmetros de controle de execução.

    Atributos, como o número da curva SCS para sub-bacias ou inclinações para alcances, podem ser transferidos dos dados de entrada para o arquivo de Bacia HEC-HMS. Para tanto, cada tipo de elemento hidrológico possui uma tabela de transferência de atributos associada. As tabelas de transferência de atributos de amostra podem ser baixadas do mesmo local que os arquivos de programa, conforme descrito na Seção 5.1 (consulte a Tabela 5.5 para obter os nomes). A tabela de transferência de atributos especifica o nome do campo nos dados de entrada, o nome do campo nos dados de saída e o modo de transferência a ser usado. Os modos de transferência de atributos estão listados na Tabela 5.4.

    Tabela 5.4. Modos de transferência de atributos.

    As tabelas são identificadas com base em seus nomes, conforme listado na Tabela 5.5.

    Tabela 5.5. Nomes de tabelas de transferência de atributos.

    A estrutura das tabelas de transferência de atributos é idêntica. Cada tabela deve ser estruturada conforme mostrado na Tabela 5.6.

    Tabela 5.6. Estrutura da Tabela de Transferência de Atributos.

    Os atributos do polígono da sub-bacia nos dados de entrada podem ser transferidos para o ponto da sub-bacia no tema do ponto do sistema e o elemento da sub-bacia no arquivo de bacia do HEC-HMS. O nome do campo do tema de entrada é usado no tema do sym point. O nome do campo para o arquivo HEC-HMS Basin é especificado na tabela de transferência de atributos da sub-bacia. A Tabela 5.7 lista um exemplo de tabela de transferência de atributos de sub-bacia.

    Tabela 5.7. Exemplo de tabela de transferência de atributos de sub-bacia.

    Os atributos das linhas de fluxo nos dados de entrada podem ser transferidos para a linha de alcance no tema da linha de símbolo e o elemento de alcance no Arquivo de Bacia HMS. O nome do campo do tema de entrada é usado no tema da linha do sym. O nome do campo para o arquivo HMS Basin é especificado na tabela de transferência de atributos de alcance. A Tabela 5.8 lista um exemplo de tabela de transferência de atributos de alcance e a Figura 5.1 ilustra a metodologia.

    Tabela 5.8. Exemplo de tabela de transferência de atributos de alcance.

    Figura 5.1. Metodologia de transferência de atributos de alcance.

    Para atributos que são transferidos com a opção de média ponderada de comprimento, o comprimento das linhas de fluxo é determinado a partir da lista de coordenadas da linha.

    Se um tema de localização de vapor foi especificado, os atributos do ponto / nó nos dados de entrada podem ser transferidos para o ponto do elemento no tema do ponto do sistema e o elemento no arquivo de bacia do HEC-HMS. O nome do campo do tema de entrada é usado no tema do sym point. O nome do campo para o arquivo HEC-HMS Basin é especificado na tabela de transferência de atributos do elemento. A Tabela 5.9 lista um exemplo de tabela de transferência de atributos de junção.

    Tabela 5.9. Exemplo de tabela de transferência de atributos de junção.

    A tolerância especifica a precisão espacial da análise. A tolerância é uma distância em unidades de mapa que deve ser definida como maior do que a precisão dos dados de entrada. Os pontos cuja distância é menor do que a tolerância entre eles são considerados conectados. Isso é ilustrado na Figura 5.2.

    Figura 5.2. Ilustração de tolerância.

    As linhas que são menores (metade) da distância de tolerância também são desprezadas da análise. Isso pode servir como uma alternativa para a opção node snapping na implementação ARC / INFO. A Figura 5.3 ilustra esse conceito.

    Figura 5.3. Usando a tolerância como alternativa de encaixe de nó.

    O nível de observação do usuário controla a quantidade de informações comunicadas ao usuário durante a execução do programa. Quanto mais alto o nível de observação do usuário, mais informações são exibidas e mais lento o programa é executado. A Tabela 5.10 lista os níveis de observação do usuário.

    Tabela 5.10. Descrição do nível de observação do usuário.

    O arquivo HEC-HMS Basin está no formato ASCII e pode ser visualizado com qualquer editor de texto ou processador de texto.

    Os arquivos de linha hidrológica e simbólica e de formato de ponto são adicionados automaticamente à visualização que contém os dados de entrada. O programa HECLEGEND pode ser usado para modificar a legenda dos temas. Este programa também é chamado de HECPREPRO nos níveis de observação do usuário de 2 ou mais durante a execução do programa. A Tabela 5.11 lista as cores atribuídas a cada tipo de elemento hidrológico.

    Tabela 5.11. Cores atribuídas a tipos de elementos hidrológicos por HECLEGEND.

    Este capítulo documenta o procedimento do sistema em detalhes. Para esta discussão, uma convenção de tipo conforme mostrado na Tabela 6.1. é usado.

    Observe que, para aumentar a legibilidade, a maioria dos objetos no código são nomeados com o nome da classe como parte do nome. O tema da linha de entrada, por exemplo, é denominado iltheme . A Tabela 6.2 lista a convenção de nomenclatura de dados usada para os diferentes conjuntos de dados.

    Tabela 6.2. Convenção de nomenclatura de dados.

    O processamento é feito em um programa Avenue chamado prepro.ave. Um utilitário de legenda também está disponível. Os programas da Avenue estão listados no Apêndice A. O sistema de numeração de seção usado nesta discussão é consistente com o do código do programa. Para maior clareza, várias partes do procedimento do sistema são omitidas nesta discussão. Eles estão:

    • Declarações para a barra de status. Isso é feito com as solicitações application.showmsg e application.showstatus.
    • Atualização da exibição na janela de visualização. Isso é feito com a solicitação view.draw.
    • Atualizando a legenda. Isso é feito executando o programa HECLEGEND (script). O programa é executado com a solicitação application.run.
    • O nível de observação do usuário é pausado. Isso é feito com a solicitação msgbox.info.
    • Verificação e rastreamento de erros. A variável errors (number) armazena o número de erros encontrados durante a execução do programa.

    Para manter o escopo da discussão gerenciável, vários métodos repetidos também são omitidos na discussão. Eles estão:

    • Atribuição de valores e determinação de valores de tabelas de atributos. A atribuição de valores é feita com a solicitação ftab.setvalue e a determinação dos valores é feita com a solicitação ftab.returnvalue.
    • Atribuição de valores e determinação de valores de listas e dicionários. A atribuição de valores é feita com as solicitações list.add ou list.set e a determinação dos valores é feita com a solicitação list.get. Uma sintaxe semelhante é usada para dicionários.
    • Processamento repetido na forma de loops. A maioria dos loops está intimamente relacionada a listas, dicionários ou tabelas e, portanto, são gerenciados com para cada x (objeto) na construção y (lista, dicionário ou ftab) .

    A primeira etapa do procedimento é fazer algumas configurações gerais. Isso consiste em coisas como obter os dados de entrada e parâmetros de controle de execução, configurar os dados de entrada para processamento posterior e ler as tabelas de transferência de atributos na memória.

    A visualização (theview, view) é obtida enviando a solicitação application.getactivedoc para o objeto av (aplicativo). Observe que isso pressupõe que a visualização que contém os dados de entrada está ativa quando o script é executado.

    Uma lista de temas ativos (os temas ativos, lista) é obtida enviando os temas view.getactiv para a visão (visão). Observe que isso pressupõe que os temas de entrada estão ativos na visualização. Em seguida, os temas ativos (lista) são pesquisados ​​para os temas de entrada individuais. Consulte o capítulo 3 para uma descrição detalhada dos dados de entrada. A Tabela 6.3 lista os temas de entrada e critérios para localizá-los.

    * dados de entrada opcionais.
    Tabela 6.3. Determinação do tema de entrada.

    O usuário é solicitado a fornecer os parâmetros de controle de execução com a solicitação msgbox.multiinput. A Tabela 6.4 lista os parâmetros de controle de execução. Consulte o capítulo 5 para uma descrição detalhada de cada um dos parâmetros.

    Tabela 6.4. Parâmetros de controle de execução.

    O dicionário de tipo de elemento hidrológico (hedict, dicionário) lista os números e nomes dos tipos de elemento hidrogic.Este dicionário será usado em cálculos subsequentes. A Tabela 6.5 lista a estrutura do dicionário e a Tabela 6.6 lista os valores.

    Tabela 6.5. Estrutura do Dicionário de Tipos de Elementos Hidrológicos.

    Tabela 6.6. Valores do dicionário de tipo de elemento hidrológico.

    A configuração dos temas de entrada consiste em obter a tabela de atributos de cada tema de recurso enviando a solicitação ftheme.getftab. Os campos de forma e atributo são obtidos enviando a solicitação ftab.getfields para cada uma das tabelas de atributos. Consulte a Tabela 6.2 no início deste capítulo para os nomes dos objetos.

    Isso só é feito se os atributos são transferidos conforme especificado na variável de atributo (booleana). As informações de transferência de atributos são armazenadas nas tabelas de transferência de atributos. Cada tipo de elemento hidrológico tem sua própria tabela de transferência de atributos. Consulte a Seção 5.4 para obter uma descrição detalhada da metodologia de transferência de atributos.

    A transferência de atributo ou informação de mapeamento é lida no dicionário de transferência de atributo (mapdict, dicionário). A Tabela 6.7 lista a estrutura do mapdict (dicionário).

    Tabela 6.7. Estrutura do dicionário de transferência de atributos.

    Tabela 6.8. Estrutura da lista de campos de transferência de atributos.

    Primeiro, uma lista de todas as tabelas do projeto (as tabelas, lista) é obtida verificando a classe de todos os documentos (os docs, doc) no projeto. Isso é feito com as solicitações project.getdocs, doc.getclass e class.getclassname. Em seguida, o nome de cada tabela é verificado em relação à lista de nomes (Tabela 5.5, Seção 5.4) usando a solicitação object.getname. Em seguida, cada tabela é processada e mapdict (dicionário) é preenchido.

    A camada de linha de fluxo (iltema) é cruzada com a camada de polígono da sub-bacia (iptema). Observe que o procedimento nesta seção é baseado em um script chamado View.IntersectThemes escrito por ESRI. O script oferece suporte à seleção de recursos e projeções. O suporte à seleção de recursos significa que, se o tema de entrada tiver vários recursos selecionados, o código só funcionará nesses recursos. Suporte de projeções significa que o código operará nos recursos da projeção definidos na visualização. Essas propriedades do código foram mantidas nesta parte do sistema. O restante do sistema, entretanto, não os suporta.

    O resultado da interseção é o tema da linha hidrelétrica (hltheme, ftheme). O nome do arquivo para o tema da linha hidro (hlfilename, filename) é atribuído com a solicitação project.makefilename, que verifica se o nome já existe e adiciona um número ao nome, se ele existir. Se, por exemplo, um arquivo de forma denominado hydrol7.shp existe, o project.makefilename cria um nome de arquivo denominado hydrol8.shp . Observe que, desta forma, os dados de execuções anteriores não serão substituídos. A tabela de atributos da linha hidro (hlftab, ftab) é criada com a solicitação ftab.makenew. Os campos de trabalho são criados usando a solicitação field.make e adicionados ao hlftab (ftab) usando a solicitação ftab.addfields. A Tabela 6.9 lista os campos de trabalho.

    Tabela 6.9. Campos de Trabalho Temáticos da Linha Hidrelétrica.

    Se os atributos são transferidos (atrib, booleano), os campos da tabela de atributos da linha de fluxo de entrada (ilftab, ftab) também são adicionados ao hlftab (ftab). O campo shape (hlshapef, field) na tabela de atributos é obtido com a solicitação ftab.findfield. Finalmente, a tabela de atributos da linha hidro (hlftab, ftab) é editada usando o pedido ftab.seteditable.

    Primeiro, os recursos selecionados nos temas do fluxo e da sub-bacia são atribuídos aos objetos de trabalho (theme1, theme2, fthemes). Isso é feito para oferecer suporte à seleção de recursos. O código opera apenas em recursos selecionados.

    Cada polígono no tema temporário da sub-bacia (theme2, ftheme) é processado. Observe a sintaxe para oferecer suporte a projeções. Todas as linhas no tema de fluxo temporário (theme1, ftheme) que estão total ou parcialmente dentro do polígono são selecionadas usando a solicitação ftab.selectbyshapes.

    Em seguida, cada uma das linhas selecionadas no tema de fluxo temporário (theme1, ftheme) é verificada para ver se está totalmente contida dentro do polígono usando a solicitação shape.iscontainedin. Se a linha estiver totalmente contida no polígono, ela será adicionada ao tema da linha hidro (hltheme, ftheme). Se não estiver totalmente contida no polígono, a parte da linha que está dentro do polígono é cortada da linha usando a solicitação shape.lineintersection e essa linha é então adicionada ao tema da linha hidro (hltheme, ftheme). A adição de uma linha é feita criando um novo registro com a solicitação ftab.addrecord e gravando a forma da linha no campo shape usando a solicitação ftab.setvalue. Os valores de atributo da linha no tema da linha de fluxo (iltheme, ftheme) são gravados nos campos de atributo da linha no tema da linha hidro (hltheme, ftheme).

    O tema do ponto hidro (hptheme, ftheme) é um arquivo de formato de ponto com pontos na intersecção das linhas no tema da linha hidro (hltheme, ftheme). Em outras palavras, os pontos no tema do ponto hídrico (hptheme, ftheme) são nós para o tema da linha hídrica (hltheme, ftheme).

    Semelhante à configuração para o tema da linha hidro (hltheme, ftheme), inclui a especificação do nome do arquivo, a criação de ftab e a adição de campos de trabalho. Os campos de trabalho estão listados na Tabela 6.10.

    Tabela 6.10. Campos de trabalho do tema Hydro Point.

    Os campos de atributos da tabela de atributos de localização do fluxo (inftab, ftab) são adicionados à tabela de atributos do ponto hidro (hpftab, ftab) se tal tema foi fornecido como dados de entrada (infound, booleano). Finalmente, a tabela de atributos do ponto hidro (hpftab, ftab) pode ser editada usando o pedido ftab.seteditable.

    Cada linha no tema da linha hidráulica (hltheme, ftheme) é processada. A forma da linha é convertida em uma lista de pontos usando as solicitações polyline.asmultipoint e multipoint.aslist. Para os pontos inicial e final da linha (hlfp, hltp, pontos), os pontos existentes no tema do ponto hídrico (hptheme, ftheme) são verificados. Se nenhum ponto existir dentro da tolerância (tol, número), um ponto será adicionado naquele local. Semelhante a adicionar uma linha, adicionar um ponto é feito com as solicitações ftab.addrecord e ftab.setvalue. O número de registro do novo ponto é escrito no campo fphp ou no campo tphp da linha no tema da linha hidro (hltheme, ftheme).

    Se um tema de localização de fluxo (intheme, ftheme) foi especificado como dados de entrada (infound, boolean), os pontos nesse tema também são verificados. Se um ponto existe dentro da distância de tolerância (tol, número) do novo ponto, os valores de atributo do ponto no tema de localização do riacho (intheme, ftheme) são gravados nos campos de atributo do ponto no tema de ponto hídrico (hptheme, tema).

    Os pontos localizados na linha de limite de uma sub-bacia representam a localização dos elementos de origem, saída da sub-bacia ou sumidouro. Cada ponto no tema de ponto hídrico (hptheme, ftheme) é processado. Para cada ponto, todos os polígonos do tema da sub-bacia (iptheme, ftheme) são verificados. A forma do polígono (polyshape, polygon) é convertida em uma forma de linha (poly) (polylshape, polyline) com a solicitação polygon.aspolyline. A distância do ponto (hpshape, ponto) à (poli) linha (polilforma, polilinha) é verificada. Se for menor que a tolerância (tol, número), então o campo hectype na tabela de atributos do ponto hídrico (hpftab, ftab) é definido como 1 .

    O sistema de canais consiste nas linhas de fluxo a jusante dos elementos hidrológicos. Isso é obtido rastreando a jusante da fonte, saída da sub-bacia e locais de sumidouro estabelecidos na etapa anterior.

    O dicionário de fluxo (streamdict, dicionário) consiste em todas as linhas de fluxo que são mais longas que a metade da tolerância (tol, tolerância). Consulte a Seção 5.5 para obter uma discussão detalhada sobre a tolerância. O dicionário está estruturado conforme mostrado na Tabela 6.11.

    Tabela 6.11. Estrutura do Dicionário do Fluxo.

    Para criar o dicionário de fluxo (streamdict, dicionário), cada registro no tema da linha hidro (hltheme, ftheme) é processado. O comprimento da linha (comprimento hll, número) é calculado a partir da lista de pontos que constituem a linha. Se o comprimento for maior que a metade da tolerância (tol, número), o número do registro da linha é adicionado ao dicionário do fluxo (streamdict, dicionário).

    O dicionário do canal (channeldict, dictionary) consiste em todas as linhas do stream no dicionário do stream (streamdict, dicionário) que fazem parte do sistema do canal. Ele tem uma estrutura idêntica a streamdict (dicionário), conforme mostrado na Tabela 6.11.

    Cada ponto no tema de ponto hídrico (hptheme, ftheme) é processado. Se o ponto for uma fonte, saída de sub-bacia ou sumidouro (hectipo = 1), a análise prossegue, caso contrário, o próximo ponto é processado.

    Cada linha no dicionário de fluxo (streamdict, dicionário) é processada. Se a distância do ponto inicial da linha ao ponto for menor que a tolerância (tol, número), a linha está a jusante de uma fonte, saída de sub-bacia ou ponto de drenagem e, portanto, parte do sistema de canal. O número de registro hlftab (ftab) da linha é adicionado ao dicionário do canal (channeldict, dicionário) e à lista de linha upstream (uplist, lista) que será usada para rastreamento (descrito no próximo parágrafo). Em seguida, o número de registro hlftab (ftab) de todas as linhas no dicionário de canal (channeldict, dicionário) são removidos do dicionário de fluxo (streamdict, dicionário). Isso é feito para diminuir o número de linhas processadas para o próximo ponto. A Figura 6.1 lista o código Avenue relevante.

    Figura 6.1. Código da avenida de identificação da linha a montante do sistema de canais.

    O parágrafo anterior descreveu como o número de registro de todas as linhas a jusante da fonte, saída da sub-bacia ou elementos sumidouros são gravados no dicionário do canal (channeldict, dicionário) e na lista de linha upstream (uplist, lista). Para identificar o sistema de canal completo, essas linhas são rastreadas a jusante. O procedimento de rastreamento é o seguinte.

    Cada linha na lista de linhas upstream (uplist, lista) é processada. O ponto final da linha é comparado ao ponto inicial de todas as linhas no dicionário de fluxo (streamdict, dicionário). Se a distância entre eles for menor que a tolerância (tol, número), a linha em streamdict (dicionário) está a jusante da linha em uplist (lista) e seu número de registro hlftab (ftab) é adicionado à lista de linhas downstream ( dnlist, list), bem como o dicionário do canal (channeldict, dictionary). Em seguida, todas as linhas do dicionário de canal (channeldict, dictionary) são removidas do dicionário de stream (streamdict, dicionário) para reduzir o tempo de processamento para a próxima linha. Se nenhuma linha descendente for encontrada, o processo é encerrado, caso contrário, a lista de linha descendente (dnlist, lista) torna-se a nova lista de linha ascendente (uplist, lista) e o procedimento é repetido. A Figura 6.2 mostra o código da Avenue relevante.

    Figura 6.2. Código de avenidas de rastreamento do sistema de canais.

    Cada linha no dicionário do canal (dicionário channeldict) é processada. As linhas correspondentes no tema da linha hidrelétrica (hltheme, ftheme) são atribuídos a números de tipo de elemento hidrológico para alcances (hectipo = 4).

    Os lagos são definidos por polígonos na camada da linha do riacho (iltheme, ftheme). Uma vez que este programa não usa nenhuma topologia pré-existente e as funções de construção de topologia não estão diretamente disponíveis no ArcView, os lagos são identificados a partir das linhas no tema da linha hidrelétrica (hltheme, ftheme).

    Em suma, o procedimento é procurar desvios nas linhas dos riachos. Se um desvio for encontrado, cada caminho a jusante é rastreado. Se os dois caminhos se encontram em algum lugar a jusante em uma junção, um lago está presente. As linhas que constituem o lago são identificadas traçando cada caminho a montante, desde a junção até o desvio. A Figura 6.3 ilustra a metodologia.

    Figura 6.3. Metodologia de identificação de lago.

    Cada ponto no tema de ponto hídrico (hptheme, ftheme) é processado. Para cada ponto, todas as linhas no tema da linha hidrelétrica (hltheme, ftheme) são processadas (se forem maiores que a metade da distância de tolerância, consulte a Seção 5.5). Os números de registro hpftab (ftab) dos pontos localizados nos pontos inicial e final foram escritos nos campos fphp e tphp na tabela de atributos da linha hidro (hlftab, ftab) na etapa anterior. Esses valores são verificados em relação ao número de registro do ponto. Se a linha estiver a montante ou a jusante do ponto, um contador correspondente (uplines, dnlines, números) é aumentado em 1. No final do loop, os contadores indicam o número de linhas a montante e a jusante do ponto.

    Se o número de linhas a montante e a jusante do ponto for um e dois, respectivamente, o ponto é um desvio e, possivelmente, a extremidade montante de um lago. Se for esse o caso, os números de registro hlftab (ftab) das duas linhas downstream são adicionados a uma lista de rastreamento (tracelist, list) que é usada para armazenar os números de registro hlftab (ftab) das linhas que estão sendo rastreadas. Se mais tarde for descoberto que estamos lidando com um polígono, essa lista conterá todos os números de registro hlftab (ftab) das linhas pertencentes ao polígono.

    O rastreamento ocorre simultaneamente ao longo de ambas as margens (possíveis) do lago, bem como outros desvios encontrados ao longo do caminho. O número de registro hlftab (ftab) das linhas atuais são armazenados na lista de linha upstream (uplist, lista). Em seguida, cada linha no tema da linha hidráulica (hltheme, ftheme) é processada. Se o número do ponto hídrico de sua extremidade a montante corresponder ao número do ponto hídrico da extremidade a jusante da linha de uplist (lista), ele é adicionado a uma lista de linha a jusante (dnlist, lista). Uma vez que todas as linhas tenham sido processadas, dnlist (lista) torna-se o novo uplist (lista) e o processo continua até que não sejam encontradas mais linhas downstream. Durante este processo todas as linhas traçadas também são adicionadas ao tracelist (lista). A Figura 6.4 mostra o código essencial da avenida de rastreamento de lago a jusante.

    Figura 6.4. Código da avenida de rastreamento a jusante do lago.

    Em seguida, uma cópia do tracelist (tracelistb, list) é feita e a solicitação list.removeduplicates é usada para excluir todas as duplicatas da lista. Todos os registros em tracelist (lista) são comparados aos registros em tracelistb (lista). Se os registros não corresponderem, uma linha foi percorrida duas vezes, indicando uma junção no sistema. Se isso ocorrer, fica estabelecido que se trata de um lago. O número de registro hlftab (ftab) da linha que foi processada duas vezes é lembrado como dnline (número).

    Se um lago for encontrado conforme descrito acima, todos os registros em tracelist (lista) são rastreados a montante do ponto de junção, que é o ponto a montante de dnline (número). O procedimento de rastreamento é, em essência, o mesmo que o procedimento de rastreamento a jusante de cima. As linhas que fazem parte do lago são armazenadas em tracelistc (lista).

    Todos os registros em tracelistc (lista) são processados. O hectipo da linha é multiplicado por um fator de 10. As linhas que fazem parte do reservatório, portanto, têm um hectipo de 20 ou 40 dependendo se fazem ou não parte do sistema de canais. Além disso, o número de registro hpftab (ftab) do ponto a jusante do lago é escrito no campo lhp de cada uma das linhas.

    Os dicionários de símbolos são criados para armazenar os dados da bacia hidrográfica na estrutura de dados hidrológicos antes de serem gravados na linha de símbolos e nos temas de pontos e no arquivo HEC-HMS Basin. A estrutura dos dicionários é descrita nas Tabelas 6.12 a 6.15.

    Tabela 6.12. Estrutura do Dicionário de Linha Sym.

    Tabela 6.13. Estrutura do Dicionário Sym Point.

    Tabela 6.14. Estrutura do dicionário de ID upstream.

    Tabela 6.15. Estrutura do Dicionário de IDs a jusante.

    A variável hecid (número) é iniciada definindo-a igual a 1 .

    Cada ponto no tema de ponto hídrico (hptheme, ftheme) é processado. Para cada ponto, cada linha no tema da linha hidrelétrica (hltheme, ftheme) é processada. O comprimento da linha (hllength, number) é calculado. Se o comprimento da linha (hllength, number) for maior que a metade da tolerância (tol, number), a relação espacial da linha com o ponto é examinada. Uma conexão entre o ponto inicial ou final da linha e o ponto ocorre se a distância entre eles for menor que a distância de tolerância. O tipo de linha (sistema de canal, reservatório, etc.) é verificado e os contadores correspondentes são incrementados. Os contadores e seus campos correspondentes no tema do ponto hídrico (hptheme, ftheme) estão listados na Tabela 6.16. Uma descrição mais detalhada dos contadores pode ser encontrada na Tabela 6.10.

    Tabela 6.16. Contadores de hidrotopologia.

    Os tipos de nós são calculados e gravados na tabela de atributos do ponto hidro (hpftab, ftab) junto com os valores dos contadores. Consulte a Seção 2.4 para obter mais descrições dos tipos de nós.

    O ponto é verificado em relação aos critérios de identificação dos tipos de elementos hidrológicos. Consulte a Tabela 3.1 na Seção 2.4 para obter uma lista dos critérios de identificação do elemento hidrológico. Se o ponto for um elemento hidrológico, o hecid e o número do hectipo correspondente são escritos na tabela de atributos do ponto hídrico (hpftab, ftab) e no dicionário de pontos simbólicos (spdict, dicionário). As coordenadas do ponto também são gravadas no dicionário de pontos de símbolos (spdict, dicionário). Um registro é adicionado aos dicionários de ID upstream e downstream (upiddict, dniddict, dicionários). Por último, o contador hecid (hecid, número) é incrementado em 1 .

    Em geral, a conectividade de alcances e elementos de canal é estabelecida escolhendo uma linha no dicionário de canal (channeldict, dicionário) que não pertence a um lago e rastreando a montante e a jusante até que um elemento de canal ou reservatório seja encontrado. Todas as linhas traçadas desta forma são combinadas em um único alcance, atribuindo o mesmo hecid (número) a elas.

    Primeiro, um dicionário de linhas a serem processadas (processdict, dictionary) é criado como uma cópia do dicionário do canal (channeldict, dictionary). Então, um dicionário de todos os pontos de partida possíveis (startdict, dictionary) para o procedimento é criado copiando channeldict (dicionário) e removendo todas as linhas pertencentes a um lago. As linhas que fazem parte de um lago são identificadas por terem um valor diferente de zero no campo lhp na tabela de atributos da linha hidrelétrica (hlftab, ftab).

    Enquanto houver registros em startdict (dicionário), o seguinte procedimento é executado. Uma lista de alcance (lista de alcance, lista) é criada. O primeiro registro do startdict (dicionário) é adicionado à lista de alcance (lista). Em seguida, o sistema de canais é rastreado a montante. O procedimento de rastreamento é semelhante ao usado para os lagos.

    Um número de linha descendente (dnline, número) é criado e atribuído ao valor da linha de startdict (dicionário). O hectipo do ponto a montante da linha é verificado em relação aos possíveis valores de hectares finais a montante. O ponto a montante de um trecho pode ter um hectipo de 1 (saída da sub-bacia), 3 (junção), 7 (fonte), 8 (desvio) ou 10 (reservatório). Se o ponto a montante da linha não atender aos critérios para a extremidade a montante de um trecho, o seguinte procedimento de rastreamento é feito até que um ponto a montante de um trecho ou reservatório seja encontrado.

    Cada linha em processdict (dicionário) é processada.O número de registro hpftab (ftab) do ponto final da linha é comparado ao número de registro hpftab (ftab) do ponto inicial do dnline (número). Se os números coincidirem e a linha não fizer parte de um reservatório, a linha será adicionada à lista de alcance (lista). O hectipo da extremidade a montante da linha é verificado para ver se é possível o final a montante de um trecho (hectares 1, 3, 7, 8 ou 10). Se a extremidade a montante da linha for uma possível extremidade a montante de um alcance, o loop é encerrado; caso contrário, continua.

    Para extremidades não-lago a montante, o valor hecid, bem como a forma e as coordenadas da extremidade montante são gravados na memória. Para as extremidades do lago a montante, o ponto do reservatório é encontrado a partir do valor lhp da linha. As linhas em reachlist (lista) são removidas de processdict (dicionário) e startdict (dicionário). A Figura 6.5 ilustra o código Avenue relevante.

    Figura 6.5. Alcance o código da Tracing Avenue.

    O mesmo procedimento é seguido na direção a jusante. Em seguida, as linhas em reachlist (lista) são atribuídas a valores hecid idênticos na tabela de atributos de linha hidro (hlftab, ftab). Os valores hecid, hecupid, hecdnid, hecupx, hecupy, hecdnx e hecdny (números) são escritos no dicionário de linha sym (symdict, dicionário). Os registros spdict (dicionário) dos elementos upstream e downstream são atualizados. O hecid (número) é incrementado em 1 . O número de linhas em startdict (dicionário) é verificado com a solicitação dictionary.count. Se não houver mais linhas de partida possíveis, o loop termina.

    Os elementos da sub-bacia devem ser conectados aos elementos de saída da sub-bacia correspondentes. Cada sub-bacia no tema da sub-bacia (iptheme, ftheme) é processada. Para cada sub-bacia, cada ponto no tema de pontos hídricos (hptheme, ftheme) é processado. Se a distância do ponto até a linha de limite da sub-bacia for menor que a tolerância (tol, número), o ponto está localizado no limite da sub-bacia. Se for esse o caso, a análise prossegue, caso contrário, o próximo ponto é processado.

    Cada linha no tema da linha hidráulica (hltheme, ftheme) é processada. Se o ponto final da linha estiver dentro da tolerância (tol, número) do ponto e a linha estiver completamente contida no polígono, o ponto é uma saída da sub-bacia. A solicitação shape.iscontainedin é usada para verificar se a linha está completamente contida no polígono. O número de registro hpftab (ftab) do ponto é adicionado à lista de pontos de pontos de venda (lista de pontos de venda, lista). Se houver apenas um registro na lista de pontos de saída (lista de pontos de venda, lista), esse ponto é escolhido para ser a saída da sub-bacia. Se houver vários pontos de saída para a sub-bacia, o primeiro ponto é escolhido para ser a saída da sub-bacia, a menos que uma grade de elevação tenha sido especificada como dados de entrada (igfound, boolean). Se uma grade de elevação foi fornecida, a saída da sub-bacia é determinada conforme descrito no próximo parágrafo.

    Para sub-bacias com saídas múltiplas, deve-se escolher qual saída é a saída da sub-bacia. A elevação do ponto é usada como critério. A saída com a elevação mais baixa é escolhida para ser a saída da sub-bacia. A elevação do ponto é extraída da grade de elevação (igtheme, gtheme) com a solicitação gtheme.returncellvalue.

    O nome do arquivo para o tema da linha de sistema (sltheme, ftheme) é criado com a solicitação project.makefilename e o ftab é criado usando a solicitação ftab.makenew. O campo de forma (slshapef, campo) é obtido com a solicitação ftab.findfield. Vários campos de trabalho são adicionados à tabela de atributos de linha de símbolo (slftab, ftab) conforme listado na Tabela 6.17.

    Tabela 6.17. Campos de trabalho do tema Sym Line.

    Se os atributos são transferidos conforme indicado por attribute (booleano), os campos de atributos especificados na tabela de transferência de atributos de alcance também são adicionados à tabela de atributos de linha de símbolo (slftab, ftab). O tipo, comprimento e precisão do campo são copiados da tabela de atributos da linha de fluxo (ilftab, ftab).

    As linhas são adicionadas ao tema da linha de símbolo (sltheme, ftheme) com base no dicionário de linha de símbolo (sldict, dicionário). Os pedidos ftab.addrecord e ftab.setvalue são usados ​​para adicionar uma linha. Os valores de atributos das linhas na tabela de atributos de linha de fluxo (ilftab, ftab) são transferidos para os campos de atributos na tabela de atributos de linha de símbolos (slftab, ftab) com base na tabela de transferência de atributos de alcance. Consulte a discussão na Seção 5.4 para obter uma descrição detalhada da metodologia de transferência de atributos de alcance.

    O nome do arquivo para o tema do sym point (sptheme, ftheme) é criado com a solicitação project.makefilename e o ftab é criado usando a solicitação ftab.makenew. O campo de forma (spshapef, field) é obtido com a solicitação ftab.findfield. Vários campos de trabalho são adicionados à tabela de atributos de ponto de sistema (spftab, ftab) conforme listado na Tabela 6.18.

    Tabela 6.18. Campos de trabalho do tema Sym Point.

    Se os atributos são transferidos conforme indicado por attribute (booleano), os campos de atributos especificados na tabela de transferência de atributos de sub-bacia, junção, desvio, reservatório, fonte e sumidouro também são adicionados à tabela de atributos de linha de símbolo (slftab, ftab). O tipo, comprimento e precisão do campo são copiados das tabelas de atributos de entrada.

    Os pontos são adicionados ao tema do sym point (sptheme, ftheme) com base no dicionário do sym point (spdict, dicionário). Os pedidos ftab.addrecord e ftab.setvalue são usados ​​para adicionar um ponto. Os valores de atributos dos polígonos na tabela de atributos de polígonos da sub-bacia (ipftab, ftab) e a tabela de atributos de pontos de localização do fluxo (inftab, ftab), se fornecidos, são transferidos para os campos de atributos na tabela de atributos de pontos de sym (spftab, ftab) com base na tabela de transferência de atributos do elemento. Consulte a discussão na Seção 5.4 para obter uma descrição detalhada da metodologia de transferência de atributos de alcance.

    As tabelas de atributos da linha de simetria e dos temas de pontos (sltheme, sptheme, fthemes) estão vinculadas às tabelas de atributos da linha hídrica e aos temas de pontos (hltheme, hptheme, fthemes), respectivamente. O link é baseado em hecid e estabelecido usando a solicitação ftab.link.

    Configurar Arquivo: Se a variável de controle de execução hmsmode (string) for definida como d , o nome do arquivo para o arquivo HEC-HMS Basin (hmsfilename, filename) é criado com a solicitação project.makefilename, caso contrário, o valor de hmsmode (string ) é usado para criar o hmsfilename (nome do arquivo) com a solicitação string.asfilename. O arquivo HEC-HMS Basin (hmsfile, arquivo) é criado usando a solicitação linefile.make.

    Write Header: O cabeçalho do arquivo é escrito. A data e a hora são obtidas do sistema usando a solicitação date.now. O sistema de unidades é definido como desconhecido . Os dados são gravados no arquivo uma linha de cada vez usando a solicitação file.writeelt

    Gravar dados do elemento: os dados do elemento são gravados no arquivo HEC-HMS Basin com base na linha do símbolo e nos temas de ponto (sistema, tema, tema). Veja a discussão na Seção 5.4 para uma descrição detalhada da metodologia de transferência de atributos.

    Fechar arquivo: O arquivo HEC-HMS Basin (hmsfile, arquivo) é fechado enviando-lhe a solicitação file.close.

    As tabelas de atributos da linha hidro e sym e temas de pontos (hlftab, hpftab, slftab, spftab, ftabs) são fechadas ou tornadas não editáveis ​​usando o pedido ftab.seteditable.

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