أكثر

المتجهات والنقطية

المتجهات والنقطية


باستخدام ArcMap 10.2.2 ، أقوم حاليًا بتحليل الغطاء النباتي الذي يتطلب كلاً من البيانات النقطية والمتجه. المشكلة الوحيدة ، كيف أتأكد من توافق هاتين البيانات أو تطابقهما من حيث الدقة / المقياس؟

على سبيل المثال ، عندما أريد تراكب هاتين البيانات ، أريد التأكد من أن جميع المباني تقع على نفس الموقع (تنسيق) في خطوط المسح والمتجه؟ هل هناك أي تقنية محددة يجب أن أطبقها ، بصرف النظر عن تغيير نظام الإحداثيات (خصائص إطار البيانات)؟


حاول تحويل النقطية إلى مضلع. ما يسألك عنه هو أنك بحاجة إلى استعلام مكاني ، غالبًا ما يتم استخدام بيانات المتجه للاستعلامات المكانية. أقدم إجابة بسيطة هنا ، يمكن بالتأكيد توسيع الفكرة. هذا هو GIS 101. حظ سعيد.


تنسيق ملف المتجه الأكثر شيوعًا هو ملف الشكل وهو تنسيق ملف متجه بسيط غير موضعي تم تطويره بواسطة ESRI لتخزين الموقع الهندسي ومعلومات البيانات الجدولية للمعالم الجغرافية. . ملفات الأشكال ، التي طورتها ESRI في أوائل التسعينيات لاستخدامها مع حزمة برامج إدارة قاعدة البيانات dBASE III في ArcView 2 ، هي ملفات بسيطة وغير مخصوصة تم تطويرها لتخزين الموقع الهندسي ومعلومات السمات الخاصة بالميزات الجغرافية. ملفات الأشكال غير قادرة على تخزين القيم الخالية ، وكذلك التعليقات التوضيحية أو ميزات الشبكة. تقتصر أسماء الحقول في جدول البيانات على عشرة أحرف ، ويمكن أن يمثل كل ملف شكل مجموعات معالم نقطية أو خطية أو مضلعة فقط. تقتصر أنواع البيانات المدعومة على النقطة العائمة والعدد الصحيح والتاريخ والنص. يتم دعم ملفات الأشكال من قبل جميع برامج نظم المعلومات الجغرافية التجارية ومفتوحة المصدر تقريبًا.

على الرغم من تسميته بـ "ملف الشكل" ، فإن هذا التنسيق هو في الواقع تجميع للعديد من الملفات المختلفة. يسرد جدول 5.1 "أنواع الملفات Shapefile" ويصف تنسيقات الملفات المختلفة المقترنة بملف الأشكال. من بين تلك المدرجة ، تعد تنسيقات الملفات SHP و SHX و DBF فقط إلزامية لإنشاء ملف شكل فعال ، بينما جميع التنسيقات الأخرى مطلوبة بشكل مشروط. كقاعدة عامة ، يجب أن تتوافق أسماء كل ملف مع اصطلاح MS-DOS 8.3 عند استخدام إصدارات أقدم من حزم برامج GIS. وفقًا لهذا الاصطلاح ، يمكن أن تحتوي بادئة اسم الملف على ما يصل إلى ثمانية أحرف ، وتحتوي لاحقة اسم الملف على ثلاثة أحرف. خففت حزم برامج GIS الأحدث من هذا المطلب وستقبل بادئات أسماء الملفات الأطول.

الجدول 5.1 أنواع ملفات الأشكال

امتداد الملف غرض
SHP * هندسة السمات
SHX * تنسيق الفهرس لهندسة المعالم
DBF * معلومات سمة الميزة بتنسيق dBASE IV
PRJ معلومات الإسقاط
SBN و SBX الفهرس المكاني للسمات
FBN و FBX فهرس مكاني للقراءة فقط للميزات
عين و AIH معلومات السمات للحقول النشطة في الجدول
التاسع فهرس التكويد الجغرافي لملفات أشكال القراءة والكتابة
MXS فهرس الترميز الجغرافي لملفات أشكال القراءة والكتابة بتنسيق ODB
ATX يتم استخدام فهرس البيانات الجدولية في ArcGIS 8 والإصدارات الأحدث
SHP.XML البيانات الوصفية بتنسيق XML
CPG مواصفات صفحة التعليمات البرمجية لتحديد ترميز الأحرف
* يشير إلى الملفات الإلزامية

أقدم ملف تنسيق متجه للاستخدام في حزم برامج GIS ، والذي لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم ، هو تغطية ArcInfo وهو تنسيق ملف إقليمي تم تطويره بواسطة ESRI والذي يدعم أنواع ميزات متعددة (على سبيل المثال ، النقاط ، الخطوط ، المضلعات ، التعليقات التوضيحية) أثناء تخزين أيضًا المعلومات الطوبولوجية المرتبطة بهذه الميزات. . يدعم تنسيق الملف الجغرافي هذا أنواعًا متعددة من الميزات (على سبيل المثال ، النقاط ، الخطوط ، المضلعات ، التعليقات التوضيحية) أثناء تخزين المعلومات الطوبولوجية المرتبطة بهذه الميزات أيضًا. يتم تخزين بيانات السمات كملفات متعددة في دليل منفصل يسمى "معلومات". بسبب إنشائها في بيئة MS-DOS ، تحافظ هذه الملفات على اصطلاحات تسمية صارمة. لا يمكن أن تكون أسماء الملفات أطول من ثلاثة عشر حرفًا ، ولا يمكن أن تحتوي على مسافات ، ولا يمكن أن تبدأ برقم ، ويجب أن تكون كاملة بأحرف صغيرة. لا يمكن تحرير التغطيات في ArcGIS 9.x أو الإصدارات الأحدث من حزمة برامج ESRI.

يحتفظ مكتب الإحصاء الأمريكي بنوع معين من ملفات الأشكال المشار إليها باسم TIGER أو TIGER / Line (نظام ترميز ومراجع جغرافي متكامل طوبولوجيًا) تنسيق ملف متجه تم تطويره بواسطة مكتب الإحصاء الأمريكي بما في ذلك ميزات الخريطة مثل مسارات التعداد والطرق والسكك الحديدية والمباني والأنهار والميزات الأخرى التي تدعم وتحسن قدرة المكتب على جمع معلومات التعداد. . على الرغم من أن هذه الملفات مفتوحة المصدر لا تحتوي على معلومات تعداد فعلية ، إلا أنها تعين ميزات مثل مسارات التعداد والطرق والسكك الحديدية والمباني والأنهار والميزات الأخرى التي تدعم وتحسن المكتب وتحسن قدرة المكتب على قدرة # 8217 على جمع معلومات التعداد . تم إصدار ملفات أشكال TIGER / Line لأول مرة في عام 1990 ، وهي صريحة من الناحية الطوبولوجية ومرتبطة بملف العنوان الرئيسي (MAF) التابع لمكتب التعداد ، وبالتالي تمكين التكويد الجغرافي لعناوين الشوارع. هذه الملفات مجانية للجمهور ويمكن تنزيلها مجانًا من البائعين الخاصين الذين يدعمون التنسيق.

تنسيق AutoCAD DXF (تنسيق تبادل الرسم أو تنسيق تبادل الرسم) هو تنسيق ملف متجه تم تطويره بواسطة Autodesk للسماح بالتبادل بين برامج CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر) القائمة على الهندسة وحزم برامج الخرائط الأخرى. هو تنسيق ملف متجه مملوك تم تطويره بواسطة Autodesk للسماح بالتبادل بين برامج CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر) القائمة على الهندسة وحزم برامج الخرائط الأخرى. تم إصدار ملفات DXF في الأصل في عام 1982 بغرض تقديم تمثيل دقيق لتنسيق DWG الأصلي لبرنامج AutoCAD. على الرغم من أن DXF لا يزال شائع الاستخدام ، إلا أن الإصدارات الأحدث من AutoCAD قد أدرجت أنواع بيانات أكثر تعقيدًا (مثل المناطق والكتل الديناميكية) غير المدعومة في تنسيق DXF. لذلك ، قد يُفترض أن تنسيق DXF قد يصبح أقل شيوعًا في التحليل الجغرافي المكاني بمرور الوقت.

أخيرًا ، تحتفظ هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) بتنسيق ملف متجه مفتوح المصدر يفصل الميزات المادية والثقافية في جميع أنحاء الولايات المتحدة. هذه DLGs الصريحة طوبولوجيًا (رسومات الخط الرقمي) تنسيق ملف متجه تم تطويره بواسطة USGS والذي يحتفظ بمعلومات حول الميزات المادية والثقافية عبر الولايات المتحدة. تأتي في نطاق كبير ومتوسط ​​وصغير اعتمادًا على ما إذا كانت مشتقة من خرائط طبوغرافية رباعية الزوايا بمقياس 1: 24000-1: 100000 أو 1: 2،000،000. تعتمد الميزات المتوفرة في أنواع DLG المختلفة على مقياس DLG ولكنها تتضمن عمومًا بيانات مثل الحدود الإدارية والسياسية ، والهيدروغرافيا ، وأنظمة النقل ، والتخطيط الضوئي ، والغطاء الأرضي.

يمكن أيضًا تنظيم ملفات بيانات المتجه لتمثيل معلومات ارتفاع السطح. A TIN (شبكة غير منتظمة مثلثة) هيكل بيانات متجه يستخدم مثلثات متجاورة وغير متداخلة لتمثيل الارتفاع. هي بنية بيانات متجهة مفتوحة المصدر تستخدم مثلثات متجاورة وغير متداخلة لتمثيل الأسطح الجغرافية (الشكل 5.10 "شبكة غير منتظمة مثلثة (TIN)"). في حين أن التصوير النقطي للسطح يمثل الارتفاع كمتوسط ​​قيمة على المدى المكاني للبكسل الفردي (انظر القسم 5.3.2 "تنسيقات الملفات النقطية") ، فإن بنية بيانات TIN تصمم كل رأس من رأس المثلث كقيمة ارتفاع دقيقة عند نقطة معينة على الأرض. الأقواس بين كل رأس هي تقريب للارتفاع بين رأسين. يتم بعد ذلك تجميع هذه الأقواس في مثلثات يمكن من خلالها اشتقاق المعلومات المتعلقة بالارتفاع والمنحدر والجانب ومساحة السطح عبر النطاق الكامل لمساحة النموذج. لاحظ أن المصطلح "غير منتظم" في اسم نموذج البيانات يشير إلى حقيقة أن الرؤوس يتم وضعها عادةً بطريقة مبعثرة.

الشكل 5.10 الشبكة غير المنتظمة المثلثة (TIN)

يمنح استخدام TINs مزايا معينة مقارنة بنماذج الارتفاع القائمة على البيانات النقطية (انظر القسم 5.3.2 "تنسيقات الملفات النقطية"). أولاً ، يتم تمثيل الميزات الطبوغرافية الخطية بدقة عالية بالنسبة إلى نظيرتها النقطية. ثانيًا ، هناك حاجة إلى عدد صغير نسبيًا من نقاط البيانات لتمثيل السطح ، لذلك عادةً ما تكون أحجام الملفات أصغر بكثير. هذا صحيح بشكل خاص حيث يمكن تجميع الرؤوس في المناطق التي يكون فيها التضاريس معقدًا ويمكن أن يكون متناثرًا في المناطق التي يكون فيها الإغاثة بسيطًا. ثالثًا ، يمكن دمج بيانات الارتفاع المحددة في نموذج البيانات بطريقة لاحقة من خلال وضع رؤوس إضافية إذا اعتبر الأصل غير كافٍ أو غير كافٍ. أخيرًا ، يمكن حساب بعض الإحصائيات المكانية التي لا يمكن الحصول عليها عند استخدام نموذج الارتفاع المستند إلى البيانات النقطية ، مثل ترسيم سهل الفيضان ، ومنحنيات سعة التخزين للخزانات ، ومنحنيات المنطقة الزمنية للهيدروغراف.


متجه ديناميكي واسع النطاق ونظام معلومات جغرافية لتصور البيانات النقطية يعتمد على تبليط الخرائط المتوازي

مع تزايد الطلبات والاستخدامات المتزايدة لبيانات نظم المعلومات الجغرافية
نظام التصور ، مثل التخطيط الحضري والبيئة والمناخ
مراقبة التغيير ومحاكاة الطقس والمقياس الهيدروغرافي وما إلى ذلك ،
المتجه الجغرافي المكاني وتطبيق البحث التصويري للبيانات النقطية
أصبحت التكنولوجيا سائدة.

هذه الأطروحة لتنفيذ هذه التحدي وغير المنفذة
المناطق: كيفية توفير متجه ديناميكي واسع النطاق وبيانات نقطية
خدمة التصور مع طبقات التراكب الديناميكية التي يمكن الوصول إليها من خلال
مستعرض ويب قياسي ، وكيفية إنشاء متجه ديناميكي واسع النطاق
وخدمة تصور البيانات النقطية بسرعة الخدمة الثابتة. ل
إنجاز هذه البيانات المتجهية الديناميكية واسعة النطاق والبيانات النقطية
تصور نظام المعلومات الجغرافية على أساس تبليط الخرائط المتوازي
ويتم اقتراح حل شامل لتحسين الأداء ،
تصميم وتنفيذ. وهي تشمل: الفهرسة القائمة على الشجرة الرباعية و
تبليط خريطة متوازي ، سلسلة Legend ، تصور بيانات المتجه
مع تراكب الطبقات الديناميكية ، السلاسل الزمنية لبيانات المتجه
التصور ، خوارزمية تقديم بيانات المتجه ، خوارزمية
إعادة إسقاط البيانات النقطية ، وهي خوارزمية للتخلص من الزائدة
مستوى التفاصيل ، الخوارزمية لشبكات بيانات المتجه وإعادة التجميع
وناقلات جانب خوادم الكتلة والتخزين المؤقت للبيانات النقطية.

مستشار رئيسي: د. نفتالي ريشه

فئات

المشاركات الاخيرة


    مدرسة Knight Foundation لعلوم الحوسبة والمعلومات - استفسارات عامة
    11200 SW 8th Street
    كيس 354
    ميامي ، فلوريدا 33199


التحديات في القيام بتحويل النقطية إلى المتجهات

بينما توفر بنية بيانات المتجه تمثيلًا أبسط وأكثر تجريدًا للبيانات من الصورة النقطية ، فليس من السهل إجراء تحويل تلقائي من خطوط المسح إلى المتجهات ، أو ما يسمى بعملية التحويل ، على الرغم من أن الاتجاه المعاكس (من المتجه إلى النقطية) بسيط تمامًا. كانت هناك جهود بحثية مكثفة ركزت على ما تم إصداره في تحويل البيانات النقطية إلى المتجهات خلال العقود الماضية.

تتضمن عملية التحويل النقطية الكاملة إلى المتجهات الحصول على الصور والمعالجة المسبقة وتتبع الخطوط واستخراج النص (OCR) والتعرف على الشكل وإنشاء الهيكل وتعيين السمات.

تولد عملية الحصول على الصورة صورة نقطية أولية بدقة مكانية معينة. تعد جودة ودقة الصورة النقطية من العوامل الرئيسية لجودة ودقة البيانات الموجهة. يوصى دائمًا بالبدء بنسخ أصلية نظيفة وحادة وإجراء المسح الضوئي بدقة معقولة. يجب أن تتطابق دقة المسح مع الدقة التي تم بها إنشاء مصدر الصورة الأصلي. إذا تم تعيين دقة المسح الضوئي على درجة عالية جدًا من مصدر الصورة الأصلي ، فإنه لا يستخدم فقط كمية غير ضرورية من موارد النظام للمعالجة ، ولكن أيضًا يتم مسح الضوضاء والتأثيرات ضوئيًا.

بالنسبة لمعظم الخرائط ذات الجودة العالية بالأبيض والأسود والرسم الهندسي ، مثل فواصل الخرائط الملونة ، يمكن مسحها ضوئيًا على أنها أحادية اللون 1 بت. بالنسبة للخرائط ذات الخلفية المتسخة والملطخة ، يمكن مسحها ضوئيًا على شكل تدرج رمادي 8 بت وتحسينها باستخدام برامج التصوير لإزالة الخلفية والضوضاء.

على الرغم من أن الماسحات الضوئية الملونة قد قطعت شوطًا طويلاً ، إلا أن المسح الضوئي ذي التنسيق الكبير والدقة العالية لا يزال مكلفًا للغاية. يعتبر تصنيف الألوان وفصل الألوان حساسين جدًا لجودة ألوان الصورة الممسوحة ضوئيًا. تم استخدام صور ملونة أخرى ، مثل صور الأقمار الصناعية والصور الجوية ، مباشرةً لإنشاء بيانات متجهة ، مثل حدود المنطقة وخطوط الشوارع والشوارع. نظرًا لاستخدام المزيد من وحدات البت (عادةً 24 بت) ، تكون ملفات الصور الملونة عادةً أكبر وتتطلب المزيد من موارد النظام للتخزين والمعالجة.

جعلت التطورات الأخيرة في تقنية التحويل النقطي الآلي إلى المتجه من الممكن التقاط صورة ورقية ومسحها ضوئيًا وتحويلها إلى تنسيق متجه في غضون دقائق أو حتى ثوانٍ. باستخدام الطريقة اليدوية باستخدام قرص رقمي ، يمكن أن تستغرق هذه العملية أيامًا أو أسابيع حتى تكتمل لأنه يجب تتبع جميع الخطوط يدويًا.

تتوفر العديد من حزم برامج التحويل النقطية إلى المتجه تجاريًا لأنواع مختلفة من التطبيقات ، مثل تحويل الرسم الهندسي ورقمنة الخرائط والتقاط بيانات نظم المعلومات الجغرافية. تم تطوير برنامج R2V بواسطة شركة Able Software Corp (www.ablesw.com) وهو متاح منذ عام 1993 مع التركيز على توجيه الخرائط الممسوحة ضوئيًا وإنشاء بيانات GIS. يتم استخدام R2V حاليًا في أكثر من 60 دولة لرقمنة الخرائط وتطبيقات التقاط بيانات GIS.


أنواع البيانات المكانية المتجهة

لا تتكون بيانات المتجه من شبكة من وحدات البكسل. بدلاً من ذلك ، تتكون الرسومات المتجهة من الرؤوس والمسارات.

أنواع الرموز الثلاثة الأساسية لبيانات المتجه هي النقاط والخطوط والمضلعات (المناطق). منذ فجر التاريخ ، تستخدم الخرائط الرموز لتمثيل ميزات العالم الحقيقي. في مصطلحات GIS ، يتم استدعاء ميزات العالم الحقيقي الكيانات المكانية.

يقرر رسام الخرائط مقدار البيانات التي يجب تعميمها في الخريطة. هذا يعتمد على الحجم ومقدار التفاصيل التي سيتم عرضها على الخريطة. يخضع قرار اختيار النقاط أو الخطوط أو المضلعات لرسام الخرائط ومقياس الخريطة.

النقاط كإحداثيات س ص

نقاط المتجه هي ببساطة إحداثيات XY. عندما تكون المعالم صغيرة جدًا بحيث لا يمكن تمثيلها كمضلعات ، يتم استخدام النقاط.

على المستوى الإقليمي ، يمكن عرض نطاقات المدينة كمضلعات لأنه يمكن رؤية هذا القدر من التفاصيل عند التكبير. ولكن على المستوى العالمي ، يمكن تمثيل المدن كنقاط لأنه لا يمكن رؤية تفاصيل حدود المدينة.

يتم تخزين بيانات المتجه كأزواج من إحداثيات XY (خطوط الطول والعرض) ممثلة كنقطة. يمكن أن ترافقه معلومات السمات مثل اسم الشارع أو تاريخ الإنشاء في قاعدة بيانات مكانية أو جدول يصف استخدامه الحالي.

الخطوط كنقاط متصلة

تربط خطوط المتجه الرؤوس بالمسارات. إذا كنت تريد توصيل النقاط بترتيب معين ، فسينتهي بك الأمر بامتداد خط متجه خاصية.

عادةً ما تمثل الخطوط ميزات خطية بطبيعتها. يمكن لرسامي الخرائط استخدام سمك خط مختلف لإظهار حجم الميزة. على سبيل المثال ، قد يكون نهر بعرض 500 متر أكثر سمكًا من نهر بعرض 50 مترًا.

يمكن أن توجد في العالم الحقيقي مثل الطرق أو الأنهار. أو يمكن أن تكون أيضًا تقسيمات مصطنعة مثل الحدود الإقليمية أو الحدود الإدارية.

النقاط هي مجرد أزواج من إحداثيات XY (خطوط الطول والعرض). عندما تقوم بتوصيل كل نقطة أو رأس بخط في ترتيب معين ، فإنها تصبح خط متجه خاصية.

الشبكات عبارة عن مجموعات بيانات خطية ولكنها غالبًا ما تعتبر مختلفة. هذا لأن الشبكات الخطية هي عناصر متصلة طوبولوجيًا. وهي تتكون من التقاطعات والانعطافات مع الاتصال. إذا كنت ستعثر على طريق مثالي باستخدام شبكة خطوط المرور ، فسوف تتبع شوارع ذات اتجاه واحد وقيود الانعطاف لحل التحليل. الشبكات ذكية للغاية.

المضلعات كخطوط مغلقة

عندما يتم ضم مجموعة من الرؤوس بترتيب معين وإغلاقها ، فإنها تصبح a مضلع متجه خاصية. لإنشاء مضلع ، يكون زوج الإحداثيات الأول والأخير متماثلين ويجب أن تكون جميع الأزواج الأخرى فريدة.

تمثل المضلعات المعالم التي لها منطقة ثنائية الأبعاد. من أمثلة المضلعات المباني والحقول الزراعية والمناطق الإدارية المنفصلة.

يستخدم رسامو الخرائط المضلعات عندما يكون مقياس الخريطة كبيرًا بما يكفي ليتم تمثيله كمضلعات.


العمليات الأساسية للخطوط النقطية والمتجهات باستخدام PCI Geomatics

نظرة عامة: هل أنت طالب يتعلم الاستشعار عن بعد ، أو هل تستفيد مؤسستك من صور الأقمار الصناعية لإنشاء منتجات صور أو استخراج معلومات قيمة للحصول على معلومات قابلة للتنفيذ؟ ستعلمك هذه الدورة التدريبية كيفية التعامل مع صور الأقمار الصناعية الضوئية وإنشاء معلومات من تلك الصور.

من هو الجمهور المستهدف؟ هذه الدورة مخصصة لطلاب الجامعات أو المهنيين الجدد في مجال نظم المعلومات الجغرافية والاستشعار عن بعد. بعد هذه الدورة التدريبية القصيرة ، ستكون قادرًا على إدارة كل من بيانات المتجه وصور القمر الصناعي ، وإنشاء طبقات أو معلومات نقطية جديدة باستخدام برنامج احترافي لمعالجة الصور وتحليلها.

ما هي المواد التي سيتم استخدامها؟ سيتمكن الطلاب من العمل بإصدار مرخص من Geomatica بالإضافة إلى نماذج مجموعات بيانات لمتابعة مع المدرب. يتوقع من الطلاب تثبيت Geomatica على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم والعمل مع نسخة من البيانات المقدمة.

كم من الوقت سأستغرق لإكمال الدورة؟ تعمل مواد الدورة (مقاطع الفيديو) لمدة تقل قليلاً عن ساعة. من المحتمل أن تقوم بتشغيل مقاطع الفيديو عدة مرات ومراجعة خطوات معينة. الوقت المتوقع لإكمال الدورة هو 2-3 ساعات.


البيانات النقطية

يمكن اعتبار البيانات النقطية مشابهة للصورة الرقمية. تنقسم مساحة الخريطة بأكملها إلى شبكة من الخلايا الصغيرة أو وحدات البكسل. يتم تخزين قيمة في كل من هذه الخلايا لتمثيل طبيعة كل ما هو موجود في الموقع المقابل على الأرض.

يتضمن الاستخدام الرئيسي للبيانات النقطية تخزين معلومات الخريطة كصور رقمية ، حيث ترتبط قيم الخلية بألوان البكسل للصورة. لإعادة إنتاج الصورة ، يقرأ الكمبيوتر كل من قيم هذه الخلايا واحدة تلو الأخرى ويطبقها على وحدات البكسل على الشاشة.


نظم المعلومات الجغرافية

يقدم هذا الفصل نظرة عامة على الموضوعات المفاهيمية والتقنية الأساسية لنظم المعلومات الجغرافية التي تشكل أسسًا في الفصول اللاحقة. يناقش الفصل أولاً ما هو نظام المعلومات الجغرافية وما يمكنه وما لا يمكنه فعله. تشمل الموضوعات البيانات المكانية وإدارة الأصول ، والاستعلام عن البيانات والانضمام إلى الجدول ، والتحليل المكاني ، وبرمجة نظم المعلومات الجغرافية وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) ، والنمذجة المكانية ، ورسم الخرائط ، والتصور ، وإنتاج الخرائط ، والترميز الجغرافي ، والرسوم المتحركة ، و 3 D ، ونظام المعلومات الجغرافية المحمول ، وجمع البيانات الميدانية ، وقيود نظم المعلومات الجغرافية. كما تمت مناقشة نماذج بيانات نظم المعلومات الجغرافية (النقطية والمتجهية والشبكات غير المنتظمة المثلثة (TIN) والشبكات) جنبًا إلى جنب مع البيانات الوصفية لنظام المعلومات الجغرافية. يتم أيضًا إجراء مسح تجاري محدد (Esri ArcGIS Pro) والمصدر المفتوح (QGIS) وتقنيات نظم المعلومات الجغرافية الأخرى (Google) لإعلام القارئ بخيارات تقنية GIS المحددة المتاحة لأنظمة سطح المكتب والويب والأجهزة المحمولة. يتضمن الفصل أفكارًا حول البيانات المفتوحة لإدارة الكوارث ، ومصادر بيانات نظم المعلومات الجغرافية المجانية ، والأفكار حول كيفية اختيار تكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية المناسبة لإدارة الكوارث من حيث البدء في استخدام نظم المعلومات الجغرافية وبناء مكدس جغرافي مكاني مفتوح المصدر. يختتم الفصل بثلاثة تمارين فنية: (1) انضمام الجدول في GIS ، (2) برمجة Python النصية في ArcGIS Pro ، و (3) برمجة Python النصية في QGIS.


امتداد NetLogo Gis

يضيف هذا الامتداد دعم GIS (نظم المعلومات الجغرافية) إلى NetLogo. يوفر القدرة على تحميل بيانات GIS المتجه (النقاط والخطوط والمضلعات) وبيانات GIS النقطية (الشبكات) في نموذجك.

يدعم الامتداد بيانات المتجه في شكل ملفات أشكال ESRI. تنسيق ملف الأشكال (.shp) هو التنسيق الأكثر شيوعًا لتخزين بيانات GIS المتجهية وتبادلها. يدعم الامتداد البيانات النقطية في شكل ملفات شبكة ESRI ASCII. ملف شبكة ASCII (.asc أو .grd) ليس شائعًا مثل ملف الأشكال ، ولكنه مدعوم كتنسيق تبادل من قبل معظم أنظمة المعلومات الجغرافية.

كيف تستعمل

بشكل عام ، عليك أولاً تحديد التحول بين مساحة بيانات GIS ومساحة NetLogo ، ثم تحميل مجموعات البيانات وتنفيذ عمليات مختلفة عليها. أسهل طريقة لتعريف التحول بين مساحة GIS ومساحة NetLogo هي أخذ اتحاد & ldquoenvelopes & rdquo أو المستطيلات المحيطة لجميع مجموعات البيانات الخاصة بك في مساحة GIS ورسم خريطة مباشرة إلى حدود عالم NetLogo. انظر أمثلة GIS العامة للحصول على مثال على هذه التقنية.

يمكنك أيضًا تحديد إسقاط اختياري لمساحة GIS ، وفي هذه الحالة سيتم إعادة عرض مجموعات البيانات لمطابقة هذا الإسقاط أثناء تحميلها ، طالما أن كل ملف من ملفات البيانات لديك يحتوي على ملف .prj مرتبط يصف الإسقاط أو الموقع الجغرافي نظام تنسيق البيانات. إذا لم يتم العثور على ملف .prj مرتبط ، سيفترض الامتداد أن مجموعة البيانات تستخدم بالفعل الإسقاط الحالي ، بغض النظر عن ماهية هذا الإسقاط.

بمجرد تحديد نظام الإحداثيات ، يمكنك تحميل مجموعات البيانات باستخدام gis: load-dataset. هذه التقارير الأولية إما VectorDataset أو RasterDataset ، اعتمادًا على نوع الملف الذي تمرره.

تتكون VectorDataset من مجموعة VectorFeatures ، كل منها عبارة عن نقطة أو خط أو مضلع ، إلى جانب مجموعة من قيم الخصائص. قد تحتوي VectorDataset واحدة فقط على واحد من ثلاثة أنواع ممكنة من الميزات.

هناك العديد من الأشياء التي يمكنك القيام بها باستخدام VectorDataset: اطلب منها أسماء خصائص ميزاتها ، واطلب منها & ldquoenvelope & rdquo (المستطيل المحيط) ، واطلب قائمة بجميع ميزات Vector في مجموعة البيانات ، أو ابحث عن VectorFeature واحد أو قائمة VectorFeatures تكون قيمتها لخاصية معينة أقل من أو أكبر من قيمة معينة ، أو تقع ضمن نطاق معين ، أو تطابق سلسلة معينة باستخدام مطابقة أحرف البدل (& ldquo * & rdquo ، والتي تتطابق مع أي عدد من التكرارات لأي أحرف). إذا كانت VectorFeatures مضلعات ، فيمكنك أيضًا تطبيق قيم خاصية معينة لميزات مجموعة البيانات و rsquos على متغير تصحيح معين.

هناك أيضًا العديد من الأشياء التي يمكنك القيام بها باستخدام VectorFeature من VectorDataset: اطلب منها قائمة بقوائم قمة الرأس ، واطلب منها قيمة الخاصية بالاسم ، واسألها عن centroid (مركز الثقل) ، واطلب مجموعة فرعية من مجموعة عوامل معينة تتقاطع وكلائها مع VectorFeature المقدمة. بالنسبة لبيانات النقطة ، ستكون كل قائمة رأس قائمة مكونة من عنصر واحد. بالنسبة لبيانات الخط ، ستمثل كل قائمة رؤوس رؤوس الخط الذي يتكون من هذه الميزة. بالنسبة لبيانات المضلع ، ستمثل كل قائمة رأس & ldquoring & rdquo من المضلع ، وسيكون الرأس الأول والأخير من القائمة متماثلين. تتكون قوائم الرأس من قيم من النوع Vertex ، وستكون النقطه الوسطى قيمة من النوع Vertex أيضًا.

هناك عدد من العمليات المحددة لـ RasterDatasets أيضًا. تتضمن هذه في الغالب أخذ عينات من القيم في مجموعة البيانات ، أو إعادة أخذ عينات من البيانات النقطية إلى دقة مختلفة. يمكنك أيضًا تطبيق نقطية على متغير تصحيح معين ، ولف نقطية باستخدام مصفوفة التفاف عشوائية.

مثال رمز: أمثلة GIS العامة لها أمثلة عامة عن كيفية استخدام الامتداد

مثال رمز: مثال GIS Gradient هو مثال أكثر تقدمًا لتحليل مجموعة البيانات النقطية.

مشاكل معروفة

لا يتم التعامل مع قيم من نوع RasterDataset و VectorDataset و VectorFeature و Vertex بشكل صحيح بواسطة عالم التصدير وعالم الاستيراد. لحفظ مجموعات البيانات ، يجب عليك استخدام gis: store-dataset بدائي.

لا توجد حاليًا طريقة للتمييز بين مضلعات المنطقة الموجبة و ldquoshell و rdquo من مضلعات المنطقة السالبة و ldquohole و rdquo ، أو لتحديد الثقوب المرتبطة بأية قذائف.

الاعتمادات

كان المطور الرئيسي لتمديد GIS هو إريك راسل.

يستخدم ملحق GIS العديد من مكتبات البرامج مفتوحة المصدر. للحصول على معلومات حقوق النشر والترخيص الخاصة بها ، راجع قسم حقوق النشر في الدليل. يحتوي الملحق أيضًا على عناصر مستعارة من My World GIS.


مقدمة نظم المعلومات الجغرافية بواسطة David J. Buckey

تتضمن نماذج البيانات النقطية استخدام ملف خلية الشبكة بنية البيانات حيث يتم تقسيم المنطقة الجغرافية إلى خلايا محددة بالصف والعمود. تسمى بنية البيانات هذه بشكل شائع النقطية. بينما يشير مصطلح النقطية إلى شبكة متباعدة بانتظام أخرى فسيفسائي توجد هياكل البيانات في أنظمة GIS القائمة على الشبكة. على وجه الخصوص ، وجدت بنية بيانات الشجرة الرباعية بعض القبول كنموذج بديل للبيانات النقطية.

يتم تحديد حجم الخلايا في بنية البيانات الموزعة على أساس دقة البيانات والدقة التي يحتاجها المستخدم. لا يوجد ترميز صريح للإحداثيات الجغرافية المطلوبة حيث أن ذلك مضمن في تخطيط الخلايا. هيكل البيانات النقطية هو في الواقع مصفوفة حيث يمكن حساب أي إحداثي بسرعة إذا كانت نقطة الأصل معروفة ، وحجم خلايا الشبكة معروف. نظرًا لأنه يمكن التعامل مع الخلايا الشبكية كمصفوفات ثنائية الأبعاد في ترميز الكمبيوتر ، فإن العديد من العمليات التحليلية سهلة البرمجة. هذا يجعل هياكل البيانات الموزعة خيارًا شائعًا للعديد من برامج نظم المعلومات الجغرافية. الطوبولوجيا ليست مفهومًا ذا صلة بالبنى المكسوة بالفسيفساء حيث أن الجوار والاتصال متضمنان في موقع خلية معينة في مصفوفة البيانات.

توجد العديد من هياكل البيانات الموزعة ، ولكن يتم استخدام اثنين فقط بشكل شائع في نظم المعلومات الجغرافية. هيكل الخلية الأكثر شيوعًا هو المصفوفة أو المصفوفة المتباعدة بانتظام النقطية بنية. تتضمن بنية البيانات هذه تقسيم البيانات المكانية إلى خلايا متباعدة بانتظام. كل خلية لها نفس الشكل والحجم. المربعات هي الأكثر استخدامًا.

نظرًا لأن البيانات الجغرافية نادرًا ما يتم تمييزها بأشكال متباعدة بانتظام ، يجب تصنيف الخلايا على أنها السمة الأكثر شيوعًا للخلية. يمكن أن تكون مشكلة تحديد الدقة المناسبة لطبقة بيانات معينة مصدر قلق. إذا اختار المرء حجمًا خشنًا جدًا للخلية ، فقد يتم تعميم البيانات بشكل مفرط. إذا اختار المرء حجم خلية دقيقًا جدًا ، فقد يتم إنشاء عدد كبير جدًا من الخلايا مما يؤدي إلى حجم بيانات كبير وأوقات معالجة أبطأ ومجموعة بيانات أكثر تعقيدًا. كذلك ، يمكن للمرء أن يشير إلى دقة أكبر من دقة عملية التقاط البيانات الأصلية وقد يؤدي ذلك إلى بعض النتائج الخاطئة أثناء التحليل.

أيضًا ، نظرًا لأن معظم البيانات يتم التقاطها بتنسيق متجه ، على سبيل المثال التحويل الرقمي ، يجب تحويل البيانات إلى بنية البيانات النقطية. هذا يسمي التحويل النقطية. تسمح معظم برامج نظم المعلومات الجغرافية للمستخدم بتحديد حجم (خلية) الشبكة النقطية لتحويل البيانات النقطية إلى خطوط المسح. من الضروري أن يكون المقياس الأصلي ، على سبيل المثال دقة البيانات قبل التحويل. يجب أن تحدد دقة البيانات ، التي يشار إليها غالبًا باسم الدقة ، حجم خلية خريطة البيانات النقطية الناتجة أثناء التحويل.

تتطلب معظم برامج GIS القائمة على البيانات النقطية أن تحتوي الخلية النقطية على قيمة منفصلة واحدة فقط. وفقًا لذلك ، طبقة بيانات ، على سبيل المثال قوائم جرد الغابات ، يمكن تقسيمها إلى سلسلة من الخرائط النقطية ، يمثل كل منها نوع سمة ، على سبيل المثال خريطة الأنواع ، وخريطة الارتفاع ، وخريطة الكثافة ، وما إلى ذلك غالبًا ما يشار إليها باسم خرائط سمة واحدة. هذا على عكس معظم نماذج بيانات المتجه التقليدية التي تحافظ على البيانات كـ خرائط سمات متعددة، على سبيل المثال مضلعات جرد الغابات مرتبط إلى جدول قاعدة بيانات يحتوي على جميع السمات كأعمدة. يوفر هذا التمييز الأساسي لتخزين البيانات النقطية الأساس لتقنيات التحليل الكمي. غالبًا ما يشار إلى هذا باسم الجبر النقطية أو الخريطة. يسمح استخدام هياكل البيانات النقطية بعمليات نمذجة رياضية معقدة بينما غالبًا ما تكون الأنظمة القائمة على المتجهات مقيدة بقدرات ولغة نظام DBMS العلائقي.

هيكل خريطة GIS - أنظمة RASTER (مقتبس من بيري)

هذا الاختلاف هو العامل المميز الرئيسي بين برامج GIS القائمة على المتجهات والنقطية. من المهم أيضًا فهم أن اختيار بنية بيانات معينة يمكن أن يوفر مزايا أثناء مرحلة التحليل. على سبيل المثال ، لا يتعامل نموذج بيانات المتجه مع البيانات المستمرة ، على سبيل المثال الارتفاع ، جيدًا جدًا في حين أن نموذج البيانات النقطية أكثر ملاءمة بشكل مثالي لهذا النوع من التحليل. وفقًا لذلك ، لا يتعامل هيكل البيانات النقطية مع تحليل البيانات الخطي ، على سبيل المثال أقصر طريق ، جيد جدًا بينما تعمل أنظمة المتجهات. من المهم أن يفهم المستخدم أن هناك مزايا وعيوب معينة لكل نموذج بيانات.

يعتمد اختيار نموذج بيانات معين ، متجه أو نقطي ، على مصدر البيانات ونوعها ، فضلاً عن الاستخدام المقصود للبيانات. تتطلب بعض الإجراءات التحليلية بيانات نقطية بينما يكون البعض الآخر أكثر ملاءمة لبيانات المتجه.


شاهد الفيديو: ما هي المتجهات وما أهميتها