Российская сеть изучения и охраны пернатых хищников
Я хочу сообщить о встрече окольцованной птицы!
Пернатые хищники
Соколообразные
Совообразные
Изучение
Ключевые виды
Мониторинг
Фаунистика
Миграции
Кольцевание
Охрана
Платформинг
Нестбоксинг
Птицы и ЛЭП
ООПТ
Информация о сети
Устав и программа
Члены сети
Проекты
Мероприятия сети
Блоги
СМИ о нас
Библиотека
Журнал “RC”
Методики
Книги
Статьи
Отчёты и доклады
Презентации
Новости
События
Конференции
Прочие объявления
Из соцсетей
Для спонсоров
Горящие проекты
МЫ В СОЦСЕТЯХ
RRRCN RRRCN
Fatbirder's Top 1000 Birding Websites
НАШИ БАННЕРЫ
RRRCN RRRCN

ArcView GIS для экологов

3.2.3.11. Определение минимальных дистанций между объектами

Довольно часто в различных операциях с точечными объектами приходится определять расстояния между ними. Измерять расстояние в Виде позволяет инструмент «Measure – Измеритель расстояний», однако если измерений требуется провести десятки, а то и сотни, тогда возникает вопрос в необходимости атвоматизации процесса. Примеры задач: определить расстояния между всеми гнездами в колонии чаек (в одной точечной теме), или расстояние между ближайшими друг к другу гнездами разных видов хищных птиц (в разных точечных темах), определить расстояния между точками максимальных высот (в одной точечной теме) или ближайшие и средние расстояния от свалок до населенных пунктов (в разных точечных темах).

Рассмотрим несколько возможных вариантов решения разных задач.

Вариант 1. Рассчитать ближайшие расстояния между точками одной или двух тем с помощью Edit Tools.

1. Подключаем расширение Edit Tools, открываем панель управления расширения, вызываем панель «Geoprocessing – Геопроцессинг».

2. Нажимаем кнопку «Point Distance – Расстояние между точками».

3. В открывшемся окне «Select point theme – Выбрать точечную тему» — выбираем точечную тему, от точек которой необходимо рассчитать минимальные дистанции, и нажимаем «ОК». Результаты расчета будут в дальнейшем добавлены в атрибутивную таблицу этой темы для каждой точки, содержащейся в теме.

4. В следующем открывшемся окне «Select theme to calculate Distance to – Выбрать тему, до которой рассчитать расстояние» – выбираем тему, до объектов которой требуется рассчитать минимальные расстояния от точек предыдущей темы. Если выбрать эту же тему, то минимальные расстояния будут рассчитаны между точками данной темы. Если выбрать другую тему, минимальные расстояния будут рассчитаны от точек предыдущей темы до объектов данной темы. Определяемся с выбором и нажимаем «ОК» — запускается процесс расчета в результате которого в атрибутивную таблицу исходной точечной темы добавляется столбец ET_Dist, в котором для каждой точки посчитано расстояние до ближайшей соседней точки этой же темы (если была выбрана данная тема в обоих диалоговых окнах выбора тем) или минимальное расстояние до объекта другой темы (если во втором окне выбора темы была выбрана другая тема) (рис. 385).

Определенным недостатком этой опции является то, что дистанции рассчитываются в единицах измерения темы, поэтому для тем в географических координатах, они будут рассчитаны в градусах и значения придется пересчитывать с помощью калькулятора значений в метры или километры (с другой стороны для спроектированных тем этот способ является оптимальным). Существенным недостатком для зоологических исследований является то, что отсутствует атрибутивная информация по дистанциям и невозможно определить, какая точка (либо объект другой темы) является ближайшей к данной точке.

Вариант 2. Рассчитать расстояния между десятком соседей для точечных тем с помощью расширения Find10nearest.

Расширение Find10nearest (автор М.Ю. Дубинин) предназначено для расчета расстояний между соседями. Алгоритм работы расширения заключается в подсчете расстояний от каждой точки до 10-ти ближайших. Результат расчета автоматически добавляется в атрибутивную таблицу точечной темы, для которой производился расчет. Для каждой строки, соответствующей точечному объекту темы, в таблицу по каждому измерению добавляется 2 столбца: первый – номер точки, до которой измерена дистанция, второй – дистанция до этой точки в единицах измерения вида. Данные сортируются по возрастанию дистанций, соответственно вторая пара столбцов – номер ближайшей точки и дистанция до нее (первая пара столбцов это номер данной точки и нулевая дистанция, т.е. расстояние от точки до самой себя, если расчет дистанций осуществляется между объектами одной темы).

Рис. 385. Расчет дистанций между ближайшими соседями в Edit Tools
Рис. 385. Расчет дистанций между ближайшими соседями в Edit Tools

Для обработки данных с помощью расширения Find10nearest:

1. Подключаем расширение – в панель управления ArcView добавляется кнопка активации опции расширения.

2. В оглавлении Вида выделяем необходимую точечную тему или темы. Если выбрана только одна тема, то исходная тема равна конечной и расстояния считаются внутри одной и той же темы. Если выбрано две темы, то первая из выделенных (верхняя в оглавлении) – исходная, а вторая – конечная. В этом случае расстояния считаются от точек исходной темы до точек конечной и записываются в исходную тему.

3. Нажимаем кнопку активации опции и ожидаем результата (рис. 386).

Вариант 3. Расширенные возможности расчета дистанций с помощью расширения Nearest Features v. 3.8b.

Если стоит задача не быстрого расчета дистанций между ближайшими соседями, для дальнейшей обработки показателей в пакетах Excel или Statistica, а моделирования пространственных связей каких-либо объектов, например моделирование распределения гнездовых участков беркута в лесо-болотных ландшафтах, следует определяться с массой пространственных характеристик кроме дистанций между ближайшими соседями. Не менее важными параметрами являются и пространственные характеристики активного гнезда или центра гнездового участка, такие как расстояние до опушки леса, центра крупного болота, реки, населенного пункта и т.д. Все эти параметры в среде ГИС придется определять путем измерения дистанций от точек, представляющих собой центры гнездовых участков или активные гнезда беркута, до других точечных (участки этого же или другого вида), линейных (река, дорога) или полигональных (болото, населенный пункт) объектов, при этом контролируя построение линий дистанций. Последнее связано с тем, что в, казалось бы, простой задаче определения дистанций есть «подводный камень», который надо учитывать, работая с пространственными характеристиками объектов.

Рис. 386. Расчет дистанций в точечных темах от точки до 10 соседей с помощью расширения Find10nearest
Рис. 386. Расчет дистанций в точечных темах от точки до 10 соседей с помощью расширения Find10nearest

При расчете дистанций между ближайшими соседями показатель рассчитывается для каждой точки. Соответственно возможно дублирование дистанций для пары точек. Например (см. рис. 387), мы имеем 5 близко расположенные друг к другу точек (18, 19, 20, 33 и 14), расстояние между которыми 1, 2.5, 2 и 1.5 км. Ближайшим соседом для точки 18 будет точка 19, удаленная на 1 км, как собственно для точки 19 – точка 18. Соответственно для точки 20, ближайшим соседом будет точка 33, удаленная на 2 км, для точки 33 – 14, удаленная на 1.5 км и для точки 14 – 33. Таким образом, мы имеем 5 точек, в атрибутивную таблицу которых записаны 5 показателей (для каждой точки свой показатель расстояния до ближайшего соседа) – 1, 1, 2, 1.5 и 1.5 км, хотя по факту на местности мы имеем 3 дистанции 1, 2 и 1.5 км. В первом случае средняя в выборке будет (n=5) 1.4±0.42, во втором – (n=3) 1.5±0.5. Разница незначительная, но есть. Поэтому, прежде чем приступать к расчету, надо определиться с объектом, для которого будут обрабатываться полученные данные. Если необходимо обрабатывать данные для точек (например, провести факторный анализ, с целью определения пространственных характеристик, влияющих на распределение точек) необходимо получить информацию по дистанциям до ближайшего соседа для каждой точки. Если необходимо обрабатывать данные по дистанциям как линейным объектам с точки зрения пространственной статистики (например, проверить распределение вида в пространстве на нормальность, построить модель распределения участков для строго определенной территории) необходимо получить информацию без учета дублирующихся дистанций между ближайшими соседями. В последнем случае число измерений n, будет всегда меньше числа точек, для которых рассчитывались дистанции между ближайшими соседями, и измерение будет являться не одной из пространственных характеристик точки, а самостоятельной пространственной единицей.

Рис. 387. Дистанции между ближайшими соседями в пространстве
Рис. 387. Дистанции между ближайшими соседями в пространстве.

Возможность решения поставленной задачи (определение расстояний от точек, до точек, линий и полигонов и построение линейных тем по дистанциям) реализована в расширении Nearest Features v. 3.8b (файл: nearfeat.avx, автор Jeff Jenness). С помощью данного расширения также возможно определение расстояний между линейными и полигональными, а не только точечными объектами (возможно определение расстояний от линейного до линейного, от полигонального до полигонального, от линейного до полигонального объектов и т.п.), при этом имеется возможность задавать параметры определения точек для замыкания линии дистанции (центр или край объекта).

Для определения минимальных дистанций между ближайшими соседями с преобразованием их в линейную тему (рис. 388):

1. Подключаем расширение Nearest Features v. 3.8b – в панели управления ArcView появляется кнопка расширения (Nearest Features).

2. Нажимаем кнопку расширения, вызывая тем самым первое диалоговое окно «Input Theme – Входящая тема».

3. В окне «Input Theme» в меню «Select -Input Theme-» выбираем тему, для которой необходимо рассчитать расстояния, в меню «Select Input Theme -ID Field-» выбираем идентификационный столбец, по которому будет осуществляться идентификация расстояний в результирующей таблице и линий в линейной теме расстояний, далее нажимаем «ОК», тем самым, вызывая следующее диалоговое окно.

4. В окне «Select Comparison Themes and ID Fields – Тема сравнения и идентификационный столбец» в меню «Select -Comparison Theme-» выбираем тему, до которой необходимо рассчитать расстояния (выбор той же темы, что и в предыдущем окне, приведет к расчету расстояний между объектами этой темы), в меню «Select Comparison Theme -ID Field-» выбираем идентификационный столбец, по которому будет осуществляться идентификация расстояний в результирующей таблице и линий в линейной теме расстояний, нажимаем кнопку «Add», чтобы добавить столбец в лист анализа, и далее нажимаем «ОК».

Рис. 388. Алгоритм расчета расстояний между ближайшими объектами точечной темы и построения линий по этим расстояниям с помощью расширения Nearest Features v. 3.8b
Рис. 388. Алгоритм расчета расстояний между ближайшими объектами точечной темы и построения линий по этим расстояниям с помощью расширения Nearest Features v. 3.8b

5. В окне «Data for Results table» настраиваем параметры анализа для результирующей таблицы:

- в поле ввода данных «Number of Closest Comparison Features per Input Feature» вводим количество измерений от одного объекта входящей темы (Input Theme). Значение 1 будет означать расчет расстояний только между ближайшими соседями.

- в блоке «Results Table data for Nearest Features» в окошках переключения отмечаем нужные позиции, которые требуется добавить в результирующую таблицу. Доступно 10 позиций:

— Comparison Feature ID – идентификационные номера темы, до объектов которой рассчитываются расстояния,

— Centroid X-Coordinate и Centroid Y-Coordinate – координаты центроидов,

— Distance to Centroid – расстояние до центроида,

— Bearing to Centroid – направление на центроид,

— Comparison Feature Theme — ,

— Closest Edge X-Coordinate и Closest Edge Y-Coordinate – координаты ближайших точек границы объекта,

— Distance to Closest Edge – расстояние до ближайшей границы объекта,

— Bearing to Closest Edge – направление на ближайшую границу объекта.

6. После того как параметры анализа для результирующей таблицы настроены, нажимаем кнопку «Additional Options – Дополнительные опции».

7. В открывшемся окне «Additional Options» определяем дополнительные настройки:

- В блоке «Define and sort Nearest Features using: – Определить и сортировать ближайшие объекты, используя:» ставим галочку в окошке переключения напротив необходимой позиции:

— Edges of features – Границы объектов,

— Centroids of features – Центроиды объектов.

- В окошке переключения «Generate a Polyline Shapefile of connecting lines? – Генерировать линейный шейп-файл линий-расстояний» ставим галочку, включив опцию, после чего становятся доступными 2 позиции:

- Include lines connecting closest edges – Включая линии, соединяющиеся ближайшие края объектов,

- Include lines connecting centroids – Включая линии, соединяющиеся ближайшие центроиды.

Выбираем необходимую позицию и переходим к следующей опции.

- Если есть необходимость, в окошке переключения «Set a maximum distance to search for comparison features? – Ввести максимальное расстояние для поиска объектов, до которых требуется определить расстояние?» ставим галочку, включив опцию, после чего в поле ввода значений «Maximum Search Distance – Максимальная дистанция поиска» заносим дистанцию (радиус) поиска.

- В окошке переключения «In cases where either the… – В случае, если объект входящей темы и объект темы, до которой определяется расстояние, полностью совпадают, необходимо ли обнулить значение дистанции» ставим галочку, включив опцию.

- В окошке переключения «Do you want to join… — Вы хотите присоединить таблицу результатов к атрибутивной таблице входящей темы» ставим галочку, включив опцию.

Завершив все настройки нажимаем «ОК» как в окне «Additional Options», так и в окне «Data for Results table».

8. Если для Вида выставлена метрическая проекция (а именно в ней желательно осуществлять расчет) открывается окно «Desired Projection for Calculations» в котором пользователь информируется о том, в какой проекции находятся данные и Вид, а также предлагается посчитать результаты в текущей метрической проекции Вида, географической проекции, либо (только для точечных тем) используя большие круговые дистанции (Use Great Circle Distances). Последняя опция дает более точный результат. Необходимую позицию можно выбрать, поставив галочку в круглом окошке переключения в блоке Results Data Projection. Выбираем нужную позицию и нажимаем «ОК».

9. В окне «Graphic Connecting Lines… — Графические линии расстояний, соединяющие центроиды и/или ближайшие границы» настраиваем отображение линий в графическом формате, если в этом есть необходимость.

Если в окне «Data for Results table» в поле ввода данных «Number of Closest Comparison Features per Input Feature» было введено значение больше единицы, например, 3, значит будут рассчитаны дистанции от одного объекта входящей темы до 3-х объектов. Соответственно в меню «Nearness Number – Ближайшие номер» будет отображаться 3 цифры, соответствующие каждой дистанции (1-й – ближайшей, 2-й и 3-й), и для каждой дистанции можно настроить графические линии, чтобы идентифицировать их в Виде. Для этого в окне «Nearness Number» выделяем соответствующее значение – становятся доступными функции блоков «Line Connect – Линия расстояния» и «Line Style – Стиль линии». В окне «Line Connect – Линия расстояния» выбираем тип замыкания линии на центроид (Connect Centroids) или границу (Connect Edges), поставив галочку в соответствующее окошко переключения. В окне «Line Style – Стиль линии» выбираем тип линии сплошной (Solid Lines) или пунктирный (Dashed Lines), поставив галочку в соответствующее окошко переключения. В меню «Line Color – Цвет линии» выбираем необходимый цвет и нажимаем кнопку «Add To List – Добавить в лист». Далее нажимаем «ОК», закончив тем самым настройку параметров анализа.

10. В завершении операции последовательно открываются окна сохранения фалов: «Where do you want the Result table – Где сохранить результирующую таблицу» и «Where do you want the shapefile of connection lines – Где сохранить шейп-файл линейной темы расстояний» в которых выбираем диск, папку, вводим названия файлов и нажимаем «ОК» — тема линий добавляется в оглавление Вида, а атрибуты расчета расстояний добавляются в таблицу исходной темы (результирующая таблица может быть подгружена отдельно).

Внимание! Тема линий-расстояний будет содержать дубликаты объектов (см. обсуждение выше), избавиться от которых для расчета средних значений, можно с помощью специальных скриптов (см. следующую главу).

Рис. 389. Результат построения линий по расстояниям между ближайшими соседями точечной темы
Рис. 389. Результат построения линий по расстояниям между ближайшими соседями точечной темы.

 

Содержание

 

 

Страниц: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

Наверх

Пернатые хищники и их охрана
Форум сети
Фотоальбом
Видеотека
  • Login

  • Войти через loginza

    30.11.2016

    Международная конференция по сохранению птиц в Венгрии

    Международная конференция по охране птиц в Венгрии

    Международная конференция по сохранению птиц, организованная Венгерской национальной сетевой компанией MAVIR , в сотрудничестве с Обществом охраны птиц Венгрии (MME/Birdlife) и Институтом Германа Отто, прошла в Венгрии 7-8 ноября 2016.

    29.11.2016

    Прослеживание балобанов, помеченных передатчиками, подтверждает, что браконьерство наносит основной урон популяциям соколов

    DSC_7919-

    Из 10 балобанов (6 самок и 4 самцов), помеченных передатчиками в Алтае-Саянском регионе в 2016 г. после сезона браконьерского лова соколов продолжило миграцию лишь 4 сокола (3 самца и 1 самка).

    Все новости

    Flora Hoser on the conference. Photo by Márton Horváth

    Презентации докладов Международной конференции по сохранению птиц в Венгрии

    Презентации докладов Международной конференции по сохранению птиц в Венгрии, проходившей 7-8 ноября 2016 г.

    Эльвира Николенко на конференции «Сохранение биоразнообразия в Южной Сибири»

    Презентации докладов конференции «Сохранение биоразнообразия в Южной Сибири»

    Презентации докладов конференции «Сохранение биоразнообразия в Южной Сибири», проходившей в г. Новосибирск (Россия) 4–6 ноября 2016 г.

    Все публикации