Решение пространственных задач с помощью моделей представлений и моделей процессов

Дополнительный модуль Дополнительный модуль ArcGIS Spatial Analyst поможет вам выполнить необходимый анализ, но он не может разрешать проблемы самостоятельно. Чтобы получить ожидаемые результаты, необходимо правильно сформулировать вопрос и использовать соответствующую информацию.

Моделирование пространственных задач

В общем виде, модель представляет собой отражение реальности. Учитывая сложность нашего мира и существующих в нем взаимосвязей, модели создаются в виде упрощенного и управляемого представления реальности. Модели помогают понять, описать или предсказать события, происходящие в реальном мире.

Существуют два основных типа моделей:

• Модели представления – используются для отображения объектов ландшафта
• Модели процессов – используются для описания процессов, происходящих в ландшафте

Модели представления

Модели представления пытаются описать объекты, существующие в ландшафте. К примерам таких объектов относятся строения, реки и леса. Модели представления создаются в геоинформационных системах (ГИС) с помощью наборов слоев. Для дополнительного модуля Spatial Analyst эти слои данных могут быть либо растровыми, либо векторными. Растровые слои представляют собой правильную сетку, ячейкам которой присвоены определенные значения, характеризующие каждое местоположение в каждом слое. Ячейки различных слоев могут накладываться друг на друга, что позволяет описать большое количество атрибутов для каждого местоположения.

Модель представления состоит из слоев данных.

Модель представления пытается учитывать пространственные отношения внутри объекта (например, форму строения) и между различными объектами ландшафта (например, взаимное расположение строений). Помимо пространственных отношений, модель представления в ГИС также может иметь атрибуты объектов (например, кто владеет каждым строением). Модели представления часто называются моделями данных и рассматриваются как описательные модели.

Модели процессов

Модели процессов пытаются описывать взаимодействие объектов из модели представления. Отношения моделируются с помощью инструментов пространственного анализа. Существует множество различных типов взаимодействий, для которых дополнительный модуль Spatial Analyst предоставляет обширный набор инструментов для их описания. Моделирование процессов иногда называется картографическим моделированием. Модели процессов используются для описания процессов, но их также часто используют для предсказания результатов тех или иных действий.

Каждый инструмент дополнительного модуля Spatial Analyst можно рассматривать как модель обработки. Некоторые модели процессов довольно просты, другие бывают очень сложными. Еще более сложные модели можно создать, если использовать логические операторы и комбинировать несколько моделей процессов с помощью Алгебры карт или ModelBuilder.

Одной из самых базовых операций в Spatial Analyst является сложение двух растров:

Суммирование значений растров – простая операция.

Используя логику, эту операцию можно усложнить. Например, если местоположение находится на песчаной почве, которая всегда сухая, соответствует критерию (true [T]) и подходит для некоторого применения:

Логические условия применяются для усложнения анализа.

Выполнить еще более сложный анализ можно с помощью специализированных инструментов, алгоритмы которых созданы для генерации аналитических результатов. Создать такие алгоритмы самому довольно сложно. Примерами инструментов такого типа являются инструменты, вычисляющие неевклидово расстояние или гидрологическую дисперсию загрязняющих веществ в грунтовых водах.

Сложный анализ можно выполнить с помощью специализированных инструментов.

Можно сделать модель еще более сложной, комбинируя несколько функций и логику:

Комбинируя несколько функций и логику, можно выполнить еще более сложный анализ:

Модель процесса должны быть настолько проста, насколько это возможно для решения конкретной задачи. Вам может понадобиться только одна операция или инструмент, но, для сложных моделей может потребоваться выполнение сотен операций.

Типы моделей процессов

Существует множество типов моделей процессов, которые в состоянии решить широкий круг задач, включая:

• Моделирование пригодности – Каково оптимальное местоположение для какого-либо объекта, например, новой школы, свалки или парка?
• Моделирование расстояний – Где находится ближайший заповедник, в котором обитают исчезающие виды?
• Гидрологическое моделирование – В какую сторону потечет вода по поверхности?
• Поверхностное моделирование – каков уровень загрязнений в различных местах округа?