Модуль 1 ‑ Понятие ГИС-анализа

Раздел 4 ‑ гис-анализ статистических поверхностей

Лекция 1.4.1 ‑ ГИС-анализ статистических поверхностей

Поверхностные объекты могут быть смоделированы в компьютерной среде, и они могут использоваться для описания понятия окрестности. Они могут представлять уклоны и экспозиции, а также области видимости и конкретные объекты наподобие долин, холмов и водоразделов. Следует различать поверхности, которые являются непрерывными или дискретными, гладкими или неровными, природными или антропогенными. Поверхности могут определяться на основе данных, которые либо существуют, либо могут подразумеваться существующими, как изменяющиеся величины по всей области.

Топографическая поверхность, основанная на рельефе местности – классический тип поверхности. Поскольку значения высот существуют для каждой точки Земли, мы говорим, что такая поверхность непрерывна. Однако когда мы пытаемся записать эту информацию, имея в виду создание обоснованных и количественно определимых описаний, мы обнаруживаем проблему, аналогичную попытке описать все деревья в лесу или все травинки на лугу, – данных так много, что мы просто не можем записать полный набор. Поэтому нужно произвести осмысленный отбор значений высоты, из которых мы смогли бы реконструировать топографию с заданной точностью. Имеется большое сходство между топографическими поверхностями и распределениями атмосферного давления, температуры и влажности – это непрерывные поверхности. Их значения также непрерывно распределены, но мы не можем регистрировать их в каждой точке. Вместо этого мы выбираем отдельные точки для представления всего распределения.

В то время как даже непрерывные поверхности представляют определенные проблемы для исследователя, многие другие объекты не распределены непрерывно по всей области исследования; наоборот – они встречаются как дискретные объекты в определенных местоположениях. Но поскольку они встречаются очень часто, или потому что мы хотим регистрировать их на очень большой площади, эти дискретные данные также должны подвергаться частичной выборке.

В одних случаях, как с непрерывными данными, мы будем делать отборы в определенных точечных местоположениях; в других мы должны собирать данные на всю площадь сразу. Мы можем создать карты, которые напоминают изолинии топографической карты, исходя из предположения, что данные присутствуют повсюду. Таким образом, мы можем создать либо карту изолиний или блок-диаграмму, которая показывает форму распределения. И хотя мы знаем, что наши объекты не являются непрерывными, эти методы можно применять ради простоты представления картины распределения. Кроме того, эти методы могут использоваться для предсказания значений распределений в местах, в которых мы не делали замеров.

Независимо от того, являются ли наши данные, представленные поверхностями, дискретными или непрерывными, их важность трудно переоценить. Первые ГИС создавались на основе моделей данных, разработанных для явлений, связанных с поверхностями (как, например, моделирование загрязнений). Современное специализированное программное обеспечение, часто связанное с ГИС, разрабатывалось для выполнения разнообразных операций представления данных, моделирования поверхностей, расчета объемов на основе поверхностей. Сейчас имеются огромные объемы поверхностных данных в форме, совместимой с ГИС, особенно связанные с рельефом и климатом. Со временем объем поверхностных данных будет расти со все большей скоростью по мере того, как будет все более очевидной важность анализа поверхностей.

Если ваш интерес в ГИС связан с моделированием, планированием, принятием решений или просто разработкой баз данных, вам необходимо знакомство с данными и методами для создания, изменения и моделирования поверхностей.