nadpis

diplomová práce

Kateřina Smolková

Stránky jsou optimalizovány pro IE 7.0 a MF 2.0 v rozlišení 1024 x 768.
Specifikace xhtml a css
© Kateřina Smolková. Poslední aktualizace 30.04.2008 .


Posloupnost generalizace


Proces byl vytvářen nad daty poskytnutými Ústavem pro hospodářkou úpravu lesů. Konkrétně se jednalo o vrstvu obsahující informace o lesním typu.

Sloučení kategorií

Tato část generalizace se týkala sloučení kategorií souborů lesních typů. Kategorie souboru lesních typů byly podle klíče vytvořeného odborníky z řad pracovníků ÚHÚL zredukovány a vznikla nová klasifikace (přírodní potenciál lesních společenstev) obsahující 8 kategorií.

Proces generalizace byl aplikován na vrstvě zobrazující celé území české republiky, která nesla informaci o Lesním typu. Pomocí skriptu v programu SQL Server management studio byla původní data (vrstva F_A_Lesni typ), dle klíče popsaného na obrázku 1., doplněna o údaje nesoucí informace o charakteristice ekologické řady
.
Následně byla vrstva pomocí obdobného skriptu aktualizována i o údaj potenciál.

obr1
Obr.1. Vyjádření přírodního potenciálu lesních společenstev

Pomocí tohoto údaje byly spojeny plochy se stejným potenciálem. Ke sloučení ploch byl použito nástroje Analysis a modulu Analytical Merge. Zde byl vybrán příkaz atribute and touching.

Eliminace „prázdných míst“ a malých ploch

V této části práce byly došlo k odstranění samostatných lesních ploch, které v měřítku 1:500 000, můžeme považovat za zanedbatelné. Pro měřítko 1:500 000 byly po poradě s odborníky vybrány plochy menší než 36 ha, což představovaly plochy s rozměrem 3 x 3 mm. K tomu bylo v programu GeoMedia Professional použito nástroje Analysis. Dále byla zvolena možnost Attribute query a v ní byly filtrem vybrány plochy s rozlohou 36 hektarů a větší.
Tímto ovšem byly vybrány všechny větší plochy, tedy i ty které přímo sousedily (dotýkaly se) plochy jiné. K eliminaci samostatných ploch bylo použito prostorového dotazu. Ten vybral z vrstvy původní plochy větší než 36 hektarů, ale zároveň zanechal plochy sice menší, ale přímo sousedící s plochou větší. Bylo použito nástroje Analysis a volby Spatial query. Nejprve byla vybrána vrstva, ze které mají být vybrány plochy větší, dále volba touch a nakonec byla vybrána vrstva, respektive atributový dotaz, který obsahoval všechny plochy větší. Tímto byla vygenerována vrstva, která osahovala větší plochy.

Nyní bylo třeba eliminovat v grafice nepotřebné elementy. To pro mapu měřitka 1:500 000 představovaly například nevýznamné lesní cesty. K tomuto účelu byla vytvořena buffer zóna s rozměrem 20m. Tímto se sice eliminovaly nepotřebné lesní cesty, ale zároveň se zvětšila rozloha lesních ploch. Tento nedostatek byl následně řešen vytvořením další buffer zóny s rozměrem -20m. Pro tuto část práce bylo opět použito nástroje Analysis. Byla vybrána volba Buffer zone. Nejdříve byla vybrána vrstva, na které se vytvářela tato buffer zóna, poté byl zvolen rozměr 20m a zatržena volba pro připojení buffer zóny ke stávající ploše (Merge touching buffer zone). Obdobným způsobem byl vytvořen buffer s rozměrem -20m.

Postupem byly získány takové plochy, se kterými je již možno dále pracovat, takže z původních dat byly vybrány tyto větší plochy.

Sloučení sousedních lesních plošek

Postup pomocí analytických nástrojů programu GeoMedia professional

Tato část generalizace zahrnovala sloučení zanedbatelných lesních plošek (menší než 10hektarů) se sousedícími dominantními plochami (většími než 10 hektarů). Bylo třeba najít tyto malé plošky a přiřadit jim hodnotu potenciálu velké plochy.

Nejprve bylo třeba zjistit průnik malých ploch (<10) s většími plochami (>10) . K této operaci program GeoMedia nabízí použití nástroje Analysis a modulu Spatial Intersection. Pomocí daného nástroje byly nejprve filtrem vybrány plochy menší než 10ha, volba touch, a poté vybrány filtrem plochy větší než 10ha. Výsledkem byl prostorový dotaz zobrazující linie popřípadě body průniku malých a velkých ploch.

Body znázorňují místa, kde se sousedící plochy dotýkají pouze v jednom bodě. Ty pro další práci nebyly potřebné. Pro jejich odstranění bylo třeba zjistit délku linií. Záznamy, které měly nulovou délku představovaly body. Délka linií byla zjištěna pomocí modulu nástroje Analysis a volby Analyze geometry. Výsledek byl zobrazen v tabulce ukazující délky jednotlivých linií. Ty, které měly hodnotu nula, byly smazány.

V programu MS SQL Server Management Studio 2005 byl vytvořen dotaz (select), který přiřazuje menším plochám stejnou hodnotu potenciálu jako má ta sousedící vetší plocha, se kterou má nejdelší hranici.

Po dokončení této operace bylo třeba plochy sloučit. Pro takovou úpravu byl použit nástroj Analysis a modul Analytical merge. Pomocí něj byla vybrána daná vrstva a příkaz Atribute and touching. K takto upravenému prostorovému dotazu byla pomocí nástroje Analysis a modulu Analyze geometry přiřazena geometrie. Následný dotaz byl vygenerován jako nová plocha. Postup 5.2 bylo nutné opakovat do fáze, kdy se eliminovaly všechny nadbytečné plošky. Respektive do fáze, kdy se operací průniku malých a velkých ploch nevytvořila žádná linie.

Postup pomocí dotazů v prostředí SQL Server Management Studio

Tato část postupu popisuje stejně jako předcházející podkapitola postup při sloučení sousedních ploch. Pro tak velký objem dat jakým vrstva obsahující informace o lesním typu na celém území České republiky je tento způsob rychlejší. Více se pracuje pouze s tabulkami v programu SQL Server Management studio. Nevýhodným se může pouze jevit neuložení jednotlivých mezivýsledků, ke kterému docházelo v předcházejícím postupu.

Pro tento postup bylo nejprve třeba vytvořit dvě vrstvy. Vrstvu malých ploch která obsahovala plochy menší než 10 hektarů a vrstvu velkých ploch, která obsahovala plochy větší než 10 hektarů. Dále byla vytvořena vrstva, která obsahovala průnik těchto dvou ploch. V této fázi byl použit dotaz v programu SQL management Studio.

Tento dotaz přepisoval hodnotu atributu potenciál a to tak, že malé ploše přiřadil stejný atribut, jako měla plocha velká. Pokud malá plocha sousedila s více plochami velkými, byl jí přiřazen atribut té plochy, s níž měla nejdelší hranici. Jednotlivé mezivýsledky se ukládaly do pomocných tabulek. Pro usnadnění práce byl vytvořen skript, který vždy po ukončení jednoho cyklu uložil mezivýsledek a vymazal obsah pomocných tabulek tak, aby byly k dispozici pro práci na cyklu následujícím.

Postup se opakoval tak dlouho, až průnik malých ploch s velkými plochami neobsahoval žádnou styčnou linii. V této fázi byla vrstva uložena a připravena pro další část generalizace. Tabulka níže ukazuje ve výřezu jednotlivé kroky posloupnosti generalizace. Tyto výřezy jsou v měřítku 1:10 000.

puvodni dataPůvodní data. Vrstva Lesní typ

generalizace I Z části generalizovaná vrstva. Plochy větší než 36 ha.

generalizace II
Z části generalizovaná vrstva. Spojení sousedních ploch
Úprava grafiky

Podkapitola úprava grafiky se zabývá grafickou částí generalizace. Popisuje proces automatizované generalizace v prostředí GeoMedia professional.

Simplifikace

V této podkapitole je popsán postup automatizované geometrické generalizace. Pro tyto úpravy obsahuje program GeoMedia Professional nástroj Spatial tools. Z nabídky tohoto nástroje byl dále vybrán modul Simlificatiton. Zjednodušování, neboli simplifikace je úprava geometrie, která funguje na principu eliminace vertexů (kontrolních bodů). Dochází ke zjednodušení detailů. Modul Simplification nabízí použití 5 algoritmů. Přehled jednotlivých algoritmů a jejich charakteristika je v uvedena v tabulce 4. U každého algoritmu je možnost zvolit si také rozmezí (vzdálenost), se kterou dané algoritmy provádějí výpočet.

Tabulka níže zobrazuje nejvhodnější zvolený parametr „rozmezí“, který byl zvolen pro generalizovanou mapu přírodních lesních společenstev.


 

tab1
Tab.1. Přehled zvolných parametrů.

Jako nejvhodnější pro výslednou tématickou generalizovanou mapu Přírodního potenciálu lesních společenstev se jeví použití Reuman-Witkamova algoritmu. Při volbě algoritmu bylo přihlíženo především na estetičnost výsledné mapy. Vrstva generalizovaná pomocí Reuman-Witkamova algoritmu nejlépe zachová původní průběh linie. Nevýhodou použití právě tohoto algoritmu se může jevit větší velikost výsledné vrstvy. Nicméně, jak je ukázáno v tabulce 6., redukce původního objemu dat je přesto značná. Pro názornost byly všechny typy algoritmů aplikovány na výsledná data, pouze však na části území české republiky. Porovnání jednotlivých algoritmů je zobrazeno na obrázcích 4. až 8.

Tab.2. Vlastnosti generalizovaných vrstev

Výše popsaný postup lze použít i pro další mapy vytvořené z vrstev datového skladu Ústavu pro hospodářskou úpravu lesů. Uvedeným způsobem lze geneneralizovat jakoukoliv lesnickou analytickou mapu, která osahuje 5-10 kategorií.

Jedná se nápříklad o mapy:
• ekologické řady
• vegetačních stupňů


ikona_mapyObr.2 Přírodní potenciál lesních společenstev – původní data
ikona_mapyObr.3 Přírodní potenciál lesních společenstev – data po operaci „sloučení sousedících ploch“
ikona_mapy0br.4 Přírodní potenciál lesních společenstev – data upravena algoritmem n-tého bodu
ikona_mapy0br.5 Přírodní potenciál lesních společenstev – data upravena algoritmem Vectgen
ikona_mapy0br.6 Přírodní potenciál lesních společenstev – data upravena Douglas-Peucker alg.
ikona_mapy0br.7 Přírodní potenciál lesních společenstev – data upravena Langovým algoritmem
ikona_mapy0br.8 Přírodní potenciál lesních společenstev – data upravena Reumann-Witkam algoritmem