Ugrás a tartalomhoz

Térbeli döntéselőkészítés 4., Térinformatikai műveletek

Márkus Béla (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

4.6 Átlapolás

4.6 Átlapolás

Az átlapolás (overlay) műveleteire már többször hivatkoztunk. Ez a hagyományos térképelemzés fólia-technikájának számítógépes megfelelője, de ellentétben a hagyományos módszerrel, ahol az eredmény csak vizuális, itt megtörténik a vonalak metszése, új objektumok keletkeznek.

Az átlapolási parancsok kiadása előtt célszerű megvizsgálni az alapadatok tartalmi és pontossági konzisztenciáját. Vajon hogyan alakul majd az eredmény megbízhatósága? Az átlapolás előtt vizsgáljuk meg az egyes fedvényeket az adatforrás és minőség, a méretarány és felbontás, a vetület, az adatmodell és a koordináta rendszer szerint.

Az átlapolási műveletek az egyesítés (union), metszet (intersect), a kizáró vagy (symmetrical difference) és az azonosítás (identify).

4.6.1 Fedvények egyesítése - UNION

A fedvények egyesítése (UNION) művelet olyan új állományokat hoz létre, amelyekben a két (vagy több) adatszint határvonalainak metszetése révén új poligonok keletkeznek. Az union a „logikai vagy” műveletnek felel meg. Az eredményül kapott fedvény a műveletbe foglalt két fedvény egyesített területén keletkezik. Egy művelési ág és egy talaj adatszint egyesítéséből keletkező poligonok kettős attribútum halmazzal jellemezhetők (pl. szántó + szikes).

Az union parancs kiadásakor megadjuk az átlapolandó fedvényeket abban a sorrendben, ahogyan a leíró adatokat kérjük majd az eredmény fedvényben. Alapértelmezésben az bemenő leíró adattáblák minden oszlopa megjelenik az eredményben

4.43. ábra. Fedvények egyesítése – UNION (Forrás: ESRI)

Vegyünk egy egyszerű gyakorlati példát. A településeket leíró adatszint csak a település nevét tartalmazza, de szeretnénk tudni, hogy a település melyik megyéhez tartozik. Időrabló művelet lenne egyenként megnézni, hogy a település melyik megyébe esik, és a több mint 3100 rekordot tartalmazó adattáblába beírni a megye nevét. A két adatszint egyesítése révén a településekhez hozzárendelődik a megye neve.

4.6.2 Fedvények metszete - INTERSECT

A fedvények metszete (INTERSECT) művelet az unio inverze abban az értelemben, hogy az új fedvény csak a két fedvény közös területén értelmezett. Az INTERSECT a „logikai és” műveletnek felel meg.

Az új fedvény objektumtípusai függenek a bemenettől. Az eredmény alapértelmezésben a legalacsonyabb rendű típusúként kapjuk meg. A rendűség fentről-le: poligon, vonal, pont. Tehát, ha valamennyi bemenő fedvény poligon típusú, akkor poligonokat kapunk. Ha egyikük vonalas, akkor az eredmény vonalas lesz stb. Ettől eltérően rendelkezhetünk, vagyis alacsonyabb rendű típusokat kérhetünk. A helyzeti adatokra vonatkozó toleranciáról korábban említést tettünk.

4.44. ábra. Fedvények metszete - intersect (Forrás: ESRI)

4.6.3 Kizáró vagy - Symmetrical Difference

4.45. ábra. Kizáró vagy - Symmetrical Difference (Forrás: ESRI)

A Symmetrical Difference a „logikai kizáró vagy” műveletnek felel meg. Csak ArcInfo licensszel használható.

4.6.4 Azonosítás - IDENTITY

Az azonosítás (IDENTITY): művelet az elsőként megadott fedvény területén képezi az új fedvényt, amelyben a másik fedvény adatainak attribútumai is megjelennek. Csak ArcInfo licensszel használható.

4.46. ábra. Azonosítás (Forrás: ESRI)

Legyen a feladat a következő! Szeretnénk hazánk folyóit megyei szintre bontva vizsgálni. A folyókat tartalmazó fedvényt lapoljuk át a megyékkel! Az azonosítás művelete a megyehatárokon elmetszi a folyók vonalát, és az új objektumokhoz hozzárendeli a megye nevét (lásd a következő ábrán).

4.47. ábra. Az „azonosítás” művelet megadja, hogy a vonalszakasz melyik poligonra esik

4.6.5 Forgácspoligonok kiszűrése - ELIMINATE

Sajátos problémát jelent az azonos vonalak helyzetileg eltérő megadása a különböző fedvényeken (például a megyehatárok és a település határok más-más térképről történő digitalizálása, vagy például egy tó eltérő tematikai környezetben, több fedvényen megjelenik határvonalként). Az átlapolás utáni kompoziton ez a hiba a megyehatár vagy a tó partvonala mentén sok - fizikai tartalommal nem bíró - apró forgácspoligont (sliver) eredményez.

4.48. ábra. Poligonforgácsok a megyehatárokon

A forgácspoligonok képződésének megelőzése az adatbázis építésének tervezésében, előkészítésben fontos feladat. Ha mégis keletkezhetnek, akkor eltüntetésükre ügyeljünk az elemzés folyamatában.

Ha szeretnénk, hogy a számítógép feldolgozás közben törölje a forgácspoligonokat, akkor meg kell változtatnunk az adatfeldolgozás toleranciáját (tűrés értékét). Gyakorlatilag ezzel az összes vonalat virtuálisan egy kissé megvastagítjuk. Ez azonban további problémákat okozhat, mert ha a toleranciát túl nagyra vesszük, akkor azok a vonalak, amik nagyon közel esnek egymáshoz, esetleg összekapcsolódhatnak.

A forgácspoligonok eltüntetésére lehetőség kínálkozik utólag is az ELIMINATE parancs segítségével. Az ELIMINATE a következő geometriai jellemzők alapján dönt a kitörlésről: ha a „length” opciót választjuk, akkor a rövidebb határvonalat törli ki, ha a „area” opciót választjuk, akkor a kisebb területű poligon felőli határvonalat törli ki. Csak ArcInfo licensszel használható.

4.50. ábra. A forgácspoligonok eltüntetése - ELIMINATE (Forrás: ESRI)

4.6.6 Kivágás – CLIP

Az átlapolások során az adatbázis mérete az alkalmazott fedvények számával exponenciálisan növekszik. Az állítás bizonyítására elemezzük a következő ábrát! Tartalmára nézve ismerős lehet, mert a modul korábbi részében egy raszteres változatával már találkoztunk. Akkor példaként a relációs és logikai műveletek alkalmazására, öntözésre alkalmas területeket kerestünk. Most másra használjuk a példát! Amint látjuk, mindkét kiinduló fedvényen 3 vonal, 2 poligon és 2 csomópont található. Átlapolva a két fedvényt már 10 vonalat, 5 poligont és 6 csomópontot kell a gépnek tárolnia. A leíró adattábla is a 2-2 rekord helyett már 5 rekordot tartalmaz, szélessége pedig kétszeresére nőtt. Belátható tehát, hogy az adatbázis mérete exponenciálisan növekszik.

4.51. ábra. Az átlapolások során az adatbázis mérete exponenciálisan növekszik (Forrás: UNIGIS)

A nagyméretű adatbázisokban való munka meggyorsítható, ha az adott feladathoz szükséges adatokat kiszelektáljuk, és ezekből építjük fel a feladat megoldásához szükséges céladatbázist. A szelekciós lehetőségekről, a lekérdezési ablak generálásáról korábban szóltunk. A CLIP és a következő alpontban említendő ERASECOV művelet további lehetőségeket szolgáltat az adatbázis kordában tartására. A CLIP művelet elvét mutatja a következő ábra.

4.52. ábra. A CLIP művelet elve (Forrás: ESRI)

4.53. ábra. A CLIP művelettel kivágtuk földhasználati fedvénynek a burkolt utakhoz közel eső területeit

4.6.7 Kitörlés - ERASE

Gyakran hasznos a kivágat (CLIP) inverze, amely az eredeti fedvénynek az ERASE fedvényre eső tartalmát kitörli. Ez az ERASE művelet. Például egy telephely tervezéskor a kivágat szolgálhat a vizsgált területre eső adatok kiszelektálására, míg a törlési paranccsal zárhatjuk ki a védett területeket (műemléki, természetvédelmi stb.).

4.54. ábra. Az ERASE művelet elve (Forrás: ESRI)

4.55. ábra. A földhasználati térképről a vízfolyáshoz közeli terület kitörlése (ERASE)

4.6.8 Raszteres átlapolás

Ebben az alfejezetben a „Mi van itt?” kérdésre raszteres modellben adott választ több helyen említettük, attól függően, hogy aritmetikai, logikai, vagy statisztikai műveletről volt-e szó. A raszterek átlapolásakor egy adott helyre vonatkozó cellák értékének vizsgálatára vonatkozó műveletet a szakirodalomban átfogóan „lokális” műveletnek említik.

Lényegében tehát a raszteres átlapolás lokális műveleteit a modul különböző pontjain már tárgyaltuk. Ha ezeket a fedvény valamennyi pontjában szükségünk van az eredményre, akkor ezeket pontonként elvégezzük.

Az átlapolások során gyakori eset, hogy a fedvények tematikájának súlya különböző. A földhasználati és a népsűrűségi adatszint súlya adott vizsgálati szempontok esetén más és más lehet. Ezért az ArcGIS külön megemlíti a raszteres fedvények súlyozott átlapolásának kérdését, amit a következő ábra szemléltet.

4.56. ábra. Raszteres fedvények súlyozott átlapolása

Az első fedvény fontossága legyen 75%, a másodiké 25%. A súlyozott számtani közép képzésében p=0,75 illetve p=0,25. A bal-felső sarokban lévő pontra (2 * 0,75) + (3 * 0,25) = 2,25. Az eredmény fedvény egész (integer) típusú, ezért a kerekítés után 2.