Если вы хотите создать зону, равноудаленную от географического объекта, вам необходимо построить буфер. Буферизация – это базовый и распространенный инструмент пространственного анализа в ГИС для выделения площади на определенном расстоянии от объекта на карте.
Что такое буфер в контексте ГИС?
Буферизация в ГИС классифицирует пространство на две области: одна в пределах указанного расстояния от выбранного объекта, а другая — вне. Область в пределах указанного расстояния называется буфером или буферной зоной.
В ГИС буферные зоны представлены в виде векторных многоугольников (полигонов), построенных вокруг объектов. Они помогают определить, какие объекты находятся на определенном расстоянии от точки и сколько их, или наоборот помогают исключить территории из анализа. Цель создания буфера — выявить и проанализировать пространственные отношения между объектами в пределах этого расстояния.
Примеры использования буферов
Буферы – это базовый инструмент, которых поможет при ГИС-анализе в любой отрасли и для решения разных пространственных задач.
Представим, что нам нужно выбрать место для новой кофейни, которая должна находиться на расстоянии 600 метров от бизнес-центра. Тогда мы можем построить буфер от бизнес-центра или от входа в него и найти здания в этой зоне.
Буферизация поможет везде:
Буфер вокруг точечного объекта, такого как нефтяная скважина, может быть использован для определения площади, которая будет затронута разливом нефти.
Буферизация вокруг линейного объекта, такого как дорога, полезна при определения необходимой площади под строительство.
Буфер вокруг полигона карьера может наглядно показать зону его шумового воздействия.
Объект может иметь несколько буферных зон: например, крупный источник выбросов в атмосферу может иметь буферные зоны с расстояниями 1, 5 и 10 км, образуя зоны разного экологического воздействия.
Виды буферов
Переменный буфер
Размер буфера может изменяться в зависимости от поля в таблице атрибутов — это называется переменным буфером. Например, уровень шума вокруг дорожной сети может зависеть от интенсивности движения, и переменный буфер проиллюстрирует уровень шума путем использования большей буферной зоны для дорог с интенсивным движением и меньшей – для более тихих дорог.
Переменный буфер в QGIS находится в основном окне инструмента "Буферизация" – вы найдете его, кликнув на иконку рядом с полем выбора единицы измерения расстояния.
Отрицательный буфер внутри объекта
Можно создать буферную зону и вглубь границ полигона. Отрицательный буфер создается путем указания отрицательного значения расстояния. Положительные буферы можно применять к точечным, линейным и полигональным объектам, а отрицательные — только к полигональным.
Растровый буфер
Буферизация пикселей растрового изображения возможна, но процесс отличается от буферизации векторных элементов. В QGIS для создания растрового буфера есть в "Инструментах анализа" – "GRASS" – "Растр" – "r.buffer". Буфер будет создан вокруг тех ячеек, где есть данные, а остальное пространство должно иметь значение "Нет данных".
Создание буфера в QGIS
В большинстве приложений ГИС есть инструмент буферизации, хотя ее возможности могут быть разными. Посмотрим на пошаговый процесс буферизации в QGIS.
Откройте проект QGIS и добавьте слой, содержащий объекты, которые вы хотите буферизировать. Дальше все просто: в строке меню выберите "Вектор" – "Геообработка" – "Буферизация" ("Buffer"). В меню "Исходный слой" укажите слой с объектами, вокруг которых нужен буфер
Укажите размер буфера в поле "Расстояние" – оно будет в единицах системы координат входного слоя. Например, если объекты находятся в проекционной системе координат в метрах, расстояние также будет в метрах. Однако если объекты находятся в географической системе координат в градусах, размер буфера тоже будет в градусах (что часто неудобно. Сначала пересохраните объекты в нужную проекцию, и уже потом выберите единицу измерения.
Выберите, как сохранить выходной файл, и нажмите кнопку "Выполнить". Новый слой с буферными зонами будет добавлен в ваш проект QGIS, и вы можете использовать этот слой для дальнейшего анализа.
Дополнительные параметры буферов в QGIS
Всегда полезно самостоятельно покопаться в настройках, но вот легкие функции, которые хорошо знать.
Объединить несколько буферов в один при создании
Есть интересная функция "Dissolve", которая в русском переводе скрыта за галочкой "Результат объединения". Если нажать на галочку, то при буферизации накладывающиеся полигоны будут объединены в один буфер.
Буферизация только выделенных объектов
Если нужен буфер для отдельных объектов слоя, то выделите их, а затем в окне "Буферизация" нажмите на "Только выделенные объекты". Для сложных задач можно использовать выделение по признакам (или "Выбрать по атрибуту"). Например, если для каждой улицы указана ширина, то при выборе выделения мы можем выделить улицы с шириной от 5 до 10, а потом создать буфер только вокруг выделенных объектов
Геометрия буфера
Параметры скругления краев
Если вам нужен буфер в форме круга или с округлыми краями, важно знать про параметр "Количество аппроксимирующих отрезков" – чем их больше, тем более скругленными будут края буфера.
Множественный буфер (постоянное расстояние)
Мы рассмотрели окно самой буферизации, но много интересного про буферы можно найти на панели инструментов: "Анализ данных" – "Панель инструментов" – "Вектор – Геометрия".
Алгоритм "Множественный буфер" создает несколько буферов-"бубликов" для объектов исходного слоя с фиксированным расстоянием и количеством.
Прямоугольники, овалы, ромбы
Этот инструмент создает прямоугольники, овалы или ромбы вокруг объектов точечного слоя – удобно, когда нужна готовая форма.
Больше опций буферизации
Для линейных объектов есть конический буфер, расширяющийся от начальной точки до заданной ширины, а также односторонний буфер – только с одной стороны линии.
Итоговые буферы не всегда могут иметь правильную геометриею и могут привести к самопересекающимся полигонам или другим геометрическим проблемам. Все это зависит от топологии входного объекта, а также размера буферной зоны.
Буферизация — важный и часто используемый инструмент пространственного анализа, это но лишь один из многих сотен инструментов в ГИС. Чтобы освоить важные инструменты анализа пространственных данных, загляните на курс Введение в QGIS, где мы учим решать сложные пространственные задачи доступными методами.
А еще у нас есть рассылка - подпишитесь, чтобы получать по почте лучшие материалы блога, новости мира геотехнологий и полезные ссылки от нашей команды. Письма приходят раз в две недели 💬