Время прочтения: 5 минут
Это статья для тех, кто изучает основы QGIS и хочет работать с векторными слоями как ГИС-специалист. С примерами покажем основные операции пространственного анализа и изучаем важные инструменты обработки векторных геоданных, чтобы освоить основы ГИС.
Пространственный анализ и геообработка в ГИС
Пространственный анализ использует географическую составляющую данных для того, чтобы извлечь из них новую информацию. Обычно он выполняется в геоинформационной системе (ГИС) – специальном программном обеспечении, где есть инструменты для пространственного анализа данных и геообработки.
В ГИС используются динамические, настраиваемые карты из отдельных слоев для анализа всех видов пространственных данных. Эти карты наглядно показывают, как взаимодействуют люди, инфраструктура, рельеф, климат и остальные элементы пространства. ГИС позволяет находить и отображать значимые пространственные закономерности в данных, а после этого создавать карты и другие географические изображения для анализа и представления информации. Создание ГИС-карт требует определенных навыков, а редактирование и управление данными является ключевой частью работы с ГИС.
Геотехнологии – это быстро развивающаяся область, которая находит применение в десятках сфер, включая не только географию и картографию, но и промышленность, городское планирование, маркетинг. Ключ к пониманию этой области — это знание основных инструментов геообработки в ГИС. Типы пространственного анализа зависят от области применения, но базовые навыки геообработки в ГИС важны на любой работе, где есть пространственные данные.
Начало работы с ГИС
Каждый, кто погружается в географические информационные системы, знакомится с множеством инструментов для управления данными в пространстве. С чего начать? С самых основ.
В десктопных приложениях, таких как QGIS, можно добавлять к картам слои и редактировать их, создавать новые объекты и менять их атрибуты. В существующих слоях удобно выделять элементы, чтобы извлечь детали – например, выделить группу зданий по этажности, а потом выполнять операции только с теми, где больше девяти этажей. Посмотрим на основные инструменты обработки векторных слоев.
Основные инструменты геообработки векторных слоев
Геообработка – один из самых мощных компонентов ГИС, который позволяет эффективнее анализировать информацию. Геообработка основана на принципах преобразования данных. Типичные инструменты геообработки выполняют операции над наборами данных, и создают второй набор данных в качестве результата операции. Если говорить простыми словами, то это способ трансформировать векторные слои и получить на их основе другой набор векторных данных.
Все основные и часто используемые инструменты геообработки доступны в основных ГИС. У одной из самых распространенных ГИС, QGIS, есть более 200 инструментов для обработки векторных слоев. Каждая из этих функций полезна для решения отдельных задач, но некоторые используются чаще остальных, и их легко найти в верхней панели программы.
Рассмотрим некоторые базовые функции ГИС для работы с векторными слоями.
Буферизация
Буферизация в контексте ГИС – это инструмент геообработки, который создает полигон на заданном расстоянии вокруг объектов. Этот инструмент создает новые объекты, буферные полигоны, со своими характеристиками, и буферы покрывают пространство на определенном расстоянии вокруг полигонов, линий или точек.
Пример применения буфера
Буфер удобен, если мы анализируем приморский город, и нам нужно исключить объекты в 200 метрах от побережья. Или проверить, сколько точек питания попадает в зону пятиминутной прогулки от площадки мероприятия. Или оценить доступность школ для нового жилого комплекса. Это базовый и удобный инструмент с множеством применений.
Обрезка
Обрезка по маске – это функция пространственного наложения, которая обрезает входной слой в пределах полигона-маски. Результатом работы этого инструмента является новый обрезанный выходной слой, куда попали только те объекты исходного слоя, которые оказались внутри слоя-маски.
Обрезка векторных слоев (и растров) для выделения определенных территория – одна из самых распространенных операций в ГИС.
Пример обрезки по маске
Полигоны природных зон можно обрезать по маске региона, исключив ненужные территории из анализа. Слой изолиний можно обрезать, чтобы они отражались только в горных регионах.
"Пересечение" в геообработке похоже на инструмент "Обрезка", но оно сохраняет атрибуты из всех наборов данных. Если объекты перекрывают друг друга, они попадут в выходной файл, и данные всех объектов, которые пересекаются во всех слоях, будут частью выходного класса объектов – атрибуты сохраняются.
Объединение
Инструмент слияния объединяет наборы данных одного типа (точки, линии или полигоны) и создает из них один слой. Для слияния наборы данных должны быть одного типа: например, нельзя соединить точки и полигоны в один набор данных.
Пример использования инструмента слияния: объединение супермаркетов
У нас есть наборы данных точек двух сетей супермаркетов, которые объединяются в одну сеть. Здесь нам и поможет объединение — все точки магазинов будут объединены в один набор данных с сохранением атрибутов.
Объединение по признаку
Объединение по признаку в QGIS тоже объединяет объекты, но иначе. Если у объектов общие значения атрибутов, этот инструмент стирает границы между объектами, превращая их в один.
Пример инструмента "Объединение по признаку" – объединение микрорайонов
Этот базовый инструмент пригодится, если вы хотите удалить на карте в ГИС границы нескольких микрорайонов и получить один городской район. Инструмент стирает границы и объединяет объекты в одну область, если в таблице атрибутов у них будет поле "Район" с общим значением.
Другие операции из меню "Геообработка" делают то же самое, но для разных конфигураций векторных объектов.
Приступаем к пространственному анализу
Если вы работаете с информацией о пространстве и с базами данных, где есть пространственная информация, важно уметь владеть основными навыками ГИС.
Мы рассмотрели некоторые инструменты геообработки, распространенные настолько, что они есть в основном меню многих ГИС. Это главные функции, которые важны для работы с векторными слоями. Понимая эти и другие инструменты геообработки, вы приобретете хорошие базовые навыки работы с ГИС и еще на один шаг приблизитесь к тому, чтобы стать ГИС-специалистом.
Готовы начать? Освойте анализ геоданных на курсе Введение в QGIS, где мы учим обработке данных в ГИС и рассказываем, как применять ГИС-инструменты для реальных задач.