Systemy Informacji Przestrzennej

Adam Inglot
Adiunkt w Katedrze Geodezji
Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska
adam.inglot@pg.edu.pl

2023-01-01, aktualizacja 2023-01-03

ciemne-jasne

Obliczanie zmiany powierzchni i objętości.

Korzystając z NMT oblicz powierzchnię i objętość wzniesienia rozpoczynając na poziomie 135m n.p.m.

1. Przejdź do ArcGIS Pro.

2. Na stronie Geoportalu Krajowego przejdź do wyszukiwarki. Wpisz godło: N-34-50C-c-3-1-4-4.

3. Pobierz dane i rozpakuj za pomocą programu LASzip - zgodnie z pierwszymi ćwiczeniami.

4. Plik rozpoczynający się 70930_ to dane z dnia 2018-03-18, a plik 4701_ to dane z dnia 2011-06-27. Wykonaj dwa NMT o nazwie NMT2011 i NMT2018 - jak wykonać NMT na podstawie chmury punktów? Przejdź do ćwiczenia dziewiątego - "Lotniczy skaning laserowy". Oba rastry wykonaj w rozdzielczości 1m i dodaj do projektu.

5. Na podstawie rastra NMT2011 zbuduj warstwę warstwic z cięciem warstwicowym co 5 metrów. Przejdź do narzędzia Contour i w Contour interval wprowadź 5.

6. Wyświetl etykiety na podstawie pola Contour.

7. Wybierz warstwicę 135 i na jej podstawie zbuduj warstwę poligonową używając narzędzia Feature To Polygon.

8. Przekształć NMT tak aby 0 było na poziomie 135 m n.p.m. i jednocześnie oblicz objętość terenu dla każdej komórki rastra. Wykonaj to za pomocą Raster Calculator.

Wzór na objętość prostopadłościanu to $V = a \cdot b \cdot c$. W naszym przypadku a i b to rozdzielczość przestrzenna, natomiast $c$ to będzie wartość w komórce rastra. Sprawdź rozdzielczość przestrzenną - w Contents PPM na raster, następnie Properties/Source/Raster Information/Cell Size.

Zakładana rozdzielczość rastrów NMT2011 i NMT2018 to 1 metr, w tym przypadku nasze obliczenia sprowadzają się do odjęcia stałej wartości 135 od wartości wpisanych w komórkach rastra.

9. Przejdź do narzędzia Raster Calculator i wykonaj nowy raster odejmując od rastra NMT2011 wartość 135.

Obliczmy teraz objętość terenu który znajduje się powyżej warstwicy 135. Wykonamy to za pomocą utworzonego poligonu który wskazuje dany teren oraz wykorzystamy raster wysokości od którego odjeliśmy wartość 135. Narzędziem którym możemy wykonać to obliczenie jest Zonal Statistics as Table, naszą strefą będzie poligon a wynikiem będzie suma wartości z komórek rastra.

Zadanie - Korzystając z NMT2011 i NMT2018 oblicz powierzchnię i objętość zmian terenu, wyklucz przy tym różnicę na poziomie 0.5 metra oraz obszary poniżej $100m^2$.

10. Odejmij od NMT2018 raster NMT2011 i zapisz jako Diff_18_11.

11. Wykonaj reklasyfikacje rastra w taki sposób żeby wartości poniżej -0.5 były przypisane do -1 a powyżej 0.5 do 1, pozostałe wartości do 0. Zapisz raster jako diff_18_11_rec.

12. Chcąc usunąć te obszary rastra których powierzchnia jest mniejsza niż $100m^2$ należy wykonać grupowanie - wyszukaj narzędzia Region Group, wprowadź raster i podaj nazwę wyjściowego, pozostałe ustawienia pozostaw domyślne. Nazwij raster RG_diff.

W ustawieniach narzędzia grupowania mamy do wyboru liczbę sąsiadujących komórek rastra decydujących o budowaniu grupy - Number of neighbors to use (cztery lub osiem).

13. Dla każdej grupy oblicz pole powierzchni, Zonal Geometry. Nazwij raster ZG_RG_diff.

14. Zreklasyfikuj raster ZG_RG_diff tak aby wartości poniżej 100 były reprezentowane przez 0 a powyżej 1.

W powyższym podpunkcie uzyskaliśmy raster stref który zawiera strefy z wartościami -1 dla wartości gdzie różnica wysokości pomiędzy rocznikami 2018 i 2011 była ujemna, poniżej -0.5 oraz powierzchnia każdej grupy większa lub równa $100m^2$, dla wartości 1 różnica wysokości pomiędzy rocznikami 2018 i 2011 była dodatnia, przy tych samych parametrach. Komurki rastra zawierające wartość 0 to pozostały teren, gdzie różnica wysokości była w zakresie -0.5 - 0.5.

15. Wykorzystaj narzędzie Zonal Statistics as Table, jako raster stref podaj R100, a jako raster z wartościami do obliczenia podaj diff_18_11. Tabelę wynikową nazwi Wynik.

16. Zamknij i zapisz ArcGIS Pro.

17. Sprawdź jak można obliczyć objętość w Geoportalu.