Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Phare HU0008-02 SZTE - Térinformatika 1 Dr. Mucsi László egyetemi docens Szegedi Tudományegyetem Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék Geoinformatikai.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Phare HU0008-02 SZTE - Térinformatika 1 Dr. Mucsi László egyetemi docens Szegedi Tudományegyetem Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék Geoinformatikai."— Előadás másolata:

1

2 Phare HU SZTE - Térinformatika 1 Dr. Mucsi László egyetemi docens Szegedi Tudományegyetem Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék Geoinformatikai műveletek

3 Phare HU SZTE - Térinformatika 2 Műveletek csoportosítása Adatgyűjtés, regisztrálás, bevitel Az adatok elemzése Az adatok további felhasználása Adatmegjelenítés

4 Phare HU SZTE - Térinformatika 3 Adatgyűjtés, regisztrálás és bevitel Adatnyerési eljárások által szolgáltatott eredmények felhasználása Adatok javítása, pótlása Adatok szerkesztése, strukturálása Hitelesítés, minőségbiztosítás

5 Phare HU SZTE - Térinformatika 4 Adatok kiválasztása Objektumok geometriai helyzete alapján

6 Phare HU SZTE - Térinformatika 5 Adatok kiválasztása Objektumok geometriai helyzete alapján

7 Phare HU SZTE - Térinformatika 6 Adatok kiválasztása Objektumok attribútumai alapján

8 Phare HU SZTE - Térinformatika 7 Geometriai és attribútum adatok együttes felhasználásával Adatok kiválasztása

9 Phare HU SZTE - Térinformatika 8 Mérések, számlálás, számítás Pontok számának meghatározása Pontok távolságának mérése Poligon kerület és területszámítása Metszetek előállítása (3-D)

10 Phare HU SZTE - Térinformatika 9 Pontok távolságának meghatározása Legrövidebb távolság „Manhattan” távolság

11 Phare HU SZTE - Térinformatika 10 Pontok távolságának meghatározása Hálózatban mért távolság –csak éleken tudunk haladni Felszínen mért távolság –3D modellben  valódi távolság Gömbi (vagy ellipszoidi) távolság

12 Phare HU SZTE - Térinformatika 11 Profilok

13 Phare HU SZTE - Térinformatika 12 Térkép-generalizálás –vonalak, poligonok pontszámának csökkentése –poligonok egyesítése –térképszelvények egyesítése Vonal pontszámának csökkentése Poligonok pontszámának csökkentése Poligonok egyesítése Térképszelvények illesztése

14 Phare HU SZTE - Térinformatika 13 Térképabsztrakció Poligonok centroidjainak meghatározása Közelítő térképezés –(Thiessen poligonok meghatározása) Tetszőlegesen elhelyezkedő pontokból izovonalak meghatározása Poligonok újraosztályozása Vektoradatok raszteradatokká alakítása

15 Phare HU SZTE - Térinformatika 14 Centroidok meghatározása Poligonok súlypontjában (nem a koordináták átlaga!)

16 Phare HU SZTE - Térinformatika 15 Centroidok meghatározása Trapézok súlypontjának súlyozott közepe

17 Phare HU SZTE - Térinformatika 16 Centroidok meghatározása Trapézok súlypontjának súlyozott közepe

18 Phare HU SZTE - Térinformatika 17 Közelítő térképezés (Thiessen poligonok ) Szomszédos pontok oldalfelező merőlegesei (nem inverze a centroid szerkesztésnek!)

19 Phare HU SZTE - Térinformatika 18 Izovonalak szerkesztése

20 Phare HU SZTE - Térinformatika 19 Poligonok újraosztályozása reclass

21 Phare HU SZTE - Térinformatika 20 Osztályozás osztályozótáblákkal

22 Phare HU SZTE - Térinformatika 21 Osztályozás osztályozótáblákkal

23 Phare HU SZTE - Térinformatika 22 Kereszttabuláció

24 Phare HU SZTE - Térinformatika 23 Vektoradatok raszterizálása

25 Phare HU SZTE - Térinformatika 24 Vektoradatok raszterizálása Pont Vonal Poligon

26 Phare HU SZTE - Térinformatika 25 Adatok szűrése (filterezés) Pixel attribútuma függ a környező pixelek értékétől

27 Phare HU SZTE - Térinformatika 26 Szűrés Eredeti és szűrt termofelvétel felszín alatti meleg csővezetékről

28 Phare HU SZTE - Térinformatika 27 Szűrés

29 Phare HU SZTE - Térinformatika 28 Térképszelvényekkel végzett műveletek Méretarány-változtatás Torzulások csökkentése (transzformációkkal, ismert pontok alapján) Vetületi és vonatkozási rendszer megváltoztatása Koordináta-rendszer eltolása, elforgatása

30 Phare HU SZTE - Térinformatika 29 Méretarány-változtatás lineáris (hasonlósági) transzformáció b a c b a c

31 Phare HU SZTE - Térinformatika 30 Az affin transzformáció – I. Az affin transzformáció fogalma Egy síknak önmagára vagy egy másik síkra való affin transzformációján (affinitásán) a sík egyenestartó transzformációját értjük. Megj.: A hasonlósági transzformációk, azon belül az egybevágóságok az affin transzformációk halmazának részhalmaza, mivel azok egyenestartó transzformációk. Affinitások szorzata is affinitás, ugyanis egyenestartó transzformációk egymás utáni elvégzése során egyenes képe szintén egyenes kell legyen, ami a definíció szerint affin transzformációt jelent. Indirekt módon bizonyítható, hogy egy affinitás inverze is affinitás valamint, hogy az affinitás párhuzamosságtartó transzformáció.

32 Phare HU SZTE - Térinformatika 31 Az affin transzformáció – II. Elemi koordináta transzformációk – 1.

33 Phare HU SZTE - Térinformatika 32 Az affin transzformáció – III. Elemi koordináta transzformációk – 2.

34 Phare HU SZTE - Térinformatika 33 Geometriai transzformáció I. Célja: a, geometriai adatok átalakítása ismert vetületi rendszerbe b, térbeli adatok átalakítása egyik vetületi rendszerből a másikba

35 Phare HU SZTE - Térinformatika 34 Típusai: 1.Kép a térképhez 2.Térkép a térképhez Geometriai transzformáció II.

36 Phare HU SZTE - Térinformatika 35 Transzformáció lépései – kép a térképhez típusnál a, illesztőpontok keresése, b, transzformációs függvény keresése, megadása, c, transzformáció végrehajtása, átmintázás Geometriai transzformáció III.

37 Phare HU SZTE - Térinformatika 36 a, illesztőpontok keresése, „látható” legyen mind a képen mind a térképen kép pont (pixel) – input adat (x,y, esetleg z) térképi pont – referencia adat (X,Y, esetleg Z) lehet ( ,, h) illesztőpont lehet: pl. útkereszteződés, felbontástól függően egy kút, telekhatár, stb. Geometriai transzformáció IV.

38 Phare HU SZTE - Térinformatika 37 b, transzformációs függvény keresése, megadása, f(x,y)=(X,Y) 1, transzformációs függvény fokszáma, rangja (első-, másodfokú függvény) X=a 11 x + a 12 y + a 13 és Y= a 21 x + a 22 y + a 31 (elsőfokú), X=a 11 x 2 + a 12 y 2 + a 13 xy + a 14 x + a 15 y + a 16 és Y =a 21 x 2 + a 22 y 2 + a 23 xy + a 24 x + a 25 y + a 26 ( másodfokú ) Jelentése: eltolás, elforgatás, nyújtás Geometriai transzformáció V.

39 Phare HU SZTE - Térinformatika 38 Az illesztőpontok minimális száma (ISZ min ) a transzformációs függvény fokszámától (T) függ: ISZ min = (T+1)*(T+2)*1/2 Geometriai transzformáció VI.

40 Phare HU SZTE - Térinformatika 39 Transzformációs függvények száma Hibája – rms hiba rms x = x - F -1 (X,Y), rms y = y - F -1 (X,Y), rms (x,y) = sqrt( rms x 2 + rms y 2 ) Geometriai transzformáció VII.

41 Phare HU SZTE - Térinformatika 40 c, transzformáció végrehajtása, átmintázás (raszteres adatokon) Miért kell csinálni? Geometriai transzformáció VIII.

42 Phare HU SZTE - Térinformatika 41 átmintázás (raszteres adatokon) módszerei: –legközelebbi szomszéd elve –bilineáris interpoláció –köbös konvolúció Mikor melyiket? Geometriai transzformáció IX.

43 Phare HU SZTE - Térinformatika 42 TORZULÁSOK CSÖKKENTÉSE

44 Phare HU SZTE - Térinformatika 43 VETÜLETI RENDSZER VÁLTOZTATÁSA

45 Phare HU SZTE - Térinformatika 44 Koordináta-rendszer változtatása lineáris (affin) transzformáció Gauss-Krüger koordináták EOV koordináták

46 Phare HU SZTE - Térinformatika 45 Pufferzóna előállítás Adott távolságra elhelyezkedő új poligon

47 Phare HU SZTE - Térinformatika 46 övezetgenerálás

48 Phare HU SZTE - Térinformatika 47 Felületek metszése Raszter modell esetén –különböző rétegek kompozitja Vektor modell esetén –pontok és poligonok metszete –vonalak és poligonok metszete –poligonok és poligonok metszete

49 Phare HU SZTE - Térinformatika 48 FELÜLETEK METSZÉSE METSZÉS ( POLIGON OVERLAY) forgácspoligonok keletkezése poligonmetszetéskor Vektor modell estében nnnnnn inninn iniini iiiiii iiniin iniini i nini inin n nini n i

50 Phare HU SZTE - Térinformatika 49 Lokális cellaműveletek

51 Phare HU SZTE - Térinformatika 50 TÉRKÉPI ALGEBRA (1) Átkódolás-transzformáció: egy fedvény pixeljeinek értékét valamely transzferfüggvény által megadott hozzárendelés alapján új értékkel helyettesítjük átkódolásy = x – a (minden pixel értékét a-val csökkentjük) osztályba sorolás sorba rendezés és átkódolás transzformáció transzferfüggvény alapján y = 3x küszöbérték megadása y = 0, ha x < a y = x, ha x > a y = x, ha x > a kiválasztás (slicing, szelekció) y = 0, ha a < x < b

52 Phare HU SZTE - Térinformatika 51 TÉRKÉPI ALGEBRA (2) (2) Eltolás (transzláció): egy fedvény raszterelemeinek értékét valamely értékkel, valamilyen irányban (É - K - D - Ny) párhuzamosan eltoljuk

53 Phare HU SZTE - Térinformatika 52 TÉRKÉPI ALGEBRA (3) (3) Aritmetikai műveletek: a) ÖSSZEADÁS =

54 Phare HU SZTE - Térinformatika 53 TÉRKÉPI ALGEBRA (4) (3) Aritmetikai műveletek: b) SZORZÁS x =

55 Phare HU SZTE - Térinformatika 54 TÉRKÉPI ALGEBRA (5) (4) Logikai műveletek: a) TAGADÁS a) TAGADÁS 

56 Phare HU SZTE - Térinformatika 55 TÉRKÉPI ALGEBRA (6) (4) Logikai műveletek: b) ÉS, VAGY b) ÉS, VAGY A B A ÉS B A VAGY B

57 Phare HU SZTE - Térinformatika 56 Vektor modell esetén Kivágás Metszet Unió

58 Phare HU SZTE - Térinformatika 57 MŰVELETEK HALMAZOKKAL  MŰVELETEK ÉLESEN ELHATÁROLT HALMAZOKKAL HALMAZ: bizonyos tulajdonságokkal rendelkező egyedek (objektumok):  metszet  egyesítés  különbség  diszkrepancia  MŰVELETEK NEM ÉLESEN ELHATÁROLT (FUZZY-) HALMAZOKKAL  tagsági függvény [ A fuzzy-halmaz d elemei, h(d) tagsági értékei ]

59 Phare HU SZTE - Térinformatika 58 Hálózatelemzési funkciók Legközelebbi szomszéd megkeresése Legrövidebb útvonal megkeresése Szolgáltatások-ellátottak Analízis és szimuláció a hálózat bővítéséhez

60 Phare HU SZTE - Térinformatika 59 Osztályozás I. Célja: attributum adatok alapján tematikus térkép szerkesztése

61 Phare HU SZTE - Térinformatika 60 Fogalmak: földrajzi tér, adattér, Osztályozás II. y x z a1 a2 a3 * P (x,y,z) * P (a1,a2,a3) 3-dimenziós adattér 3-dimenziós földrajzi tér

62 Phare HU SZTE - Térinformatika 61 Földrajzi térbeli pozíció és adattérbeli pozíció közötti különbség Szomszédság és hasonlóság Osztályozás III. Sz V V E E ? ? ? ? ?

63 Phare HU SZTE - Térinformatika 62 Osztályozás típusai: –Irányított (supervised), –Automatikus (unsupervised) Osztályozás IV.

64 Phare HU SZTE - Térinformatika 63 Irányított osztályozás –Lényege: megtanítani az informatikai rendszert arra, hogy az általunk meghatározott osztályok tulajdonságai alapján, bármely térbeli objektumról el tudja dönteni, hogy az tulajdonságai (attributumai) alapján melyik osztályhoz tartozik. –Irányított osztályozása menete Tanulóterületek kijelölése Tanulóterületen belüli objektumok statisztikai vizsgálata Osztályba sorolás döntéshozási módszerének kiválasztása Osztályozás végrehajtása minden objektumra Osztályozás eredményének értékelése Osztályozás V.

65 Phare HU SZTE - Térinformatika 64 Tanulóterület kijelölés Osztályozás VI.

66 Phare HU SZTE - Térinformatika 65 Tanulóterületen belüli objektumok statisztikai vizsgálata –Attributum értékek alapján számítható pl.: Szórás, átlag, min, max, medián, eloszlás, stb. n-dimenziós adattérben n db átlag érték – m i - (n db tulajdonság szerint) számítható, n db átlagból n-dimenziós osztályközép (M n )definiálható M n (m 1,m 2, ….., m n ) Osztályozás VII.

67 Phare HU SZTE - Térinformatika 66 Egy egyszerű döntéshozási eljárás: –Legkisebb távolságok módszere: Egy attributumokkal jellemzett objektumot abba az osztályba soroljuk, melynek osztályközepétől az n-dimenziós adattérben a legkisebb távolságra van. Jelentése: az objektum a hozzá leginkább hasonló objektumok csoportjához (osztályhoz) fog rendelődni. Előnye: mindig van eredmény Hátránya: problémás, ha egy osztályt nem reprezentálunk tanulóterülettel Osztályozás VIII.

68 Phare HU SZTE - Térinformatika 67 Többfajta döntéshozási módszer létezik –Geometriai elven: parallelepipedon módszer –Valószínűség alapján: maximum likelihood Osztályozás értékelése több szinten történhet: –Tanulóterület kijelölés hibái kiszűrhetők –Döntéshozási módszert választhatunk –Eredménytérképet ellenőrizhetjük A végeredményt általában többszörösen ismétlődő osztályozás után kapjuk meg. Osztályozás IX.

69 Phare HU SZTE - Térinformatika 68 Osztályozás X. Automatikus osztályozás –Elv: az n-dimenziós adattérben az összes objektum statisztikai módszerekkel történő osztályozása. –Gondolatmenet fordítottja az irányított osztályozásénak. A létrejött osztályokról utólag döntjük el valójában mit is reprezentálnak. –Pl. ISODATA osztályozás

70 Phare HU SZTE - Térinformatika 69 Osztályozás XI. Osztályozás eredménye egy tematikus térkép

71 Phare HU SZTE - Térinformatika 70 MATEMATIKAI STATISZTIKAI MŰVELETEK  adatok eloszlásának, sűrűségének jellemzése (hisztogram)  két változó kapcsolatát jellemző paraméterek meghatározása  statisztikai hipotézisek  lineáris regresszió  legkisebb négyzetek módszere  interpolációs eljárások  szűrési eljárások

72 Phare HU SZTE - Térinformatika 71 ÖSSZETETT MŰVELETEK 1.blow-shrink (duzzasztás - zsugoritás) módszer 2.area-flooding (területkiterjesztés) módszere 3.távolsági műveletek (pufferzóna, védőterület kialakítás) 4.szomszédsági műveletek (neighborhood operations, local context operators) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek

73 Phare HU SZTE - Térinformatika 72 Topográfiai funkciók

74 Phare HU SZTE - Térinformatika 73 Megjelenítés Egyedi érték jelmagyarázat típus kiválasztása a várható életkor mező szerint és eredménye

75 Phare HU SZTE - Térinformatika 74 Példa monokromatikus színfokozatos ábrázolásra normalizált értékekre vonatkozóan Megjelenítés

76 Phare HU SZTE - Térinformatika 75 Ponttérkép Afrika várható lakosságáról 2000-ben (1 pont 1 millió fő) Megjelenítés

77 Phare HU SZTE - Térinformatika és év között korosztály százalékos megoszlása országonként Megjelenítés

78 Phare HU SZTE - Térinformatika 77 Szimbólumok, megírás Megjelenítés


Letölteni ppt "Phare HU0008-02 SZTE - Térinformatika 1 Dr. Mucsi László egyetemi docens Szegedi Tudományegyetem Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék Geoinformatikai."

Hasonló előadás


Google Hirdetések