Bài giảng Phân tích không gian I (Basic Spatial Analysis): Bài 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: Bình An | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Phân tích không gian I (Basic spatial analysis) - Bài 2: Phân tích đơn lớp - Đo lường đối tượng. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Khoảng cách (distance), chiều dài (length), chu vi (perimeter), diện tích (area), trọng tâm (center). Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Phân tích không gian I (Basic Spatial Analysis): Bài 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN | BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Phân tích đơn lớp (Single layer analysis) Đo lường đối tượng (Measurement) 1
Nội dung  Khoảng cách (distance)  Chiều dài (length)  Chu vi (perimeter)  Diện tích (area)  Trọng tâm (center) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 2
Đo lường chiều dài  Mô hình vector Tính khoảng cách Euclidean từ A đến B?  Khoảng cách/ chiều dài (Euclidean): 𝒏−𝟏 Tính khoảng cách Manhattan từ A đến B? 𝑳= ෍ 𝒙 𝒊+𝟏 − 𝒙 𝒊 𝟐 + (𝒚 𝒊+𝟏 − 𝒚 𝒊 ) 𝟐 Tính chiều dài đoạn ABC? 𝒊=𝟏 Tính chu vi tam giác ABC? Với: n là tổng số điểm của các đoạn thẳng x  Khoảng cách/ chiều dài (Manhattan): 𝒏−𝟏 𝑳 = ෍ ( 𝒙 𝒊+𝟏 − 𝒙 𝒊 + 𝒚 𝒊+𝟏 − 𝒚 𝒊 ) 4● +B 𝒊=𝟏 3● +A (4, 4) Với: n là tổng số điểm của các đoạn thẳng 2● (3, 1)  Chu vi: 1● +C (1, 3) 𝒏 𝑷= ෍ 𝒙 𝒊+𝟏 − 𝒙 𝒊 𝟐 + (𝒚 𝒊+𝟏 − 𝒚 𝒊 ) 𝟐 ● ● ● ● 1 2 3 4 y 𝒊=𝟏 Với: n là tổng số đỉnh của đa giác (n ≥ 3; xn+1 = x1; yn+1 = y1) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 3
Đo lường chiều dài  Mô hình raster Tính khoảng cách Euclidean từ  Khoảng cách/ chiều dài (Euclidean): 𝒏−𝟏 A đến B? 𝑳= 𝒅෍ 𝒉 𝒊+𝟏 − 𝒉 𝒊 𝟐 + (𝒄 𝒊+𝟏 − 𝒄 𝒊 ) 𝟐 Tính khoảng cách Manhattan từ 𝒊=𝟏 A đến B? Với: d là kích thước pixel, h là tọa độ hàng, c là tọa độ cột, n là tổng số pixel của các đoạn thẳng Tính chu vi khối C (5 pixel)?  Khoảng cách/ chiều dài (Manhattan): x 𝒏−𝟏 𝑳 = 𝒅 ෍ ( 𝒉 𝒊+𝟏 − 𝒉 𝒊 + 𝒄 𝒊+𝟏 − 𝒄 𝒊 ) 4● 𝒊=𝟏 +A +B 3● Với: d là kích thước pixel, h là tọa độ hàng, c là tọa độ cột, n là tổng số pixel của các đoạn thẳng 2●  Chu vi: 1● 𝑷= 𝒅 ∗ 𝒏 C ● ● ● ● Với: d là kích thước pixel, n là tổng số cạnh pixel mà khối pixel đi qua 1 2 3 4 y Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 4
Đo lường diện tích  Mô hình vector  Diện tích của đa giác bằng tổng diện tích đa giác toàn phần trừ đi tổng diện tích đa giác nằm ngoài.  Công thức tổng quát như sau: 𝒏 𝟏 𝑨 = ෍ 𝒙 𝒊+𝟏 𝒚 𝒊 − 𝒙 𝒊 𝒚 𝒊+𝟏 𝟐 𝒊=𝟏 Với: n là tổng số đỉnh của đa giác, xn+1 = x1; yn+1 = y1 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 5
Đo lường diện tích  Ví dụ: Tính diện tích của đa giác [1234]  Gán x1, x2, x3, x4 theo chiều kim đồng hồ, bắt đầu từ đỉnh nằm ở góc trên bên trái của đa giác  Ứng với x1, x2, x3, x4, xác định y1, y2, y3, y4 tương ứng.  C1:Diện tích [1234] = ½ [(x2y1 – x1y2) + (x3y2 – x2y3) + (x4y3 – x3y4) + (x1y4 – x4y1)] = ½ [16 – 3 + 6 – 4 + 1 – 2 + 1 – 4] = ½ 11 = 11/2 (đvdt)  C2:Diện tích [1234] = [x1.1.2.x2] – [x1.4.3.x3] – [x3.3.2.x2] = ½ (4+3)3 – 1*1 – ½ (1+3)2 = 21/2 – 1 – 4 = 11/2 (đvdt) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 6
Đo lường diện tích  Mô hình raster  Diện tích pixel = Kích thước pixel² Với kích thước pixel 10 m,  Diện tích raster = Tổng số pixel * Diện tích pixel = tính diện tích khối A, B? Số hàng * Số cột * Diện tích pixel  Diện tích khối pixel = Tổng số pixel * Diện tích pixel A B Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 7
Bài tập 1  Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ không khí và lượng mưa như hình vẽ. 1. Tính chu vi, diện tích của từng giá trị trong lớp nhiệt độ không khí? 2. Tính chu vi, diện tích của từng giá trị trong lớp lượng mưa? Nhiệt độ không khí (°C) Lượng mưa (mm) X X Y Y Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 8
Xác định trọng tâm  Trọng tâm của một tập điểm, đường, đa giác là một điểm đại diện cho tâm hình học của đối tượng địa lý đó. Trọng tâm của tập điểm Trọng tâm của đường Trọng tâm của vùng Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 10
Xác định trọng tâm  Tập điểm:  Tọa độ trọng tâm M (ഥ, ഥ) bằng giá trị tọa độ trung bình của các điểm: 𝒙 𝒚 Tính trọng tâm của tập điểm 𝐧 𝟏 A, B, C? ത = ෍ 𝐱𝐢 𝐱 𝐧 x 𝐢=𝟏 4● +B 𝐧 𝟏 3● +A (4, 4) ത = ෍ 𝐲𝐢 𝐲 𝐧 2● (3, 1) 𝐢=𝟏 1● +C (1, 3) Với: n là tổng số điểm, (xi, yi) là tọa độ x, y của điểm i. ● ● ● ● 1 2 3 4 y Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 11
Xác định trọng tâm  Đường  Tọađộ trọng tâm M (ഥ, ഥ) của đường chỉ có 2 𝒙 𝒚 Tính trọng tâm của đường AB? điểm bằng giá trị tọa độ trung bình của các Tính trọng tâm của đường BC? điểm. Tính trọng tâm của đường  Tọađộ trọng tâm M (ഥ, ഥ) của đường (có từ 3 𝒙 𝒚 ABC? điểm trở lên) bằng giá trị tọa độ trung bình x trọng số theo chiều dài từng đoạn của các trung điểm từng đoạn đó. 4● +B 𝐧 σ 𝐢=𝟏 𝐝 𝐢 ∗ 𝐱 𝐢 (4, 4) 3● +A ത= 𝐱 𝐧 σ 𝐢=𝟏 𝐝 𝐢 2● (3, 1) 𝐧 σ 𝐢=𝟏 𝐝 𝐢 ∗ 𝐲 𝐢 ത= 𝐲 1● +C (1, 3) 𝐧 σ 𝐢=𝟏 𝐝 𝐢 ● ● ● ● 1 2 3 4 y Với: n là tổng số đoạn, di là chiều dài của đoạn i, (xi, yi) là tọa độ x, y của trung điểm của đoạn i. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 12
Xác định trọng tâm  Vùng độ trọng tâm M (ഥ, ഥ) của vùng chỉ có 3 đỉnh  Tọa 𝒙 𝒚 bằng giá trị tọa độ trung bình của 3 đỉnh.  Tọa độ trọng tâm M (ഥ, ഥ) của vùng (có từ 4 đỉnh 𝒙 𝒚 Tính trọng tâm của vùng trở lên) được tính theo công thức sau: ABC? 𝐧 x 𝟏 ത= 𝐱 ෍(𝐱 𝐢 + 𝐱 𝐢+𝟏 ) ∗ (𝐱 𝐢 𝐲 𝐢+𝟏 − 𝐱 𝐢+𝟏 𝐲 𝐢 ) 𝟔𝐀 4● +B 𝐢=𝟏 𝐧 (4, 4) 𝟏 3● +A ഥ= 𝒚 ෍(𝒚 𝐢 + 𝒚 𝐢+𝟏 ) ∗ (𝐱 𝐢 𝐲 𝐢+𝟏 − 𝐱 𝐢+𝟏 𝐲 𝐢 ) 𝟔𝐀 2● (3, 1) 𝐢=𝟏 1● +C (1, 3) Với: A là diện tích của vùng, n là tổng số đỉnh, (xi, yi) là ● ● ● ● tọa độ x, y của đỉnh i, xn+1 = x1; yn+1 = y1 y 1 2 3 4 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 13
Bài tập 2  Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp nhiệt độ không khí và lượng mưa như hình vẽ. 1. Xác định trọng tâm của 4 đối tượng trong lớp nhiệt độ không khí? 2. Xác định trọng tâm của 2 đối tượng trong lớp lượng mưa? Nhiệt độ không khí (°C) Lượng mưa (mm) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 14
Bài tập 3  Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị m), cho thửa đất ABCD có tọa độ các đỉnh A (1, 4), B (3, 6), C (5, 2), D (2, 2). 1. Tính khoảng cách Euclid, Mahattan từ A đến C? 2. Tính chu vi, diện tích của thửa đất ABCD? 3. Chuyển thửa đất ABCD sang mô hình raster với góc trên bên trái (1, 6), kích thước pixel = 1 m? 4. Tính lại chu vi, diện tích của thửa đất ABCD trong mô hình raster? 5. Vì lý do chuyển nhượng, người ta muốn cắt ra một phần đất có hình tam giác chứa cạnh CD (gọi là CDE) có diện tích bằng 1/2 thửa đất ban đầu. Hãy xác định tọa độ của E thỏa mãn yêu cầu trên? Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 15
Yêu cầu cần đạt  Khoảng cách/ chiều dài theo Euclidean, tích pixel = Số hàng * Số cột * Diện tích Manhattan trong vector được tính theo pixel. tọa độ điểm của các đoạn thẳng.  Tọa độ trọng tâm của tập điểm bằng giá  Chu vi trong vector được tính theo tọa trị tọa độ trung bình của các điểm. độ các đỉnh của đa giác.  Tọa độ trọng tâm của đường chỉ có 2  Khoảng cách/ chiều dài theo Euclidean, điểm bằng giá trị tọa độ trung bình của Manhattan trong raster được tính theo các điểm. kích thước pixel, tọa độ hàng/cột của pixel.  Tọa độ trọng tâm của đường (có từ 3 điểm trở lên) bằng giá trị tọa độ trung  Chu vi trong raster được tính theo kích bình trọng số theo chiều dài từng đoạn thước pixel, tổng số cạnh pixel mà khối của các trung điểm từng đoạn đó. pixel đi qua.  Tọa độ trọng tâm của vùng chỉ có 3 đỉnh  Diện tích của đa giác bằng tổng diện tích bằng giá trị tọa độ trung bình của 3 đỉnh. đa giác toàn phần trừ đi tổng diện tích đa  Tọa độ trọng tâm của vùng (có từ 4 đỉnh giác nằm ngoài. trở lên) được tính theo diện tích của  Diện tích raster = Tổng số pixel * Diện vùng, tọa độ các đỉnh. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 16