Розділ 2 використання гіс у задачах народного господарства

2.1 Аналіз основних задач вирішуваних за допомогою цмр

Головним джерелом даних про земну поверхню і надалі залишаються карти, але в останні два десятиліття інтенсивно впроваджуються методи, пов'язані з цифровим представленням земної поверхні та динаміки її змін. Тому закономірно, що сучасні методи комп'ютерного опрацювання інформації базуються на створенні цифрових моделей рельєфу, які слугують основою для ГІС і є пріоритетними для вирішення цілої низки наукових та народно-господарських завдань[14].

З появою загальнодоступних даних глобальних ЦМР та потужного програмного забезпечення з великими можливостями стало можливо вирішувати задачі народного господарства:

• моделювання задач землеустрою (визначення експозиції схилів, побудова горизонталей, побудова ухилів);

• моделювання гідрологічної мережі (визначення межі водозбірних басейнів);

• визначення стійкості схилів та їх ерозійної безпеки (при оновленні даних у часі);

• аналіз зони покриття радіочастотних вишок (побудова карт із зонами покриття, вибір оптимального розташування вишок мобільних операторів та вишок цифрового телебачення);

• моделювання задач будівництва ( планування трас лінійних споруд (дорожньої мережі, трубопроводи)).

Під час вирішення цих задач почали застосовувати методи автоматизованого проектування. Ці методи ґрунтуються на цифрових моделях місцевості й оперують не тільки цифровими розрахунками, а й цифровими графічними даними.

Для розгляду основних завдань розроблюваної автоматизованої системи, описання основних взаємозв’язків і залежності між групою «варіантів використання» і «акторами» що беруть участь у процесі була створена діаграма сценаріїв виконання UML (рис. 2.1). На ній зображені основні функції запроектованої геоінформаційної системи, та хто буде займатись їх реалізацією.

Рисунок 2.1 – Діаграма сценаріїв використання (основні задачі, які буде вирішувати система)

2.2 Обробка даних srtm та aster gdem в гіс

Д ані SRTM та ASTER GDEM є вільно доступні в мережі Інтернет за посиланням: http://gdex.cr.usgs.gov/gdex/, але обов’язково потрібно пройти реєстрацію(рис.2.2).

Рисунок 2.2 –Зовнішній вигляд сторінки

П одальша робота із завантаженимим даними буде проходити в програмному продукті ArcGIS. Частина ЦМР є завелика, як для території району, так і для сільської ради, тому за допомогою інтегрованого додатку ArcToolbox використовуючи команду «Вырезание (Clip)» по лінійному контурі(Рис.2.3).

Рисунок 2.3 –Обрізання растру по контуру

П ісля обрізання фрагменту потрібно провести фільтрацію даних, для того, щоб виключити із знімку пікселі із значенням 0. Ця функція доступна, як за допомогою додатка ArcToolBox, так і за допомогою додаткового модуля до ArcGIS – ArcHydroTools.(Рис 2.4)

Рисунок 2.4 – Фільтрація даних

І кінцевим етапом підготовки даних до роботи є проведення класифікації зображення за значенням висоти.(Рис. 2.5)

Р исунок 2.5 – Класифікація даних

2.3 Аналіз основних потоків даних

Для більш детального представлення процесів, що будуть виконуватись у системі, за допомогою синтаксису мови концептуального моделювання IDEF0, було побудовано концептуальну модель використання даних ASTER GDEM при вирішенні завдань землеустрою. Зокрема представлено процес побудови картограми екологічної придатності земель, а саме створення картограми крутості схилів на основі даних глобальних ЦМР.

Метою побудови є функціональні схеми досліджуваної системи, що описують всі необхідні процеси з точністю, яка достатня для однозначного моделювання діяльності системи.

В основі методології лежить поняття функціонального блоку. Модель IDEF0 починається з подання системи як єдиного цілого – одного функціонального блоку, тобто контекстною (батьківською) діаграмою. Метою цієї діаграми є показати основне завдання запроектованої системи. У процесі декомпозиції функціональний блок контекстної діаграми піддається деталізації на інші діаграми. Отримана діаграм другого рівня містить функціональні блоки, що відображають головні підфункції функціонального блоку контекстної діаграми і називається дочірньою діаграмою відносно нього. За аналогією – функціональні блоки, розміщені на дочірній діаграмі називаються дочірніми блоками. Кожен із дочірніх блоків у свою чергу, може бути деталізований на діаграмі нижчого рівня. В даній роботі створено 3 IDEF0 діаграми:

- контекстна – «Побудова картограми екологічної придатності земель» (рис 2.6);

- дочірня відносно контекстної діаграми побудови картограми екологічної придатності земель (рис 2.7);

- ще одна дочірня діаграма, батьківським блоком якої є функціональний блок А1, «створення картограми крутості схилів» (рис. 2.8) яка є останнім етапом деталізації опису процесу.

Рисунок 2.6 - Контекстна діаграма «Побудова картограми екологічної придатності земель»

Р исунок 2.7 – Дочірня діаграма відносно контекстної «Побудова картограми екологічної придатності земель»

Рисунок 2.8 – Дочірня діаграма «Створення картограми крутості схилів»

Картограма екологічної придатності земель створюється інженером – геоінформатиком на основі картограми крутості схилів та картограми агровиробничих груп ґрунтів.

В свою чергу картограма крутості схилів створюється на основі даних ЦМР та планово-картографічній основі, за картограмою крутості схилів та за допомогою додаткових даних про ґрунтові умови створюється картограма агровиробничих груп ґрунтів. Обидва процеси регламентується технічними вказівками «Склад категорій придатності і класів земель» від 06.09.1975р.

Основою для створення картограми крутості схилів є дані глобальних ЦМР, а саме дані ASTER GDEM, які можна вільно скачати на сайті – http://gdex.cr.usgs.gov/gdex/. Подальша робота буде проводитися в ПЗ ArcGIS. Для зручнішої роботи потрібно обрізати наш знімок по масці, і після цього провести фільтрацію даних для того, що виключити із знімку пікселі із значенням 0. Після проведення фільтрації, знімок потрібно класифікувати за значенням висоти (z). І завершальним етапом є побудова самих ухилів (за допомогою додаткового модуля ArcGIS – Spatial Analyst).