Global Drought Monitor)
10. Mely paramétereket veszi figyelembe a Pálfai aszályossági index?
11.1. egyenlet - A nagyítás elfogadható mértékének számítása
A környezeti folyamatok vizsgálatánál topográfiai és tematikus térképeket egyaránt használunk, amelyek sok információt tartalmaznak. Az analóg térképek digitalizálása után a geometriai objektumokhoz a környezeti vizsgálathoz nélkülözhetetlen adatokat kell rendelnünk. A topográfiai térképekről nagyon sok környezeti információ (pl. növényzet, antropogén formák, stb.) nyerhető. A környezeti folyamatok értékelése szempontjából fontos a térkép készítésének időpontja.A különböző időpontokban készült térképek jól jelzik a környezet átalakulását. A térképekről gyűjtött adatinformációk bővíthetők korabeli (pl. levéltári) számadatokkal, leírásokkal. Ezeket az adatokat importálhatjuk a készülő digitális adatbázisba.
A tematikus térképeket valaki korábban valamilyen célból készítette az általa gyűjtött adatok felhasználásával.
Ezeknek a térképeknek a használatakor figyelembe kell venni egyrészt a használt vetületi rendszert, másrészt a méretarányt, továbbá azt is, hogy milyen formátumban készült. Ha papíralapú a térkép, akkor a fentebb már leírtak alapján kell digitalizálni, viszont ha digitális adatbázis, akkor a fájlformátum okozhat gondot, hogy melyik szoftverrel tudjuk átkonvertálni. Előfordulhat olyan eset is, hogy a digitális térkép nem a szükséges geometriai elemeket (pont, vonal, poligon) tartalmazza, akkor a GIS előírásainak megfelelően a megjelenített objektumokat újra kell digitalizálni. Sokszor az attribútum adatokat sem sikerül transzformálni. Ilyenkor a tematikus térképről leolvasva az adatbázisunkba nekünk kell beírni.
Az adatok feldolgozásához tartozik az adatbázis ellenőrzése és a hiányzó adatok pótlása. A korábbi időpontok hiányzó adatai adattárakban, szakkönyvekben, jelentésekben, szakirányú szervezeteknél (vízügy, meteorológia, stb.), esetleg interneten kereshetők. A jelenlegi adatok elsődleges adatgyűjtéssel (terepi mérés, távérzékelési módszerek) nyerhetők.
Az adatok ellenőrzésekor és pótlásakor azt is figyelembe kell venni, hogy megfelelnek-e az adataink a környezeti állapot értékeléséhez. Például egy kisebb terület talajtani értékelésénél nem használható az AGROTOPO (M=1:100 000) térkép, vagy az elöntésre hajlamos területek kimutatásához a mikrodomborzat előállításánál az 1:25 000-es topográfiai térkép.
Környezeti folyamatok térinformatikai értékelése I. (Lóki J.)
Miután az adataink megfelelnek a környezeti vizsgálat célkitűzésének, akkor ki kell választanunk az adatok elemzésére alkalmas szoftvert. Napjainkban sok GIS szoftver van forgalomban, amelyek között vannak szabadon felhasználható (nyílt forráskódú) szoftverek (pl. QGIS, FreeGIS, stb.) is.
5. 11.5. Az adatok elemzése
A környezeti adatbázisok lehetnek raszteres, vagy vektoros adattartalmúak. A környezeti állapot értékelésénél gyakori a raszteres adatbázis hasznáta, amelynek az elemzését távérzékelési módszer alkalmazásával végezzük. Napjainkban már több évtizedes raszteres adatbázisok (légi- és űrfelvételek) állnak rendelkezésre, amelynek az az előnye, hogy a környezet állapotának értékelésénél a folyamatot is figyelembe tudjuk venni.
A raszteres adatbázisok interpretációjánál először a közvetlenül könnyen értelmezhető adatokat értékeljük. A felvételeken az antropogén hatások (települések, épületek, utak, stb.), vízrajzi objektumok (tavak, folyók, stb.), erdők, stb. viszonylag gyorsan azonosíthatók. A különböző időpontú felvételek összehasonlításával már vizuálisan is látszanak a változások (pl. a települések területének növekedése, erdőterületek csökkenése, stb.), de statisztikai módszerekkel pontosabban kimutathatók.
A raszteres adatbázis távérzékelési módszerrel történő elemzésénél a közvetlenül nem érzékelhető folyamatokat is értékelhetjük. Erre akkor van lehetőség, ha keressük azokat a hatótényezőket, amelyek a környezet változását előidézték. Ilyen lehet pl. a növényzet állapotának megváltozása, amelyet előidézhet a talajvízszint változása, az antropogén hatásra bekövetkező környezetszennyezés, stb. A műholdfelvételek különböző hullámhosszúságú csatornáinak elemzésével határozzuk meg a környezeti folyamatot előidéző tényezőket.
A környezeti vizsgálatoknál olyan feladat is adódik, hogy az előre kiválasztott mintaterületeken általános környezeti állapotvizsgálatot végzünk. Az ilyen elemzések nagyon összetettek és a környezeti folyamatok kimutatása is bonyolultabb, mint egy meghatározott tényező elemzése. Ilyen esetben is alkalmazhatók a távérzékelési módszerek. A raszteres állomány interpretálásánál több lehetőség közül választhatunk. Abban az esetben, ha csak a spektrális jellemzőket vesszük figyelembe, akkor egy automatikus kiértékelést végeztetünk a szoftverbe beépített lehetőséggel (CLUSTER). Ennek az a hátránya, hogy az eredményül kapott sok lehetőség közül nekünk kell meghatározni a jellemző környezeti kategóriákat. Ennél gyakrabban használt módszer az irányított osztályozás, amikor a szakember az ismert tanulóterületeken a különböző felszínborításokat kijelöli, és ezek alapján a szoftver a teljes raszteres állományból a környezeti kategóriákat pontosabban meghatározza. A kisebb pontosságú interpretáció általában a tanulóterület pontatlan kijelölésével, illetve a területeket ért eltérő hatásokkal (pl. csapadék) magyarázhatók. Természetesen arra is lehetőség van, hogy a környezet állapotának pontosabb meghatározásához raszteres és vektoros állományokat is értékelünk.A raszteres állományok interpretálásával tematikus térképeket készíthetünk.
A vektoros adatbázisok elemzésénél a szoftverek lehetőséget nyújtanak különböző statisztikai módszerek alkalmazására. A geometriai elemek (pontok, vonalak, területek) attribútum adataival különböző műveletek végezhetők. Az adatbázisból az adatok gyorsan lekérdezhetők, illetve a tematikus térképek gyorsan szerkeszthetők.
6. 11.6. Feladatok - megoldások
6.1. 11.6.1. 1. feladat
Egy választott mintaterületről készült Landsat7 műholdfelvételek felhasználásával értékeljük a terület művelésági megoszlásának változását! A feladatot több szoftverben (ERDAS, IDRISI, stb.) is megoldhatjuk.
Jelenleg a megoldás menetét az ERDAS IMAGINE szoftver fehasználásával mutatjuk be.
A megoldás főbb lépései:
• a mintaterületről az azonos vetületi rendszerbe illesztett űrfelvételek kiválasztása,
• a raszteres adatbázis interpretációja
• a különböző időpontra vonatkozó interpretációs eredmények összehasonlító elemzése.
Környezeti folyamatok térinformatikai értékelése I. (Lóki J.)
A mintaterületet a Landsat7_etm. 2000.09.30.-án és 2007.08.17.-én készült felvételein jelöltük ki (11.4. ábra) Debrecentől É-ra.
11.4. ábra - Vetületi rendszerbe illesztett Landsat7 űrfelvételek kijelölt mintaterülettel
A 2000.09.30.-án készült űrfelvételről kiválasztott mintaterület kivágása a Data Preparation/Subset Image menüpont segítségével történik. A 2007.08.17.-én készült felvételből ugyanígy vágjuk ki a mintaterületünket.
Az interpretálást az így kapott űrfelvétel-részleteken (11.5. ábra és animáció) végezzük.
11.5. ábra - A mintaterületről két időpontban készült űrfelvételek + ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció. - Műholdkép kezelése, kivágása ERDAS programban.
A feladat megoldásához az irányított osztályozást (Supervised classification) választjuk. Először megnyitjuk a mintaterületről 2000-ben készült felvételt. A Classifier/Signature Editor választásával (11.6. ábra - animáció) megjelenik egy párbeszédablak, amely majd tartalmazza a bedigitalizált tanulóterületeket. A tanulóterületek digitalizálását az AOI/Tools poligon ikonjának választása után végezhetjük el. Mindegyik tanulóterület bedigitalizálása után a Signature Editor EDIT/Add menüpontjával jeleníthetjük meg a táblázatban, ahol megadjuk a felszínborítás nevét és új színt rendelhetünk hozzá. Miután mindegyik tanulóterület megjelent a táblázatban, akkor elmentjük a Signature fájlt.
Környezeti folyamatok térinformatikai értékelése I. (Lóki J.)
11.6. ábra - Classifier/Signature editor parancs - ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
A Classifier/Supervised választása után megjelenő párbeszédablakot értelemszerűen kitöltjük, majd elmentjük az osztályozott űrfelvételünket új névvel. Az interpretálást az Interpreter/GIS Analysis/Recode menüpont választásával végezzük. A megjelenő párbeszédablak kitöltése után új fájlként elmentjük, majd megnyitjuk egy új ablakban. Az interpretált űrfelvétel adatait a Raster/Attribute választásával megjelenő Raster Attribute Editor tartalmazza. Az Edit menüponttal új oszlopban a területi adatok is megjeleníthetők, és az Edit/Export választásával a táblázat adatai név.dat formátumban elmenthetők.
Miután mindegyik időpontban készült felvételt interpretáltuk, az adatok pl. Excel táblázatban megjeleníthetők (11.7. ábra), és ábrázolhatók (11.8. ábra).
11.7. ábra - A választott űrfelvételek területi adatai
11.8. ábra - A választott mintaterület művelésági változásai
6.2. 11.6.2. 2. feladat
A talajvízszint változásának a vizsgálata kiválasztott kutak adatainak (2004. és 2006. évek) a felhasználásával.
A feladat megoldásához az ArcGIS szoftvert használjuk.
A feladat megoldásához szükséges adatokat két Excel fájl (talajvizkutak.xlsx; nyers_adatok_ 2004-2006.xlsx) tartalmazza. A feladat megoldásának a főbb lépései:
1.A talajvízkutak adataiból vektoros réteg készítése (11.9. ábra - animáció)
11.9. ábra - Vektoros réteg készítése - ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
2.A nyers_adatok_2004-2006.xlsx tartalmazza az észlelési adatsort. Kapcsoljuk össze a kutak.shp attribútum táblájával, és az adatsor értékeit normalizáljuk a peremmagassággal. A megnyított Excel táblázat adatait exportáljuk dBASE formátumba és négy új oszlopot (Normalizált adatok, Peremmagasság, terepmagasság, talajvíz tszfm.) nyitunk (11.10. ábra - animáció).
11.10. ábra - Attribútum adatok megadása - ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
Környezeti folyamatok térinformatikai értékelése I. (Lóki J.)
3. A táblázatok összekapcsolása (join), műveletek field calculatorral, képletek elmentése (11.11. ábra - animáció)
11.11. ábra - Táblázatok összekapcsolása - ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
4.Statisztika számoltatása, eredmények térbeli megjelenítése, összegző statisztika készítése törzsszám szerint évenként, eredmények táblázat összekapcsolása a kutak rétegével (join), interpoláció – összekapcsolt táblázatokból bármely oszlop választható, nem szükséges az adatok átmásolása – (11.12. ábra - animáció)
11.12. ábra - 4. Statisztika számoltatása - ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
5.Az elkészült felületek összehasonlítása rétegek kivonásával (2006-2004) (11.13. ábra - animáció)
11.13. ábra - 5. A felületek összehasonlítása - ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
6.Az összehasonlítás eredményeként létrejött felület jól ábrázolja, hogy 2006-ban a mintaterület egészén a talajvízszint emelkedése tapasztalható a 2004-es adatokhoz képest. Az emelkedés mértékét egy színskálával még szemléletesebbé tehetjük (11.14. ábra - animáció).
11.14. ábra - Az összehasonlítás eredménye - ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
7. Térkép szerkesztése, exportálása, méretarány megadása (11.15. ábra - animációk).
11.15. ábra - Térkép szerkesztése - 3 db ANIMÁCIÓ
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
Az alábbi linkre kattintva indul az animáció.
7. Tesztfeladatok
1.Melyik az elsődleges adat az alábbiak közül?
a: 10 000-es térkép
b: 2003-as Landsat űrfelvétel c: mai terepi minta adata d: 2005-ös ortofotó
Környezeti folyamatok térinformatikai értékelése I. (Lóki J.) 2. Melyik nem másodlagos adat az alábbiak közül?
a: 1972-es űrfelvétel
b: múlt havi felvétel c: 4 éves fotó