gis & spatial analysis - ridkmcenter.rid.go.th/kmc14/model/gisanat.pdfproximity analysis spatial...

25/09/52

1

GIS & Spatial Analysis

อ.พรรณี ชีวินศิริวัฒนภาควิชาภูมิศาสตร คณะอักษรศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

GIS : ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร

GG GeographicII InformationSS System

ระบบทีใ่ชในการนําเขา จัดเก็บ คนคืน วิเคราะห แสดงภาพ และ แสดงผล ขอมูลทางภูมิศาสตร ทั้งขอมูลเชิงพื้นที่ (spatial) และขอมูลลักษณะประจํา (attribute)

25/09/52

2

ขอมูลเชิงพื้นท่ีขอมูลเชิงพื้นท่ี (Spatial Data)(Spatial Data)

ขอมูลลักษณะประจําขอมูลลักษณะประจํา(Attribute Data)(Attribute Data)

25/09/52

3

กายภาพและสิ่งแวดลอมกายภาพและสิ่งแวดลอม

เมืองและวัฒนธรรมเมืองและวัฒนธรรม

25/09/52

4

ปรากฎการณทางธรรมชาติปรากฎการณทางธรรมชาติ

ขอมูลของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร

25/09/52

5

ขอมูลของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร

♦ ขอมูลเชิงพื้นท่ี (Spatial data)♦ ขอมูลลักษณะประจํา (Attribute data)

25/09/52

6

การแทนขอมูลในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร

♦ จุด (Point) ประกอบดวย x,y 1 คู♦ เสน (Line) ประกอบดวย x,y 2 คูขึ้นไปท่ีเรียงตอเนื่องกัน

– node vertex … vertex node♦ พื้นท่ี (Polygon) ประกอบดวย เสนตั้งแต 1 เสนขึ้นไป ท่ี

เชื่อมตอกันและจุดเริ่มตนกับจุดส้ินสุดบรรจบกันเปนพื้นท่ีปด

จุด (Point)• สถานีวัดปริมาณน้ําฝน

• หมูบาน

• บาน

• เสาไฟฟา

• วาลวน้ําประปา

• สถานที่สําคัญ

• ฯลฯ

(510000,1450000)

25/09/52

7

เสน (Line)

• ถนน

• แมน้ํา

• สายไฟฟา

• แนวทอน้ําประปา

• เสนเขตการปกครอง

• เสนช้ันความสูง

• ฯลฯ

พ้ืนที่ (Polygon)

• การใชประโยชนทีด่ิน

• แปลงที่ดิน

• ขอบเขตหมูบาน ตําบล อําเภอ จังหวัด

• ขอบเขตการใชที่ดินผังเมือง

• แผนที่ดิน

• แผนที่ปาไม

• แผนที่ธรณีวิทยา

• ฯลฯ

25/09/52

8

รูปแบบการเก็บขอมูล

♦ เว็กเตอร (Vector)– เก็บขอมูลตามจริง ณ ตําแหนงที่มีขอมูล

♦ ราสเตอร (Raster)– ประกอบดวย ตารางกริด ของขอมูล แตละชอง เรียกวา Pixel – แตละ Pixel จะมีคาขอมูล 1 คา

Vector

25/09/52

9

Raster

แหลงขอมูล

ภาพถายทางอากาศภาพถายทางอากาศ

ภาพถายดาวเทียมภาพถายดาวเทียม

แผนที่แผนที่

25/09/52

10

ขอมูลลักษณะประจํา♦ แบบสอบถาม♦ รายงาน♦ ฐานขอมูล (ดิจิตัล)

– MS Access– Oracle– dBASE– INFO– Text File– Excel– เปนตน

ฐานขอมูลเชิงสัมพันธ (Relational Database)

♦Database ประกอบดวยตาราง (table)♦Table ประกอบดวย

– ฟลด (fields) คือ คอลัมนของขอมูลแตละเรื่อง• name,type,size, etc.

– ระเบียน (Record) คือ แถวของขอมูล

25/09/52

11

Table

Field

Record

ความสัมพันธของขอมูล GIS

25/09/52

12

การวิเคราะหขอมูลเชิงพ้ืนที่

การวิเคราะหขอมูลเชิงพ้ืนที่

♦ ส่ิงท่ีทําให GIS ตางจาก IS คือ ความสามารถในการวิเคราะหขอมูลเชิงพื้นท่ี

♦ การวิเคราะหขอมูลเชิงพื้นท่ีใชขอมูลท้ังสวนท่ีเปนขอมูลเชิงพื้นท่ีและขอมูลลักษณะประจําจากฐานขอมูล GIS เพื่อตอบคําถามเกี่ยวกับปรากฏการณตาง ๆ บนโลก

♦ ฐานขอมูล GIS เก็บขอมูลเกี่ยวกับ Entity และความสัมพันธระหวาง Entity

25/09/52

13

คําถามเชิงพ้ืนที่

♦What are the data?– ใครเปนเจาของที่ดินแปลงนี้– โฉนดหมายเลข 413211 เปนของแปลงที่ดินแปลงใด

♦What is the pattern in the data?– ที่ดินที่มีราคาประเมินตารางวาละ 30,000 บาทข้ึนไปในกรงุเทพฯ อยู

ที่ใดบาง♦What could the data be?

– ถาจะสรางเข่ือนตรงนี้ ระดับน้ําสูง x ฟุต สภาพพื้นที่จะเปนอยางไร จะมีผลกระทบตอบานเรือนใดบาง

ฟงกชันในการวิเคราะหขอมูลเชิงพ้ืนที่

♦Classification♦Overlay ♦Buffer♦Proximity Analysis♦Spatial Operations♦Terrain Analysis♦Network Analysis

25/09/52

14



Classification♦ การจําแนกขอมูลออกเปนกลุม♦ ทํางานกับชั้นขอมูลเดียว ดวยการใหชื่อกลุม (class name) ลง

ในขอมูลลกัษณะประจํา (attribute) ของขอมูลแตละตัว♦ เชน ชั้นขอมูลการใชท่ีดิน จะมีชื่อกลุมวา เมือง สวนผลไม นา ปา

เปนตน♦ ถาเปนขอมูลราสเตอร จะเปนการใหคาตัวเลขประจํากลุมกับแตละ

pixel โดยจะไดผลลัพธเปนชั้นขอมูลใหม♦ การจําแนกขอมูลมีความสําคัญเพราะชวยใหเห็นรูปแบบการกระจาย

ตัวของขอมูลไดดีขึน้

25/09/52

15

Individual Populationการจัดกลุมตามจํานวนประชากรการจัดกลุมตามจํานวนประชากร

Dissolve

♦ การทําใหจํานวนกลุมของขอมูลลดนอยลง เพื่อใหสามารถเขาใจขอมูลไดมากขึ้น

♦ การ classification และ dissolve เปนการทํา Generalization แบบหนึ่ง

25/09/52

16

Dissolve


♦Classification♦Overlay♦Buffer♦Proximity Analysis♦Spatial Operations♦Terrain Analysis♦Network Analysis

25/09/52

17

Overlay

♦Overlay เชิงคํานวณ– บวก ลบ คูณ หาร เปนตน

♦Overlay เชิงตรรกะ– การหาพื้นที่ที่ตรงกับเงื่อนไขที่กําหนด เชน อยูหางจากถนนไมเกิน 1

กิโลเมตร และดินไมเหมาะสมตอการเกษตร♦ โดยปกติ ขอมูลราสเตอรจะใชในการ overlay ไดดี

Overlay ดวยการบวก

25/09/52

18

จํานวนวันแหงแลงใน Kenya

Overlay ดวยการคูณ

25/09/52

19

•• การคูณชวยใหตัวชี้วัดท่ีดีกวาในแงของผลกระทบดานนิเวศวิทยาการคูณชวยใหตัวชี้วัดท่ีดีกวาในแงของผลกระทบดานนิเวศวิทยา

จํานวนวันแหงแลงใน Kenya

Overlay ดวยการหาคามากที่สุด

25/09/52

20

Overlay ดวยการใหคาน้ําหนักRating

Merge

25/09/52

21

Clip

Intersect

25/09/52

22

Union



25/09/52

23

Buffer

25/09/52

24



25/09/52

25

Proximity Analysis

♦ การวิเคราะหโดยใชขอมูลท่ีอยูติดกัน ใกลกัน หรอืระยะหางระหวางขอมูล– Nearest Features– Spider Diagrams– Distance Selection– Aggregation

ระยะทางระหวางขอมูล

25/09/52

26

ขอมูลที่อยูใกลกัน

ขอมูลที่อยูใกลที่สุด

25/09/52

27

Nearest Features♦ การหาระยะทางที่ส้ันที่สุดจากขอมูลที่กําหนดไปยังขอมูลอ่ืนโดยรอบ♦ สามารถทํางานไดกับขอมูลทั้ง 3 ประเภท คือ จุด เสน และพื้นที่♦ เชน หาระยะทางจากเมืองหลวงไปยังเมืองตาง ๆโดยรอบ

Nearest City

• มีสัญญาณขอความชวยเหลือจาก +.• จะตองสงเครื่องบินจากเมืองที่อยูใกลที่สุดไปชวยเหลือ

25/09/52

28

Nearest Cities

• การบินทางไกลจะตองแวะเติมเช้ือเพลิงเปนระยะ ๆ• คือ เมืองที่อยูใกลกับเสนทางบินที่สุด ที่สามารถแวะเติมเช้ือเพลง

Spider Diagrams♦ คํานวณระยะทางแบบ point-to-point♦ ลากเสนจาก source ไปยังจุดอ่ืน ๆ โดยรอบ

25/09/52

29

Multiple distance

• ระยะทางและทิศทางการบินไปยังเมือง Agadez.• ใหสัญลักษณเสนที่ตางกันทุก ๆ 1,000 กิโลเมตร

• Which captial is the nearest each city?• Shortest distance from non-capital cities to capitals.

Nearest Source

25/09/52

30

Distance Selection

♦ Vector-based selection : proximity charactertics♦ Raster data buffer : modelling and analysis

• Show the cities over 1,500 kms from Bali.

Vector-based Selection

25/09/52

31

• Coding each raster cell with its distance from the target.• Recode 1-2499 to 0, 2500-3500 to 1.

Raster-based Selection

Aggregation♦ การรวมขอมูลที่อยูใกลกันในระยะทางที่กําหนดเขาเปนขอมูลตัวเดียวกัน♦ เปนการทํา Generalization แบบหนึง่

25/09/52

32

• ตองกําหนดระยะหางที่จะรวมขอมูลเขาดวยกัน• จุดของตนไมที่อยูใกลกันในระยะที่กําหนดจะถูกรวมเขาดวยกันเปนพื้นที่ (polygon)

Aggregation : รวมขอมูลตนไม

• ขจัดพื้นที่วางระหวางขอมูล• ชวยในการแปลความและการใชแผนที่ไดดีข้ึน

Generalization : ขอมูลการใชประโยชนที่ดิน

25/09/52

33

• บนพ้ืนที่จริงมีลกัษณะที่เปนหลุมบอ (Crater) และเปนทางไหลของลาวา ซึ่งปะปนกันบนพ้ืนที่• การรวมกลุมขอมูลพ้ืนที่หลุมบอเขาดวยกันจะชวยในการแยกประเภทพื้นที่และงายตอการนําไปใช overlay ในภายหลัง

จัดกลุมขอมูล



25/09/52

34

Spatial Operations

♦ เปนการใชคุณลักษณะเชิงพื้นท่ีในการวิเคราะหและการทําแผนท่ี– Centroids– Theissen Polygons– Tracking GIS

Centroids

♦ เราสามารถแทนจุดกึ่งกลาง (centroid) ใหกับขอมูลท่ีเปนเสนและพื้นท่ีได

♦ จุดกึ่งกลางนี้คํานวณโดยซอฟตแวรและใชขอมูลประเภทจุดแทนท่ีขอมูลเสนและพื้นท่ี

♦ ขอมูลลักษณะประจํา (attribute) ท้ังหมดของเสนหรือพื้นท่ีจะไดรับการโอนไปไวท่ีขอมูลจุดดวย

25/09/52

35

Centroid Operation

• ตําแหนงจุดกึ่งกลางแมนํ้าอาจมีความสําคัญตอผูที่ศึกษาเกี่ยวกับแมนํ้า หรือผูมีหนาที่จัดการดูแลทรัพยากรนํ้า

Major Rivers and Centroids

25/09/52

36

Centroids and Nations

• แสดงตําแหนงของแตละประเทศโดยไมคํานึงถึงขอบเขตของแตละประเทศ

Regional View

25/09/52

37

• แผนที่แสดงประเทศ, เมืองหลวง (*) และจุดก่ึงกลาง (.)

ประเทศ, เมืองหลวง, และจุดก่ึงกลาง

• คํานวณระยะทางเฉลี่ยจากที่ตั้งเมืองหลวงไปยังจุดกึ่งกลาง แลวแสดงเปนคา +/- 1st standard deviation.

จากจุดก่ึงกลางไปยังเมืองหลวงที่ใกลที่สุด

25/09/52

38

ระยะหางจากเมืองหลวงถึงจุดก่ึงกลาง

Thiessen Polygons

♦ เปนการสรางขอมูลประเภทพื้นท่ี (polygon) จากขอมูลจุด♦ โดยสรางเสนรอบรูปลอมจุด โดยระยะหางของเสนไปยังจุดท้ังสอง

จะเปนระยะทางเทากัน

25/09/52

39

Thiessen Polygon Operation

City-Town Theissen Mapping

25/09/52

40

Tracking GIS

♦ ใชในการติดตามตําแหนงของขอมูลท่ีสนใจรวมถึงสถานะภาพของขอมูลท่ีมีการเปลี่ยนแปลงไปตามสถานที่และเวลา

♦ เปนการสรางความสัมพันธของขอมูล-สถานท่ี-เวลา

Change Over Space, Time, Attribute

จํานวนผูโดยสารบนเรือ

การอพยพยายถิ่นของนก

25/09/52

41



Terrain Analysis♦ การวิเคราะหระดับความสูง (Elevation Analysis)♦ ภาพตัดขวางของภูมิประเทศ (Terrain Profiles)♦ ภาพสามมิติ (3D Views)♦ ความชันและทิศทางของพืน้ผิว (Slope and Aspect)♦ ภาพภูมิประเทศแบบมีแสงเงา (Shaded Relief Views)♦ การวิเคราะหมุมมอง (View Analysis)♦ การวาดขอมูลลงบนภาพสามมิติ (Draping)♦ ภาพภูมิทัศน (Perspective Views)♦ ภาพขอมูลแกน Z (Z-Data Views)

25/09/52

42

การวิเคราะหระดบัความสูงElevation Analysis

♦ ความสูงของพื้นท่ี คือ ขอมูลคาแกน Z ท่ีวัดไดและบอกเปนคาความสูงจากระดับน้ําทะเลปานกลาง (Mean Sea Level)

♦GIS อานขอมูลความสูงจากเสนชั้นความสูง (contour line) และจุดความสูง (spot height) เพื่อนําไปสรางเปนพื้นผิวภูมิประเทศและแสดงเปนภาพภูมิประเทศสามมิติ

ภาพภูเขาไฟ สองมิติ

25/09/52

43

Central Kentucky, USA

ภาพตัดขวางของภมูิประเทศTerrain Profiles

♦ เราสามารถลากเสนบนแผนท่ี แลวซอฟตแวรจะสรางภาพตัดขวางใหเห็นความสูงของพื้นท่ีท่ีเสนลากผาน

♦ เราสามารถอานคาความสูง ณ ตําแหนงใด ๆ บนเสนได

25/09/52

44

Volcano Island Profile

Central Kentucky Profile

25/09/52

45

ภาพสามมิติ3D Views

♦TIN– การแปลงขอมูล สองมิติ ไปเปน สามมิติ ตองใชการคํานวณในเชิง

เรขาคณิตและตรีโกณมิติ อานขอมูลความสูงไปสรางเปน TINs (triangular irregular networks)

– TIN เปนขอมูลรปูแบบหนึ่งที่ไมถือเปนเวกเตอรหรือราสเตอร แตสามารถใชในการแสดงภาพภูมิประเทศของพืน้ที่ไดเปนอยางดี

♦GRID– การแปลงขอมูล สองมิติ เปน สามมิติ โดยใชการคํานวณคาความสูงใหกับ

แตละ pixel โดยใชคาความสูงจาก pixel ที่รูคา

Volcano Island Views

25/09/52

46

Central Kentucky Views

ความชันและทิศทางของพื้นผิวSlope and Aspect♦ องศาของความลาดชัน (0-90) จะชวยบอกไดถึงสภาพ

ส่ิงแวดลอมและอิทธิพลตอส่ิงคลุมดิน♦ องศาของทิศทาง (0-360) จะชวยบอกทิศทางของพื้นผิววาหัน

หนาไปทางทิศใด – ทิศเหนือตรง = 0 องศา – ตะวันออก = 90 องศา– ทิศใต = 180 องศา– ทิศตะวันตก = 270 องศา

25/09/52

47

Slope Map

Aspect Map

25/09/52

48

Runoff Slope

• shows the steepest downslope vector from the origin.

ภาพภูมิประเทศแบบมีแสงเงา Shaded Relief Views

♦ เปนการแสดงภาพภูมิประเทศใหเหมือนจริงมากท่ีสุด ♦ ทําใหเขาใจและแปลความภูมิประเทศไดงาย♦ สามารถนําขอมูลไปใชประโยชนอื่นไดมากขึ้น

25/09/52

49

Shaded Relief

Shaded Relief View

25/09/52

50

Shaded Relief View

การวิเคราะหมุมมอง View Analysis♦ เปนการคํานวณมุมมองจากจุดท่ีกําหนดภายใตเง่ือนไขท่ีกําหนด♦Line of sight : เปนการหาวาจากจุดท่ีกําหนด สามารถ

มองเห็นอีกจุดหนึ่งหรือไม ♦Viewshed : เปนการหาวาจากจุดท่ีกําหนด สามารถมองเห็น

พื้นท่ีบริเวณใดบาง

25/09/52

51

Line of Sight

Viewshed

Seen

Unseen

25/09/52

52

การวาดขอมูลลงบนภาพสามมิติ Draping♦ การวาดชั้นขอมูล (layer) ซอนลงบนภาพสามมิติ♦ เพื่อมองเห็นภาพความสูงของภูมิประเทศและขอมูลท่ีเกี่ยวของซ่ึงตัว

ขอมูลเองไมมีความสูงอยู ไดพรอม ๆ กัน

Landuse and Elevation

25/09/52

53

Draping on 3D

ภาพภูมิทัศน Perspective Views♦ เปนการควบคุมปจจัยตาง ๆ ท่ีเปนตัวกําหนดภาพภูมิทัศน ไดแก

• การหมุนแผนที ่(viewing azimuth)• ความสูงและมุมกมทีม่องลงบนแผนที ่(Elevation &

viewing angle)• การขยายคาตัวคูณเพื่อใหเห็นความสูงชัดเจน (Exaggeration)

25/09/52

54

Perspective Views

500-meter Altitude

Perspective Views

1000-meter Altitude

25/09/52

55

Perspective Views

Fault Valley High View

Perspective Views

Fault Valley Low View

25/09/52

56

ภาพขอมูลแกน Z Z-data Views♦ ขอมูลลักษณะประจําท่ีเปนคาตัวเลขท่ีวัดได สามารถนําไปใชเปนคา

Z ของขอมูลได♦ ในบางกรณีใชแสดงผลไดดีกวาแผนท่ี classification แบบ

ปกติ

North Africa Population

2D View

25/09/52

57

Perspective Views

Z-Data View



25/09/52

58

Network Analysis

♦ หาเสนทางท่ีดีท่ีสุด (Routing and Nearest Facility)♦ หาพื้นท่ีใหบริการ (Service Area)

การหาเสนทางทีด่ีที่สุด

♦ หาเสนทางท่ีดีท่ีสุดจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งตามขอมูลเสน– ระยะทางส้ันที่สุด– ระยะเวลานอยที่สุด– ตนทุนคาขนสงนอยที่สุด

♦ หาส่ิงอํานวยความสะดวกท่ีอยูใกลท่ีสุด ในระยะทาง/เวลา/ตนทุนท่ีกําหนด– โรงพยาบาล– สถานีดับเพลิง– ฯลฯ

25/09/52

59

Shortest Path

Nearest Single Facility

25/09/52

60

การหาพ้ืนที่การใหบริการ

♦ เปนการกําหนดขอบเขตท่ีสามารถใหบริการจากจุดท่ีกําหนด (center) โดยใชขอมูลตามเสนทางคมนาคม

♦ ปจจัยท่ีตองกําหนด : – ระยะทาง/เวลา/ตนทุน บนเสนทางคมนาคม– จํานวนการรับบริการ/ทรัพยากรที่ใชไปบนเสนทางคมนาคม– ความสามารถในการใหบริการ หรือทรัพยากรที่มีของจุดที่กําหนด

(center)

Service Area

ใหบริการเปนระยะทาง 200 กิโลเมตรไปตามทางรถไฟ

25/09/52

61

Service Area

ซอนทับกับขอมูลตําแหนงลูกคา

สรุป

♦GIS Data = Spatial + Attribute♦Spatial = Point, Line, Polygon♦ วัตถุประสงคของการวิเคราะหขอมูลเชิงพื้นท่ี : ขอเท็จจริงของ

ขอมูล, รูปแบบการกระจายตัว, แนวโนม/การคาดการณ♦ ฟงกชันในการวิเคราะหขอมูลเชิงพื้นท่ี:

– Single theme : Classification– Multiple themes : Overlay– Neighbourhood : proximity, terrain, spatial, …– Network : route, service area

25/09/52

62

Question ?

gis & spatial analysis - ridkmcenter.rid.go.th/kmc14/model/gisanat.pdfproximity analysis spatial...

Documents