Теоретичний матеріал та презентація до Теми №6

Просторова операція у ГІС – це процедура обробки геопросторових даних, яка використовує геометричні та топологічні властивості об'єктів (координати, форму, взаємне розташування) для створення нових даних, обчислення метрик або виявлення просторових закономірностей [12].

Теоретичною основою просторових операцій є Перший закон географії Волдо Тоблера (Tobler's First Law of Geography): "Усе пов'язано з усім іншим, але близькі речі пов'язані більше, ніж далекі" [12].

За рівнем просторової локалізації даних, що беруть участь у розрахунках (насамперед для растрових моделей геоданих), операції поділяють на чотири фундаментальні класи [7, 12]:

1.             Локальні операції (Local operations): значення нової комірки чи об'єкта є функцією значень лише відповідної комірки в одному або кількох вхідних шарах. Приклад: арифметична комбінація растрових шарів вмісту  N ,  P ,  K  для оцінки комплексної забезпеченості елементами живлення.

2.             Фокальні операції (Focal operations): значення у вихідній комірці обчислюється на основі значень у її просторовому околі. Приклад: розрахунок кутів нахилу та експозиції схилів за цифровою моделлю рельєфу (ЦМР/DEM), фільтрація матриць висот [32].

3.             Зональні операції (Zonal operations): обчислення агрегованих статистичних показників (середнє, сума, мінімум/максимум) для комірок аналітичного растру, які потрапляють у межі дискретних зон другого (зонуючого) векторного чи растрового шару. Приклад: розрахунок середнього ухилу або середнього вегетаційного індексу NDVI у межах кожного окремого поля чи робочої ділянки.

4.             Глобальні операції (Global operations): значення у кожній комірці залежить від усіх комірок вхідного растрового покриття. Приклад: побудова карт евклідових відстаней до гідрографічної мережі, розрахунок кумулятивного стоку або шляхів найменшого опору (Cost Path).