E Задание №5. Скелетизация площадных объектов гидрографии

Цель задания — освоение методики скелетизации площадных пространственных объектов на примере построения срединной оси водоема.

Часть 1. Подготовка входных данных

  1. Выбрать одно из следующих водохранилищ: Куйбышевское, Камское, Братское, Горьковское.

  2. Обрезать набор данных (водохранилище + примыкающие к нему реки) с небольшим запасом.

  3. Трансформировать данные в оптимальную проекцию.

Часть 2. Автоматизация построения скелета фигуры

Данный инструмент геообработки (Voronoy Skeleton) должен строить скелет полигонального объекта на основе диаграммы Вороного (Рис. E.1):

Скелет полигонального объекта

Рис. E.1: Скелет полигонального объекта

Входные параметры:

  • Полигональный класс пространственных объектов.

  • Расстояние уплотнения вершин (по умолчанию 1000 метров).

  • Выходной класс линейных пространственных объектов.

Последовательность действий:

  1. Выполнить уплотнение вершин полигона с шагом 1 км (Densify).

  2. Конвертировать вершины полигона в точки (Feature Vertices To Points).

  3. Построить для точек диаграмму Вороного (Create Thiessen Polygons).

  4. Конвертировать полигоны Вороного в линии (Polygon to Line).

  5. Создать слой пространственных объектов (Make Feature Layer).

  6. Выделить линии, не находящиеся целиком внутри полигона (Select Layer By Location в режиме COMPLETELY_WITHIN).

  7. Удалить выделенные линии (Delete Features).

Часть 3. Построение сетевой модели данных

  1. С использованием полученной на предыдущем этапе модели геообработки постройте скелет выбранного вами водохранилища.

  2. На основе полученного скелета создайте сетевой набор данных (Network Dataset).

  3. Выполните сборку сетевого набора данных (Build Network Dataset).

Часть 4. Автоматизация построения срединной оси фигуры

Данный инструмент геообработки (Medial Axis Connectivity) должен на основе скелета фигуры (преобразованного в сетевую модель) и примыкающих линий водотоков получать срединную ось, связывающую точки их впадения/истока (Рис. E.2):

Срединная ось площадного объекта

Рис. E.2: Срединная ось площадного объекта

Входные параметры:

  • Входной сетевой набор данных (скелет).

  • Входной линейный слой (реки).

  • Входной полигональный слой (озера/вдхр).

  • Расстояние поиска (используется для локализации точек на сетевой модели), по умолчанию равно 2000 м.

  • Среда притягивания (используется для притягивания концов построенных маршрутов к линиям рек). Расстояние так же по умолчанию равно 2000 м.

  • Выходной класс линейных пространственных объектов.

Последовательность действий:

  1. Создать слой задачи поиска ближайшего пункта обслуживания (Make Closest Facility Analysis Layer).

  2. Конвертировать линии гидрографии (параметр 2) в конечные вершины (Feature Vertices to Points).

  3. Создать слой пространственных объектов (Make Feature Layer).

  4. Выделить вершины, не пересекаемые площадным объектом гидрографии (параметр 3) (Select Layer By Location).

  5. Удалить выделенные вершины (Delete Features).

  6. Извлечь идентификатор OBJECTID для первой точки (Get Field Value).

  7. Выбрать первую точку по атрибуту OBJECTID, используя полученное на шаге 6 значение (Select Layer by Attribute).

  8. Добавить выбранную точку в слой 1 в качестве пункта обслуживания (Add Locations — Facilities).

  9. Инвертировать выборку 7 (Select Layer by Attribute).

  10. Добавить выбранные точки в слой 1 в качестве событий (Add Locations — Incidents).

  11. Решить задачу поиска ближайшего пункта обслуживания (Solve).

  12. Выбрать линии маршрутов (Select Data — Routes).

  13. Вычислить пересечения внутри слоя маршрутов (Intersect).

  14. Вырезать полученными линиями участки в маршрутах 12 (Erase).

  15. Объединить слои 13 и 14 (Merge) в выходной класс линейных пространственных объектов.

  16. Осуществить притягивание маршрутов к концам линий рек (Snap — END), используя параметр 5 (туда так же подается слой рек).

Часть 5. Построение срединной оси и описание результатов

  1. Используя разработанный на предыдущем этапе инструмент геообработки и полученную ранее сетевую модель скелета, выполните построение срединной оси выбранного водохранилища.

  2. Оформите полученные результаты в виде карты с двумя изображениями (лево-право): исходные данные, результат генерализации. Добавьте на карту подложку из картографическогоо сервиса (можноо использовать OpenStreetMap)

  3. Напишите отчет о проделанной работе, включающий:

    1. Цель и задачи работы.

    2. Описание сути изучаемого метода генерализации площадных объектов гидрографии, примеры случаев, когда это бывает необходимо.

    3. Процесс создания моделей геообработки и их внешний вид.

    4. Процесс экспериментальной работы, включая снимки экрана промежуточных результатов.

    5. Итоговые карты.

    6. Оценку полученных результатов с точки зрения географической достоверности.