تحلیل شطرنجی در GIS چیست؟

تحلیل شطرنجی فرآیند تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی موجود در مجموعه داده های شبکه است. هر سلول در یک شبکه حاوی یک مقدار یا کلاس است که می تواند مربوط به خاک، پوشش زمین، ارتفاع یا نوع دیگری از داده ها باشد.

از طریق تحلیل شطرنجی، می‌توانیم اطلاعات مربوط به یک مکان جغرافیایی را بر اساس مقدار پیکسل ارزیابی و تفسیر کنیم. بر خلاف داده های برداری ، تمرکز بر روی شطرنجی است که در آن هر پیکسل حاوی اطلاعاتی در مورد یک مکان جغرافیایی خاص است.

نمونه هایی از تحلیل شطرنجی

شما اغلب تحلیل شطرنجی را در سنجش از دور خواهید دید. تصاویر ماهواره ای، مدل های دیجیتال ارتفاع ، و محصولات پوشش زمین همگی نمونه هایی از داده های مبتنی بر شبکه هستند. اما این به سنجش از دور محدود نمی شود زیرا ما اغلب از داده های شطرنجی در رشته هایی مانند زمین شناسی، هیدرولوژی و علوم خاک استفاده می کنیم.

به عنوان مثال، یک هیدرولوژیست ممکن است از این نوع تجزیه و تحلیل برای محاسبه شیب و رواناب در یک منطقه استفاده کند. از طرف دیگر، یک بوم‌شناس ممکن است از آن برای ایجاد مدل مناسب زیستگاهی استفاده کند. یک زمین شناس ممکن است از داده ها و تجزیه و تحلیل شطرنجی برای ایجاد یک نقشه خاک استفاده کند که انواع خاک های موجود در یک منطقه و نحوه توزیع آنها را نشان می دهد.

هزاران کاربرد GIS برای تحلیل فضایی وجود دارد . تحلیل شطرنجی همچنین می‌تواند برای پروژه‌های تحقیقاتی محیطی و مکانی که شامل نقشه‌برداری و تجسم داده‌ها است، مفید باشد. به عنوان مثال، اگر در حال مطالعه تغییر دما در یک منطقه خاص در طول زمان هستید، می توانید از پردازش شطرنجی برای ایجاد نقشه ای استفاده کنید که این داده ها را نشان می دهد. این نقشه می تواند به شما در درک بهتر داده ها و نتیجه گیری معنادارتر کمک کند.

ما یک جدول تناوبی برای تحلیل فضایی ایجاد کرده‌ایم که ابزارهای برداری و جدول را در سمت چپ طبقه‌بندی می‌کند. در سمت راست، می‌توانید رایج‌ترین ابزارهای تحلیل شطرنجی را در سایه‌های بنفش، آبی و سبز پیدا کنید.

تکنیک های ابزار تحلیل شطرنجی

چندین تکنیک پردازش شطرنجی وجود دارد که می توانید برای تجزیه و تحلیل داده های خود از آنها استفاده کنید. در اینجا برخی از محبوب ترین آنها وجود دارد:

1. جبر نقشه – جبر نقشه مجموعه ای از عملیات ریاضی است که برای تجزیه و تحلیل داده های شطرنجی استفاده می شود. به عنوان مثال، جبر نقشه شامل عملیات محلی، کانونی، منطقه ای و جهانی است.

2. آمار منطقه ای – این ابزار شطرنجی به کاربران اجازه می دهد تا اطلاعات یک یا چند ویژگی را در یک منطقه خلاصه کنند. به عنوان مثال، شما میانگین، میانه، مجموع، حداقل، حداکثر و انحراف استاندارد مجموعه ای از مقادیر را با استفاده از آمار ناحیه ای محاسبه می کنید .

3. کانتورها – تولید کانتور فرآیند ایجاد نمایشی از شکل و ارتفاع ویژگی های زمین است. تحلیلگران GIS خطوطی را با اتصال نقاط با ارتفاع مساوی در یک منطقه معین ایجاد می کنند.

4. توابع ریاضی – توابع ریاضی یک نوع عبارت عددی را بر اساس سلول به سلول اجرا می کنند. به عنوان مثال، این ممکن است شامل انواع توابع حسابی، توانی، نمایی و لگاریتمی باشد.

5. شرایط – یک تابع شرطی که به عنوان یک عملگر منطقی نیز شناخته می شود، نوعی عملیات شطرنجی است که به کاربران اجازه می دهد مجموعه ای از شرایط را در یک مجموعه داده شطرنجی ارزیابی کنند.

6. مسیر هزینه – بر اساس یک رستر ورودی، تحلیل مسیر هزینه تکنیکی برای شناسایی مقرون به صرفه ترین مسیر از یک منبع معین به یک مکان مقصد است.

7. تجزیه و تحلیل زمین – تجزیه و تحلیل زمین فرآیند استفاده از داده های رقومی ارتفاع (DEM) برای تجزیه و تحلیل جنبه های مختلف توپوگرافی یک منظر است.

8. تناسب – تجزیه و تحلیل تناسب پتانسیل یک منطقه را برای یک فعالیت یا هدف خاص ارزیابی می کند. این می تواند شامل مدل های رگرسیون فضایی برای تجزیه و تحلیل کاربری زمین و توپوگرافی، و همچنین عوامل دیگری مانند آب و هوا، نوع خاک، پوشش گیاهی و زیرساخت باشد.

9. پردازش شطرنجی – پردازش شطر نجی یک اصطلاح جامع است که برای تبدیل داده های شبکه موجود به خروجی های جدید استفاده می شود. وظایف رایج پردازش شطر نجی شامل انتخاب، برش و تقسیم مجموعه داده های شطر نجی است.

10. درون یابی – تکنیک های درون یابی مقادیر ناشناخته را بر اساس نقاط نمونه موجود تخمین می زنند. خروجی درون یابی (مانند IDW ، کریجینگ یا اسپلاین) یک سطح شطر نجی است.

اگر به دنبال نمونه‌های بیشتری از ابزارهای شطر نجی هستید، در اینجا نمونه‌های بیشتری در جعبه ابزار تحلیل شطرنجی در ArcGIS Pro آورده شده است .

انتخاب نوع داده رستر

قبل از انجام هر نوع پردازش شطر نجی، مهم است که انواع مختلف داده هایی را که می توانید استفاده کنید، بدانید. دو نوع اصلی داده های شطر نجی عبارتند از (1) داده های پیوسته و (2) داده های گسسته.

داده های پیوسته – داده های شطر نجی پیوسته به داده هایی اشاره دارد که دارای مقدار کمی هستند، مانند دما، جمعیت یا هر تصویری.

داده‌های گسسته – داده‌های گسسته به داده‌هایی اطلاق می‌شود که کیفی هستند و دارای مقادیری هستند که متقابلاً منحصر به فرد هستند، مانند وجود یا عدم وجود یک گونه یا پوشش زمین.

هنگام انجام تحلیل شطر نجی، انتخاب نوع داده مناسب مهم است. مهم است که هم اندازه داده های خود و هم سطح جزئیات را در نظر بگیرید. این به شما کمک می کند تا تصمیم بگیرید از کدام نوع داده برای پردازش شطر نجی استفاده کنید.

انتخاب مقیاس رستر مناسب

یکی دیگر از ملاحظات مهم هنگام انجام تحلیل شطر نجی استفاده و ایجاد داده های شطرنجی در مقیاس مناسب است.

وضوح بالا – هرچه اندازه شبکه کوچکتر باشد، به قدرت محاسباتی و ذخیره سازی بیشتری نیاز به تجزیه و تحلیل شطرنجی و داده های شما دارد.

وضوح پایین – اندازه شبکه بزرگتر از نظر اندازه فایل کوچکتر است. اما اگر اندازه شبکه شما خیلی بزرگ باشد، جزئیات را در داده های شطر نجی خود از دست می دهید.

مهم نیست که کدام اندازه سلول را انتخاب می کنید، همیشه مهم است که وضوح داده های شطر نجی ورودی یا خروجی خود را در نظر بگیرید.

نتیجه

تحلیل شطرنجی یک روش قدرتمند تجزیه و تحلیل داده ها در GIS است که از داده های شبکه ای استفاده می کند. اگرچه ما معمولاً آن را با سنجش از دور مرتبط می‌کنیم، می‌توانیم از پردازش شطر نجی در طیف گسترده‌ای از رشته‌ها استفاده کنیم.

تجزیه و تحلیل شطر نجی می تواند روندها و الگوهای داده ها را شناسایی کند یا تغییرات را در طول زمان به صورت سلول به سلول تشخیص دهد. به طور کلی، تجزیه و تحلیل شطر نجی یک ابزار مفید در GIS برای تجزیه و تحلیل سریع حجم زیادی از داده ها است.