Уроки быстрого обучения

В ЭТОЙ ГЛАВЕ

Упражнение 1: Построение поверхности с использованием параметров, предложенных по умолчанию

Упражнение 2: Исследование данных

Упражнение 3: Картографирование концентрации озона

Упражнение 4: Сравнение моделей

Упражнение 5: Картографирование вероятности превышения критического значения концентрации озона

Упражнение 6: Создание окончательного варианта карты

С помощью модуля Geostatistical Analyst вы можете легко построить непрерывную поверхность или карту по опорным точкам, хранящимся в точечном слое, по данным растрового слоя, или воспользовавшись центроидами полигонов. В опорных точках могут быть измерены значения высоты, глубины водоема и уровни загрязнения, как, например, в учебных примерах данного пособия. Модуль Geostatistical Analyst используется совместно с ArcMap и предоставляет обширный набор инструментов для построения поверхностей, которыми вы можете воспользоваться для визуализации, анализа и понимания пространственных явлений.

Сценарий обучения

Агентство США по защите окружающей среды осуществляет мониторинг концентрации озона в атмосфере над территорией Калифорнии. По всей территории штата на станциях мониторинга выполняются замеры концентраций озона. Расположение станций показано на рисунке. Уровни концентраций озона известны для всех станций, но мы заинтересованы также в том, чтобы знать значения концентрации в любой точке Калифорнии. Однако, из практических соображений и значительных затрат, станции мониторинга не могут быть размещены повсеместно. Модуль Geostatistical Analyst предоставляет инструменты, которые позволяют выполнить наилучшее из возможных интерполирование значений путем изучения взаимосвязей между всеми опорными точками, а также строить непрерывную поверхность концентрации озона, вычислять стандартные ошибки (неопределенность) интерполяции и определять вероятность того, что в некоторых точках превышены критические значения.

Введение

Данные, которые понадобятся вам для упражнений, находятся на инсталляционном диске модуля Geostatistical Analyst. Наборы данных были любезно предоставлены Департаментом воздушных ресурсов Калифорнии.

Использованы следующие наборы даннгх:

Набор данн1х Описание

caoutline Картографическая основа

штата Калифорния

ca ozone pts Контрольные точки измерения

концентраций озона (в промилле - ppm)

ca cities Местоположение основных

городов Калифорнии

ca hillshade Карта рельефа Калифорнии с отмывкой

Набор даннхх по озону (ca ozone pts) содержит данные за 1996 г., отражающие максимальное значение концентрации озона в промилле (ppm), выбранное из средних значений наблюдений за восьмичасовой период. (Измерения проводились в суточном режиме и группировались в блоки по восемь часов.) Исходные данные были изменены для целей приведенных в пособии упражнений и не могут рассматриваться как точные данные.

Воспользовавшись значениями содержания озона в опорнгх точках (данными измерений), вы построите две непрерывные поверхности (карты), интерполирующие значения концентрации озона для каждой точки штата Калифорния. Для составления первой карты вы используете опции, предложенные по умолчанию, и увидите, как просто можно построить поверхность по опорным точкам. При составлении второй карты вы сможете учесть пространственные отношения, существующие между точками. При составлении этой второй карты вы будете использовать инструменты исследовательского анализа ESDA, что позволит вам изучить ваши данные. Вы также познакомитесь с некоторыми опциями геостатистики, которыми вы можете восполь-

зоваться при построении поверхности, например, вычитанием трендов и моделированием пространственной автокорреляции. Применение инструментов ESDA и работа с геостатистическими параметрами позволит вам построить более точную поверхность.

Во многих случаях учитываются не фактические значения показателей, а только те, которые представляют риск для здоровья, то есть те значения, которые превышают некий уровень токсичности. В таких случаях должны приниматься немедленные меры. Третья поверхность, которую вы построите, будет отражать вероятность превышения критического значения концентрации озона.

Для данных упражнений принято, что критическое значение составляет 0.12 ppm. Если максимальная средняя концентрация озона за любой восьмичасовой отрезок времени в году превышает данное значение, то данная точка должна находиться под тщательным наблюдением. Вы будете использовать модуль Geostatistical Analyst, чтобы спрогнозировать вероятность появлений значений, превышающих этот показатель.

Это учебное пособие разделено на отдельные темы, которые разработаны с учетом того, что возможности модуля Geostatistical Analyst будут изучаться вами постепенно, с удобной для вас скоростью. Для получения дополнительной помощи, обратитесь к онлайновой системе помощи ArcMap или к книге Using ArcMap (Использование ArcMap).

Упражнение 1 поможет вам начать работу с модулем Geostatistical Analyst и выполнить построение поверхности концентрации озона с использованием параметров, предло-женнгх по умолчанию, что позволит продемонстрировать возможности данного модуля.

Упражнение 2 познакомит вас с процессом изучения даннхх перед построением поверхности с целью определения экстремальных значений в данных и трендов.