6.การวิเคราะห์ข้อมูลพื้นผิวภูมิประเทศ (Surface Analysis)

แลบ 6

การวิเคราะห์ข้อมูลพื้นผิวภูมิประเทศ (Surface Analysis)

1.การสร้าง Contour

            Contour คือ เส้นที่ผ่านตำแหน่งทั้งหมดที่ต่อเนื่องกันด้วยค่าความสูงที่เหมือนกัน มีวิธีการสร้าง 2 วิธี

1.1  การสร้าง Contour ครั้งละ 1 เส้น 

-          นำเข้าข้อมูล DEM ที่เราจะนำมาสร้าง

-          เปิดแถบเครื่องมือ 3D Analyst โดยคลิกขวา > เลือก 3D Analyst

-          คลิกปุ่ม Contour บนแถบเครื่องมือ 3D Analyst และคลิกบนพื้นผิวที่ต้องการสร้างเส้น Contour

-          ถ้าต้องการลบเส้น Contour ให้เลือกกราฟิกเส้น Contour ที่ต้องการและกดปุ่ม Delete บนคีย์บอร์ด

1.2  การสร้าง Contour แบบกำหนดระยะห่างของเส้น Contour

เป็นการสร้างเส้น Contour ครั้งเดียว แต่จะได้ชุดของเส้น Contour ทั้งหมดที่มีความห่างของเส้น Contour เท่าๆ กันตามค่าที่กำหนด

-          ไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Surface > Contour

-          Input raster คือ ชั้นข้อมูลที่ต้องการสร้าง Contour

-          Output polyline features คือ กำหนดชื่อและเก็บผลลัพธ์

-          Contour interval คือ กำหนดช่วงชั้นความห่างแต่ละเส้น  ในที่นี้กำหนดให้เป็น 100 m.

ผลลัพธ์จะได้เส้น Contour ทุกๆ 100 เมตร

1.3 การปรับสัญลักษณ์เส้น Contour

- คลิกขวาที่ชั้นข้อมูล Contour เลือก Properties > Symbology > Categories > Unique values   ที่ Value Field ให้เลือกฟิลด์ที่เก็บค่าระดับความสูง คือ Contour  เลือกสี และคลิก Add All Values > OK

-          ผลลัพธ์ที่ได้ คือ เส้นแต่ละสีจะมีค่าความสูงที่แตกต่างกัน

2.การวิเคราะห์แนวการมองเห็น (Line of Sight)

แนวการมองเห็นใช้สำหรับวิเคราะห์การมองเห็นว่าพื้นที่ใดสามารถมองเห็นได้บนพื้นผิวจากตำแหน่งต่าง ๆ  ใช้ประโยชน์ในงานด้านต่าง ๆ เช่น การประเมินพื้นที่เพื่อวางแผนตั้งกองกำลังทหาร การสร้างหอคอย และการสร้างหอสื่อสาร เป็นต้น

-          ไปคลิกปุ่ม Create Line of Sight บนแถบเครื่องมือ 3D Analyst

จะปรากฏหน้าต่าง

-Observer offset  คือ ระดับสายตาของผู้สังเกตที่ใช้ในการกำหนดการมองเห็นจากตำแหน่งที่สังเกตการณ์ โดยมีความสูงเป็น 1 ซึ่งเท่ากับหน่วยที่มีค่า Z

-Target offset  คือ ความสูงของจุดเป้าหมายที่อยู่เหนือพื้นผิว เป้าหมายที่มีความสูงเป็น 0 จะมองเห็นได้น้อยกว่าเป้าหมายที่มีความสูงมากๆ

-          คลิกลากตำแหน่งที่ต้องการเป็นจุดยืนหรือจุดมอง และลากเส้นไปในทิศทางที่ต้องการมอง หรือ คลิกตำแหน่งที่ต้องการมองไปถึงเป้าหมาย

เส้นสีแดง และเส้นสีเขียวแทน

-เส้นสีแดง (Obstructed area) คือ บริเวณที่ถูกกีดขวางจากจุดสังเกตุ

-เส้นสีเขียว (Visible area) คือ บริเวณที่สามารถมองเห็นจากสุดสังเกตุ

จุดสีดำ สีน้ำเงิน และสีแดงแทน

-จุดสีดำ (Observer location)  คือ ตำแหน่งจุดสังเกตุ

-จุดสีน้ำเงิน (Obstruction point) คือ ตำแหน่งที่ถูกกีดขวางจากตำแหน่งจุดสังเกตุไปยังตำแหน่งเป้าหมาย

-จุดสีแดง (Target location) คือ ตำแหน่งเป้าหมาย

            - หากต้องการลบเส้น ให้คลิกเลือกเส้นที่ต้องการลบและกดปุ่ม Delete ได้เลย

3.การวิเคราะห์ทิศทางการไหล (Steepest path)

          เป็นการคำนวณหาทิศทางการไหล หากเริ่มปล่อยวัตถุจากจุดที่กำหนดบนพื้นผิว วัตถุจะไหลลงมาตามเส้นทางที่ชันที่สุด  เป็นการประเมินรูปแบบการกลิ้ง (Runoff patterns) ของวัตถุจากแบบจำลองพื้นผิวโดยจะดูทิศทางการไหลของวัตถุที่ถูกปล่อยจากจุดที่กำหนด ไปตามลักษณะของพื้นที่

-          ขั้นแรกไปคลิกปุ่ม Create Steepest Path บนแถบเครื่องมือ 3D Analyst

-          จากนั้นคลิกบนพื้นผิว ที่ตำแหน่งที่ต้องการดูทิศทางการไหล

-          หากต้องการลบ ให้คลิกที่ปุ่ม Select Elements และคลิกปุ่ม Delete บนคีย์บอร์ด

4.การแสดงภาพตัดขวาง (Profile)

          ภาพตัดขวาง เป็นการแสดงระดับความสูงของพื้นผิวตามแนวเส้นที่กำหนด   ภาพตัดขวางสามารถช่วยในการประเมินความยากง่ายของเส้นทาง หรือประเมินความเป็นไปได้ในการสร้างถนน หรือทางรถไฟในบริเวณที่กำหนด เป็นต้น

-          โดยไปคลิกที่ปุ่ม Interpolate Line 

-          จากนั้นสร้างเส้นบริเวณที่ต้องการ

-          คลิกปุ่ม Crate Profile Graph> Profile Graph 

-          ก็จะได้กราฟภาพตัดขวาง

-          ส่วนการแสดงกราฟภาพตัดขวางหลายๆ เส้น ในพื้นที่เดียวกัน 

-          คลิกที่ปุ่ม Interpolate Line   และสร้างเส้นขึ้นมา 2 เส้น หรือมากกว่านั้นก็ได้

-          จากนั้นทำการเปลี่ยนสีของเส้นให้แตกต่างกัน

-          คลิกค้างเลือกเส้นทั้ง 2  ด้วยปุ่ม Select Elements  >  Crate Profile Graph> Profile Graph

-          ก็จะได้กราฟภาพตัดขวางที่สามารถแสดงเปรียบเทียบกันได้

5.การวิเคราะห์ความลาดชัน (Slope)

            เป็นการคำนวณอัตราการเปลี่ยนแปลงค่าความสูงจากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์ใกล้เคียง ความลาดชันสามารถคำนวณและวัดได้ 2 ประเภท ได้แก่

             เปอร์เซ็นต์ (Percent rise)

             องศา (Degree)

-          ไปที่  Arc Toolbox  > 3D Analyst  > Raster Surface  >  Slope

-          Input raster คือ กำหนดพื้นผิวที่ต้องการ

-          Output raster คือ กำหนดชื่อและผลลัพธ์

-          Output measurement(optional) คือ กำหนดรูปแบบความลาดชัน

DEGREE คือ องศา

PERCENT คือ เปอร์เซ็นต์

ก็จะได้

            DEGREE

            PERCENT

6.การวิเคราะห์ทิศทางการหันเหของความลาดชัน (Aspect)

            Aspect เป็นการกำหนดความลาดชันที่จะรับแสง  จะวัดตามเข็มนาฬิกาจาก 0-360 องศา ค่าของทุกเซลล์จะบ่งบอกทิศทางการหันเหของความลาดชัน   โดยพื้นที่ที่เป็น Flat slope จะไม่มีทิศทาง และมีค่าเป็น -1 เสมอ    สามารถนำไปประยุกต์กับการสร้างแบบจำลองต่าง ๆ ได้หลากหลาย เช่น

            - แบบจำลองการเจริญเติบโตของพืช

            - การประมาณการละลายของหิมะ

            - การกำหนดพื้นที่เพื่อติดตั้งเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

-          โดยไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst > Raster Surface > Aspect

-Input raster คือ กำหนดข้อมูลพื้นผิวที่ต้องการทำ

-Output raster คือ กำหนดชื่อและเก็บผลัพธ์   

จะได้

 7.การวิเคราะห์การตกกระทบของแสง (Hillshade)

          เป็นรูปแบบความสว่างและความมืดที่พื้นผิวจะได้รับเมื่อให้แสงสว่างจากมุมที่กำหนด ในการคำนวณการตกกระทบของแสงต้องกำหนดตำแหน่งแหล่งกำเนิดแสงก่อน และจากนั้นจึงคำนวณค่าของแสงในแต่ละเซลล์ค่าของแสงที่ตกกระทบจะมีค่าอยู่ระหว่าง 0-255 ซึ่งแทนด้วยระดับสีเทาจากสีดำจนถึงสีขาวตามลำดับ

กำหนดให้ Azimuth เป็นทิศทางมุมของแสงอาทิตย์ วัดจากทิศเหนือตามเข็มนาฬิกา 0-360 องศา   โดย Azimuth ที่ 90 องศาเป็นทิศตะวันออก (E) ค่าตั้งต้นเป็น 315 องศา (NW)

กำหนดให้ Altitude เป็นค่า Slope หรือมุมของแหล่งที่ให้แสงสว่างเหนือแนวราบ หน่วยเป็นองศา จาก 0 (แนวราบ) ถึง 90 องศา (เหนือศรีษะ) ค่าตั้งต้นเป็น 45 องศา

-          โดยไปที่ Arc Toolbox  >  3D Analyst Tools  >  Raster Surface  >  Hillshade

-Azimuth คือ ทิศทางมุมของดวงอาทิตย์

-Altitude คือ มุมของดวงอาทิตย์เหนือแนวราบ

            เสร็จ > OK จะได้

-          การปรับชั้นข้อมูล DEM ให้โปร่งแสงสามารถซูมเข้าไปดูรายละเอียดใกล้ๆ จะเห็นข้อมูล DEM มีลักษณะเป็น 3 มิติ ซึ่งจะนูนขึ้นเหมือนภูมิประเทศจริงในแต่ละพื้นที่  โดยคลิกขวาเลือก Properties > Display 

-          เปลื่ยนค่าของ  Transparency ให้อยู่ในช่วง 35-40 % ตามความเหมาะสม > Apply

-          เปิดแสดงผลเฉพาะข้อมูล DEM และ Hillshade

8.การวิเคราะห์พื้นที่การมองเห็น (Viewshed)

เป็นพื้นที่บนพื้นผิวที่สามารถมองเห็นได้จากจุดสังเกตุสำหรับตำแหน่งที่มองเห็นได้ สามารถหาได้ว่ามีผู้สังเกตุกี่คนที่สามารถมองเห็นตำแหน่งนั้นได้รวมถึงกำหนดค่าความสูงของผู้สังเกตุ จำกัดความห่าง ความสูง และทิศทางที่จะมอง

การหาตำแหน่งที่สามารถมองเห็นได้นั้นสามารถหาได้จากหนึ่งหรือหลายจุดสังเกตุ หรืออาจเป็นแนวเส้นสังเกตุก็ได้ ผลลัพธ์ที่ได้จากการวิเคราะห์แสดงออกมาเป็นค่า 0 และ 1 คือ

            0 แทนพื้นที่ที่ไม่สามารถมองเห็น

            1 แทนพื้นที่ที่สามารถมองเห็นได้

Viewshed สามารถนำไปใช้ในการหาพื้นที่สำหรับการสร้างหอบังคับการ หอควบคุมไฟป่า หรือที่ตั้งของแทงก์น้ำ จุดชมวิวของโรงแรม เป็นต้น

-          สร้าง Shapefile ข้อมูลจุดขึ้นมา เพื่อสร้างเป็นตำแหน่งจุดสังเกต

-          จากนั้นไปที่ Arc Toolbox  > 3D Analyst > Raster Surface >  Viewshed จะได้

-Input raster คือ กำหนดข้อมูลพื้นผิวที่ต้องการ

-Input point or polyline observer features คือ กำหนดจุดสังเกต

-Output raster คือ กำหนดชื่อและเก็บผลลัพธ์

            เมื่อเสร็จ > OK

-       สามารถซูมเข้าไปดูรายละเอียด ผลลัพธ์คือ สีเขียวแทนพื้นที่มองเห็นได้ และสีแดงแทนพื้นที่ไม่สามารถมองเห็นได้ ณ ตำแหน่งจุดสังเกต

 9.การประมาณปริมาตรในการขุดและถมที่ (Cut/Fill)

            ใช้สำหรับการหาสิ่งที่ศูนย์หายไป (Net loss) หรือได้มาในพื้นที่ (Net gain)  โดยการเปรียบเทียบข้อมูล 2 พื้นผิว คือ ก่อนการเปลี่ยนแปลง (Before surface) และหลังการเปลี่ยนแปลง (After surface)  ใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น

            การก่อสร้าง ได้ เช่น คำนวณปริมาตรดินเพื่อใช้ถมที่สำหรับสร้างบ้าน หรือการสร้างถนนจะต้องขุดหรือถมดินในบริเวณนั้นเท่าใด

            ประมาณปริมาณของตะกอนที่ถูกกัดกร่อนหรือถับถมในแม่น้ำ

            การจำแนกพื้นที่น้ำท่วมซ้ำซากจากการประมาณโคลนตะกอน เพื่อความปลอดภัยในการสร้างบ้าน

-          นำเข้าข้อมูล DEM_BEFORE และ DEM_AFTER จาก RTArcGIS / Prachinburi / Cut_fill

-          ไปที่  Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Surface > Cut Fill จะได้

-Input before raster surface คือ กำหนดข้อมูลพื้นผิวก่อนการเปลี่ยนแปลง

-Input after raster surface คือ กำหนดข้อมูลพื้นผิวหลังการเปลี่ยนแปลง

-Output raster คือ กำหนดชื่อและเก็บผลลัพธ์

            จะได้

-          Net Gain คือ พื้นที่ที่เพิ่มขึ้น

-          Unchanged คือ พื้นที่ที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลง

-          Net loss คือ พื้นที่ที่หายไป

 VDO 6