แลบ 5
การประมาณค่าในช่วง (Interpolation)
การประมาณค่าในช่างเป็นการพยากรณ์
คาดการณ์ หรือทำนายค่าให้กับเซลล์ (Cell) ในข้อมูลประเภท (Raster) จากข้อมูลจุดตัวอย่างที่มีอยู่อย่างจำกัด
ด้วยวิธีการนี้สามารถช้ในการพยากรณ์ค่าที่ไม่ทราบจากจุดใดๆ ทางภูมิศาสตร์ได้ ไม่ว่าจะเป็นจุดความสูง
(Elevation) ปริมาณน้ำฝน การกระจายตัวของสารเคมี
ระดับเสียงรบกวนและอื่นๆ
มีหลายวิธีในการสร้างพื้นผิวขึ้นมาได้จากข้อมูลแบบจุด
เพื่อสร้างพื้นผิวที่มีความต่อเนื่อง
วิธีการประมาณค่าในช่วง
แต่ละวิธีจะสันนิษฐานว่าควรประมาณค่าใดกำหนดให้กับที่ต้องการประมาณค่าข้อมูล
โดยขึ้นอย่กับการจำลองข้อมูลจริงที่มีอยู่และการกระจายตัวของจุดตัวอย่างวิธีการประมาณค่าแต่ละแบบจะมีความแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับพื้นผิวจริงแต่ละลักษณะ
จะเห็นได้ว่าวิธีการประมาณในช่วงที่ใช้จะเปลี่ยนไปตามจุดตัวอย่างเรื่องต่างๆ การกระจายตัวของจุด
และส่งผลให้ผลลัพธ์ต่างกันจากวิธีการแต่ละแบบด้วย
1.การประมาณค่าในช่วงรูปแบบ
Inverse Distance Weighted (IDW)
เป็นการประมาณค่าโดยทำการสุ่มจุดตัวอย่างแต่ละจุดจากตำแหน่งที่สามารถส่งผลกระทบไปยังเซลล์ที่ต้องประมาณค่าได้
ซึ่งจะมีผลกระทบน้อยลงเรื่อย ๆ ตามระยะทางที่ไกลออกไป
เหมาะกับตัวแปรที่อ้างอิงกับระยะทางในการคำนวณ
ยิ่งใกล้ยิ่งมีอิทธิพลมาก เช่น ความดังของเสียง ความเข้มข้นของสารเคมี
- นำเข้าข้อมูลจุดของ KANCHANABURI > Kanburi > SPOT
- ไปคลิกที่ Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster
Interpolation > IDW จะได้หน้าต่างดังนี้
-Input point features คือ กำหนดข้อมูลจุดที่ต้องการประมาณค่า
-Z value field คือ กำหนดฟิลด์ที่ต้องการประมาณค่า
-Output raster คือ กำหนดชื่อและเก็บผลลัพธ์
-Output cell size (optional) คือ กำหนดขนาดเซลล์ผลลัพธ์
-Power (optional) คือ ตัวยกกำลังของสมการ
เสร็จ
OK จะได้ผลลัพธ์
- - การกำหนดขอบเขตผลลัพธ์การประมาณค่าในช่วงให้มีขอบเขตตามชั้นข้อมูลพื้นที่ศึกษา
โดยนำเข้าข้อมูล PROVINCE จาก Kanburi
- จากนั้นไปที่หน้าต่าง IDW ตั้งค่าเหมือนเดิม จากนั้นไปคลิกที่ Environments
- จะได้หน้าต่างแสดงขึ้นมาไปทำการปรับค่าที่ Processing Extent และ Raster Analysis ดังภาพ เมื่อเสร็จให้คลิก OK
จะได้ผลลัพธ์ตามขอบเขตที่ต้องการ
2.วิธีการประมาณค่าในช่วงรูปแบบ
Natural Neighbors
หลักการของ Natural Neighbors คือ การสร้าง subset ที่อยู่ใกล้จุดตัวอย่างมากที่สุด
จากนั้นจะทำการแทรกค่าโดยใช้ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามขนาดของพื้นที่ของข้อมูลจุดตัวอย่าง
ในเบื้องต้นจะทำการสร้างโพลิกอนรอบล้อมจุดตัวอย่าง
เรียกว่า Voronoi
(Thiessen) polygon จากนั้นจะมีการสร้าง Voronoi ขึ้นใหม่รอบจุดที่ต้องการแทรกค่า
โดยขนาดพื้นที่ของ Voronoi ที่สร้างใหม่นี้จะนำไปใช้คำนวณค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก
Natural Neighbors เหมาะกับจุดตัวอย่างที่มีการกระจายตัวแบบไม่แน่นอน
- ไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst > Raster Interpolation
> Natural Neighbor จะได้หน้าต่างดังนี้
-Input point features คือ กำหนดข้อมูลจุดที่ต้องการประมาณค่า
-Z value field คือ กำหนดฟิลด์ที่ต้องการประมาณค่า
-Output raster คือ กำหนดชื่อและที่เก็บข้อมูลผลลัพธ์
-Output cell size (optional) คือ กำหนดขนาดเซลล์ผลลัพธ์
กำหนดขอบเขตผลลัพธ์คลิกที่ Environments
- จะได้หน้าต่างแสดงขึ้นมาไปทำการปรับค่าที่
Processing Extent และ
Raster Analysis ดังภาพ เมื่อเสร็จให้คลิก OK
จะได้ผลลัพธ์ตามขอบเขตที่ต้องการ
3.วิธีการประมาณค่าในช่วงรูปแบบ
(Spline)
เป็นวิธีการแทรกค่าให้พอดีกับพื้นผิวที่มีความโค้งเว้าอย่างน้อยตามจุดข้อมูลตัวอย่างที่นำเข้ามา
เหมือนการบิดงอของแผ่นยางผ่านจุดตัวอย่าง
โดยพยายามให้อย่างน้อยความโค้งทั้งหมดเข้าหาจุดตัวอย่างเหล่านั้นมาเป็นพื้นผิว
วิธี Spline เป็นการนำสมการทางคณิตศาสตร์มาใช้ในการคำนวณ
เหมาะกับพื้นผิวที่มีการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไป
เช่น ความสูง และความลึกของพื้นน้ำ เป็นต้น
มี 2 วิธี คือ REGULARIZED และ TENSION
Regularized spline เป็นเทคนิคที่ทำให้ผลลัพธ์ที่ได้มีความเรียบ
และค่าของข้อมูลมีการเพิ่มขึ้นหรือลดลงแบบค่อยเป็นค่อยไปมากขึ้น
โดยการกำหนดค่าน้ำหนักที่เหมาะสมควรอยู่ระหว่าง 0-0.5
Tension spline เป็นเทคนิคที่มีการควบคุมความแข็งกระด้างของพื้นผิว
ให้เป็นไปตามลักษณะของปรากฏการณ์ โดยผลลัพธ์ที่ได้มีความเรียบน้อย กว่าแบบ Regularize
- ไปที่ Arc
Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Interpolation > Spline จะได้หน้าต่างดังนี้
-Input point features คือ
กำหนดข้อมูลจุดที่ต้องการประมาณค่า
-Z value field คือ
กำหนดฟิลด์ที่ต้องการประมาณค่า
-Output raster คือ
กำหนดชื่อและที่เก็บข้อมูลผลลัพธ์
-Output cell size
(optional) คือ กำหนดขนาดเซลล์ผลลัพธ์
-Spline type (optional) คือ กำหนดรูปแบบ Spline มี 2 รูปแบบคือ REGULARIZED และ
TENSION
กำหนดขอบเขตผลลัพธ์คลิกที่ Environments
- จะได้หน้าต่างแสดงขึ้นมาไปทำการปรับค่าที่
Processing Extent และ
Raster Analysis ดังภาพ เมื่อเสร็จให้คลิก OK > OK
จะได้ผลลัพธ์ตามขอบเขตที่ต้องการของ
Spline
แบบ REGULARIZED
แบบ TENSION
4.วิธีการประมาณค่าในช่วงรูปแบบ Kriging
เป็นวิธีการประมาณค่าช่วงขั้นสูง
โดยการใช้กระบวนการทางสถิติและสมการทางคณิตศาสตร์เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ วิธีการนี้จะทำการเลือกสมการทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสมกับจุดตัวอย่างที่เลือกไว้
ภายในรัศมีที่กำหนดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในแต่ละพื้นที่ออกมา
การใช้ Kriging ควรต้องรู้ระยะทางที่สัมพันธ์ทางพื้นที่หรือทิศทางเอนเอียงในข้อมูล
Kriging
แตกต่างจากการประมาณค่าช่วงด้วยวิธีอื่น
เช่น IDW หรือ Spline เนื่องจากทั้ง
2 วิธีนี้เป็นการประมาณค่าโดยรอบจุดตัวอย่างโดยตรง หรือใช้สมการทางคณิตศาสตร์
ผลลัพธ์ที่ได้จึงมีความเรียบ แต่วิธี Kriging จะทำการประมาณค่าโดยใช้แบบจำลองทางสถิติ
เช่น ค่าสหสัมพันธ์ (Correlation) ดังนั้น เมื่อใช้ Kriging จะได้ผลลัพธ์ที่มาจากการวิเคราะห์ที่แน่นอนและมีความถูกต้องสูง
- ไปที่ Arc Toolbox
> 3D Analyst Tools > Raster
Interpolation > Kriging จะได้หน้าต่างดังนี้
-Input point features คือ
กำหนดข้อมูลจุดที่ต้องการประมาณค่า
-Z value field คือ
กำหนดฟิลด์ที่ต้องการประมาณค่า
-Output raster คือ
กำหนดชื่อและที่เก็บข้อมูลผลลัพธ์
-Output cell size
(optional) คือ กำหนดขนาดเซลล์ผลลัพธ์
กำหนดขอบเขตผลลัพธ์คลิกที่ Environments
- จะได้หน้าต่างแสดงขึ้นมาไปทำการปรับค่าที่
Processing Extent และ
Raster Analysis ดังภาพ เมื่อเสร็จให้คลิก OK > OK
จะได้ผลลัพธ์ตามขอบเขตที่ต้องการของรูปแบบ Kriging
5.วิธีการประมาณค่าในช่วงรูปแบบ Trend
วิธีนี้จะทำการเลือกสมการทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสม
โดยการระบุลำดับของพีชคณิต (Polynomial) ให้กับจุดตัวอย่างทั้งหมด
-
ไปที่ Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Interpolation > Trend จะได้หน้าต่าง
-Input point features คือ
กำหนดข้อมูลจุดที่ต้องการประมาณค่า
-Z value field คือ
กำหนดฟิลด์ที่ต้องการประมาณค่า
-Output raster คือ กำหนดชื่อและที่เก็บข้อมูลผลลัพธ์
-Output cell size
(optional) คือ กำหนดขนาดเซลล์ผลลัพธ์
-Polynomial order (optional) คือ กำหนดตัวเลขยกกำลังที่จะกำหนดใส่ลงไป
กำหนดขอบเขตผลลัพธ์คลิกที่ Environments
- จะได้หน้าต่างแสดงขึ้นมา ไปทำการปรับค่าที่
Processing Extent และ
Raster Analysis ดังภาพ เมื่อเสร็จให้คลิก OK > OK
จะได้ผลลัพธ์ตามขอบเขตที่ต้องการ
6.การจำลองพื้นผิวด้วยคำสั่ง
(Topo to Raster)
ใช้สำหรับจำลองพื้นผิวโลกที่สามรถกำหนดได้หลากหลายตัวแปรในการสร้าง
DEM เส้นชั้นความสูงเชิงตัวเลข
ในการวิเคราะห์พื้นผิวได้อย่างถูกต้องมากขึ้น
นำเข้าข้อมูลเป็นชุดของข้อมูลที่จะนำมาใช้สร้าง DEM
ประกอบด้วย 6 ตัวแปร
1.Point Elevation ตัวแปรความสูงหรือจุดความสูง
2.Contour เส้นชั้นความสูง
3.Stream เส้นทางน้ำ
4.Sink หลุม บ่อ
5.Lake
ทะเลสาบหรือบ่อน้ำ
6.Boundary
ขอบเขต
จากตัวแปรทั้งหมดในการสร้าง
DEM ไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลครบทั้งหมดก็ได้ แต่หลักๆ ที่ขาดไม่ได้คือ Contour ส่วนข้อมูลอื่นๆ ที่นำมาใช้สร้าง
DEM เพื่อความสมบูรณ์ของข้อมูลมากขึ้น ในการสร้างในที่นี้ จะทำการสร้าง DEM
โดยใช้ข้อมูลทั้งหมด 4 ชั้นข้อมูล
- นำเข้าข้อมูล SPOT,CONTOUR , STREAM , PROVINCE จาก
Kanburi
- ไปคลิกที่ Arc
Toolbox > 3D Analyst Tools > Raster Interpolation > Topo to raster
-Input feature data คือ
ให้เลือกข้อมูลทั้ง 4 ข้อมูล
ที่เรานำมาที่จะสร้าง
SPOT กำหนด Type = Point Elevation และ Field
= Elevation
STREAM กำหนด Type = Stream และ Field = ไม่ต้องกำหนด
CONTOUR
กำหนด Type
= Contour และ Field
= Elevation
PROVINCE
กำหนด Type
= Boundary และ Field = ไม่ต้องกำหนด
-Output raster คือ
กำหนดชื่อและที่เก็บข้อมูลผลลัพธ์
-Output cell size
(optional) คือ กำหนดขนาดเซลล์ผลลัพธ์
เมื่อเสร็จคลิก OK จะได้ผลลัพธ์
7.การสร้างพื้นผิวในรูปแบบ (Triangulated Irregular Network:
TIN)
โครงข่ายสามเหลี่ยมหรือ TIN เป็นโครงสร้างข้อมูลเวกเตอร์ที่เก็บและแสดงแบบจำลองพื้นผิว โดยทั่วไปแล้ว TIN นำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองที่ต้องการความถูกต้องสูงและพื้นที่ศึกษาที่มีขนาดไม่ใหญ่มากนัก
เช่น งานทางวิศวกรรมศาสตร์ ขนาดของ TIN ขึ้นอยู่กับหน่วยความจำที่สามารถเก็บได้
ซึ่งอาจมีขนาดตั้งแต่ 10-15 ล้าน Node
อย่างไรก็ตามไม่ควรขนาดของ TIN ไม่ควรเกินหลักล้าน
เพื่อความเหมาะสมในการเก็บและการแสดงผลข้อมูล
- นำเข้าข้อมูล SPOT,CONTOUR , STREAM , PROVINCE จาก Kanburi
- ไปคลิกที่ Arc Toolbox > 3D Analyst Tools > TIN
Management > Create TIN จะได้
-Output TIN คือ กำหนดชื่อและที่เก็บข้อมูลผลลัพธ์
-Input Feature Class (optional)
คือ ให้เลือกข้อมูลทั้ง 4 ข้อมูล
ที่เรานำมาที่จะสร้างคือ SPOT , STREAM
, CONTOUR , PROVINCE
และทำการกำหนดค่าดังรูป
- จะได้ผลลัพธ์เป็นข้อมูล TIN ที่แสดงความสูงของพื้นที่ ตามขอบเขตจังหวัดกาญจนบุรีที่ใช้เป็นขอบเขตในการสร้างข้อมูล
- ทำการแก้ไขสัญลักษณ์
โดยดับเบิลคลิกบนข้อมูล TIN ที่เราสร้าง ไปที่แท็บ
Symbology > คลิกเครื่องหมายถูกหน้า Edge Types ออก เพื่อไม่ให้แสดงสัญลักษณ์เส้น
> OK
- ผลลัพธ์ที่ได้จะแสดงเฉพาะสัญลักษณ์ระดับความสูงเท่านั้น
VDO 5
เป็นประโยชน์มากๆค่ะ
ตอบลบเยี่ยมครับ
ตอบลบ