Примеры определения характеристик природных объектов по материалам макросъемки ( презентация)

Лекция 11 МЕТОДИКА АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ СРЕДСТВАМИ ГИС

Методика обработки одиночных изображений.

В частности, лист, один из основных органов растений, форму и размеры которого необходимо знать для тех или иных исследований. Его можно отнести к плоским объектам и анализ его размеров можно реализовать средствами ГИС.

Первый этап работы заключается в преобразовании исходного изображения из системы координат цифрового изображения в прямоугольную систему для последующих измерений объектов инструментами MapInfo Professional.

Этот процесс осуществляется по точкам, прямоугольные координаты которых известны. Для решения этой задачи точки оптимально выбирать по углам изображения и при этом на пересечении линий миллиметровки, что позволит определить их координаты (рис. 16), в качестве начальной принимается точка в левом нижнем углу. По этим точкам выполняется привязка изображения согласно инструкции, приведенной в приложении 2.

Точность решения задачи не должна превышать 2 пикселя. Для измерения и фиксирования характеристик листовых пластин создается таблица, в соответствии с инструкцией, приведенной в приложении 2.

Структура таблицы: общее число полей должно соответствовать количеству измеряемых признаков, при этом надо учитывать что мы хотим измерить, если длину, то объект д.б. создан инструментом ПОЛИЛИНИЯ, для измерения площадь и периметр листовой пластины - инструмент ПОЛИГОН.

После векторизации всех объектов, выполняются вычисления. Для этого в главном меню ТАБЛИЦА выбирается Обновить колонку, а в появившемся диалоговом окне – Составить, затем Функции. Для вычисления площади используется функция Area, для периметра – Perimeter, длины и ширины – ObjectLen (единицы измерения – мм).

Сформированные для каждого исследуемого листа таблицы сохраняются в файле типа БД Microsoft Access (*.tab), с помощью опции ФАЙЛ † Сохранить копию, таблице присваивается новое имя и задается тип файла.

Статистический анализ. Статистическая обработка выполняется в Microsoft Excel. Таблицы с измерениями открываются с помощью ФАЙЛ † Открыть (выбираем тип файла – Базы данных Access *.mdb, *.mde) и данные обобщаются в виде таблицы, представленной на рис. 21.

Систематизируются морфометрические характеристики всех измеренных листов и определяются среднее арифметическое и среднее квадратическое отклонение каждого признака, коэффициент вариации.

Среднее арифметическое значение признака (X_i) определяется суммированием всех измеренных значений одного из признаков (х₁, х₂, … x_i …, х_n), например, площадь листов, и делением полученной суммы на число листов (n):

. (9)

Среднее квадратическое отклонение (δ) вычисляется по формуле:

. (10)

Коэффициент вариации (V, %) определяется по выборке данных, соответствующих измерениям листов одного куста:

(11)

При анализе сведений о листах, собранных с нескольких кустов, вычисленные средние признаки для каждого куста вновь усредняются по следующим формулам:

, (12)

, (13)

где X_j – среднее арифметическое значение каждого признака (P1, P2, P3, P4, P5) для каждого куста;

k – количество кустов.

Уровень изменчивости оценивается по шкале, предложенной С.А. Мамаевым: очень низкий при V < 7 %, низкий при V = 8–12 %, средний при V = 13–20 %, высокий при V = 21–40 % и очень высокий при V > 40 %.