Анализ буфера

В географических информационных системах (ГИС) и пространственном анализе буферный анализ представляет собой определение зоны вокруг географического объекта , содержащей местоположения, которые находятся в пределах указанного расстояния от этого объекта, буферной зоны (или просто буфера ). ^[1] Буфер, вероятно, является наиболее часто используемым инструментом в методах анализа близости . ^[2]

Буферная операция была основной частью функциональности ГИС с момента появления оригинальных интегрированных программных пакетов ГИС конца 1970-х и начала 1980-х годов, таких как ARC/INFO , Odyssey и MOSS . Хотя это была одна из наиболее широко используемых операций ГИС в последующие годы, в самых разных приложениях, было мало опубликованных исследований самого инструмента, за исключением эпизодической разработки более эффективного алгоритма. ^[3]

Основной метод создания буфера вокруг географического объекта, хранящегося в векторной модели данных, с заданным радиусом r заключается в следующем: ^[4]

• Отдельная точка: создайте окружность вокруг точки с радиусом r .
• Полилиния, которая состоит из упорядоченного списка точек (вершин), соединенных прямыми линиями. Также используется для границы многоугольника.

1. Создайте круговой буфер вокруг каждой вершины.
2. Создайте прямоугольник вдоль каждого отрезка линии, создав дубликат отрезка линии, смещенный на расстояние r перпендикулярно каждой стороне.
3. Объедините или растворите прямоугольники и круги в один многоугольник.

Программные реализации буферной операции обычно используют изменения этой стратегии для более эффективной и точной обработки.

В математике операция GIS Buffer — это сумма (или разность) Минковского геометрии и диска. Другие используемые термины: смещение полигона. ^[5]

Традиционные реализации предполагали, что буфер создается в плоском декартовом координатном пространстве (т. е. создается проекцией карты ) с использованием евклидовой геометрии , поскольку математика и вычисления относительно просты, что было важно, учитывая вычислительную мощность, доступную в конце 1970-х годов. Из-за присущих искажений, вызванных проекциями карты, буфер, вычисленный таким образом, не будет идентичен буферу, нарисованному на поверхности Земли; в локальном масштабе разница незначительна, но в более крупных масштабах ошибка может быть значительной.

Некоторое современное программное обеспечение, такое как Esri ArcGIS Pro , предлагает возможность вычисления буферов с использованием геодезического расстояния , используя аналогичный алгоритм, но вычисляемый с использованием сферической тригонометрии , включая представление линий между вершинами в виде больших окружностей . ^[4] Другие реализации используют обходной путь, сначала перепроецируя объект в проекцию, которая минимизирует искажение в этом месте, а затем вычисляя плоский буфер. ^[6]

Программное обеспечение ГИС может предлагать вариации базового алгоритма, которые могут быть полезны в различных приложениях: ^[1]

• Торцевые заглушки на концах линейных буферов по умолчанию закруглены, но могут быть квадратными или иметь торец (усеченный в конечной вершине).
• Предпочтение стороны может быть важным, например, если буфер нужен только с одной стороны линии или на многоугольнике, выбирая только внешний буфер или внутренний буфер (иногда называемый отступом ) .
• Переменная ширина, при которой объекты в слое могут быть буферизованы с использованием разных радиусов, обычно задаваемых атрибутом.
• Общие буферы, в которых буферы для каждого объекта в слое растворяются в один полигон. Это чаще всего используется, когда не важно, какой объект находится рядом с каждой точкой в ​​пространстве, а важно только, чтобы точка находилась рядом с некоторым (анонимным) объектом.

• Расширение (морфология) (положительный буфер)
• Эрозия (морфология) (отрицательный буфер)

• Функция OGC ST_Buffer ( реализация PostGIS )
• функция буфера в turfjs
• BufferOp в JTS, библиотеке, лежащей в основе многих реализаций ГИС с открытым исходным кодом
• Команда v.buffer в GRASS
• Инструмент «Буфер» (анализ) в Esri ArcGIS Pro

Эта статья, связанная с технологиями, является заглушкой . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

• в
• т
• е