Lebih

8.3: Analisis Permukaan- Interpolasi Spasial - Geosains

8.3: Analisis Permukaan- Interpolasi Spasial - Geosains


Tujuan pembelajaran

  • Tujuan dari bagian ini adalah untuk mengenal konsep dan istilah yang terkait dengan permukaan GIS, cara membuatnya, dan bagaimana mereka digunakan untuk menjawab pertanyaan spasial tertentu.

SEBUAH permukaan adalah kumpulan data vektor atau raster yang berisi nilai atribut untuk setiap lokal di seluruh jangkauannya. Dalam arti tertentu, semua kumpulan data raster adalah permukaan, tetapi tidak semua kumpulan data vektor adalah permukaan. Permukaan umumnya digunakan dalam sistem informasi geografis (SIG) untuk memvisualisasikan fenomena seperti ketinggian, suhu, kemiringan, aspek, curah hujan, dan banyak lagi. Dalam GIS, analisis permukaan biasanya dilakukan pada dataset raster atau TIN (Triangular Irregular Network; Gambar 8.9 "Otokorelasi Spasial Positif dan Negatif").

Gambar 8.9 Autokorelasi Spasial Positif dan Negatif

Membuat Permukaan

Kemampuan untuk membuat permukaan adalah alat yang berharga dalam GIS. Penciptaan permukaan raster, bagaimanapun, sering dimulai dengan penciptaan permukaan vektor. Salah satu metode umum untuk membuat permukaan vektor seperti itu dari data titik adalah melalui pembuatan poligon Thiessen (atau Voronoi). Poligon Thiessen adalah area yang dihasilkan secara matematis yang menentukan lingkup pengaruh di sekitar setiap titik dalam kumpulan data relatif terhadap semua titik lainnya (Gambar 8.10 "Permukaan Vektor yang Dibuat Menggunakan Poligon Thiessen"). Secara khusus, batas poligon dihitung sebagai garis bagi tegak lurus dari garis antara setiap pasangan titik tetangga. Poligon Thiessen yang diturunkan kemudian dapat digunakan sebagai permukaan vektor kasar yang memberikan informasi atribut di seluruh area yang diinginkan. Contoh umum poligon Thiessen adalah pembuatan permukaan curah hujan dari serangkaian lokasi titik pengukur hujan. Menggunakan beberapa teknik reklasifikasi dasar, poligon Thiessen ini dapat dengan mudah dikonversi ke representasi raster yang setara.

Gambar 8.10 Permukaan Vektor yang Dibuat Menggunakan Poligon Thiessen

Sementara pembuatan poligon Thiessen menghasilkan lapisan poligon di mana setiap poligon, atau zona raster, mempertahankan satu nilai, interpolasi adalah teknik statistik yang berpotensi kompleks yang memperkirakan nilai semua titik yang tidak diketahui antara titik-titik yang diketahui. Tiga metode dasar yang digunakan untuk membuat permukaan interpolasi adalah spline, pembobotan jarak terbalik (IDW), dan permukaan tren. Metode interpolasi spline memaksa kurva yang dihaluskan melalui himpunan titik input yang diketahui untuk memperkirakan nilai intervensi yang tidak diketahui. Interpolasi IDW memperkirakan nilai lokasi yang tidak diketahui menggunakan jarak ke proksimal, nilai yang diketahui. Bobot yang ditempatkan pada nilai setiap nilai proksimal berbanding terbalik dengan jarak spasialnya dari lokasi target. Oleh karena itu, semakin jauh titik proksimal, semakin sedikit bobot yang dibawanya dalam menentukan nilai titik target. Akhirnya, interpolasi permukaan tren adalah metode yang paling kompleks karena cocok dengan model regresi statistik multivariat ke titik yang diketahui, menetapkan nilai ke setiap lokasi yang tidak diketahui berdasarkan model itu.

Metode interpolasi lain yang sangat kompleks ada seperti kriging. Kriging adalah teknik geostatistik yang kompleks, mirip dengan IDW, yang menggunakan semivariogram untuk menginterpolasi nilai dari lapisan titik masukan dan lebih mirip dengan analisis regresi (Krige 1951). Krige, D. 1951. Pendekatan Statistik untuk Beberapa Penilaian Tambang dan Masalah Sekutu di Witwatersrand. tesis master. Universitas Witwatersrand. Spesifik metodologi kriging tidak akan dibahas di sini karena ini berada di luar cakupan teks ini. Untuk informasi lebih lanjut tentang kriging, lihat teks ulasan seperti Stein (1999). Stein, M. 1999. Interpolasi Statistik Data Spasial: Beberapa Teori untuk Kriging. New York: Springer.

Sebaliknya, data raster juga dapat digunakan untuk membuat permukaan vektor. Misalnya, peta isoline terdiri dari garis kontinu dan tidak tumpang tindih yang menghubungkan titik-titik dengan nilai yang sama. Isoline memiliki moniker spesifik tergantung pada jenis informasi yang mereka modelkan (misalnya, elevasi = garis kontur, suhu = isoterm, tekanan barometrik = isobar, kecepatan angin = isotachs) Gambar 8.11 "Garis Kontur Berasal dari DEM" menunjukkan peta elevasi isoline. Karena nilai elevasi model elevasi digital (DEM) ini berkisar antara 450 hingga 950 kaki, garis kontur ditempatkan pada ketinggian 500, 600, 700, 800, dan 900 kaki di sepanjang gambar. Dalam contoh ini, interval kontur, yang didefinisikan sebagai jarak vertikal antara setiap garis kontur, adalah 100 kaki. Interval kontur ditentukan oleh pengguna selama pembuatan permukaan.

Gambar 8.11 Garis Kontur Berasal dari DEM

Takeaways Kunci

  • Interpolasi spasial digunakan untuk memperkirakan nilai-nilai yang tidak diketahui yang ditemukan di antara titik-titik data yang diketahui.
  • Autokorelasi spasial positif ketika fitur yang dipetakan dikelompokkan dan negatif ketika fitur yang dipetakan didistribusikan secara merata.
  • Poligon Thiessen adalah alat yang berharga untuk mengubah array titik menjadi permukaan poligon.

Latihan

  1. Berikan contoh lima fenomena di dunia nyata yang menunjukkan autokorelasi spasial positif.
  2. Berikan contoh lima fenomena di dunia nyata yang menunjukkan autokorelasi spasial negatif.

Tonton videonya: Interpolation: Kriging using ArcGIS