Создание матриц качества средствами ГИС Карта 2011

Матрица качеств – цифровая модель местности, отражающая распределение некоторой непрерывной характеристики, например загрязнение атмосферного воздуха, количество осадков или уровень радиации. Значение этих данных от одной ячейки к другой меняется постепенно, а их совокупность моделирует некоторую поверхность.

Матрица качеств хорошо подходит для компьютерного моделирования результатов агрохимического анализа почв. В этом случае применяется специальный математический аппарат обеспечивающий расчет значения характеристики в каждой ячейке матрице по данным точечных изысканий. Точечные изыскания – это значения агрохимических показателей в результате отбора и химического анализа проб почв. Такие измерения могут быть выполнены при помощи пробоотборников или другими способами. Обработка результатов агрохимического мониторинга может быть произведена средствами почвенного анализа.

При помощи почвенного анализа устанавливается содержание питательных веществ в почве, необходимых растению для здорового роста и развития. Результаты анализа определяют вид и норму вносимых удобрений – один из важнейших факторов, влияющих на успех сельскохозяйственного производства.

Почвенный анализ включает три стадии:

1. Отбор почвенных образцов. Образцы отбираются при помощи пробоотборника , который крепится к кузову или внутри кабины автомобиля.

Пробоотборник:

Глубина отбора – от 60 до 120 см. Важно правильно выбрать метод отбора, обеспечивающий репрезентативность образцов.

Важно правильно выбрать метод отбора, обеспечивающий репрезентативность образцов.

2. Почвенный анализ. Образцы передаются на анализ в высокоэффективную многофункциональную лабораторию. Используются методы, которые позволяют с точностью определить содержание питательных веществ в почве.

3. Рекомендации по внесению удобрений. Конечный результат почвенного анализа – разработка конкретных предписаний по внесению удобрений для каждого поля и каждой культуры.

Почвенно-химический анализ – быстрый, экономичный и надежный способ определения потребности каждого индивидуального поля в извести и удобрениях в предпосевной и вегетативный периоды. Почвенный анализ в совокупности с качественными семенами, эффективной защитой от сорняков и болезней, точным внесением удобрений и благоприятными погодными условиями способствуют значительному повышению урожайности и, соответственно, прибыли.

В почве содержится 17 элементов, которые необходимы для растений. Как правило, только 3 из них бывают в недостатке – азот, фосфор и калий. Сведения о наличии этих удобрений в почве позволяют подобрать наиболее оптимальный состав удобрений.

Кислотность почвы обозначается буквами рН, а степень кислотности определяется цифровым значением. Чем меньше цифровое значение, тем выше кислотность почвы. Кислые почвы отрицательно влияют на рост, поэтому, как правило, их известкуют.

Микроэлементы Zn, Fe, Mn, Cu чаще всего содержатся в достаточном количестве в почве. В случае недостатка в определенных районах проводится анализ почвенных образцов.

Результаты точечных изысканий загружаются в программу, и по ним строится матица качеств, характеризующая пространственное распределение анализируемой характеристики по исследуемой территории.

Исходными данными для построения матрицы качеств являются точечные объекты карты, в семантике которых хранятся значения исследуемой характеристики:

- содержание гидролизуемого азота;

- содержание подвижного фосфора;

- содержание обменного калия;

- степень кислотности;

- содержание гумуса;

- степень насыщенных оснований.

Для вызова диалога построения матрицы качеств нажмите кнопку - Создание матрицы качеств:

Порядок действий при построении матрицы качеств:

- укажите имя создаваемой матрицы;

- укажите моделируемый параметр;

- выберите метод построения поверхности – логарифмическая интерполяция;

- настройте палитру матрицы;

- при необходимости выберите область вывода матрицы;

- нажмите кнопку «Построить».

Результирующим файлом при построении матрицы качеств может быть файл с расширением «.mtq» или файл с расширением «.mtw». Выбор типа файла выполняется при нажатии на кнопку «…», расположенную справа от окна «Имя матрицы».

Для выбора моделируемого параметра следует нажать кнопку «>>», расположенную справа от окна «Моделируемый параметр» и задать требуемую семантическую характеристику в диалоге «Выбор семантик».

Матрица качеств может быть построена по всей карте или на заданный участок местности. Для построения матрицы качеств на всю карту следует включить режим «Весь район» в группе «Область вывода». Для построения матрицы качеств на заданный прямоугольный участок местности нужно нажать кнопку «Выбрать» в группе «Область вывода» и выбрать участок местности на карте двумя нажатиями левой кнопки мыши. Для изменения границ области вывода - нажать кнопку «Изменить» и мышью выполнить изменение. Окончание режима изменения – двойное нажатие левой кнопки мыши. Для построения матрицы на участок местности, ограниченный замкнутым контуром, нужно нажать кнопку «По контуру» в группе «Область вывода» и задать контур нажатиями левой кнопки мыши.

В окне «Метод построения поверхности» задается способ вычисления значений элементов матрицы.

Для метода «Логарифмическая интерполяция» исходной информацией являются точки изыскания – точечные объекты векторной карты. В процессе заполнения матрицы вокруг определяемого элемента строится локальная поверхность, по которой методом логарифмической интерполяции вычисляется значение текущего элемента. Вы можете управлять уровнем интерполяции. Для этого воспользуйтесь возможностями диалога «Настройка параметров» , вызов которого производится при нажатии на кнопку «>>», расположенную справа от элемента «Метод построения поверхности».

Настройка параметров построения матрицы качеств:

Параметрами метода логарифмической интерполяции являются:

- число точек для построения локальной поверхности вокруг определяемого элемента (рекомендуемые значения - от 3 до 10),

- число обновлённых точек для пересчёта поверхности (рекомендуемое значение 3 % от предыдущего параметра, при уменьшении значения данного параметра улучшается качество поверхности),

- максимальная длина в метрах отрезка метрики линейного объекта (не используется).

Настройка палитры создаваемой матрицы качеств может быть выполнена при нажатии на кнопку «>>» в группе «Палитра»:

Палитра матрицы качеств формируется путем задания одного или нескольких цветовых интервалов. Границы цветовых интервалов определяются исходными (скелетными) цветами. Внутренние цвета интервала могут либо повторять начальный цвет интервала, либо равномерно изменяться от начального цвета интервала до конечного.

Для настройки палитры матрицы необходимо в поле Число цветов группы Цветовая шкала задать количество цветов (от 1 до 256). Далее необходимо задать исходные (скелетные) цвета в верхней полоске цветов горизонтальной группы ячеек управления палитрой, расположенной в нижней части диалога. Для выбора цвета необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши в одной из ячеек верней полоски цветов. Исходные цвета задают граничные цвета интервалов результирующей палитры. Исходные цвета переносятся в соответствующие позиции результирующей палитры, остальные цвета результирующей палитры заполняются поинтервально в зависимости от режима «Плавное изменение цвета».

При выключенном режиме «Плавное изменение цвета» внутренние цвета интервала повторяют начальный цвет интервала. При включенном режиме Плавное изменение цвета составляющие интенсивности внутренних цветов интервала равномерно изменяются от начального цвета интервала до конечного.

После настройки палитры путем задания интервалов в ней можно изменить одиночные цвета. Для этого в группе Палитра нужно нажать левую клавишу мыши на изменяемом цвете. Следует помнить, что включение или выключение режима Плавное изменение цвета отменяет выполненные изменения одиночных цветов.

Палитра создаваемой матрицы качеств может быть загружена из файла ранее созданной матрицы при нажатии на кнопку «Из файла» в группе Цветовая шкала.

В окнах Минимум, Максимум группы Цветовая шкала можно задать нижнюю и верхнюю границу отображаемых значений качества. Если оба значения данных полей равны нулю, то нижняя и верхняя границы отображаемых значений устанавливаются автоматически, исходя из фактических значений, занесённых в матрицу. В окне Точность группы Цветовая шкала можно задать требуемое количество знаков после запятой при отображении минимума, максимума, цены деления шкалы, границ диапазонов.

Рекомендуемый порядок при настройке палитры матрицы качеств:

- установите число цветов (рекомендуемое значение 32);

- установите минимум и максимум равными 0;

- установите галочку в элементе «Плавное изменение цвета»;

- задайте начальный цвет палитры, для этого щелкните левой кнопкой мыши в первой ячейке верхнего ряда горизонтальной группы ячеек;

- задайте конечный цвет палитры, для этого щелкните левой кнопкой мыши в той ячейке верхнего ряда горизонтальной группы ячеек, которая соответствует последнему элементу нижнего ряда;

- нажмите на кнопку «Установить».

При выборе цветов необходимо руководствоваться сложившимися правилами картографирования того, или иного показателя. Чаще всего начальным цветом является белый, что характеризует отсутствие показателя (равно 0).

Рекомендации по настройке палитры матрицы качеств: