"GIS w badaniach przyrodniczych"

Spis treści

1. Wprowadzenie 10

2. Zastosowanie GIS w badaniach naukowych 22

2.1 Geomorfologia 23

2.2 Meteorologia i klimatologia 24

2.3 Hydrologia 25

2.4 Ekologia 27

2.5 Ochrona środowiska 30

2.6 Geografia krajobrazu 31

3. Dane przestrzenne 32

3.1 Położenie na powierzchni Ziemi 32

3.1.1 Ziemia jako płaszczyzna 32

3.1.2 Ziemia jako kula 32

3.1.3 Ziemia jako elipsoida 33

3.1.4 Układ odniesienia 36

3.1.5 Odwzorowania kartograficzne 38

3.1.6 UTM — podstawowy układ współrzędnych w pracach naukowych 40

3.1.7 Małoskalowe odwzorowania europejskie 43

3.1.8 Polskie układy współrzędnych 45

3.2 Modele danych 47

3.2.1 Modele danych — cyfrowa reprezentacja i struktura danych 47

3.2.2 Wektorowy model danych 49

3.2.3 Rastrowy model danych 52

3.2.4 Wektorowy model sieci 55

3.2.5 Wektorowy model TIN 56

3.3 Pozyskiwanie danych 57

3.3.1 Pomiary 57

3.3.2 Globalny system określania pozycji GPS 59

3.3.3 Cyfrowe dane przestrzenne dla Polski 62

3.3.4 Rejestracja w układzie współrzędnych 73

3.3.5 Digitalizacja ekranowa 78

3.3.6 Niepewność i błędy map cyfrowych 81

4. Podstawowe funkcje analizy wektorowej 86

4.1 Wizualizacja 86

4.2 Selekcja atrybutowa 91

4.3 Operacje w tablicy atrybutowej 92

4.4 Selekcja na podstawie relacji przestrzennych 98

4.5 Pozyskiwanie danych atrybutowych na podstawie relacji przestrzennych 103

4.6 Buforowanie 105

4.7 Nakładanie 107

4.8 Generalizacja 111

5. Podstawowe funkcje analizy rastrowej 114

5.1 Wizualizacja 115

5.2 Funkcje lokalne 121

5.2.1 Reklasyfikacja 121

5.2.2 Crosstabulacja 122

5.2.3 Statystyka 123

5.2.4 Obliczenia za pomocą algebry map 124

5.3 Funkcje sąsiedztwa 127

5.3.1 Statystyka 127

5.3.2 Grupowanie 128

5.4 Funkcje strefowe 129

5.4.1 Statystyka stref 130

5.4.2 Geometria stref 132

5.5 Funkcje globalne 133

5.5.1 Dystans 133

5.6 Interpolacja 135

5.5.2 Alokacja 135

5.7 Konwersja wektor – raster i raster – wektor 139

6. Analiza terenu i modelowanie hydrologiczne 142

6.1 Tworzenie map DEM 144

6.2 Wizualizacja powierzchni terenu 146

6.3 Podstawowe atrybuty topograficzne 147

6.3.1 Nachylenie 149

6.3.2 Kierunek nachylenia lub ekspozycja 150

6.3.3 Krzywizna 151

6.4 Wtórne atrybuty topograficzne 153

6.4.1 Topograficzny indeks wilgotności TWI 153

6.4.2 Indeks siły spływu SPI 154

6.4.3 Współczynnik zdolności transportowania osadu LS 155

6.4.4 Promieniowanie słoneczne dochodzące do powierzchni Ziemi SRAD 157

6.5 Modelowanie hydrologiczne 158

7. Analiza rozmieszczenia elementów krajobrazu 170

7.1 Powierzchnia i proporcja klas na mapie 175

7.2 Liczba klas 176

7.3 Różnorodność krajobrazu 177

7.4 Zróżnicowanie kształtu elementów krajobrazu 180

7.5 Strefy centralne 181

7.6 Izolacja elementów krajobrazu 184

7.7 Granice i kontrast pomiędzy elementami krajobrazu 186

7.8 Fragmentacja krajobrazu 187

7.9 Analiza łączności pomiędzy elementami krajobrazu 190

8. Modelowanie w GIS 192

8.1 Tworzenie modelu GIS 195

8.2 Modelowanie wskaźnikowe 198

8.3 Modelowanie przestrzenne 202

8.4 Modelowanie regresyjne 206

9. Modelowanie geostatystyczne 208

9.1 Eksploracyjna analiza danych 212

9.2 Analiza zmienności przestrzennej 215

9.3 Modelowanie wariogramu 220

9.4 Otoczenia punktów estymowanych 223

9.5 Estymacja za pomocą krigingu 224

9.5.1 Kriging zwyczajny 227

9.5.2 Kriging blokowy 228

9.5.3 Kriging indykatorowy 230

9.5.4 Kokriging 231