Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.
Die Erweiterung "ArcGIS Spatial Analyst" kann hilfreich bei Analysen sein, jedoch nicht eigenständig Probleme lösen. Um die erhofften Ergebnisse zu erzielen, müssen Sie die richtigen Fragen stellen und die richtigen Informationen liefern.
Modellieren von räumlichen Problemen
Allgemein gesagt ist unter einem Modell eine Abbildung der Realität zu verstehen. Aufgrund der Komplexität der Erde und der stattfindenden Interaktionen werden Modelle mit einer vereinfachten, handlicheren Darstellung der Realität erstellt. Modelle helfen Ihnen, zu verstehen, zu beschreiben und vorherzusagen, wie die Dinge in der realen Welt funktionieren.
Es gibt zwei Haupttypen von Modellen:
- Repräsentationsmodelle – Stellen die Objekte in der Umwelt dar.
- Prozessmodelle – Simulieren Prozesse in der Umwelt.
Repräsentationsmodelle
Repräsentationsmodelle stellen die Objekte in einer Umwelt dar. Beispiele für diese Objekte sind Gebäude, Wasserläufe oder Wälder. Die Repräsentationsmodelle werden in einem GIS mithilfe von Daten-Layern erstellt. In Spatial Analyst handelt es sich bei diesen Daten-Layern um Raster- oder Feature-Daten. Raster-Layer werden von einem regelmäßigen Netz oder Grid dargestellt und jede Position in jedem Layer wird von einer Grid-Zelle repräsentiert, die einen bestimmten Wert hat. Zellen verschiedener Layer ergeben übereinander gestapelt die Beschreibung vieler Attribute an jeder Position.
Das Repräsentationsmodell versucht, für den Betrachter die räumlichen Beziehungen innerhalb eines Objektes (z. B. der Form eines Gebäudes) und zwischen den anderen Objekten in der Landschaft (z. B. der Verteilung der Gebäude) zu visualisieren. Das GIS-Repräsentationsmodell kann neben der Feststellung der räumlichen Beziehungen auch die Attribute der Objekte anzeigen (z. B. wem ein Gebäude gehört). Repräsentationsmodelle werden häufig als Datenmodellen bezeichnet und als beschreibende Modelle betrachtet.
Prozessmodelle
Prozessmodelle stellen einen Versuch dar, die Interaktion der Objekte zu beschreiben, die im Repräsentationsmodell gezeigt werden. Die Beziehungen werden mithilfe von ArcGIS Spatial Analyst sichtbar gemacht. Es gibt viele Typen von Interaktionen, und Spatial Analyst stellt eine Vielzahl von Werkzeugen bereit, um diese zu beschreiben. Die Prozessmodellierung wird oftmals als kartografische Modellierung bezeichnet. Prozessmodelle können zur Beschreibung von Prozessen verwendet werden. Sie dienen aber auch häufig zur Vorhersage eines Geschehens.
Jedes Spatial Analyst-Werkzeug kann als Prozessmodell angesehen werden. Einige sind einfach, andere wiederum sehr komplex. Durch das Hinzufügen von Logik und das Kombinieren von mehreren Prozessmodellen mit Map Algebra oder ModelBuilder kann eine höhere Komplexität erreicht werden.
Eine der grundlegendsten Operationen in Spatial Analyst ist das Zusammenfügen zweier Raster:
Die Komplexität kann durch Logik gesteigert werden. Beispiel: Wenn ein Standort sandigen Boden aufweist und außerdem trocken ist, erfüllt der Standort die Kriterien (True [T]) und eignet sich deshalb für einen bestimmten Zweck:
Zusätzliche Komplexität wird durch spezialisierte Werkzeuge erreicht, deren Algorithmen analytische Ergebnisse generieren, die schwierig in Eigenarbeit zu berechnen sind. Beispiele hierfür sind Werkzeuge, die nicht euklidische Entfernungen oder die hydrologische Streuung von Verseuchungsstoffen im Grundwasser berechnen.
Und noch mehr Komplexität kann erreicht werden, indem mehrere Werkzeuge und Logik kombiniert werden:
Ein Prozessmodell sollte so einfach wie möglich sein, um die gewünschte Realität zu erfassen, die Sie zur Lösung Ihrer Probleme benötigen. Manchmal benötigen Sie dazu nur eine einzige Operation oder ein einziges Werkzeug, aber für kompliziertere Modelle benötigen Sie Hunderte von Operationen und Werkzeugen.
Arten von Prozessmodellen
Um bestimmte Probleme darzustellen und zu lösen, gibt es viele Arten von Prozessmodellen, darunter:
- Erstellung eines Eignungsmodells – Welches ist der optimale Standort, z. B. für eine neue Schule, eine Mülldeponie oder einen öffentlichen Park?
- Entfernungsmodellierung – Welche sind die nächstgelegenen geschützten Lebensräume für eine gefährdete Spezies?
- Hydrologische Modelle – In welche Richtung fließt das Wasser von der Oberfläche ab?
- Oberflächenmodelle – Wie hoch ist der Verschmutzungsgrad verschiedener Standorte in einem bestimmten Umfeld?
Nächste Schritte
Sobald Sie den zu verwendenden Modelltyp (Repräsentation oder Prozess) bestimmt haben, können Sie mit der Konstruktion des Modells beginnen. Weitere Informationen finden Sie unter folgenden Themen, in denen die Konstruktion eines Konzeptmodells genauer beschrieben wird: