Vzorčenje rastrskih podatkov z uporabo točk ali poligonov (QGIS3)

Veliko znanstvenih in okoljskih podatkovnih nizov je na voljo v obliki rastrov z mrežo. Podatki o nadmorski višini (DEM) se prav tako razširjajo kot rastrske datoteke. V teh rastrskih datotekah je parameter, ki je predstavljen, kodiran kot vrednosti pikslov v rastru. Pogosto je treba izluščiti vrednosti pikslov na določenih lokacijah ali jih združiti na določenem območju. Ta funkcionalnost je na voljo v QGIS prek algoritmov za obdelavo. Sample raster values za točkovne sloje in Zonal Statistics za poligonske sloje.

Pregled naloge

Ob rastrski mreži najvišjih dnevnih temperatur v celinskih ZDA moramo izluščiti temperaturo v točkovnem sloju vseh mestnih območij in izračunati povprečno temperaturo za poligonski sloj vsakega okrožja v ZDA.

Česa se bomo še naučili

  • Izberite in odstranite več slojev iz kazala vsebine QGIS.

Pridobivanje podatkov

NOAA’s Climate Prediction Center zagotavlja podatke GIS <http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/GIS/GIS_DATA/>`_, povezane s temperaturo in padavinami v ZDA. Prenesite latest grid file for maximum temperatures. Datoteka se bo imenovala us.tmax_nohads_ll_{YYYYMMDD}_float.tif

Uporabili bomo datoteko CSV iz 2018 US Gazetteer, ki predstavlja mestna območja v ZDA. Prenesite datoteko Urban Areas Gazetteer File.

US Census Bureau zagotavlja TIGER/Line Shapefiles. Obiščete lahko spletno mesto FTP in prenesete datoteko shapefile popisnih enot za Kalifornijo. Prenesite datoteko Census Tracts for California.

Kopijo podatkovnih nizov lahko neposredno prenesete s spodnjih povezav:

us.tmax_nohads_ll_20190501_float.tif

2018_Gaz_ua_national.zip

tl_2018_us_county.zip

Viri podatkov: [NOAACPC], [USGAZETTEER] [TIGER]

Postopek

  1. Razpakirajte in izločite 2018_Gaz_ua_national.zip in tl_2018_us_county.zip v mapo na vašem računalniku. Odprite QGIS in v brskalniku QGIS poiščite datoteko us.tmax_nohads_ll_20190501_float.tif ter jo povlecite na delovno površino.

../../_images/1153.png

  1. Na plošči Layers boste videli naloženo novo rastrsko plast us.tmax_nohads_ll_20190501_float. Ta rastrski sloj vsebuje najvišjo temperaturo, zabeleženo v vsakem pikslu, v stopinjah Celzija. Nato bomo naložili datoteko s točkami mestnih območij. Ta datoteka je na voljo kot besedilna datoteka v formatu TSV (Tab Separated Values). Kliknite gumb Open Data Source Manager v orodni vrstici Data Source Toolbar.

../../_images/2129.png

  1. Preklopite na zavihek Delimited Text. Kliknite gumb … poleg File name in določite pot do prenesene besedilne datoteke. V razdelku File format izberite Custom delimiters in označite Tab. Izberite INTPTLONG kot X polje in INTPTLAT kot Y polje. Kliknite Add in nato Close.

../../_images/367.png

  1. Na plošči Layers bo naložen nov sloj točk 2018_Gaz_ua_national. Sedaj smo pripravljeni na pridobivanje vrednosti iz rastrskega sloja v teh točkah. Pojdite na Processing ‣ Toolbox.

../../_images/438.png

  1. Poiščite in najdite algoritem Raster analysis ‣ Sample raster values. Z dvoklikom ga zaženite.

../../_images/534.png

  1. Izberite 2018_Gaz_ua_national kot Input Point Layer. Izberite us.tmax_nohads_ll_20190501_float kot Raster Layer to sample. Razširite polje Advanced parameters in vnesite tmax kot Output column prefix. Kliknite Run. Ko se obdelava konča, kliknite Close.

../../_images/633.png

  1. Na plošči Layers se naloži nova plast Sampled Points. Izberite orodje Identify v orodni vrstici Attributes Toolbar in kliknite na katero koli točko. Atributi bodo prikazani na plošči Identify Results. Vsakemu elementu bo dodan nov atribut z imenom tmax_1. To je vrednost piksla rastrskega sloja, izluščenega na lokaciji točke. 1 predstavlja številko pasu rastra. Če je imel rastrski sloj več pasov, boste v izhodnem sloju videli več novih stolpcev.

../../_images/733.png

  1. Prvi del naše analize je končan. Odstranimo nepotrebne plasti. Držite tipko Shift in izberite sloje Samplled Points in 2018_Gaz_ua_national. Z desnim klikom in izbiro Remove ju odstranite iz sistema QGIS. Ko se pojavi poziv za Remove 2 legend entries?, izberite OK.

../../_images/832.png

  1. Zdaj bomo s plastjo grofije vzorčili raster in izračunali povprečno temperaturo za vsako okrožje. V brskalniku QGIS poiščite datoteko tl_2018_us_county.shp in jo povlecite na delovno površino.

../../_images/933.png

  1. Na ploščo Layers bo naložen nov sloj tl_2018_us_county. Pojdite na Processing ‣ Toolbox.

../../_images/1039.png

  1. Poiščite algoritem Raster analysis ‣ Zonal statistics in ga zaženite z dvojnim klikom.

../../_images/1154.png

  1. Izberite us.tmax_nohads_ll_20190501_float kot Raster layer in tl_2018_us_county kot Vector layer containing zones. Vnesite tmax_ kot Output column prefix. Kliknite … poleg :guilabel:`Statistics to calculate.

../../_images/1242.png

  1. Izberite samo vrednost Mean in kliknite OK.

../../_images/1340.png

  1. Now, click on the … next to Zonal Statistics and select Save to File option to save the output.

    ../../_images/1436.png

  2. Browse to the folder where you want to save the output. Save the output layer as us_county_tmax.shp. Click Run to start the processing. The algorithm may take a few minutes to complete and you will see the output layer added as soon as the processing finishes. Click Close.

../../_images/1532.png

  1. Right-click the us_county_tmax layer, and select Open Attribute Table.

../../_images/1630.png

  1. You will see a new column called tmax_mean added in the attribute table. This contains the average temperature value extracted over the polygon for each feature. There are some null values because those counties (belonging to Alaska, Hawaii and Puerto Rico) are outside of the raster layer’s extent.

../../_images/1731.png

If you want to give feedback or share your experience with this tutorial, please comment below. (requires GitHub account)