Izračunavanje površine rastera (QGIS3)

Mnoge aplikacije zahtevaju kvantifikaciju obrazaca korišćenja zemljišta u regionu. Skupovi podataka o korišćenju zemljišta i pokrivenosti zemljišta (LULC) dolaze kao rasterske datoteke gde je svakom pikselu dodeljena vrednost klase. GIS analitičari često moraju da generišu izveštaje na osnovu ovih podataka izračunavanjem površine po klasi u datom regionu. QGIS dolazi sa mnogim ugrađenim alatima za izračunavanje i sumiranje rasterske površine.

Белешка

Istorijski gledano, predloženi pristup za izračunavanje površina za rastere bio je konvertovanje rastera u vektorski sloj i korišćenje tehnika izračunavanja vektorske površine. Ovaj pristup je prilično računski intenzivan i sklon greškama. Preporučeni pristup je korišćenje alata za obradu Izveštaj o jedinstvenim vrednostima rasterskog sloja koji može direktno izračunati površine piksela. Ako imate sloj sa mnogo poligona i potrebne su vam površine za svaki od njih, možete koristiti alat Zonalni histogram da biste dobili broj piksela za svaku klasu, a zatim ga pomnožili sa površinom svakog piksela.

Pregled zadataka

Koristićemo rasterski sloj sa 11 klasa pokrivenosti zemljišta i izračunaćemo površinu svake klase unutar nacionalnog parka. Takođe ćemo naknadno obraditi rezultate kako bismo kreirali tabelu sa nazivima klasa i površinama.

Druge veštine koje ćete naučiti

  • Kako primeniti simbologiju na sloj iz stilske datoteke u .qml formatu.

  • Kako napisati izraze sa više if/else uslova koristeći naredbu CASE.

  • Kako eksportovati QGIS tabelu kao Excel tabelu.

Dobijte podatke

Preuzećemo sledeće skupove podataka

  1. Svetska baza podataka o zaštićenim područjima (WDPA): Preuzećemo shapefile za granicu Nacionalnog parka Kaziranga u Indiji.

  2. ESA WorldCover 2020: Proizvod Evropske svemirske agencije (ESA) WorldCover 10 m 2020 pruža globalnu mapu pokrivenosti zemljišta za 2020. godinu u rezoluciji od 10 m. Preuzećemo pločicu koja pokriva naš region od interesa.

Granica parka

  1. Idite na veb stranicu „Zaštićena planeta <https://www.protectedplanet.net/>“ i kliknite na polje za pretragu. Potražite „Nacionalni park Kaziranga“.

../../_images/data01.png

  1. Granica zaštićenog vektora biće prikazana kao rezultat pretrage. Kliknite na nju da biste videli stranicu za Nacionalni park Kaziranga.

../../_images/data02.png

  1. Ova stranica će sadržati dodatne informacije kao što su ukupna površina, godina kreiranja itd. Kliknite na Preuzmi i kliknite na SHP da biste preuzeli podatke u Shapefile formatu.

../../_images/data03.png

  1. Biće ponuđene dve opcije za preuzimanje. Kliknite na continue pod Noncommercial Use. Sada će biti preuzeta zip datoteka koja sadrži granice nacionalnog parka.

../../_images/data04.png

Podaci o pokrivaču zemljišta

  1. Idite na veb-sajt ESA WorldCover i kliknite na meni PRISTUP PODACIMA.

../../_images/data113.png

  1. Pomerite se nadole do odeljka PREUZIMANJE PODATAKA i kliknite na vezu da biste otvorili WorldCover pregledač

../../_images/data122.png

  1. Potrebno je da kreirate besplatan nalog da biste preuzeli podatke. Kliknite na vezu Registruj se u gornjem desnom uglu. Pratite uputstva da biste kreirali novi nalog.

../../_images/data131.png

  1. Nakon kreiranja naloga, prijavite se koristeći akreditive. Područje koje nas zanima u ovom tutorijalu je Nacionalni park Kaziranga. Uvećajte region severoistočne Indije. Kada dovoljno uvećate, počeće da se pojavljuje okvir za ograničavanje pločica slike pokrivača zemljišta.

../../_images/data141.png

  1. Pretražite i pronađite region pločica „N24E093“.

../../_images/data15.png

  1. Izaberite pločicu i kliknite na DALJE.

../../_images/data16.png

  1. Kliknite na PREUZMI da biste preuzeli zip datoteku koja sadrži informacije o pokrivaču zemljišta u rasterskom formatu. Obavezno izaberite WorldCover verzija 1 podatke za preuzimanje.

../../_images/data17.png

  1. Takođe ćemo preuzeti datoteku simbologije koju je obezbedila ESA. Posetite stranicu ESA WorldCover Data Access., Pomerite se nadole do odeljka Simbologija. Kliknite na QGIS da biste preuzeli datoteku ESAWorldCover_ColorLegend.qml koja se može koristiti za stilizovanje rasterskog sloja odgovarajućim bojama i oznakama klasa.

../../_images/data18.png

Radi lakšeg snalaženja, možete direktno preuzeti kopiju skupova podataka sa donjih linkova:

Izvor podataka [WDPA] [WorldCover]

Procedura

  1. Raspakujte sve preuzete datoteke. U pregledaču pronađite fasciklu koja sadrži datoteku granica WDPA_WDOECM_Apr2022_Publicc_10744_shp-polygons.shp i prevucite je i ispustite na QGIS platno.

../../_images/013.png

  1. Sada pronađite rastersku pločicu worldcover ESA_WorldCover_10m_2020_v100_N24_E093_Map.tif i otpustite je na QGIS platno.

../../_images/023.png

  1. Sada ćete imati učitane i vektorske granice i sloj rasterskog pokrivača zemljišta u panelu Slojevi. Hajde da iseckamo rasterski pokrivač zemljišta na granicu nacionalnog parka. Idite na Obrada ‣ Kutija sa alatkama da biste otvorili kutiju sa alatkama za obradu. Potražite i pronađite algoritam GDAL ‣ Ekstrakcija rastera ‣ Isecanje rastera po maski sloja. Dvaput kliknite da biste ga pokrenuli.

../../_images/033.png

  1. U dijalogu Iseci raster pomoću maskiranog sloja, izaberite sloj ESA_WorldCover_10m_2020_v100_N24_E093_Map kao Ulazni sloj i sloj WDPA_WDOECM_Apr2022_Publicc_10744_shp-polygons kao Maskirani sloj. Unesite -9999 u odeljak Dodeli određenu vrednost nodata izlaznim opsezima.

../../_images/043.png

  1. Sada otvorite odeljak Napredni parametri i izaberite Visoka kompresija u Profil. Sada pod Odsečeno (maska), kliknite na ... i izaberite Sačuvaj u datoteku…. Unesite ime datoteke kao worldcover_clipped.tif. Kliknite na Pokreni.

../../_images/053.png

  1. Sada će sloj „worldcover_clipped“ biti učitan u QGIS platno. Kliknite desnim tasterom miša na sloj „ESA_WorldCover_10m_2020_v100_N24_E093_Map“ i izaberite :guilabel:„Ukloni sloj…“

../../_images/063.png

  1. Oba naša sloja dolaze u geografskom CRS-u EPSG:4326. Ovaj CRS ima jedinice stepeni i nije pogodan za izračunavanje površine. Prvo moramo ponovo projektovati slojeve u projektovani CRS. Za regionalne analize poput ovih, UTM je dobar izbor za projektovani CRS. Ponovo ćemo projektovati slojeve u CRS za lokalnu UTM zonu. Otvorite alatku za obradu i potražite algoritam Vektorski general ‣ Reprojektuj sloj. Dvaput kliknite da biste ga pokrenuli.

../../_images/073.png

  1. U dijalogu Reproject Layer, izaberite sloj WDPA_WDOECM_Apr2022_Publicc_10744_shp-polygons kao Input layer, kliknite na dugme Select CRS ispod Target CRS.

../../_images/083.png

  1. Naše područje interesovanja spada u UTM zonu 46N. Potražite 46 N i izaberite CRS „WGS 84 / UTM zona 46N“.

../../_images/093.png

Белешка

Da biste saznali koja je UTM zona za vaš region, pogledajte veb stranicu „Koja sam UTM zona ja na <https://mangomap.com/robertyoung/maps/69585/what-utm-zone-am-i-in-#>“.

  1. U odeljku Reprojected kliknite na ... i izaberite Sačuvaj u datoteku…. Unesite ime kao nationalpark_reprojected.gpkg. Kliknite na Pokreni.

../../_images/1011.png

  1. Sada će sloj nationalpark_reprojected biti učitan u platnu. Kliknite desnim tasterom miša na sloj WDPA_WDOECM_Apr2022_Publicc_10744_shp-polygons i izaberite Ukloni sloj… da biste ga uklonili. Sada ćemo ponovo projektovati rasterski sloj. U Alatke za obradu, potražite i pronađite GDAL ‣ Rasterske projekcije ‣ Deformacija (ponovna projekcija)

../../_images/1114.png

  1. U dijalogu Warp (Reproject) izaberite worldcover_clipped kao Input layer, izaberite WGS 84 / UTM zone 46N CRS u Target CRS. Otvorite Advanced Parameters i izaberite High Compression u Profile.

../../_images/1212.png

  1. Sada pod Reprojected, kliknite na ... i izaberite Sačuvaj u datoteku…. Unesite ime kao worldcover_reprojected.tif. Kliknite na Pokreni.

../../_images/1310.png

  1. Sada će sloj worldcover_reprojected biti učitan na platno, uklonite sloj worldcover_clipped. Postavimo sloj projekta na UTM zonu. Kliknite na bilo koji sloj i izaberite Sloj CRS ‣ Postavi projekat CRS iz sloja.

../../_images/149.png

  1. Sada će projekat CRS biti ažuriran. Hajde da podesimo simbologiju rasterskog sloja prema nazivima klasa i bojama ESA WorldCover skupa podataka. Kliknite desnim tasterom miša na sloj worldcover_reprojected i kliknite na Properties…

../../_images/159.png

  1. U dijalogu Svojstva sloja, izaberite Simbolologija. Primetićete da su boje sloja vizuelno prikazane u belo-crnom tonu. Da biste to popravili, kliknite na Stil ‣ Učitaj stil…. Pregledajte i izaberite datoteku ESAWorldCover_ColorLegend.qml.

../../_images/168.png

  1. Sada možete videti ažurirane boje simbola i opise klasa. Kliknite na OK.

../../_images/179.png

  1. Proširite sloj worldcover_reprojected u panelu Layers da biste videli legendu sa ispravnim opisima klasa.

../../_images/187.png

  1. Sada izračunajmo površinu za svaku klasu. U alatkama za obradu, potražite i pronađite alatku Izveštaj o jedinstvenim vrednostima rasterskog sloja. Dvaput kliknite da biste je otvorili.

../../_images/196.png

  1. U dijalogu Izveštaj o jedinstvenim vrednostima rasterskog sloja, izaberite Ulazni sloj kao worldcover_reprojected. U okviru Tabele jedinstvenih vrednosti kliknite na ... i izaberite Sačuvaj u datoteku…. Unesite ime kao class_areas.gpkg. Kliknite na Pokreni.

../../_images/206.png

  1. Sada će sloj class_areas biti dodat na panel Layers. Kliknite desnim tasterom miša na sloj i izaberite Open Attribute Table. Kolona m2 sadrži površinu za svaku klasu u kvadratnim metrima.

../../_images/2111.png

  1. Hajde da konvertujemo površinu u kvadratne kilometre. U Alatke za obradu, pretražite i izaberite Vektorska tabela ‣ Kalkulator polja.

../../_images/226.png

  1. U dijalogu Field Calculator, izaberite sloj class_areas u Input Layer. Unesite Field name kao area_sqkm. U Result field type izaberite Float. U prozoru Expression unesite donji izraz. Ovo će konvertovati sqmt u sqkm i zaokružiti rezultat na 2 decimalna mesta. U okviru Calculated kliknite na ... i izaberite Save To File…. Unesite naziv kao class_area_sqkm.gpkg. Kliknite na Run.

round("m2"/ 1e6, 2)
../../_images/235.png

  1. Sada će sloj class_area_sqkm biti učitan u platnu. Otvorite tabelu Atributi i ispitajte novododatu kolonu area_sqkm. Primetićete da kolona Value sadrži brojeve za svaku klasu. Da bismo rezultate lakše interpretirali, dodajmo i opis za svaki broj klase. Opisi klasa su dostupni u ESA Product User Manual.

../../_images/246.png

  1. Otvorite Kalkulator polja i izaberite sloj class_areas_sqkm u Ulazni sloj. Unesite Naziv polja kao landcover, u Tip polja rezultata izaberite String. U prozoru Izraz unesite dolenavedeni izraz. Ovaj izraz koristi izraz CASE da bi dodelio vrednost na osnovu više uslova. U okviru Izračunato kliknite na ... i izaberite Sačuvaj u datoteku…. Unesite naziv kao class_area_with_landcover.gpkg. Kliknite na Pokreni.

CASE
WHEN "value" = 10 THEN 'Tree cover'
WHEN "value" = 20 THEN 'Shrubland'
WHEN "value" = 30 THEN 'Grassland'
WHEN "value" = 40 THEN 'Cropland'
WHEN "value" = 50 THEN 'Built-up'
WHEN "value" = 60 THEN 'Bare / sparse vegetation'
WHEN "value" = 70 THEN 'Snow and Ice'
WHEN "value" = 80 THEN 'Permanent water bodies'
WHEN "value" = 90 THEN 'Herbaceous wetland'
WHEN "value" = 95 THEN 'Mangroves'
WHEN "value" = 100 THEN 'Moss and lichen'
END
../../_images/256.png

  1. Sada će sloj class_area_with_landcover biti učitan u platnu. Otvorite tabelu atributa. Kolona landcover će sadržati naziv landcover-a za svaku vrednost landcover-a.

../../_images/265.png

  1. Eksportujmo ovaj rezultat kao eksel datoteku. Pre izvoza ćemo takođe organizovati tabelu i ukloniti neželjena polja. U Alatke za obradu, potražite i izaberite Vektorska tabela ‣ Refaktorisanje polja.

../../_images/276.png

  1. U dijalogu Refactor Fields, izaberite sloj class_area_with_landcover u Input Layer. Izaberite sve kolone osim area_sqkm i landcover, a zatim kliknite na Delete selected field.

../../_images/286.png

  1. Takođe možete promeniti redosled polja u tabeli pomoću dugmeta Premesti izabrana polja. Kada završite sa izmenama, kliknite na dugme ... pored Refaktorisano i izaberite Sačuvaj u datoteku…. Izaberite XLSX datoteke (*.xlsx) kao format. Unesite ime datoteke kao park_area_by_landcover.xlsx i kliknite na Sačuvaj. U dijalogu Refaktorisana polja kliknite na Pokreni da biste primenili izmene.

../../_images/295.png

  1. Rezultat će biti tabela sa kolonama pokrivenost zemljišta i površina u kvadratnim kilometrima.

../../_images/305.png

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