S p atial A n alysis
Description: Using GIS to create descriptive models of the world --representations of reality as it exists. Analysis: Using GIS to answer a question or test an hypothesis. Often involves creating a new conceptual output layer, (or table or chart), the values of which are some transformation of the values in the descriptive input layer. --e.g. buffer or slope or aspect layers Prediction: Using GIS capabilities to create a predictive model of a real world process, that is, a model capable of reproducing processes and/or making predictions or projections as to how the world might appear. --e.g. flood models, fire spread models, urban growth models
SOBEC model flood prediction over several days
Recognizing which generic GIS analytic capability (or combination) can be used to solve your problem
Spatial Analysis
A. Basic Analysis 1. What is at......? 2. Where is it.....? 3. How has it changed........? 4. What is the pattern ........ ? 5. What if.......? 6. Which is the best way ……..? B. Spatial Operations 1. Data Retrieval 2. Map Generalization 3. Map Abstraction 4. Map Sheet Manipulation 5. Buffer Generation 6. Polygon Overlay And Dissolve 7. Measurement 8. Grid Cell Analysis 9. Digital Terrain Analysis 10. Output Techniques C. Attribute Operations 1. Create Database 2. Drop Database 3. Create Table 4. Drop Table 5. Insert Table 6. Retrieve 7. Update, Edit 8. Pack 9. Create Index
1. What is at …. ? (Condition) 2. Where is it … ? (Location) 3. What has changed … ? (trend) 4. What is the pattern … ? 5. What if … ? (modeling) 6. Which is the best way … ? (routing) 7. Is there a general spatial pattern, and what are the anomalies?
Timur 10
11
x
Selatan
3
z
4
5
12
Y
Tanya : Apa/Siapa yang berada pada lokasi P (5o Selatan, 11o Timur) Jawab : Y
Tanya : Dimana objek X ? Jawab : 3o Selatan, 12o Timur
Timur 10
11
x
3
Selatan
12
z
4
Y
5
Pengukuran : • Panjang (jarak) = ((y2-y1)2 + (x2 – x1)2)½ • Lebar • Luas • Volume • Kemiringan • Arah
Digital Elevation Model (DEM)
B
A
A
B
C
C
D
1. Bagaimana perubahan objek A, B, dan C dari tahun 1980 sampai 2000 A : Ukuran bertambah besar B : Ukuran mengecil dan berpindah C : Berubah bentuk
2. Perubahan apakah yang terjadi sejak tahun 1980 ? Perubahan ukuran pada A dan B Perubahan lokasi B Perubahan bentuk C Penambahan D
X
Z
Z
Y X
Y Y
Z Z
X
Tanya : Apakah terdapat pola pada objek X ? Jawab : Ya, membentuk garis dari arah Barat laut ke Tenggara Tanya : Apakah ada hubungan antara X dan Y ? Jawab : Ya, Y selalu dekat X Tanya : Apakah ada pola spasial lain ? Jawab : Ya, objek Z selalu dekat dengan batas daerah dan ukurannya makin besar ke arah Timur Laut
Kec. A
Kec. B
Operasi pada Overlay 1. Penyesuaian Koordinat (Georeferencing) 2. Proses Interseksi Geometrik • raster • vector 3. Kombinasi Data Attribut
Chrisman, 1997. Exploring Geographic Information Systems. New York: Wiley
Kecamatan Kec. A
Kec. B
Kec. A Subur Terjal Tdk. Ada Gerakan Massa
3
Kec. A Tidak Subur Terjal Tdk. Ada Gerakan Massa
4
Tanah Kec. A Subur Datar Tdk. Ada Gerakan Massa
1
Subur
Kec. A Tidak Subur Terjal Ada Gerakan Massa
7
Tidak Subur
Kec. B Tidak Subur Terjal Ada Gerakan Massa
Kec. B Subur Datar Tdk. Ada Gerakan Massa
2
Lereng
8
Kec. B Subur Datar Ada Gerakan Massa
Kec. B Tidak Subur Datar Ada Gerakan Massa
5
Datar
6
Terjal Harga Tanah :
Bencana Tdk. ada gerakan massa Gerakan massa
1 2 3 4 5 6 7 8
Harga Tanah Mahal
Harga Tanah Murah
Penggunaan Lahan
Sumber Polusi
3
3
2 1 x
1
1
x x
2 3
Zone Polusi
x
2
Sumber Polusi Permukiman Zone 1-2-3 Km
1
x
2 3
Dampak Polusi
Dampak Polusi Berat Dampak Polusi Ringan Tidak Terkena Dampak Polusi Ringan
A
D
B
C
Tanya : Mana Route terbaik dari A ke C ? Jawab : A
D
C
http://www.yell.com/maps/
Explaining variations in analytic functions and data processing functions that can perform automated spatial data
1. Data Retrieval 2. Map Generalization 3. Map Abstractions 4. Map Sheet Manipulation 5. Buffer Generation 6. Polgygon Overlay And Dissolve 7. Grid Cell Analysis - Network Analysis 8. Measurement 9. Digital Terrain Analysis 10. Output Techniques
1. 2. 3. 4. 5.
Browsing (Graphic and Attribute) Windowing Query Generation Window Multiple Map Sheet Spatial Query Boolean Attribute Retrieval and Statistitical Summary
The Database : To better understand data and file concepts, learn the hierarchy and terms in this drawing.
A new conceptualisation for spatial information functions
The new working relationship between spatial databases and GIS
Querying your database
Copyright © 2000, 2001 ESRI. All rights reserved.
Introduction to ArcGIS I (for ArcView 8, ArcEditor 8, and ArcInfo 8)
– Identify, Find, Measure, Map tips, Hyperlink
• Popup attributes for a specific feature
i
3-32
• Locate a specific feature or attribute
France flashes
3-33
• Find linear distances
• Display property of a layer • Map tips – Pointer location displays specific attribute
• Hyperlinks – Document – URL – Macro
– – – – – –
Why do you need a selection Available selection tools Selection methods and layers Spatial selection Attribute selection Calculating summary statistics
Use to select other features
Focused analysis
Create a new layer
Selected features
Edit
Calculate statistics
Convert to graphics Report
Export
• Interactive, attributes, location, graphics
Selected set
• Specify from Selection menu – Layer(s) to select from using interactive selection tool
• Specify from Selection menu Create new selection
Add to the selection
Remove from the selection
Select from selection
• Options from Selection menu – Select features partially or completely within the box or graphic(s)
– Select features completely within the box or graphic(s)
– Select features that the box or graphic are completely within
•
Use an SQL statement to select features
•
Save and reload selection expressions
Field
Operator
Value For current selection: Add to Remove from Select from
• Use features in one layer to select features in another
Cities
Countries
Result
3-43
Cities intersected by selected countries
• Select by Location offers many selection methods – Intersects – Contain – Are contained by
Pollution
Sightings
– Shares a line segment – Shares a point
Counties
River
– Within a distance – Are identical – Others…
Result
Polluted areas completely within selected counties
Result
Animal sightings within a distance of 2 km from rivers
• Draw a graphic to select features • Works with interactive selection methods
•
Select – Features
– Layer – Field
6. 7. 8. 9.
Line Coordinate Thinning Polygon Coordinate Thinning Drop Line Edge Match
Gen eralisatio n
McMaster and Shea (1992)
10. Calculation of Centroid 11. Automatic Contouring 12. Proximal Mapping
13. Reclassification 14. Conversion to Grid 49
15. Scale Change 16. Distortion Removal (linier and Rubber Sheeting) 17. Projection Change 18. Coordinate Rotation/Translation
Aji Saka Dahulu kala, ada sebuah kerajaan bernama Medang Kamulan yang diperintah oleh raja bernama Prabu Dewata Cengkar yang buas dan suka makan manusia. Setiap hari sang raja memakan seorang manusia yang dibawa oleh Patih Jugul Muda. Sebagian kecil dari rakyat yang resah dan ketakutan mengungsi secara diam-diam ke daerah lain. Di dusun Medang Kawit ada seorang pemuda bernama Aji Saka yang sakti, rajin dan baik hati.g Suatu hari, Aji Saka berhasil menolong seorang bapak tua yang sedang dipukuli oleh dua orang penyamun. Bapak tua yang akhirnya diangkat ayah oleh Aji Saka itu ternyata pengungsi dari Medang Kamulan. Mendengar cerita tentang kebuasan Prabu Dewata Cengkar, Aji Saka berniat menolong rakyat Medang Kamulan. Dengan mengenakan serban di kepala Aji Saka berangkat ke Medang Kamulan. Perjalanan menuju Medang Kamulan tidaklah mulus, Aji Saka sempat bertempur selama tujuh hari tujuh malam dengan setan penunggu hutan, karena Aji Saka menolak dijadikan budak oleh setan penunggu selama sepuluh tahun sebelum diperbolehkan melewati hutan itu. Tapi berkat kesaktiannya, Aji Saka berhasil mengelak dari semburan api si setan. Sesaat setelah Aji Saka berdoa, seberkas sinar kuning menyorot dari langit menghantam setan penghuni hutan sekaligus melenyapkannya. Aji Saka tiba di Medang Kamulan yang sepi. Di istana, Prabu Dewata Cengkar sedang murka karena Patih Jugul Muda tidak membawa korban untuk sang Prabu. Dengan berani, Aji Saka menghadap Prabu Dewata Cengkar dan menyerahkan diri untuk disantap oleh sang Prabu dengan imbalan tanah seluas serban yang digunakannya. Saat mereka sedang mengukur tanah sesuai permintaan Aji Saka, serban terus memanjang dan melebar serta bagian tepi serban mendorong dan terus mendorong tubuh Prabu Dewata Cengkar hingga ketepi jurang di laut sehingga jatuh, hilang ditelan ombak si angkara murka. Aji Saka kemudian dinobatkan menjadi raja Medang Kamulan. Ia memboyong ayahnya ke istana. Berkat pemerintahan yang adil dan bijaksana, Aji Saka menghantarkan Kerajaan Medang Kamulan ke jaman keemasan, jaman dimana rakyat hidup tenang, damai, makmur dan sejahtera
19. Point 20. Line 21. Polygon
22. Overlay for Map Composite 23. Map Dissolve 24. Overlay for Area Calculation 53
25. 26. 27. 28.
Point Distance Area Volume
29. 30. 31. 32.
Visibility Sun Intensity Grid Interpolation Cross Sections
33. 34. 35. 36.
Watershed Slope/Aspect Automated Countours 3-D Views
37. 38. 39. 40. 41.
Optimum Corridor Selection Distance Calculation (Access) Search Radius Aggegations Area Calculations Overlay Boolean Map Model Overlay
– but most common raster is composed of squares, called grid cells – grid cells are analogous to pixels in remote sensing images and computer graphics
29. 30. 31. 32.
Maps Listings CRT Display Files
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Create Database Drop Database Create Table Drop Table Insert Retrieve Update, Edit Pack Create Index
