Lab 6 การวิเคราะห์พื้นผิว (Surface Analysis)

     เป็นการวิเคราะห์การกระจายของค่าตัวแปรซึ่งเปรียบเสมือนเป็นมิติที่ 3 ของข้อมูลเชิงพื้นที่ โดยข้อมูลที่มีค่าพิกัดตามแนวแกน X และ Y ส่วนแปรที่นำมาวิเคราะห์เป็นค่า Z ที่มีการกระจายตัวครอบคลุมทั้งพื้นที่ การสร้างเส้น Contours จะใช้โปรแกรมในการช่วยสร้างแทนการวาด โดยการเอาข้อมูลมาจาก DEM ที่ได้สร้างมาก่อนแล้วคือ idw2 มาวิเคราะห์พื้นผิวทั้งหมด

เริ่มจากการสร้าง Folders ขึ้นมาตั้งชื่อว่า Surface เพื่อเก็บไฟล์ข้อมูลที่เราสร้างไว้

การสร้างเส้น Contours ในตัวโปรแกรมมีรูปแบบในการสร้าง 2 วิธี 

วิธีที่ 1 เป็นการคลิกแล้วจะสร้างทีละเส้น คลิกทีละครั้ง ได้เส้นContoursทีละเส้น เอาเครื่องมือออกมา โดยเมื่อเปิดข้อมูล Idw2 จาก Folder Inter ที่เคยสร้างไว้ ขึ้นมา จะปรากฏดังภาพ 

จากนั้นทำการเปลี่ยนสีและนำกล่องเครื่องมือ 3D Analyst ออกมา โดยคลิกที่ Customize >> Toolbars >> 3D Analyst

จากนั้นเลือกใช้คำสั่ง Create Contours เมาส์จะมีเส้น Contours ติดมาด้วย ต้องการสร้างเส้น Contour บริเวณไหน คลิกลงไปได้เลย

วิธีนี้จะเสียเวลาเพราะคลิกทีละครั้ง การลบ กดที่ลูกศร คลุมไว้ แล้วกด Delete

วิธีที่ 2 เปิด ArcToolboxจากนั้นไปที่ ToolBox ที่ชื่อว่า 3D Analyst Tools จากนั้นไป raster surface และจะเจอคำสั่งที่ชื่อ contour ดับเบิ้ลคลิกมาได้เลย

ซึ่งวิธีนี้สามารถทำทั่วทั้งพื้นที่ได้ในครั้งเดียว ต้องการให้ทำกี่เมตร กำหนดได้เลย ช่อง Input raster ใช้ข้อมูล idw2

ไปเก็บไฟล์ข้อมูลไว้ที่โฟลเดอร์ที่เราสร้างไว้แต่แรก ตั้งชื่อว่า Contour

ค่าที่ 3 ที่ต้อง set contour interval ค่าความต่างของเส้นContour ต้องการความละเอียดมาก ๆ 10,20,100 ในทีนี้กำหนดห่างเส้นละ 100คลิก ปรับค่าเรียบร้อยแล้ว OK 

ผลลัพธ์จากการการสร้างเส้นชั้นความสูง

ใส่ Label ด้วย แต่ละเส้นความสูงเท่าไหร่ คลิกขวาที่ Contour เลือก property แล้วเลือก Label

ช่อง Label Field เลือก Contourและทำการเปลี่ยน Font เปลี่ยนขนาดและเปลี่ยนสี

จากนั้นทำการเปลี่ยนสีให้กับเส้นContour   โดยไปที่ Symbology เลือก Categories >> Unique Values ช่อง Values Field เลือก Contour   จากนั้นกด Add All Values แล้วกด OK

เส้นจะแสดงด้วยสี ตัวแผนที่เส้นContour มี Labelประกอบ ถ้าต้องการสร้างเส้น Contour ในพื้นที่ที่ศึกษาใช้วิธีนี้ได้เลย กำหนด Interval ว่ามีความกว้างเท่าไหร่ คลิกขวาที่ Contour และเลือก Label Features ค่าตัวเลขก็จะแสดงออกมา

ค่าที่ได้จะดังภาพ

การวิเคราะห์แนวการมองเห็น Line of sight

     เป็นการวิเคราะห์การมองจากจุดจุดหนึ่ง ถ้าสมมุติมองจากจุด ๆ หนึ่งไปยังเป้าหมาย ในการวิเคราะห์เส้นสีเขียวสามารถมองได้จากจุดสังเกต สีแดงไม่สามารถมองเห็นได้จากจุดสังเกต ประโยชน์ในการที่จะสร้างหอคอย หอสื่อสาร หรือกำหนดที่ตั้งกองกำลังทหาร ดูว่าถ้าสร้างจุดนี้สามารถมองเห็นได้ไหมจากจุดสังเกต บริเวณควรมองเห็นพื้นที่โดยรอบ บริเวณนั้นถึงจะเป็นพื้นที่เหมาะสม

 โดยไปเอาคำสั่ง Create Line of sight ออกมา

จากนั้น คลิกจุดที่ต้องการทราบ (ต้นทาง) เเละคลิกจุดสุดท้าย (ปลายทาง) จากนั้นจะปรากฏเส้นตรงขึ้นมา ส่วนที่เป็นสีเเดงหมายถึงไม่สามารถมองเห็นได้ ส่วนที่เป็นสีเขียวหมายถึงสามารถมองเห็นได้ จุดสีน้ำเงิน 

การวิเคราะห์ทิศทางการไหล Steepest path
     
     ในการวิเคราะห์ เป็นการสมมุติ จำลอง เพื่อบอกว่าปล่อยวัตถุมาจากจุดใดหนึ่ง สร้างเป็นเส้นออกมา จุดสิ้นสุดเป็นจุดที่ต่ำสุดที่วัตถุจะกลิ้งตกลงมา ถ้าปล่อยวัตถุจะมีทิศทางการกลิ้งการตกของวัตถุสมมุติหรือสร้างโมเดลขึ้นมา จำลองเพื่อบอกว่าปล่อยวัตถุลงมามันจะกลิ้งลงไปทิศทางไหน เป็นเส้นทางการกลิ้งออกมา

โดยไปเอาคำสั่ง Create Steepest Path ออกมา

จากนั้น คลิกจุดที่ต้องการทราบทิศทางการไหลแล้ว Zoom เข้าไปก็จะเห็นทิศทางการไหล

จากนั้นลบข้อมูลออกไปให้หมดคำสั่งต่อไปแสดงภาพตัดขวาง ใช้ในการสร้าง Profile ประโยชน์เป็นแสดงการศึกษาในพื้นที่โดยไม่ต้องลงไปบนพื้นที่ สร้างมาจากข้อมูลความสูง ประโยชน์การสร้าง Profile วิธีการสร้างแนวเส้นขึ้นมา คลิกตามแนวที่จะสร้าง Profile พื้นที่มีความสูงต่ำเท่าไหร่ อันดับแรกสร้างเส้นประกอบ ไปคลิกที่คำสั่ง Interpolate Line สร้างแนวเส้นขึ้นมาก่อน 

จากนั้นเอามาคลิกที่จุดเริ่มต้นแล้วลากตามที่จะสร้าง Profile  แล้วดับเบิ้ลคลิกที่จุดสุดท้าย

จากนั้นไปกล่องเครื่องมือ Create profile graph เมื่อคลิกออกมา กราฟที่ได้จะแสดงความสูงต่ำของพื้นที่

เปลี่ยนสีเส้นไปที่ Propertiesเลือก Symbol และเปลี่ยนสีได้ตามชอบ

วิเคราะห์ความลาดชัน หาค่า Slope

     ในการวิเคราะห์มี 2 รูปแบบ มีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นและเป็นองศาโดยวิธีการคำนวณแตกต่างกัน 


เริ่มโดยการเอาคำสั่ง Slope ออกมา

จากนั้น Set ค่า Input เป็น idw2ช่อง OutputRaster ไปที่ Folder ที่เราสร้างไว้และตั้งงชื่อ Slope แล้วกด Save Output ให้เป็น กำหนด Degree ก่อน จากนั้นกด OK 

ก็จะได้ค่า Slop เป็นองศา ค่าความลาดชันของพื้นที่ เมื่อดูจากภาพ สีเขียวมีความลาดชันน้อย แดง ๆ ลาดชันมากประมาณ 36 องศา

ผลลัพธ์เป็นค่า PERCENT

ไปที่  ArcToolbox >> 3D Analyst Tools >> Raster Surface >> Slopeช่อง Input raster ให้เลือก idw ช่อง Output ไปที่ Folder ที่เราสร้างไว้และตั้งชื่อ Slope_Per แล้วกด Save ส่วนช่อง Output measurement ให้เลือก PERCENT_RISE  กด OK

ก็จะได้ค่า Slope เป็นเปอร์เซน

วิเคราะห์ทิศทางการหันเหของความลาดชัน Aspect

     เป็นตัวกำหนด คำนวณออกมาเป็นองศา แต่ละองศาพิกเซลนั้นๆมีความลาดชันเท่าไหร่ เริ่มจาก 0-360 องศาตามเข็มนาฬิกา แต่ละสีบ่งบอกทิศ ทิศแต่ทิศเริ่มจาก เป็นช่วง 0-22.25 ค่าAspect พื้นที่ราบเป็น –1 แสงตกกระทบลงมาไม่มีทิศทางการหันเห บ่งบอกทิศทางการรับแสง ใช้ในการสร้างแบบจำลองการเจริญเติบโตของพืชได้ ชันน้อย แสงน้อย เหมาะกับพืชบางชนิด 

เอาคำสั่ง Aspect ขึ้นมา 

ช่อง input raster ใช้ข้อมูล idw2 ช่อง Output raster ไปที่ Folder ที่เราสร้างไว้และตั้งงชื่อ Aspect >> Save จากนั้นกด OK

ผลลัพธ์ Aspect วัดตามเข็มนาฬิกาจาก 0-360 องศา ค่าของทุกเซลล์จะบ่งบอกทิศทางการหันเหของความลาดชัน พื้นที่ราบจะมีค่าเป็น -1 เสมอ

การวิเคราะห์การตกกระทบของแสง (Hillshade) 

     คำนวณได้ว่า Pixel นั้นๆ มีระยะเวลาว่าตกกระทบเท่าไหร่ค่าจะบ่งบอกความมืด และความสว่างนั้นๆ สีที่แสดงเริ่มจากขาวไปดำ ขาวมากแสงเยอะถ้าเข้มดำ ๆ Pixel นั้นจะรับแสงน้อย โดยมุมที่ต้องกำหนดคือมุม Azimuth Pixel นั้น ๆ มีการตกกระทบของแสงเท่าไร บ่งบอกความมืด ความสว่างของ Pixel นั้น ๆ มุม Azimuth วัดจากทิศเหนือจนถึง 360 องศา ในตัวโปรแกรมกำหนดที่มุม 315 องศา มุมตะวันตกเฉียงเหนือ คือค่าอัตโนมัติ แต่สามารถปรับได้ ตามเข็มนาฬิกา Altitude วัดแนวราบขึ้นไป 90 องศา

เอาคำสั่ง Hillshade ออกมา

ช่อง Input raster ให้เลือก idw2 ช่อง Output ไปที่ Folder ที่เราสร้างไว้และตั้งชื่อ Hillshade >> Save ส่วนช่อง Azimuth เเละ Altitude เครื่องตั้งให้เป็นมาตราฐานเเล้วจากนั้นกด OK 

ผลลัพธ์การวิเคราะห์การตกกระทบของแสง  ค่าของแสงที่ตกกระทบจะมีค่าอยู่ระหว่าง 0-255 ซึ่งแทนด้วยระดับสีเทา จากสีดำจนถึงสีขาวตามลำดับ

การวิเคราะห์พื้นที่การมองเห็น (Viewshed) 

     สร้างจุดขึ้นมาโดยการ ดิจิไทต์ 1 จุด โดยการไปที่ Catalog สร้าง ShapeFile ที่ Folder ที่สร้างไว้

สร้าง Shapefile ที่เป็น Point ช่อง Name เปลี่ยนชื่อเป็น Point จากนั้น Edit

ทำการเซตค่าดังภาพ

 แล้วกด OK >> OK จากนั้นไป Start Edit 

แล้วเลือก Point >> OK

แล้วทำการดิจิไตร์จุดขึ้นมา 1 จุด

จากนั้นไปที่ ArcToolbox >> 3D Analyst Tools >> Raster Surface >> Viewshed

ช่อง Input raster ให้เลือก idw2 ช่อง Input point ให้เลือก Point ที่ได้สร้างขึ้นมา ช่อง Output ไปที่ Folder ที่เราสร้างไว้และตั้งชื่อ Viewshed กด Save จากนั้น กด OK

ผลลัพธ์การวิเคราะห์พื้นที่การมองเห็น  สีชมพู เป็นพืนที่ที่ไม่สามารถมองเห็น ส่วนสีเขียวเป็นพื้นที่ที่สามารถมองเห็นได้

การประมาณปริมาตรในการขุดและถมที่ Cut and Fill

     มีข้อมูล 2 ข้อมูล เพื่อมาเปรียบเทียบกัน คำนวณปริมาตรมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร อยากรู้กระแสน้ำพัดพาดินออกไปมากน้อยแค่ไหน หรือดินที่อื่นมาทับถมเท่าไหร่ เอาเวลามา 2 ช่วงเวลา ก่อนน้ำท่วมหรือหลังน้ำท่วม สิ่งที่หายไป Net loss  ที่ถูกเพิ่มเข้ามา Net gain

เอาคำสั่ง Cut Fill ออกมา ไปที่ Folder Prachinburi >> Cut Field เปิดข้อมูล DEM_BEFORE.tif เเละ DEM_AFTER.tif

ไปที่  ArcToolbox >> 3D Analyst Tools >> Raster Surface >> Cut Fill

ช่อง Input Before ให่ใส่ข้อมูลก่อนหน้า ช่อง Input After ให้ใส่ข้อมูลที่เปลี่ยนเเปลงไป ช่อง Output     ไปที่ Folder ที่เราสร้างไว้และตั้งชื่อ กด Save  จากนั้น กด OK

ผลลัพธ์การประมาณปริมาตรในการขุดและถมที่ บริเวณที่เป็นสีแดง เป็นบริเวณที่สูญเสียไป หรือถูกขุดออกไป  สีเทา เป็นบริเวณที่ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง  สีน้ำเงิน  เป็นบริเวณที่เพิ่มขึ้นมา หรือเกิดการถับถม