PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
Metody podziału klasowego konspekt ćwiczeń.
1. W ćwiczeniu polami podstawowymi dla kartogramu będą powiaty województwa
podkarpackiego. Wszystkie potrzebne dane do ćwiczenia znajdują się w katalogu pod
adresem http://pokazywarka.pl/9di1p2-2/. SÄ… to:
- Dane_zestawy.xls skoroszyt programu Excel z numerami zestawów danych.
- Obliczenia.xls skoroszyt, w którym obliczane będą prowadzone obliczenia.
- Powiaty.rar spakowany plik SHP z warstwą wektorową powiatów województwa
podkarpackiego.
- ASSETS_09p00_02.pdf plik z tabelą z danymi dla powiatów województwa
podkarpackiego
- Metody_podziału_klasowego-konspekt.pdf
2. Wykonywanie kartogramów odbywać się będzie w programie Quantum GIS 1.4.
Obliczenia związane z wyznaczaniem granic poszczególnych przedziałów klasowych
wykonywane będą w programie Excel.
3. Dane obrazowane za pomocą metody kartogramu pochodzą z Urzędu Statystycznego
w Rzeszowie, z podstrony Statystyka województwa podkarpackiego - podstawowe dane dla
powiatów: http://www.stat.gov.pl/rzesz/40_PLK_HTML.htm
4. Schematy kolorów dla klas przepisujemy ze schematów wygenerowanych na stronie
http://colorbrewer2.org/ . Wybieramy ilość klas, metodę sequential i jeden ze schematów typu
single hue, a następnie przepisujemy wartości RGB dla poszczególnych kolorów
wygenerowanych przez stronę. Kolorów tych będziemy używać zarówno w programie
Quantum GIS jak i Excel. W programie Excel kolory, jakie chcemy zastosować dla klas
możemy zdefiniować w menu Narzędzie/Opcje zakładka kolor. Po zaznaczeniu jednego z
kolorów niestandardowych wpisujemy dla niego wartości RGB odczytane wcześniej.
5. Numer zestawu danych, jaki będą Państwo wykorzystywać zostanie nadany wg listy
obecności na ćwiczeniach. Tytuł danych, jaki przydzielony jest do danego numeru należy
odczytać z skoroszytu Dane_zestawy.xls.
6. Wartości statystyk dla powiatów należy przepisać z pliku ASSETS_09p00_02.pdf do
skoroszytu obliczenia.xls i posortować powiaty rosnąco wg wartości statystyk. W ćwiczeniu
dane statystyczne dla powiatów dzielić będziemy na 5 klas (z wyjątkiem jednej metody).
mgr inż. Stanisław Szombara - 1 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
Podczas trwania ćwiczeń będziemy obliczać granice klas tylko metodą równej rozpiętości
klas. Podczas zajęć indywidualnych własnych należy zastosować pozostałe opisane metody.
7. Przykładowe obliczenia przedziałów klasowych, wykorzystanych w tym konspekcie,
zostały wykonane dla powiatów województwa podkarpackiego, dla których podano liczbę
osób w wieku nieprodukcyjnym przypadającą na 100 w wieku produkcyjnym. Dane te
przedstawiono na poniższej rycinie.
7.1. Wyznaczenie granic klas metodą równej rozpiętości
a) We wszystkich metodach opisanych poniżej granice klas należy obliczać z taką samą
dokładnością, z jaką zapisane są dane statystyczne. Jeżeli obliczona granica będzie
równa jednej z wartości cechy statystycznej powiatu to należy przyjąć, że powiat ten
będzie należeć do wyższej klasy. Obliczone wartości zaokrąglamy zgodnie z ogólnymi
zasadami matematycznymi.
mgr inż. Stanisław Szombara - 2 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
b) W tej metodzie wszystkie klasy posiadają równą rozpiętość, czyli ich górne granice G
(a co za tym idzie dolne granice D) są odległe o pewną stałą wartość C. Można ją
wyliczyć ze wzoru
xN - x1
C =
k
gdzie: xN wartość najwyższa w zbiorze, x1 wartość najniższa w zbiorze, k liczba
klas, N ilość pól podstawowych. I tak w rozpatrywanym przykładzie:
xN - x1 63 - 49,6
C = = = 2,7
k 5
c) Kolejne wartości granic obliczymy ze wzoru:
Dj +1 = Dj + C
Gdzie Dj dolna granica j tej klasy, Dj+1 dolna granica klasy o 1 wyższej od j tej.
d) Oczywiście (własności te będą obowiązywały we wszystkich metodach):
Gj = Dj +1
Oraz D1 = x1 i GN = xN
e) Może zaistnieć potrzeba wyrównania wyników w związku z stosowanymi
zaokrągleniami, wtedy należy zmniejszyć rozpiętość największego przedziału
klasowego lub zwiększyć najmniejszego. Dla danych przykładowych.
f) Obliczenia należy przeprowadzić w tabeli w arkuszu obliczenia.xls, która powinna
przyjąć formę zbliżoną do poniższej:
g) Wartości wyrównane klas najlepiej jest wszystkie ręcznie przepisać tak, aby w
komórkach nie znajdowały się formuły tylko wartości. Suma rozpiętości klas musi być
równa sumie rozpiętości całego zbioru wartości.
mgr inż. Stanisław Szombara - 3 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
h) Po obliczeniu i wyrównaniu wartości granic klas zliczamy liczebność wystąpień
powiatów w danej klasie i zapisujemy w kolumnie liczebność.
i) W następnym kroku obliczamy wskaznik TAI (Tabular Accuracy Index) wg wzoru:
k N
j
xij - xj
" "
j =1 i =1
TAI = 1-
N
xi - x
"
i=1
gdzie: x średnia arytmetyczna wszystkich wartości, xj średnia arytmetyczna
wartości w j tej klasie, xij wartość kolejnego cechy w klasie, N liczebność klasy.
j
j) Wskaznik TAI informuje o poprawności wyznaczenia klas kartogramu, przyjmuje
wartości od 0 do 1 i im wskaznik bliższy 1 tym podział na klasy lepszy. Posłuży on
nam do porównania zastosowanych podziałów na klasy.
k) Obliczenia wskaznika TAI dokonujemy, jako kontynuację tabeli z wartościami cechy
statystycznej dla powiatów. Przyjąć powinna formę zbliżoną do poniższej:
mgr inż. Stanisław Szombara - 4 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
7.2. Wyznaczenie granic klas metodą równej liczby obserwacji
a) W tej metodzie wartości, jakie odnoszą się go poszczególnych pól podstawowych
grupowane są w klasy o równej liczbie obserwacji. Gdyby zdarzyło się tak, że ilość
obserwacji nie jest podzielna przez zaplanowana liczbę klas to należy tak wyznaczyć
granice klas, aby zawierały wartości możliwie podobne.
b) Do celów porównania wszystkich podziałów klasowych ze sobą przyjmujemy
(zgodnie z założeniem opisanym w punkcie 7.1a ), że:
G1 = x6 i D2 = x6
c) W rozpatrywanym przykładzie tabela obliczeń dla klas przyjmie następującą formę
d) Liczebność klas i wskaznik TAI obliczamy analogicznie jak w pierwszej metodzie
7.3. Wyznaczenie granic klas metodÄ… ciÄ…gu arytmetycznego
a) Aby obliczyć granice przedziałów klasowych, których wartości rozpiętości zmieniają
się wg postępu arytmetycznego w pierwszym rzędzie obliczamy stałą C
xN - x1
C =
1+ k2 + k3 + K + k + k + k
j-2 j-1
b) Granice poszczególnych klas obliczymy ze wzoru:
Gj = Dj + jC
c) W rozpatrywanym przykładzie stała C oraz górna granica pierwszych dwóch klas będą
wynosiły:
63 - 49,6
C = = 0,9 oraz G1 = 49,6 + 0,9 = 50,5i G2 = 50,5 + 2 Å" 0,9 = 52,3
1 + 2 + 3 + 4 + 5
mgr inż. Stanisław Szombara - 5 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
d) Cała tabela obliczeń dla klas przyjmie następujące wartości
7.4. Wyznaczenie granic klas metodÄ… ciÄ…gu geometrycznego
a) Aby obliczyć granice przedziałów klasowych, których wartości rozpiętości zmieniają
się wg postępu geometrycznego na początku obliczamy stałą C wg. wzoru:
log xN - log x1
C =
k
b) Granice poszczególnych przedziałów obliczymy ze wzoru:
j
Dj = 10(logG -C )
c) W rozpatrywanym przykładzie stała C oraz dolna granica ostatniej klasy będą
wynosić:
log 63 - log 49,6
D5 =10(log63-0,021) = 60,1
C = = 0,021oraz
5
d) Cała tabela obliczeń dla klas przyjmie następujące wartości;
mgr inż. Stanisław Szombara - 6 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
7.5. Wyznaczenie granic klas metodÄ… ciÄ…gu harmonicznego
a) Aby obliczyć granice przedziałów klasowych, których wartości rozpiętości zmieniają
się wg. postępu harmonicznego, początkowo obliczamy stałą C wg. wzoru:
1 1
-
xN x1
C =
k
b) Granice poszczególnych klas obliczamy ze wzoru
1
Dj =
1
- C
Gj
c) Dla rozpatrywanego przykładu stała C i dolna granica najwyższej klasy będą wynosić:
1 1
-
1
63 49,6
C = = -0,0009 oraz D5 = = 59,8
1
5
- (-0,0009)
63
d) Tabela obliczeń dla klas przyjmie następująca formę
7.6. Metoda średnich zagnieżdżonych.
a) W metodzie tej możliwe jest tylko wyznaczenie 2, 4 lub 8 klas, a to ze względu na
przyjęte założenia.
b) W pierwszym rzędzie obliczamy średnią z wszystkich wartości przedstawianych na
polach podstawowych.
c) W kolejnych krokach obliczamy średnią z wartości mniejszych od obliczonej średniej i
średnią z wartości większych lub równych od obliczonej średniej. Tak obliczone trzy
średnie będą stanowiły granice pomiędzy klasami.
mgr inż. Stanisław Szombara - 7 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
d) W rozpatrywanym przykładzie tabela obliczeń dla klas przyjmie poniższa formę:
7.7. Tabela obliczeń współczynnika TAI przyjmie ostatecznie formę zbliżoną do
poniższej:
8. Po wykonaniu wszystkich obliczeń dla klas należy przepisać wartości rozpiętości klas
do nowej tabeli w nowym arkuszu wykres. Tabela ta posłuży do wykonania wykresu
obrazującego klasy i ich porównanie pomiędzy poszczególnymi metodami wyznaczenia klas.
Wiersz minimum oznacza wartość minimalną dla danych. Tabela dal rozpatrywanych
przykładowych danych przybierze poniższą formę.
mgr inż. Stanisław Szombara - 8 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
9. Podczas ćwiczeń wykonany zostanie tylko wykres obrazujący klasy wyznaczone
metodą równej rozpiętości. Aby wykonać wykres obrazujący podział na klasy należy
wykonać następujące czynności:
a) Zaznaczyć obszar tabeli
b) Wybrać kreator wykresów. W pierwszym kroku wybrać wykres kolumnowy
skumulowany
c) W kroku trzecim, jako tytuł wpisujemy: Metody podziału na klasy w kartogramicznym
przedstawieniu danych statystycznych; jako nazwa osi kategorii X: metody; jako
nazwa osi kategorii Y nazwę cechy statystycznej, jaką badamy. Wyłączany wszystkie
linie siatki. Włączamy etykiety danych wartości. Przechodzimy do następnego kroku i
umieszczamy wykres, jako obiekt w arkuszu.
mgr inż. Stanisław Szombara - 9 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
d) Klikamy na słowo minimum w legendzie i usuwamy ten opis z legendy.
e) W obszarze kreślenia wyrzucamy szary kolor tła i obramowanie.
f) Edytujemy seriÄ™ minimum. Przypisujemy jej brak obramowania i brak desenia.
Zaznaczamy etykiety serii minimum i wyrzucamy je.
g) Edytujemy Oś Y. W zakładce Skala: jako minimum wpisujemy pierwszą liczbę
całkowitą mniejszą od minimalnej cechy dla powiatów, jako maksimum pierwsza
liczbę całkowitą większą od maksymalnej cechy dla powiatów. Wybieramy
odpowiednią jednostką główną i pomocniczą. Przecięcie z osią X ustawiamy w
minimum naszych danych.
h) Formatujemy wykres tak, aby słupki i opisy osi były bardziej czytelne.
mgr inż. Stanisław Szombara - 10 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
i) Formatujemy dowolną serię danych. W zakładce Opcje szerokość przerwy ustalamy
na 10. Dla każdej serii z osobna ustalamy deseń wg przyjętego wcześniej schematu.
j) Edytujemy każdą z wartości na seriach danych i zamiast rozpiętości klas wpisujemy
ilość powiatów, jaka znalazła się w danej klasie. Ostatecznie wykres porównawczy
podziałów na klasy powinien wyglądać zbliżenie do poniższego.
mgr inż. Stanisław Szombara - 11 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
10. Aby wykonać mapkę obrazującą podział na klasy należy wprowadzić dane
statystyczne do tabeli atrybutowej warstwy wektorowej i przypisać klasom odpowiednie
kolory. Otwieramy warstwÄ™ powiaty.shp w programie Quantum GIS. IkonÄ… dodajemy
warstwÄ™ wektorowÄ…. W oknie dialogowym zaznaczamy opcje jak na rycinie.
11. Otwieramy tabele atrybutowÄ… z menu kontekstowego, ikonÄ… rozpoczynamy tryb
edycji, a następnie ikoną dodajemy nową kolumnę, w której będą znajdować się dane
statystyczne dla powiatów. Należy wybrać odpowiedni format zapisu danych oraz szerokość
pola i dokładność miejsc dziesiętnych. Wprowadzamy dane statystyczne dla powiatów z
skoroszytu dane.xls. Zakańczając tryb edycji tą samą ikoną, zapisujemy dane.
12. W Programie Quantum GIS po dwukrotnym kliknięciu na warstwie powiatów
pojawia się okno właściwości warstwy. W pierwszym panelu widoczne są ustawienia dla
Stylu wyświetlania warstwy. Wybieramy typ legendy: symbol stopniowy; za pole klasyfikacji
wybieramy dodane przez nas pole z cechÄ… statystycznÄ…; typ: pusty; wybieramy liczbÄ™ klas i
używamy przycisku klasyfikuj.
13. Po dwukrotnym kliknięciu na każdą z klas pojawia się nam okno dialogowe, w
którym wpisujemy wartości granic klas. Pamiętając aby od obliczonych górnych granic odjąć
połowę rzędu wartości od granicy klasy (przy dokładności danych statystycznych 0,1
odejmujemy 0,05).
14. W polu opcje wypełnienia dla każdej z klas klikamy na prostokąt o barwie klasy i
przechodzimy do okna wyboru barwy i wpisujemy wartości RGB z przyjętego wcześniej
schematu.
mgr inż. Stanisław Szombara - 12 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
15. Aby dokonać prostego bezskalowego zapisania mapy najpierw wyłączamy strzałkę
północy (okno dialogowe po wyborze ikony ), podziałkę ( ) i dopasowujemy okno
mapy do kształtu województwa podkarpackiego oraz za pomocą ikony powiększamy
obraz do całego zasięgu danych. Z menu Plik wybieramy polecenie Zapisz jako obraz.
16. Czynności opisane w punktach 11 do 13 powtarzamy dla każdej klasy.
17. Z ćwiczenia przygotowujemy Raport, w którym oprócz standardowych punktów
powinny znalezć się:
a) Wykres porównawczy podziału na klasy
b) Tabela klas, w której znajdą się dla każdej z klas górna i dolna granica, rozpiętość
klas, ilość wystąpień cechy w klasie, wartości cech.
c) Podpisane wizualizacje przestrzenne dla wszystkich metod podziału na klasy
d) Zwięzły opis przebiegu prac.
e) Teoria dotyczÄ…ca zakresu wykonywanych prac.
f) Wybór najlepszego podziału na klasy wraz z uzasadnieniem. Wybór klasy należy
oprzeć współczynniku TAI oraz osobno wizualnym dopasowaniu obliczonych klas.
Wizualnie dopasowanie klas można ocenić na wykresie, który formą przypomina
zaprezentowany na końcu konspektu.
18. Literatura
- Jacek Pasławski. Jak opracować kartogram. Uniwersytet Warszewski, Wydział
Geografii i Studiów Regionalnych. Warszawa, 2003.
- Menno-Jan Kraak, Ferian Ormeling. Kartografia, wizualizacja danych
przestrzennych. Wyd. nauk. PWN. Warszawa, 1998.
- Krystian Kozioł. Wykłady z Kartografii Komputerowej. Jarosław, 2010.
mgr inż. Stanisław Szombara - 13 / 14 - ver. 1.1
PWSZ w Jarosławiu kierunek: Geodezja i Kartografia
Przedmiot: Kartografia komputerowa
mgr inż. Stanisław Szombara - 14 / 14 - ver. 1.1
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
konspekt zajęć Radosław SkibaLermontow wiersze, poezja konspektyhpz wyklad 2 konspekt6 dp!3 konspekt cukrzyca 09Konspekt IME konspekt4KONSPEKT ZBIORKI O PRAWIE HARCERSKIMKJC I rok studia dzienne konspektyKONSPEKT SKOLIOZYsamoobrona konspekt0 Energetyka a środowisko konspektAkademia pilkarska UEFA Grassroots konspekt szkolenie bramkarzy P WojdygaKonspekt GIS= AnalystKonspek2t regulator przepwięcej podobnych podstron