Как создаются буферные полигоны
При построении буферного полигона от каждой вершины объекта, при помощи стандартного алгоритма вычисляется буферное смещение. Выходной буферный полигон строится из полученных смещений.
Создание смещений вокруг линий
Входной линейный объект
Созданные вокруг входного линейного объекта смещения.
Буфер, построенный по этим смещениям.
Описание буферного расстояния
Параметр буферного расстояния может быть введён как фиксированное значение или как поле, содержащее числовые значения.
Пример 1: Фиксированное расстояние
Ниже показан буферный полигон для класса линейных объектов с использованием расстояния 20, типа окончания FLAT, типа стороны FULL и типа слияния ALL.
Так как буферное расстояние – константа, буферный полигон строится на одинаковом расстоянии от всех объектов.
Пример 2: Расстояние, заданное значением в атрибутивном поле
В этом примере показан буферный полигон для класса линейных объектов с использованием числового поля со значениями 10, 20 и 30 для расстояния, типом окончания FLAT, типом стороны FULL и типом слияния ALL.
Так как буферные расстояния зависят от значений поля, в одной и той же операции могут использоваться разные значения ширины буфера.
Евклидова и геодезическая буферизация
Важным параметром инструмента Буфер (Buffer) является Метод, который определяет, каким именно образом будут построены буферные зоны. Существует два основных метода построения: Евклидовы и геодезические буферные зоны.
- Евклидов буфер измеряет расстояния на двухмерной координатной плоскости, где расстояние между двумя точками на плоскости измеряется по прямой, то есть как евклидово расстояние. Евклидовы буферы наиболее распространены и хорошо подходят для анализа расстояний от объектов в системе координат проекции, если они находятся в пределах сравнительно небольшой территории (например, зоны UTM).
В системе координат проекции существуют области, в которых расстояния, площади и форма объектов искажаются; это является недостатком систем координат проекции. Например, если используется система координат проекции State Plane или UTM, объекты отображаются точнее вблизи точки отсчета проекции (в центре штата или зоны UTM), но по мере удаления от точки отсчета их форма искажается. Аналогично, если используется мировая система координат проекции, часто искажения будут минимальны в одной области, но значительны в другой (для мировой проекции Меркатора искажения минимальны вблизи экватора и значительны вблизи полюсов). Если в наборе данных содержатся объекты, расположенные в областях с низкой и высокой степенью искажения, евклидовы буферы будут более точными в областях с низкой степенью искажения, чем в областях с высокой степенью искажения.
- Геодезические буферы строятся с учетом реальной формы поверхности земли (например, эллипсоидили еще более точную модель – геоид) Расстояния измеряются между двумя точками на сферической поверхности (геоида), что отличается от измерения того же расстояния на плоскости. Создание геодезических буферов предпочтительно в следующих случаях
- ваши входные объекты располагаются далеко друг от друга (в разных зонах UTM, разных регионах мира) либо
- пространственная привязка (проекция карты) входных объектов сильно искажает реальные расстояния, сохраняя при этом другие свойства – в первую очередь площади.
Параметр Метод определяет, какой тип буферных зон будет построен.
- Плоскостные строятся по умолчанию. Эта опцию автоматически определяет подходящий метод в зависимости от системы координат Входных объектов (Input Features).
- Если входные объекты будут в системе координат проекции, то будут строить Эвклидовы буферные зоны.
- Если входные данные буфера заданы в географической системе координат (не в проекции) и вы указали Буферное расстояние (Buffer Distance) в линейных единицах (метрах, футах и т.д., в противоположность угловым единицам, таким как градусы), будет использоваться алгоритм геодезического буфера.
- При выборе этой опции будет получен результат, который получился бы при работе Инструмента Буфер (Buffer Tool) в версиях до ArcGIS 10.3.
- Геодезические буферные зоны создаются на реальной поверхности Земли независимо от системы координат входных объектов. Сохраняющие форму геодезические буферные зоны не считают линии между вершинами геодезическими кривыми. Инструмент вместо этого буферизует объекты в системе координат входного класса объектов, чтобы создать буферные зоны, более точно отображающие форму входных объектов. Если вы переживаете по поводу формы буферных зон и их соответствия форме входных объектов, рекомендуется включить эту опцию, особенно если входные данные хранятся в географической системе координат. В некоторых случаях на построение геодезических буферов тратится больше времени, чем на Планарные (Planar) , однако результат оказывается точнее.
Пример создания геодезического буфера
Цель этого примера – сравнить геодезические и евклидовы буферы в 1000 км для нескольких городов мира. Геодезические буферы были созданы для класса точечных объектов в географической системе координат, а евклидовы буферы – для класса точечных объектов в системе координат проекции (в обоих наборах данных, с проекцией и без проекции, точки представляют одни и те же города).
При работе с набором данных в одной из популярных систем координат проекции всего мира, такой как проекция Меркатора, проекционной искажение может быть минимальным вблизи экватора, но значительным вблизи полюсов. Это означает, что для набора данных на проекции Меркатора измерения расстояний и смещения буферов должны быть достаточно точными вблизи экватора и менее точными на удалении от него.
На рисунке слева показаны местоположения входной точки. Для справки показаны экватор и главный меридиан. Оба рисунка отображаются в проекции Меркатора (карта мира).
На рисунке справа для точек вблизи экватора геодезические и евклидовы буферы совпадают. Для точек вблизи экватора проекция Меркатора вполне способна обеспечить точное измерение расстояния. Однако буферы точек, удаленных от экватора, демонстрируют более значительное искажение расстояний, поскольку евклидовы буферы намного меньше геодезических буферов; это происходит на проекции Меркатора, поскольку области полюсов сильно растянуты (территории вблизи полюсов, такие как Гренландия и Антарктида, имеют огромную площадь в сравнении с территориями вблизи экватора). Все евклидовы буферы длиной в 1000 км имеют одинаковый размер, поскольку процедура построения евклидова буфера предполагает, что расстояния на карте в проекции везде одинаковы (1000 км в Бразилии равны 1000 км в центральной России); это неверно, так как на удалении от экватора расстояния в проекции все больше и больше искажаются. При любом типе анализа расстояния в глобальном масштабе необходимо использовать геодезические буферы, поскольку они обеспечивают точность во всех областях, тогда как евклидовы буферы неточны в областях с высокой степенью искажений.
Поле BUFF_DIST
Значения в поле BUFF_DIST для выходного класса объектов задаются в линейных единицах измерения, соответствующих системе координат входных объектов. Например, если в инструменте указано буферное расстояние 50 метров, но входной набор данных использует систему координат с футами, то в поле BUFF_DIST 50 метров будут конвертироваться в футы. Есть два исключения из этого:
- Если входные объекты заданы в географической системе координат и буферное расстояние указано в линейных единицах, таких как километры или мили, значения в поле BUFF_DIST будут указаны в метрах.
- Если пространственная привязка входных объектов – Неизвестны (Unknown), конвертация не применяется, поэтому значение поля BUFF_DIST также полностью соответствует заданному.
В таблице ниже сведено, что происходит в случае, когда происходит или не происходит конвертация единиц измерения в поле BUFF_DIST.
| Система координат входных объектов | Единицы буферного расстояния | Конвертация единиц |
|---|---|---|
Географическая | Угловые или линейные | Конвертируются в метры |
Спроецированная | Угловые | Конвертируются в единицы системы координат входных данных |
Спроецированная | Линейный | Конвертируются в единицы системы координат входных данных |
Географическая или спроецированная | Неизвестно | Допускаются единицы входной системы координат |
Неизвестно | Угловые или линейные | Без преобразований |
| Система координат входных объектов | Единицы буферного расстояния | Конвертация единиц |
|---|---|---|
Географическая | Угловые или линейные | Конвертируются в метры |
Спроецированная | Угловые | Конвертируются в метры |
Спроецированная | Линейный | Конвертируются в метры |
Географическая или спроецированная | Неизвестно | Предполагаются метры |
Неизвестно | Угловые или линейные | Без преобразований |
