تعریف بافر در GIS
در سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تحلیل فضایی ، تحلیل بافر عبارت است از تعیین منطقه‌ای در اطراف یک ویژگی جغرافیایی که شامل مکان‌هایی است که در فاصله مشخصی از آن ویژگی، منطقه حائل (یا فقط بافر ) قرار دارند. بافر احتمالاً متداول‌ترین ابزار مورد استفاده در روش‌های تحلیل مجاورت است.
بافر در GIS یک طبقه بندی مجدد بر اساس فاصله است: طبقه بندی براساس فاصله معین.
تاریخچه
عملیات بافر از زمان بسته‌های نرم‌افزاری یکپارچه GIS در اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۸۰، مانند ARC/INFO ، Odyssey و MOSS ، بخش اصلی عملکرد GIS بوده است . اگرچه این یکی از پرکاربردترین عملیات GIS در سال‌های بعد بوده است، اما در کاربردهای مختلف، تحقیقات منتشر شده کمی در مورد خود ابزار، به جز توسعه گاه به گاه یک الگوریتم کارآمدتر، صورت گرفته است.
الگوریتم پایه
نمودار ساخت یک بافر (قرمز) از یک ویژگی چند خطی (آبی) را نشان می دهد.
روش اساسی برای ایجاد یک بافر در اطراف یک ویژگی جغرافیایی ذخیره شده در یک مدل داده برداری ، با شعاع r داده شده به شرح زیر است:
- نقطه منفرد: یک دایره دور نقطه با شعاع r ایجاد کنید.
- Polyline که شامل فهرست مرتبی از نقاط (راس) است که با خطوط مستقیم به هم متصل شده اند. این همچنین برای مرز یک چند ضلعی استفاده می شود.
- دور هر رأس یک بافر دایره ای ایجاد کنید
- با ایجاد یک پاره خط تکراری، یک مستطیل در امتداد هر پاره خط ایجاد کنید، فاصلهr عمود بر هر ضلع را جبران کنید.
- مستطیل ها و دایره ها را در یک چند ضلعی ادغام یا حل کنید.
پیاده سازی نرم افزار عملیات بافر معمولاً از تغییرات این استراتژی برای پردازش کارآمدتر و دقیق تر استفاده می کند.
مسطح در مقابل فاصله ژئودزیکی
پیاده‌سازی‌های سنتی فرض می‌کردند که بافر در فضای مختصات دکارتی مسطح ایجاد می‌شود (یعنی ایجاد شده توسط یک طرح نقشه ) با استفاده از هندسه اقلیدسی ، زیرا ریاضیات و محاسبات مربوط به آن نسبتاً ساده است، که با توجه به قدرت محاسباتی موجود در اواخر دهه ۱۹۷۰ مهم بود. به دلیل اعوجاج های ذاتی ناشی از پیش بینی های نقشه، بافر محاسبه شده به این روش مشابه بافر ترسیم شده روی سطح زمین نخواهد بود. در مقیاس محلی، تفاوت ناچیز است، اما در مقیاس های بزرگتر، خطا می تواند قابل توجه باشد.
برخی از نرم افزارهای فعلی، مانند Esri ArcGIS Pro و turf ، گزینه ای برای محاسبه بافرها با استفاده از فاصله ژئودزیکی ، با استفاده از الگوریتم مشابه، اما با استفاده از مثلثات کروی ، از جمله نشان دادن خطوط بین رئوس به عنوان دایره های بزرگ، ارائه می دهند. سایر پیاده‌سازی‌ها از راه‌حلی استفاده می‌کنند که ابتدا ویژگی را به یک طرح بازتاب می‌دهد که اعوجاج را در آن مکان به حداقل می‌رساند، سپس بافر مسطح را محاسبه می‌کند.
بافرها و انواع داده های GIS
بافر شامل اندازه گیری فاصله به سمت خارج در تمام جهات از یک نقشه است. بافر را می توان در هر سه نوع داده برداری انجام داد: نقطه، خط، پلیگون . بافر حاصل یک فایل چند ضلعی است.
بافر یکنواخت
اغلب بافرها در فاصله یکنواخت اندازه گیری می شوند. برای مثال ایجاد حائل ۵۰ دقیقه ای در اطراف همه رودخانه ها یا بافر ۱۰۰ متری در اطراف نقاط همه شهرها.
بافر متغیر
یک بافر بر اساس فواصل مختلف، بافر متغیر نامیده می شود.
به عنوان مثال، سطح نویز اطراف یک شبکه خیابانی ممکن است بر اساس بار ترافیکی باشد. بنابراین یک بافر متغیر ممکن است برای نشان دادن سطح سر و صدا با استفاده از فاصله بیشتر برای جاده‌های پر ترافیک و فاصله کوتاه‌تر برای جاده‌های ساکت‌تر استفاده شود.
جهت بافر در GIS برای چند ضلعی ها
بافرهای دوطرفه در GIS
برای چند ضلعی هایی که بافر هستند، دو نوع بافر اضافی وجود دارد: دو طرفه (یا دو طرفه) و عقبگرد.
بافرهای دو طرفه چند ضلعی هستند که از مرز به سمت بیرون و همچنین به داخل بافر می شوند.
بافرهای عقبگرد در GIS
بافرهای عقبگرد چند ضلعی هستند که فقط از مرز به داخل بافر می شوند.
نمونه ای از استفاده از پسرفت ها با خطوط خصوصیت دیده می شود. از عقب‌نشینی‌ها می‌توان برای بافر کردن فاصله از خط ملک استفاده کرد تا نشان دهد که یک ساختمان چقدر باید از خط ملک فاصله داشته باشد.
در GIS شما همچنین می توانید یک بافر را حریم گذاری کنید، اگر در ابتدا در اطراف یک شی نقطه ای باشد به آن بافر دونات می گویند.
یک بافر چقدر باید بزرگ باشد؟
فاصله یک بافر باید در اطراف یک ویژگی GIS باشد به نیاز بستگی دارد.
- بافرهای دلخواه – به صورت درهم تنیده
- بافرهای مجاورت – به عنوان واحدهمسایگی
- بافر قابل اندازه گیری – به عنوان مثال مقدار اندازه گیری شده
بافرهای اجباری – مقادیر از پیش تعریف شده
گزینه ها
نرم افزار GIS ممکن است تغییراتی را در الگوریتم اصلی ارائه دهد که ممکن است در کاربردهای مختلف مفید باشد:
- در انتهای بافرهای خطی به طور پیش‌فرض گرد می‌شوند، اما ممکن است مربع یا انتهایی (در راس نهایی کوتاه شده) باشند.
- ترجیح جانبی ممکن است مهم باشد، مانند نیاز به بافر فقط در یک طرف یک خط، یا در یک چند ضلعی، انتخاب تنها بافر بیرونی یا بافر داخلی (گاهی اوقات به آن بازگشت نامیده می شود ) .
- عرض متغیر، که در آن ویژگی‌های یک لایه ممکن است با استفاده از شعاع‌های مختلف که معمولاً توسط یک ویژگی داده می‌شود، بافر شوند.
- بافرهای رایج، که در آن بافرهای هر ویژگی در یک لایه در یک چند ضلعی حل می شوند. این بیشتر زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که فرد نگران این نیست که کدام ویژگی نزدیک هر نقطه در فضا است، فقط اینکه یک نقطه در نزدیکی یک ویژگی (ناشناس) است.
بدون دیدگاه