نمای کلی کار

در این آموزش، میزان بارندگی را که توسط ایستگاه‌های شبکه جهانی اقلیم‌شناسی تاریخی (GHCN) اندازه‌گیری می‌شود، می‌گیریم و میانگین بارندگی را در هر حوضه هیدرولوژیکی در ایالت فلوریدا محاسبه می‌کنیم.

 خواهید گرفت

• نحوه حذف داده ها با مقادیر Null
• نحوه اصلاح هندسه های نامعتبر در یک لایه
• چگونه تاریخچه پردازش خود را بررسی کنید و ابزاری را با همان پارامترها دوباره اجرا کنید.
• چگونه چند ضلعی ها را حل کنیم و آمار را خلاصه کنیم.
• نحوه استفاده از تنها ویژگی های انتخاب شده در الگوریتم های پردازش

دریافت داده ها

ما از لایه‌های داده‌های NOAA Climate ، HydroSHEDS و US Census Bureau Cartographic Boundary استفاده خواهیم کرد .

1. QGIS را باز کنید و روی Open Data Source Manager کلیک کنید .

2. در کادر محاوره‌ای Data Source Manager ، به متن محدود شده بروید . روی نام فایل… کلیک کنید و سپس فایل را مرور کرده و انتخاب کنید .florida_2020_07_prcp.csv

3. اکنون، در زیر هندسه تعریف، مختصات نقطه را انتخاب کنید ، فیلد X و فیلد Y باید به ترتیب طول و عرض جغرافیایی باشند . Geometry CRS را به عنوان EPSG 4326 – WGS 84 انتخاب کنید . روی افزودن کلیک کنید .

4. اکنون یک لایه نقطه جدید اضافه می شود، روی نماد Open Attribute Table کلیک کنید .

5. در جدول ویژگی، فیلد PRCP نشان‌دهنده میزان بارندگی در ایستگاه در طول جولای ۲۰۲۰ است. همچنین این داده‌ها بر حسب اینچ ثبت می‌شوند . توجه داشته باشید مقادیر کمی وجود دارد Nullکه می تواند در حین محاسبه مشکل ایجاد کند. ستون PRCP را مرتب کنید، و خواهید دید که تنها بخش کوچکی از مجموعه داده Null است. اکنون ایستگاه های با مقادیر Null را حذف می کنیم.

6. Processing Toolbox را با رفتن به Processing ‣ Toolbox باز کنید و گزینه Vector انتخاب ‣ Extract by ویژگی الگوریتم را جستجو کرده و مکان یابی کنید.

7. در کادر محاوره ای Extract by Attribute ، لایه ورودی را به عنوان انتخاب کنید florida_2020_07_prcp، سپس PRCPدر ویژگی Selection و سپس در Operator را انتخاب کنید . روی گزینه بعدی Extracted (ویژگی) کلیک کنید ، Save to File را انتخاب کنید ، نام لایه را به عنوان وارد کنید و روی Run کلیک کنید .is not null…precipitation_filtered.gpkg

8. حالا یک لایه جدید به بوم اضافه می شود، لایه قدیمی را خاموش کنید و می توانید ببینید که ایستگاه های با مقادیر Null حذف شده اند.

9. حال این چند ضلعی ها را از این لایه تولید می کنیم. جعبه ابزار پردازش را با رفتن به Processing ‣ Toolbox باز کنید و الگوریتم Vector Geometry ‣ Voronoi Polygon را جستجو کرده و مکان یابی کنید .

10. precipitation_filteredبه عنوان لایه ورودی انتخاب کنید . از آنجایی که ما داده ای برای هیچ ایستگاه باران سنج خارج از مرز حوضه نداریم، می توانیم مقداری ناحیه بافر اضافه کنیم. ۱۵به عنوان منطقه بافر (% وسعت) وارد کنید . روی چند ضلعی های… Voronoi کلیک کنید و Save to File را انتخاب کنید ، سپس نام را به عنوان وارد کنید . روی Run کلیک کنید .thiessen_polygons.gpkg

11. یک لایه جدید thiessen_polygonsبه بوم اضافه می شود. بیایید این لایه را روی مرز حالت کلیپ کنیم. cb_2018_us_state_500k.shpفایل را در مرورگر جستجو کنید و آن را روی بوم بکشید.

12. لایه حالت ها در یک CRS متفاوت از پروژه CRS است . شما یک درخواست با گزینه های مختلف برای تبدیل این CRS به پروژه CRS دریافت خواهید کرد. در کادر محاوره ای Select Transformation ، می توانید تبدیل پیش فرض را انتخاب کرده و روی OK کلیک کنید .

13. اکنون لایه را به مرز ایالت فلوریدا گیره می دهیم . روی نماد Select Feature by area یا Single Click کلیک کنید و روی ایالت فلوریدا کلیک کنید.thiessen polygons

14. Processing Toolbox را با رفتن به Processing ‣ Toolbox باز کنید و الگوریتم Vector overlay ‣ Clip را جستجو و مکان یابی کنید .

15. در کادر محاوره‌ای Clip ، لایه ورودی را به‌عنوان انتخاب کنید thiessen_polygons، در لایه Overlay گزینه Selected features only را علامت بزنید ، سپس روی Clipped کلیک کنید و Save to File را انتخاب کنید ، سپس نام را به عنوان وارد کنید . روی Run کلیک کنید .cb_2018_us_state_500K layer…thiessen_polygons_clipped.gpkg

16. لایه چند ضلعی تیسن بریده شده thiessen_polygons_clippedبه بوم اضافه می شود. قابلیت دید همه لایه های دیگر را خاموش کنید. از آنجایی که وظیفه ما محاسبه میانگین بارندگی در هر حوضه است، اکنون چند ضلعی های نشان دهنده حوضه ها را بارگذاری می کنیم. hybas_na_lev06_v1c.shpلایه را از مرورگر پیدا کنید و آن را به بوم اضافه کنید.

17. متوجه خواهید شد که هر حوضه توسط این چند ضلعی ها پوشیده شده است و هر چند ضلعی چندین حوض را در بر می گیرد. برای تجسم این نماد پانل استایل لایه باز و Opacity را به تغییر دهید ۷۵%. اکنون هر دو لایه را قطع می کنیم تا چند ضلعی های تیسن را تا مرز هر حوضه برش دهیم.

18. Processing Toolbox را با رفتن به Processing ‣ Toolbox باز کنید و الگوریتم Vector overlay ‣ Intersection را جستجو کرده و مکان آن را پیدا کنید .

19. در کادر محاوره‌ای Intersection ، لایه ورودی به‌عنوان thiessen_polygons_clippedو لایه Overlay را به‌عنوان انتخاب کنید hybas_na_lev06_v1c، سپس بر روی گزینه Intersected… کلیک کنید و Save to File… را انتخاب کنید ، سپس نام را به‌عنوان وارد کنید . روی Run کلیک کنید .thiessen_polygons_basin.gpkg

20. اجرا با یک پیام خطا دارای هندسه نامعتبر است با شکست مواجه خواهد شد. لطفاً هندسه را اصلاح کنید یا تنظیمات پردازش را به گزینه “نادیده گرفتن ویژگی های ورودی نامعتبر” تغییر دهید. . می توانید در آموزش Handling Invalid Geometries (QGIS3) درباره این خطا بیشتر بدانید .

21. برای اصلاح هندسه ها، با رفتن به Processing ‣ Toolbox ، جعبه ابزار پردازش را باز کنید و الگوریتم Vector geometry ‣ Fix geometries را جستجو کرده و مکان یابی کنید .

22. در کادر محاوره ای Fix Geometries لایه Input را به عنوان انتخاب کنید hybas_na_lev06_v1cو بر روی Fixed geometries کلیک کنید …و Save to File را انتخاب کنید ، نام فایل را به عنوان وارد کنید hybas_na_lev06_v1c_fixed.gpkgو روی Run کلیک کنید .

23. اکنون یک لایه جدید به بوم اضافه می شود. اکنون می توانیم تقاطع را دوباره امتحان کنیم. به جای اجرای ابزار از ابتدا و پر کردن تمام پارامترها، می‌توانیم گفتگوی از پیش پر شده را از Processing History بازیابی کنیم و فقط لایه Overlay را تغییر دهیم. روی Processing ‣ History کلیک کنید .

24. از لیست روی الگوریتم native:intersection دوبار کلیک کنید .

25. لایه Overlay را به تغییر دهید hybas_na_lev06_v1c_fixedو روی Run کلیک کنید .

26. اکنون یک لایه جدید بارگذاری می شود و می توانید ببینید که thiessen_polygons_basinبر اساس مرز حوضه بریده شده است.

27. حال، بیایید مقدار میانگین بارندگی را از چند ضلعی های تیسن برای هر حوضه محاسبه کنیم. این کار با استفاده از ابزار Aggregate انجام می شود که به ما امکان می دهد چند ضلعی های جداگانه را در حین محاسبه آمار مربوط به مقادیر ویژگی ها حل کنیم. اکنون جعبه ابزار پردازش را با رفتن به Processing ‣ Toolbox باز کنید و الگوریتم Vector geometry ‣ Aggregate را جستجو و مکان یابی کنید .

28. در کادر محاوره‌ای Aggregate ، لایه ورودی را به‌عنوان انتخاب کنید thiessen_polygons_basin، همه فیلدها را به جز انتخاب کنید PRCPو روی حذف فیلد انتخاب شدهHYBAS_ID کلیک کنید .

29. در Group by عبارت را انتخاب کنید HYBAS_ID. این به این معنی است که ابزار تمام چند ضلعی هایی را که مقدار یکسانی دارند حل می کند HYBAS_ID. در مورد ما، اینها همه این چند ضلعی خواهند بود که در یک حوضه سقوط می کنند. در بخش Aggregates ، می‌توانیم نحوه جمع‌آوری مقادیر مختلف فیلد از همه چند ضلعی‌هایی را که منحل می‌شوند، پیکربندی کنیم. برای PRCP ، روی دکمه عبارت کلیک کنید تا عبارت زیر را وارد کنید. این عبارت کسر مساحتی را برای هر چند ضلعی محاسبه می کند. تابع Aggregate را بر روی تنظیم کنید sum، که تمام کسرهای مساحتی را که منجر به میانگین وزنی مساحت می شود، جمع می کند. برای HYBAS_ID ، تابع Aggregate را به تغییر دهید first_value. از آنجایی که ما همه این چند ضلعی ها را بر اساس HYBAS_ID گروه بندی می کنیم، همه مقادیر یکسان خواهند بود و تابع first_value از مقدار مشخصه اولین چند ضلعی در هر حوضه استفاده می کند. روی …Aggregated کلیک کنید و گزینه Save to File را انتخاب کنید ، نام فایل را به عنوان وارد کنید areal_mean_rainfall.gpkgو روی Run کلیک کنید .

(PRCP * $area) / sum($area)

30. یک لایه جدید به بوم اضافه می شود، اجازه دهید جدول ویژگی را برای کاوش باز کنیم. روی نماد Open Attribute Table کلیک کنید .

31. میدان PRCP حاوی میانگین واقعی بارندگی برای هر حوضه بر حسب اینچ است.