برخی از مطالعات علوم طبیعی نیاز به بررسی متغیرهای آب و هوایی دارند که برای این بررسی ها می توان از داده ها و روشهای مختلفی استفاده کرد. اما بحث تهیه نقشه پهنه بندی اقلیمی با روش های میان یابی در ArcGIS Pro موضوعی است که در این آموزش به صورت مفصل به آن می پردازیم.

به طور کلی برای تهیه نقشه های مختلف اقلیمی می توان از چند روش معمول استفاده کرد:

• استفاده از دیتاهای ایستگاه های هواشناسی و بکارگیری روشهای مختلف درون یابی (Interpolation) مثل بارش
• استفاده از دیتاهای رستری جهانی (عمدتاً سایتهای زیرمجموعه ناسا چنین دیتاهایی را ارائه می کنند)
• بکارگیری اطلاعات ایستگاه های هواشناسی و اعمال معادلات همبستگی بین متغیر اقلیمی مورد بررسی و دیگر متغیرهای تاثیر گذار مثل ارتفاع

تهیه نقشه پهنه بندی اقلیمی با روش های میان یابی در ArcGIS Pro

برای تهیه نقشه پهنه بندی اقلیمی با یکی از روشهای درون یابی در نرم افزار آرک جی ای اس پرو ابتدا باید یک نقشه نقطه ای که مقادیر یک متغیر اقلیمی را نشان می دهد در اختیار داشته باشیم. این نقشه می تواند به صورت یک شیپ فایل یا یک feature class از یک ژئودیتابیس باشد.

اگر این نقشه را در اختیار ندارید، اما فایل اکسلی که دارای سه ستون مختصات و مقدار عددی متغیر اقلیمی باشد را هم داشته باشید می توانید این فایل را به یک نقشه نقطه ای تبدیل کنید (بزن اینجا آموزشش رو ببین)

از لینک موجود در صفحه فایل تمرینات را دانلود کنید برای اجرای روش درون یابی در ArcGISPro

در این فایل لیست 50 ایستگاه هواشناسی شمال کشور قرار گرفته است که میانگین دمای ماه ژانویه به صورت نمونه در یک فیلد عددی دیده میشود.

اگر با ابزار explore بر روی هر ایستگاه یک بار کلیک چپ کنید، مقدار دمای همان نقطه را به شما نشان می دهد. اما نکته ای که باید توجه کنید این است که مابین این ایستگاه ها تعداد بسیار زیادی نقطه وجود دارد که ما مقدار دمای آنها را در اختیار نداریم. اگر بنا باشد برای تک تک نقاط ایستگاه هواشناسی ثبت شود، قاعدتاً هزینه سنگین نیاز دارد و اصلا امکان پذیر نیست.

اما برای رفع این مشکل می توان یا از دیتاهای ماهواره ای استفاده کرد یا اینکه بر اساس روشهای مختلف درون یابی اقدام به پهنه بندی نمود و نقشه نقاط ایستگاه های هواشناسی را به یک نقشه رستری تبدیل نمود و مقدار دمای نقاط مجهول را برآورد کرد.

آموزش اینترپولیشن اقلیمی در ArcGIS Pro

در این بخش برای تهیه نقشه پهنه بندی اقلیمی با روش های میان یابی در ArcGIS Pro بر اساس آمار میانگین دمای 50 ایستگاه هواشناسی می توان از روشهای مختلف درون یابی استفاده کرد. هر یک از این روشهای درون یابی یا interpolation بر اساس یک سری الگوریتمهای ریاضی و آمار فعالیت می کند که باید بر حسب نیاز از آنها استفاده نمود.

آموزش روش میانیابی Kriging در ArcGIS Pro

روشهای میانیابی Spline و IDW جز روش های جبری محسوب می گردند. اما روش میانیابی Kriging  جز روش های زمین آمار است که مبتنی بر مدلهای آماری شامل خودهمبستگی می باشند.

از این روشها نه تنها برای برآورد رویه یک سطح استفاده می شود بلکه به کمک این روشها پارامترهایی مثل قطعیت و دقت نتایج خروجی حاصل از میانیابی را نیز می توان محاسبه نمود.

یک فرمول کلی برای روشهای میانیابی IDW  و Kriging  وجود دارد که هر دو برای تعیین ارزش هر یاخته، به ارزشهای خروجی نقاط نمونه برداری شده انتخابی مجاور، وزنهایی را می دهند تا مقدار ارزش هر یاخته را به این طریق برآورد نمایند.

در روش Kriging  مقدار وزنهایی که به ارزش نقاط نمونه برداری شده ورودی اختصاص داده می شود نه تنها مبتنی بر فاصله بین هر نقطه نمونه برداری شده است بلکه علاوه بر آن به نحوه چیدمان و نظم کلی پراکنش مکانی نقاط نمونه برداری شده و همچنین مقدار ارزشهای آنها بستگی دارد.

برای اجرای عملی این روش، از منوی analysis از بخش workflows گزینه Geostatistical را انتخاب کنید.

در پنجره باز شده از سمت چپ از بخش Geostatistical Methods روش Kriging/Cokriging را انتخاب کنید.

سپس در کادر سمت راست نقشه نقطه ای را در کادر اول (نقشه ایستگاه های هواشناسی باز شده) یعنی در کادر Source Dataset و در کادر دوم یعنی Data field هم فیلد عددی مرتبط با ماه ژانویه را مشخص کنید.

سپس بر روی دکمه Next کلیک کنید.

در چند صفحه بعد با زدن دکمه Next می توانید تنظیماتی مثل انتخاب نوع الگوریتم برای روش درون یابی کریجینگ را مشخص کنید. همچنین تنظیماتی مثل نرمالسازی دیتاها و بررسی میزان کوواریانس و مدلهای مختلف آن و تعیین میزان خطا و انتخاب بهینه ترین روش ، مقادیر پیش بینی، و توزیع نرمال نیز در این ابزار تعریف شده است.

در پایان نیز با زدن دکمه Finish نقشه پهنه بندی اقلیمی با روش های میان یابی در ArcGIS Pro برای شما ترسیم می شود.