Phân tích
Địa lý
Toán họcCông cụ Hình học - Buffer Đơn giản hóa Cắt Online
Công cụ hình học GIS miễn phí: tạo vùng buffer, đơn giản hóa hình học với Douglas-Peucker, cắt theo hộp giới hạn hoặc đa giác. Xử lý dữ liệu GeoJSON/WKT ngay lập tức.
Tạo vùng buffer xung quanh hình học ở khoảng cách được chỉ định.Công cụ xử lý hình học là gì?
Công cụ xử lý hình học thực hiện các thao tác không gian trên các đối tượng địa lý. Các thao tác này là nền tảng trong phân tích GIS, lập bản đồ và xử lý dữ liệu không gian. Công cụ này cung cấp ba thao tác thiết yếu: buffer, đơn giản hóa và cắt.
Các thao tác này được sử dụng rộng rãi trong quy hoạch đô thị, phân tích môi trường, mạng lưới giao thông và nhiều ứng dụng không gian địa lý khác. Hiểu cách thao tác hình học là rất quan trọng cho phân tích không gian hiệu quả.
Các thao tác chính:
- Buffer: Tạo vùng ảnh hưởng xung quanh đối tượng (vd: 500m xung quanh sông)
- Đơn giản hóa: Giảm độ phức tạp hình học trong khi giữ nguyên hình dạng (thuật toán Douglas-Peucker)
- Cắt: Trích xuất các phần của hình học trong ranh giới hoặc hộp giới hạn
- Trực quan hóa: Xem trước kết quả trên bản đồ tương tác
- Nhiều định dạng: Hỗ trợ đầu vào/đầu ra GeoJSON và WKT
Thao tác Buffer
Buffer tạo vùng có khoảng cách xác định xung quanh một hình học. Đây là một trong những thao tác không gian phổ biến nhất trong phân tích GIS.
Tham số buffer:
- Khoảng cách: Buffer mở rộng bao xa từ hình học gốc
- Đơn vị: Mét, kilômét, dặm hoặc feet
- Số bước: Chất lượng đường cong buffer (8-64 bước, cao hơn = mượt hơn nhưng phức tạp hơn)
Các trường hợp sử dụng buffer phổ biến:
- Phân tích gần gũi: Tìm khu vực trong khoảng cách của một đối tượng (vd: 1km từ tàu điện ngầm)
- Vùng tác động: Xác định khu vực bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm, tiếng ồn hoặc các yếu tố khác
- Vùng dịch vụ: Xác định khu vực phủ sóng cho cơ sở vật chất hoặc dịch vụ
- Quy định lùi: Thực thi yêu cầu khoảng cách tối thiểu trong quy hoạch
Thao tác Đơn giản hóa (Douglas-Peucker)
Đơn giản hóa giảm số lượng đỉnh trong hình học trong khi giữ nguyên hình dạng chung. Thuật toán Douglas-Peucker là tiêu chuẩn công nghiệp cho đơn giản hóa đường và đa giác.
Tham số đơn giản hóa:
- Dung sai: Khoảng cách tối đa một điểm đơn giản hóa có thể lệch khỏi gốc (thấp hơn = chi tiết hơn)
- Chất lượng cao: Sử dụng nhiều tính toán hơn cho kết quả tốt hơn (tùy chọn)
Khi nào sử dụng đơn giản hóa:
- Hiển thị bản đồ: Giảm chi tiết để hiển thị nhanh hơn ở tỷ lệ nhỏ
- Lưu trữ dữ liệu: Giảm kích thước tệp cho bộ dữ liệu lớn
- Hiệu suất Web: Tối ưu hóa hình học cho ứng dụng bản đồ web
- Tổng quát hóa: Tạo mức chi tiết phù hợp cho các mức zoom khác nhau
Lưu ý: Dung sai tính bằng độ cho tọa độ địa lý hoặc theo đơn vị của tọa độ chiếu. Bắt đầu với giá trị nhỏ (0.0001-0.001 cho độ) và tăng khi cần thiết.
Thao tác Cắt
Cắt trích xuất phần của hình học nằm trong ranh giới xác định. Điều này còn được gọi là 'cắt bánh quy' hoặc 'giao điểm không gian'.
Phương pháp cắt:
- Hộp giới hạn: Cắt theo phạm vi hình chữ nhật [minX, minY, maxX, maxY]
- Đa giác: Cắt theo ranh giới đa giác tùy chỉnh (hỗ trợ hình dạng phức tạp)
Các trường hợp sử dụng cắt phổ biến:
- Trích xuất vùng nghiên cứu: Trích xuất dữ liệu cho vùng quan tâm cụ thể
- Ranh giới hành chính: Cắt đối tượng theo giới hạn quốc gia, tiểu bang hoặc thành phố
- Phân tập dữ liệu: Tạo bộ dữ liệu nhỏ hơn từ bộ dữ liệu địa lý lớn
- Sản xuất bản đồ: Chuẩn bị dữ liệu để phù hợp với phạm vi bản đồ cụ thể
Chi tiết thuật toán
Thuật toán Douglas-Peucker:
Thuật toán Douglas-Peucker hoạt động bằng cách chia đệ quy một đường và loại bỏ các điểm nằm trong dung sai xác định của đoạn thẳng. Nó hiệu quả và tạo ra kết quả xuất sắc cho hầu hết các hình học.
- Bước 1: Vẽ đường từ điểm đầu đến điểm cuối
- Bước 2: Tìm điểm xa nhất từ đường này
- Bước 3: Nếu khoảng cách >dung sai, giữ điểm và đệ quy trên các đoạn
- Bước 4: Nếu khoảng cách ≤ dung sai, loại bỏ tất cả các điểm ở giữa
Thực hành tốt nhất
Mẹo để xử lý hình học hiệu quả:
- Buffer: Sử dụng đơn vị phù hợp cho dữ liệu của bạn (mét cho địa phương, độ cho toàn cầu)
- Đơn giản hóa: Thử các dung sai khác nhau để tìm sự cân bằng phù hợp giữa chi tiết và kích thước
- Cắt: Xác thực ranh giới cắt của bạn nằm trong cùng một hệ tọa độ
- Hiệu suất: Đơn giản hóa hình học phức tạp trước các thao tác khác
- Xác thực: Luôn trực quan hóa kết quả để đảm bảo chúng đáp ứng yêu cầu của bạn
Các thao tác này có thể được kết hợp: ví dụ, buffer một đường, sau đó cắt vào vùng nghiên cứu, sau đó đơn giản hóa để hiển thị web.
