บทที่ 6 การวิเคราะห์พื้นผิว ( Surface analysis )

เป็นการวิเคราะห์การกระจายของค่าตัวแปรซึ่งเปรียบเสมือนเป็นมิติที่ 3 ของข้อมูลเชิงพื้นที่ โดยข้อมูลที่มีค่าพิกัดตามแนวแกน X และ Y ส่วนแปรที่นำมาวิเคราะห์เป็นค่า Z ที่มีการกระจายตัวครอบคลุมทั้งพื้นที่


การสร้าง Contour line
หรือ เส้นชั้นความสูง หมายถึง เส้นจิตนาการของระดับที่คงที่บนพื้นดิน ซึ่งได้จากการลากเส้นคงที่ผ่านจุดต่างๆบนพื้นดินที่มีค่าระดับเท่ากัน การสร้าง Contour 2 วิธี
      1. การสร้าง Coutour ครั้งละ 1 เส้น

• นำเข้าข้อมูล DEM จาก C:\RTArcGIS\LAB15\Into_YU
• เปิดแถบเครื่องมือ 3D Analyst โดยคลิกเมนูบาร์ Customize > Toolbars > 3D Analyst
• คลิกปุ่ม Contour บนแถบเครื่องมือ 3D Analyst และคลิกบนพื้นผิวที่ต้องการสร้างเส้น Contour

• หากต้องการลบเส้น Contour ให้เลือกกราฟิกเส้น Contour ที่ต้องการและกดปุ่ม Delete บนคียบอร์ด

      2. การสร้าง Contour แบบกำหนดระยะห่างของเส้น Contour

• ดับเบิ้ลคลิก 3D Analyst Tool > Surface > Contour

• หน้าต่าง Contour สร้าง Contour ทุกๆ 100 เมตร กำหนดค่าดังภาพและคลิกปุ่ม OK

          - Base Conter คือ ค่าที่ยอมให้ควบคุมตำแหน่งของ Contour ที่ต่ำที่สุดจากค่าตั้งต้น
          - Z factor คือ ค่าที่ใช้ปรับหน่วยของข้อมูล

การปรับสัญลักษณ์เส้น Contour

• ดับเบิ้ลคลิกบนชั้นข้อมูล Contour เลือกแท็บ Symbology  เลือกที่ Quantities ไปที่ Graduate colors ที่ Fields Value เลือกฟิลด์ที่เก็บค่าระดับความสูง คือ Contour เลือกสี และคลิกปุ่ม Ok  จะได้สัญลักษณ์ตามที่กำหนด

• ประเภทของเส้นชั้นความสูง

             -  เส้นชั้นความสูงหลัก มีขนาดหนากว่า
             -  เส้นชั้นความสูงรอง จะมีขนาดเล็กกว่าชั้นความสูงหลัก
             -  เส้นชั้นความสูงแทรก เป็นเส้นประสีน้ำตาล อยู่ระหว่างเส้นชั้นความสูง โดยจะมีค่าครึ่งหนึ่ง
Contour interval หรือ ค่าความต่างของเส้น การกำหนด Contour interval กำหนดได้ดังนี้
             -  ลักษณะดินเดิมตามธรรมชาติ ถ้าดินมีความลาดชันมาก Contour interval จะมีค่ามาก
             -  มาตราส่วนแผนที่  ถ้าแผนที่มาตราส่วนเล็ก Contour interval จะมีค่ามาก
             -  ขึ้นอยู่กับจุดประสงค์และเนื้อที่ทำการสำรวจ
             -  ระยะเวลาและค่าใช้จ่ายในการสำรวจ



ทิศทางการไหล (Steepest path)
เป็นการประเมินรูปแบบการกลิ้ง ของวัตถุจากแบบจำลองพื้นผิว โดยจะดูทิศทางการไหลของวัตถุที่ถูกปล่อยจากจุดที่กำหนด ไปตามลักษณะของพื้นที่ โดยจะมีการไหลไปจนถึงบริเวณที่มีความลาดชันมากที่สุด

• คลิกปุ่ม Create  Steepest Path  บนแถบเครื่องมือ 3D Analyst
• คลิกบนพื้นผิว DEM หรือ TIN ตำแหน่งที่ต้องการดูทิศทางการไหล

แนวการมองเห็น (Line of sight)
ใช้สำหรับการวิเคราะห์การมองเห็นว่าพื้นที่ใดสามารถมองเห็นได้บนพื้นผิวจากตำแหน่งต่างๆ ใช้ประโยชน์ในงานด้านต่างๆ เช่น การประเมินพื้นที่เพื่อวางแผนตั้งกองกำลัง การสร้างหอคอย เป็นต้น สีของเส้นจะบอกตำแหน่งพื้นผิวที่สามารถมองเห็นได้และไม่สามารถมองเห็น
เส้นสีแดงและเส้นสีเขียวแทน
           -  เส้นสีแดง (Obstructed area) บริเวณที่ถูกกีดขวางจากจุดสังเกต
           -  เส้นสีเขียว (Visible area)  บริเวณที่สามารถมองเห็นจากตำแหน่งจุดสังเกต
           -  จุดสีน้ำเงิน (Observer point) ตำแหน่งที่ถูกกีดขวางจากตำแหน่งจุดสังเกตไปยังตำแหน่งเป้าหมาย
           -  จุดสีดำ (Observer location) ตำแหน่งจุดสังเกต
           -  จุดสีแดง (Target location) ตำแหน่งเป้าหมาย

• คลิกปุ่ม Create Line of Sight บนแถบเครื่องมือ 3D Analyst
• จะปรากฏหน้าต่าง Line of Sight

        -  Observer offset คือ ระดับสายตาของผู้สังเกตที่ใช้ในการกำหนดการมองเห็นจากตำแหน่งที่สังเกต โดยมีความสูงเป็น 1 ซึ่งหน่วยจะเหมือนกันกับหน่วยค่า Z
        -  Target  offset  คือ ความสูงของจุดเป้าหมายที่อยู่เหนือพื้นผิว เป้าหมายที่มีความสูงเป็น 0 จะมองเห็นได้น้อยกว่าเป้าหมายที่มีต้องการมองไปถึง

• คลิกบนพื้นผิว DEM หรือ TIN ตำแหน่งที่ต้องการเป็นจุดยืนหรือจุดมองและลากเส้นไปในทิศทางที่ต้องการมองไปถึง

• เส้นผลลัพธ์จาก Line of  Sight  สามารถนำไปใช้แสดงเป็นกราฟตัดขวาง
• หากต้องลบเส้น ให้คลิกเลือกเส้นที่ต้องการลบและคลิกปุ่ม Delete บนคีย์บอร์ด

การแสดงภาพตัดขวาง (Proflie)
เป็นการแสดงระดับความความสูงของพื้นผิวตามแนวเส้นที่กำหนด สามารถช่วยในการประเมินความยากง่ายของเส้นทางหรือความเป็นไปได้ในการการสร้างถนนในบริเวณที่กำหนด

• เส้นผลลัพธ์จาก Line of Sight สามารถใช้เป็นแสดงเป็นกราฟภาคตัดขวางได้ โดยเลือกเส้นผลลัพธ์และคลิกปุ่ม Create Profile Graph เพื่อเปิดหน้าต่างแสดงกราฟ

• การแสดงกราฟภาพตัดขวางหลายๆพื้นที่ในกราฟเดียวกัน ให้สร้างเส้นด้วยปุ่ม Interpolate Line จำนวน 2 เส้น หรือมากกว่านี้ก็ได้

ความลาดชัน (Slope)
เป็นการคำนวณอัตราการเปลี่ยนแปลงค่าความสูงจากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์ใกล้เคียง  ความลาดชันสามารถคำนวณและวัดได้ 2 ประเภท ได้แก่
              -  เปอร์เซ็นต์
              -  องศา

• ดับเบิ้ลคลิก  3D Analyst Tools > Raster surface > Slope

• หน้าต่าง Slope กำหนดค่าดังภาพและคลิกปุ่ม OK  ผลลัพธ์จะได้ชั้นข้อมูล Slope ที่มีขนาดเซลล์เท่ากับชั้นข้อมูล DEM ที่กำหนด

ทิศทางการหันเหของความลาดชัน (Aspect)
เป็นการกำหนดความลาดชันที่จะรับแสง จะวัดตามเข็มนาฬิกาจาก 0-360 องศาค่าของทุกเซลล์จะบ่งบอกทิศทางการหันเหของความลาดชัน โดยพื้นที่เป็น Flat Slope  จะไม่มีทิศทางและมีค่าเป็น -1 เสมอ

• ดับเบิ้ลคลิก Analyst Tools > Raster surface > Aspect 

• หน้าต่าง Aspect  กำหนดค่าดังภาพและคลิกปุ่ม OK ผลลัพธ์จะได้ชั้นข้อมูล Slope ที่มีขนาดเซลล์เท่ากับชั้นข้อมูล DEM ที่กำหนด

การตกกระทบของแสง (Hillshade)
เป็นรูปแบบความสว่างและความมืดที่พื้นผิวจะได้รับเมื่อให้แสงสว่างจากมุมที่กำหนด ในการคำนวณการตกกระทบของแสงต้องกำหนดตำแหน่งแหล่งกำเนิดแสงก่อนและจากนั้นจึงคำนวณค่าของแสงในแต่ละเซลล์ ค่าของแสงที่ตกกระทบจะมีค่าอยู่ระห่าง 0-255 ซึ่งแทนด้วยระดับสีเทาจากสีดำจนสีขาวตามลำดับ
        กำหนดให้ Azimuth เป็นทิศทางมุมของแสงอาทิตย์ วัดจากทิศเหนือตามเข็มนาฬิกา 0-360 องศา
        กำหนดให้ Altituude เป็นค่า Slope  หรือมุมของแหล่งที่ให้แสงสว่างเหนือแนวราบ หน่วยเป็นองศา จาก 0 ถึง 90 องศา ค่าตั้งต้นเป็น 45 องศา
สามารถนำมาใช้สำหรับเพิ่มความลึกในการมองเห็นในลักษณะของสามมิติ

• ดับเบิ้ลคลิก Analyst Tools > Raster surface > Hillshade

• หน้าต่าง Hillshade กำหนดค่าดังภาพและคลิกปุ่ม OK ผลลัพธ์จะได้ชั้นข้อมูล Hillshade ที่มีขนาดเซลล์เท่ากับชั้นข้อมูล DEM ที่กำหนด

• จัดลำดับการแสดงผลใหม่ ให้ลากข้อมูล Hillshade ที่สร้างขึ้นมาไว้ด้านล่างสุดของ TOC
• ปรับชั้นข้อมูล DEM ให้โปร่งแสง โดยดับเบิ้ลคลิกบน DEM คลิกแท็บ Display เปลี่ยนค่าของ Transparency ให้อยู่ในช่วง 35% - 50% ตามเหมาะสมแล้วคลิกปุ่ม Apply เพื่อดูผลลัพธ์

• เปิดแสดงผลเฉพาะข้อมูล DEM และ Hillshade
• ซูมเข้าไปดูรายละเอียดใกล้ๆจะเห็นข้อมูล DEM มีลักษณะเป็น 3มิติ ซึ่งจะนูนขึ้น

พื้นที่การมองเห็น (Viewshed)
เป็นพื้นที่บนพื้นผิวที่สามารถมองเห็นได้จากจุดสังเกตสำหรับตำแหน่งที่มองเห็นได้ สามารถหาได้ว่ามีผู้สังเกตกี่คนที่สามารถมองเห็นตำแหน่งนั้นได้  ผลลัพธ์ที่ได้จากการวิเคราะห์แสดงออกมาเป็นค่า 0 และ 1 คือ
           -  0 แทนพื้นที่ที่ไม่สามารถมองเห็น
           -  1 แทนพื้นที่ที่สามารถมองเห็นได้
สามารถนำไปใช้ในการหาพื้นที่สำหรับการสร้างหอบังคับ

• นำชั้นข้อมูลมา Digitizing เป็นข้อมูลจุด
• ดับเบิ้ลคลิก Analyst Tools > Raster surface > Viewshed

• หน้าต่าง Viewshed  กำหนดค่าดังภาพและคลิกปุ่ม OK

• ซูมเข้าไปดูรายละเอียด ผลลัพธ์จะได้ Raster แสดงสัญลักษณ์สีเขียว คือ สามารถมองเห็นและสีแดง คือ ไม่สามารถมองเห็นตำแหน่ง Observer

การประมาณปริมาตรในการขุดและถมที่ (Cut – and - Fill)
เป็นการประมาณการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่หรือปริมาตรจากการขุดหรือถมพื้นผิว หรือเรียกว่า สิ่งที่สูญเสียและสิ่งที่ได้มาในพื้นที่ โดยใช้หลักการเปรียบเทียบข้อมูล 2 พื้นผิว ได้แก่ ก่อนการเปลี่ยนแปลงและหลังการเปลี่ยนแปลง

• นำเข้าข้อมูล DEM_BEFORE และ DEM_AFTER จากโฟลเดอร์ C:\RTArcGIS\LAB16\Cut_Fill
• ดับเบิ้ลคลิก 3D Analyst Tools > Raster surface > Cut Fill

• หน้าต่าง Cut Fill กำหนดค่าดังภาพและคลิกปุ่ม OK

• วีดีโอปฏิบัติการที่ 6 (Lad 6)

หมายเหตุ: เนื่องจากวีดีโอมีระดับเสียงเบา ควรเพิ่มระดับเสียงในการรับชม