影像分析處理 (2)
根據點位來抽取環境資料
林 道
[email protected] 國立嘉義大學生物資源學系
以創用CC 姓 標示-相 方式分享 3.0 台灣 授權條款釋出。
QGIS 系列課程
大綱
• 問題界定
• 概念 作法
• 複習：向量 影像
• 使用 point sampling tool 根據點位抽取環境因子資料
問題：如何從特定生物分布點位提
取環境因子資料值
情境提示：假設今天 們調查了臺 灣冷杉的分布點位，想研究影響冷 杉分布的環境因子 因此 們想取 得氣象觀測資料(每月雨量 最高氣 溫 最低氣溫) 地形資料(海拔
坡向 開闊程度) 潛在蒸發散量等
臺灣冷杉(Abies kawakamii)
臺灣冷杉林 臺灣鐵杉林
玉山箭竹草地
＠3100 m, 南湖山區
＠3000 m, 雪山山區
臺灣冷杉林
概念 作法
• 把想要收集的環境因子分類
• 氣象相關資料
• 地形相關資料
• 怎麼收集？
• 直接收集(架氣象站，丟資料收集器[data logger])
• 間接收集(是否可取得附近的資料?)
關於間接收集
以氣象資料來說
• 附近是否有氣象站？
• 是否有氣象資料圖層
如果附近有氣象站
最近距離點位，用最近 距離法或是 他內 外 插法取得
原始資料來源：臺灣颱風洪水研究中心
如果有影像圖層(raster)資料
作法概念—實作
• 把 圖層 和 分布點
疊起來，根據每個點交集 的位置取得那個網格的資 料 烤肉串概念
Google: 烤肉串
烤肉 (raster 圖層)
竹簽
出圖層的那格資料
複習：向量和影像資料
點 線
面
影像(網格)資料 向量資料
網格系統
5 15 10
10 20 15
10 15 12
(121.153, 21.235)
}
0.1º可以有效率地儲 資料
5 15 10
10 20 15
10 15 12
Extraction 抽取影像圖層值
5 15 10
10 20 15
10 15 12
5 15 10
10 20 15
10 15 12
a
b
c
B A C
如果用 ArcMap 做：Spatial Analyst Tools -> Extraction->Sample
使用 QGIS 實作
1. 先將臺灣冷杉點位用 CSV 載入 QGIS
2. CSV 另 點向量圖層(格式：ESRI Shapefile) 3. 下載並載入環境因子圖層
4. 使用 point sampling tool 外掛來抽取 raster 資料
前置作業
• 安裝 Point Sampling Tool (向量點取樣工 )外掛
• 選單：外掛程式->管理與安裝外掛程式
• 搜尋 Point Sampling Tool
• 安裝 Point Sampling Tool
1. 搜尋：point sampling (打幾個 就可以自動查找)
2. 安裝
叫出 point sampling tool 外掛程式
選單：外掛程式->Analyses->Point sampling tool
如果要讓 point sampling tool 顯示 在工 列中，請按照以下步驟： 1. 在工 列空白處按右鍵
2. 勾選 外掛工 欄
安裝完之後， 就會顯示此圖示
選擇x,y欄位 確認分隔符號
(1) 載入 csv 並轉 shapefile
選單：圖層->加入圖層->從分隔文件建立一個圖層
(2) CSV 另 點向量圖層
在圖層面板的Abies_kawakamii 圖層按右鍵，選擇 存檔為...
(2) CSV 另 點向量圖層
ESRI Shape檔
• 之後就可以載入
Shapefile 使用
GIS 知識
ESRI Shapefile (簡稱 Shapefile)
• Shapefile 是 ESRI 公司開發的一種 GIS 檔案格式，目前已經 是開 的空間資料格式
• Shapefile 格式 實是 一組 數個檔案
• .shp: 儲 幾何資訊的檔案
• .shx: 儲 幾何資訊索引檔案
• .dbf: 屬性表(資料表，有點像是試算表)
• 他尚有 .prj (空間投影設定檔), .qpj, etc.
GIS 知識
ESRI Shapefile (簡稱 Shapefile)
幾何資訊 幾何資訊索引 資料屬性表 空間投影設定 編碼設定
QGIS project file
(3) 下載並載入環境因子圖層
• 國內資料：
• 內 部國土測繪中心 府開 資料網(http:// data.gov.tw)
• 國際資料
• 世界氣候資料庫(WorldClim database; URL: http:// worldclim.org)
選單：圖層->加入圖層->加入影像圖層
(3) 下載並載入環境因子圖層
(4) 使用 point sampling tool 外掛
來抽取 raster 資料
• 選擇向量圖層中要顯
示的欄位
• 接下來再選擇影像圖
層
• 最後設定輸出的向量
圖層檔案名稱
(4) 使用 point sampling tool 外掛
來抽取 raster 資料
• 抽取完之後，會自動
載入新的 Shapefile
• 接下來點選這個
Shapefile
• 按右鍵
(4) 使用 point sampling tool 外掛
來抽取 raster 資料
• 開啟屬性表格
(4) 使用 point sampling tool 外掛
來抽取 raster 資料
原本資料的 id 抽取出來的影像檔案 數值(一月份雨量)
他 GIS 軟體的作法
• GRASS GIS: v.sample
• PostGIS: st_intersects(), st_value()
• SAGA GIS …
PostGIS 作法可參考： http://mutolisp.logdown.com/posts/192205-postgis-extract-raster-value
練習
• 請使用範例檔案抽取出臺灣冷杉樣點每個月的雨量
• 使用資料：WorldClim 雨量資料(http://
worldclim.org) 臺灣冷杉樣點(林務局植群多樣性 調查與製圖計畫)
• 並計算每月雨量的最大值 最小值 中位數等敘述 統計
