Metody podziału klasowego konspekt ćwiczeń.

Transkrypt

1 Metody podziału klasowego konspekt ćwiczeń.. W ćwiczeniu polami podstawowymi dla kartogramu będą powiaty woewództwa podkarpackiego. Wszystkie potrzebne dane do ćwiczenia znaduą się w katalogu pod adresem Są to: - Dane_zestawy.xls skoroszyt programu Excel z numerami zestawów danych. - Obliczenia.xls skoroszyt, w którym obliczane będą prowadzone obliczenia. - Powiaty.rar spakowany plik SHP z warstwą wektorową powiatów woewództwa podkarpackiego. - ASSETS_09p00_02.pdf plik z tabelą z danymi dla powiatów woewództwa podkarpackiego - Metody_podziału_klasowego-konspekt.pdf 2. Wykonywanie kartogramów odbywać się będzie w programie Quantum GIS.4. Obliczenia związane z wyznaczaniem granic poszczególnych przedziałów klasowych wykonywane będą w programie Excel. 3. Dane obrazowane za pomocą metody kartogramu pochodzą z Urzędu Statystycznego w Rzeszowie, z podstrony Statystyka woewództwa podkarpackiego - podstawowe dane dla powiatów: 4. Schematy kolorów dla klas przepisuemy ze schematów wygenerowanych na stronie Wybieramy ilość klas, metodę sequential i eden ze schematów typu single hue, a następnie przepisuemy wartości RGB dla poszczególnych kolorów wygenerowanych przez stronę. Kolorów tych będziemy używać zarówno w programie Quantum GIS ak i Excel. W programie Excel kolory, akie chcemy zastosować dla klas możemy zdefiniować w menu Narzędzie/Opce zakładka kolor. Po zaznaczeniu ednego z kolorów niestandardowych wpisuemy dla niego wartości RGB odczytane wcześnie. 5. Numer zestawu danych, aki będą Państwo wykorzystywać zostanie nadany wg listy obecności na ćwiczeniach. Tytuł danych, aki przydzielony est do danego numeru należy odczytać z skoroszytu Dane_zestawy.xls. 6. Wartości statystyk dla powiatów należy przepisać z pliku ASSETS_09p00_02.pdf do skoroszytu obliczenia.xls i posortować powiaty rosnąco wg wartości statystyk. W ćwiczeniu dane statystyczne dla powiatów dzielić będziemy na 5 klas (z wyątkiem edne metody). mgr inż. Stanisław Szombara - / 4 - ver..

2 Podczas trwania ćwiczeń będziemy obliczać granice klas tylko metodą równe rozpiętości klas. Podczas zaęć indywidualnych własnych należy zastosować pozostałe opisane metody. 7. Przykładowe obliczenia przedziałów klasowych, wykorzystanych w tym konspekcie, zostały wykonane dla powiatów woewództwa podkarpackiego, dla których podano liczbę osób w wieku nieprodukcynym przypadaącą na 00 w wieku produkcynym. Dane te przedstawiono na poniższe rycinie. 7.. Wyznaczenie granic klas metodą równe rozpiętości a) We wszystkich metodach opisanych poniże granice klas należy obliczać z taką samą dokładnością, z aką zapisane są dane statystyczne. Jeżeli obliczona granica będzie równa edne z wartości cechy statystyczne powiatu to należy przyąć, że powiat ten będzie należeć do wyższe klasy. Obliczone wartości zaokrąglamy zgodnie z ogólnymi zasadami matematycznymi. mgr inż. Stanisław Szombara - 2 / 4 - ver..

3 b) W te metodzie wszystkie klasy posiadaą równą rozpiętość, czyli ich górne granice G (a co za tym idzie dolne granice D) są odległe o pewną stałą wartość C. Można ą wyliczyć ze wzoru x x k N C = gdzie: x N wartość nawyższa w zbiorze, x wartość naniższa w zbiorze, k liczba klas, N ilość pól podstawowych. I tak w rozpatrywanym przykładzie: = x C N x k 63 49,6 = 5 = c) Kolene wartości granic obliczymy ze wzoru: D + = D + C 2,7 Gdzie D dolna granica te klasy, + D dolna granica klasy o wyższe od te. d) Oczywiście (własności te będą obowiązywały we wszystkich metodach): G = D + Oraz D = x i G N = xn e) Może zaistnieć potrzeba wyrównania wyników w związku z stosowanymi zaokrągleniami, wtedy należy zmnieszyć rozpiętość nawiększego przedziału klasowego lub zwiększyć namnieszego. Dla danych przykładowych. f) Obliczenia należy przeprowadzić w tabeli w arkuszu obliczenia.xls, która powinna przyąć formę zbliżoną do poniższe: g) Wartości wyrównane klas nalepie est wszystkie ręcznie przepisać tak, aby w komórkach nie znadowały się formuły tylko wartości. Suma rozpiętości klas musi być równa sumie rozpiętości całego zbioru wartości. mgr inż. Stanisław Szombara - 3 / 4 - ver..

4 h) Po obliczeniu i wyrównaniu wartości granic klas zliczamy liczebność wystąpień powiatów w dane klasie i zapisuemy w kolumnie liczebność. i) W następnym kroku obliczamy wskaźnik TAI (Tabular Accuracy Index) wg wzoru: TAI k = i= = N i= N i x i x x x gdzie: x średnia arytmetyczna wszystkich wartości, x średnia arytmetyczna wartości w te klasie, x i wartość kolenego cechy w klasie, N liczebność klasy. ) Wskaźnik TAI informue o poprawności wyznaczenia klas kartogramu, przymue wartości od 0 do i im wskaźnik bliższy tym podział na klasy lepszy. Posłuży on nam do porównania zastosowanych podziałów na klasy. k) Obliczenia wskaźnika TAI dokonuemy, ako kontynuacę tabeli z wartościami cechy statystyczne dla powiatów. Przyąć powinna formę zbliżoną do poniższe: mgr inż. Stanisław Szombara - 4 / 4 - ver..

5 7.2. Wyznaczenie granic klas metodą równe liczby obserwaci a) W te metodzie wartości, akie odnoszą się go poszczególnych pól podstawowych grupowane są w klasy o równe liczbie obserwaci. Gdyby zdarzyło się tak, że ilość obserwaci nie est podzielna przez zaplanowana liczbę klas to należy tak wyznaczyć granice klas, aby zawierały wartości możliwie podobne. b) Do celów porównania wszystkich podziałów klasowych ze sobą przymuemy (zgodnie z założeniem opisanym w punkcie 7.a ), że: G = x 6 i D 2 = x6 c) W rozpatrywanym przykładzie tabela obliczeń dla klas przymie następuącą formę d) Liczebność klas i wskaźnik TAI obliczamy analogicznie ak w pierwsze metodzie 7.3. Wyznaczenie granic klas metodą ciągu arytmetycznego a) Aby obliczyć granice przedziałów klasowych, których wartości rozpiętości zmieniaą się wg postępu arytmetycznego w pierwszym rzędzie obliczamy stałą C xn x C = + k + k + K + k b) Granice poszczególnych klas obliczymy ze wzoru: k 2 + k G = D + C c) W rozpatrywanym przykładzie stała C oraz górna granica pierwszych dwóch klas będą wynosiły: 63 49,6 C = = 0,9 oraz G = 49,6 + 0,9 = 50, 5i G 2 = 50, ,9 = 52, mgr inż. Stanisław Szombara - 5 / 4 - ver..

6 d) Cała tabela obliczeń dla klas przymie następuące wartości 7.4. Wyznaczenie granic klas metodą ciągu geometrycznego a) Aby obliczyć granice przedziałów klasowych, których wartości rozpiętości zmieniaą się wg postępu geometrycznego na początku obliczamy stałą C wg. wzoru: log x log x = k C N b) Granice poszczególnych przedziałów obliczymy ze wzoru: D = 0 (log G C) c) W rozpatrywanym przykładzie stała C oraz dolna granica ostatnie klasy będą wynosić: log 63 log 49,6 (log63 0,02) C = = 0,02oraz D 5 = 0 = 60, 5 d) Cała tabela obliczeń dla klas przymie następuące wartości; mgr inż. Stanisław Szombara - 6 / 4 - ver..

7 7.5. Wyznaczenie granic klas metodą ciągu harmonicznego a) Aby obliczyć granice przedziałów klasowych, których wartości rozpiętości zmieniaą się wg. postępu harmonicznego, początkowo obliczamy stałą C wg. wzoru: x x k N C = b) Granice poszczególnych klas obliczamy ze wzoru D = G C c) Dla rozpatrywanego przykładu stała C i dolna granica nawyższe klasy będą wynosić: 63 49,6 C = = 0,0009 oraz D 5 = = 59, 8 5 ( 0,0009) 63 d) Tabela obliczeń dla klas przymie następuąca formę 7.6. Metoda średnich zagnieżdżonych. a) W metodzie te możliwe est tylko wyznaczenie 2, 4 lub 8 klas, a to ze względu na przyęte założenia. b) W pierwszym rzędzie obliczamy średnią z wszystkich wartości przedstawianych na polach podstawowych. c) W kolenych krokach obliczamy średnią z wartości mnieszych od obliczone średnie i średnią z wartości większych lub równych od obliczone średnie. Tak obliczone trzy średnie będą stanowiły granice pomiędzy klasami. mgr inż. Stanisław Szombara - 7 / 4 - ver..

8 d) W rozpatrywanym przykładzie tabela obliczeń dla klas przymie poniższa formę: 7.7. Tabela obliczeń współczynnika TAI przymie ostatecznie formę zbliżoną do poniższe: 8. Po wykonaniu wszystkich obliczeń dla klas należy przepisać wartości rozpiętości klas do nowe tabeli w nowym arkuszu wykres. Tabela ta posłuży do wykonania wykresu obrazuącego klasy i ich porównanie pomiędzy poszczególnymi metodami wyznaczenia klas. Wiersz minimum oznacza wartość minimalną dla danych. Tabela dal rozpatrywanych przykładowych danych przybierze poniższą formę. mgr inż. Stanisław Szombara - 8 / 4 - ver..

9 9. Podczas ćwiczeń wykonany zostanie tylko wykres obrazuący klasy wyznaczone metodą równe rozpiętości. Aby wykonać wykres obrazuący podział na klasy należy wykonać następuące czynności: a) Zaznaczyć obszar tabeli b) Wybrać kreator wykresów. W pierwszym kroku wybrać wykres kolumnowy skumulowany c) W kroku trzecim, ako tytuł wpisuemy: Metody podziału na klasy w kartogramicznym przedstawieniu danych statystycznych; ako nazwa osi kategorii X: metody; ako nazwa osi kategorii Y nazwę cechy statystyczne, aką badamy. Wyłączany wszystkie linie siatki. Włączamy etykiety danych wartości. Przechodzimy do następnego kroku i umieszczamy wykres, ako obiekt w arkuszu. mgr inż. Stanisław Szombara - 9 / 4 - ver..

10 d) Klikamy na słowo minimum w legendzie i usuwamy ten opis z legendy. e) W obszarze kreślenia wyrzucamy szary kolor tła i obramowanie. f) Edytuemy serię minimum. Przypisuemy e brak obramowania i brak desenia. Zaznaczamy etykiety serii minimum i wyrzucamy e. g) Edytuemy Oś Y. W zakładce Skala: ako minimum wpisuemy pierwszą liczbę całkowitą mnieszą od minimalne cechy dla powiatów, ako maksimum pierwsza liczbę całkowitą większą od maksymalne cechy dla powiatów. Wybieramy odpowiednią ednostką główną i pomocniczą. Przecięcie z osią X ustawiamy w minimum naszych danych. h) Formatuemy wykres tak, aby słupki i opisy osi były bardzie czytelne. mgr inż. Stanisław Szombara - 0 / 4 - ver..

11 i) Formatuemy dowolną serię danych. W zakładce Opce szerokość przerwy ustalamy na 0. Dla każde serii z osobna ustalamy deseń wg przyętego wcześnie schematu. ) Edytuemy każdą z wartości na seriach danych i zamiast rozpiętości klas wpisuemy ilość powiatów, aka znalazła się w dane klasie. Ostatecznie wykres porównawczy podziałów na klasy powinien wyglądać zbliżenie do poniższego. mgr inż. Stanisław Szombara - / 4 - ver..

12 0. Aby wykonać mapkę obrazuącą podział na klasy należy wprowadzić dane statystyczne do tabeli atrybutowe warstwy wektorowe i przypisać klasom odpowiednie kolory. Otwieramy warstwę powiaty.shp w programie Quantum GIS. Ikoną warstwę wektorową. W oknie dialogowym zaznaczamy opce ak na rycinie. dodaemy. Otwieramy tabele atrybutową z menu kontekstowego, ikoną rozpoczynamy tryb edyci, a następnie ikoną dodaemy nową kolumnę, w które będą znadować się dane statystyczne dla powiatów. Należy wybrać odpowiedni format zapisu danych oraz szerokość pola i dokładność miesc dziesiętnych. Wprowadzamy dane statystyczne dla powiatów z skoroszytu dane.xls. Zakańczaąc tryb edyci tą samą ikoną, zapisuemy dane. 2. W Programie Quantum GIS po dwukrotnym kliknięciu na warstwie powiatów poawia się okno właściwości warstwy. W pierwszym panelu widoczne są ustawienia dla Stylu wyświetlania warstwy. Wybieramy typ legendy: symbol stopniowy; za pole klasyfikaci wybieramy dodane przez nas pole z cechą statystyczną; typ: pusty; wybieramy liczbę klas i używamy przycisku klasyfiku. 3. Po dwukrotnym kliknięciu na każdą z klas poawia się nam okno dialogowe, w którym wpisuemy wartości granic klas. Pamiętaąc aby od obliczonych górnych granic odąć połowę rzędu wartości od granicy klasy (przy dokładności danych statystycznych 0, odemuemy 0,05). 4. W polu opce wypełnienia dla każde z klas klikamy na prostokąt o barwie klasy i przechodzimy do okna wyboru barwy i wpisuemy wartości RGB z przyętego wcześnie schematu. mgr inż. Stanisław Szombara - 2 / 4 - ver..

13 5. Aby dokonać prostego bezskalowego zapisania mapy napierw wyłączamy strzałkę północy (okno dialogowe po wyborze ikony ), podziałkę ( ) i dopasowuemy okno mapy do kształtu woewództwa podkarpackiego oraz za pomocą ikony powiększamy obraz do całego zasięgu danych. Z menu Plik wybieramy polecenie Zapisz ako obraz. 6. Czynności opisane w punktach do 3 powtarzamy dla każde klasy. 7. Z ćwiczenia przygotowuemy Raport, w którym oprócz standardowych punktów powinny znaleźć się: a) Wykres porównawczy podziału na klasy b) Tabela klas, w które znadą się dla każde z klas górna i dolna granica, rozpiętość klas, ilość wystąpień cechy w klasie, wartości cech. c) Podpisane wizualizace przestrzenne dla wszystkich metod podziału na klasy d) Zwięzły opis przebiegu prac. e) Teoria dotycząca zakresu wykonywanych prac. f) Wybór nalepszego podziału na klasy wraz z uzasadnieniem. Wybór klasy należy oprzeć współczynniku TAI oraz osobno wizualnym dopasowaniu obliczonych klas. Wizualnie dopasowanie klas można ocenić na wykresie, który formą przypomina zaprezentowany na końcu konspektu. 8. Literatura - Jacek Pasławski. Jak opracować kartogram. Uniwersytet Warszewski, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych. Warszawa, Menno-Jan Kraak, Ferian Ormeling. Kartografia, wizualizaca danych przestrzennych. Wyd. nauk. PWN. Warszawa, Krystian Kozioł. Wykłady z Kartografii Komputerowe. Jarosław, 200. mgr inż. Stanisław Szombara - 3 / 4 - ver..

14 mgr inż. Stanisław Szombara - 4 / 4 - ver..