Automated distinguishing of hydrographical channels in the georeference database

Abstract

The update of Lithuanian georeference database faced a task to classify linear hydrographical objects into a river, channel and ditch. Regarding the specificity of the obtained data, all hydrographical lines with names were identified as “rivers”. The main problem was to separate remaining unnamed hydrographical lines in two categories, including a channel and ditch. The definition of channels and ditches is described in the law on the definition of protection zones for hydrographical objects and is accepted by the Minister of Environment. According to the specificity of the database, the definition of channels was formulated as a set of lines that can interconnect two hydrographic objects already having defined names (rivers, streams, lakes). The manual identification of such structures is very time­consuming and requires analysis not only for separate objects but also for specific groups; visual analysis shows a high probability of making mistakes. Canal separation is performed in the automated way using geoinformational tools and graph analysis applying specific network connectivity calculation algorithm. The article discusses the issues of the preparation of the data structure for analysis, the specific graph analysis algorithm and the possibility of identifying data quality problems.

Article in Lithuanian.

Automatizuotas hidrografijos kanalų išskyrimas Lietuvos georeferencinio pagrindo duomenų bazėje

Santrauka. Vykdant georeferencinių duomenų bazės GDB10LT atnaujinimo darbus, linijiniai hidrografiniai objektai buvo skirstomi į tipus: upė, kanalas, griovys. Upės ir upeliai duomenų rinkinyje yra visi objektai, turintys pavadinimus. Kanalo ir griovio tipai išskiriami remiantis šių objektų apibrėžimu LR aplinkos ministro įsakyme. Duomenų prasme kanalų samparata buvo suformuluota kaip atkarpų, kuriomis galima sujungti du hidrografinius objektus, turinčius pavadinimus (upės, upeliai, ežerai), rinkinys. Tokių atkarpų išskyrimą atliekant rankiniu būdu, visoje Lietuvos teritorijoje reikalingos didelės darbo sąnaudos, be to, galima palikti klaidų dėl neatidumo, kurias sunku patikrinti. Kanalų išskyrimas atliktas automatizuotai, grindžiant grafų analize ir specifiniu tinklo jungumo skaičiavimo algoritmu. Buvo išskiriami potencialūs kanalų įtekėjimo į kitus telkinius taškai bei skaičiuojamos visos galimos jungtys tarp šių taškų – tai ir buvo ieškomieji kanalai. Straipsnyje išsamiau aptariami su duomenų specifika ir grafų analize susiję klausimai, taip pat kanalų išskyrimo klausimai, padedantys identifikuoti duomenų kokybės problemas.

Reikšminiai žodžiai: hidrografijos tinklas, kanalai, GIS analizė, grafų analizė, georeferenciniai duomenys.

First published online: 03 Aug 2012

Keyword : hydrographic network, channels, GIS analysis, graph analysis, georeference data