Geometri Sadeleştirme: GeoJSON ve Shapefile Küçültme

Geometri sadeleştirme ne işe yarar

İl, ilçe ya da parsel sınırları gibi çokgenler çoğu zaman büyük ölçekli ölçümlerden üretilir ve bir kıyı çizgisinde birkaç metrede bir köşe bulunur. Bu ayrıntı, verinin tamamı ekrana sığdırıldığında görünmez ama dosyayı büyütür. Web haritasında büyük bir GeoJSON önce indirilir, sonra tarayıcıda ayrıştırılıp her köşe ekrana çizilir; köşe sayısı arttıkça sayfa geç açılır, kaydırma ve yakınlaştırma yavaşlar, mobil cihazlarda bellek sınırına takılabilir. Sadeleştirme, şeklin görünümünü koruyan köşeleri bırakıp diğerlerini kaldırarak dosyayı gösterim ölçeğine uygun hâle getirir.

Nasıl kullanılır

1. GeoJSON, Shapefile ya da KML dosyasını yükleyin. Shapefile için .zip arşivini ya da .shp, .dbf ve .prj dosyalarını birlikte seçin.
2. Yöntemi seçin ve kaydırıcıyla sadeleştirme miktarını belirleyin. Yüzde modunda korunacak köşe oranını, tolerans modunda metre cinsinden eşiği ayarlarsınız.
3. Haritada gri kesikli çizgi özgün, kırmızı çizgi sadeleştirilmiş hâli gösterir. Köşe sayısı, tahmini dosya boyutu ve alan değişimi her ayarda güncellenir.
4. Koordinat hassasiyetini seçip sonucu GeoJSON, TopoJSON ya da Shapefile olarak indirin.

Douglas-Peucker mi, Visvalingam mı

Douglas-Peucker, bir çizginin iki ucunu birleştirir ve bu doğruya en uzak köşeyi, uzaklık toleranstan büyükse korur; işlemi iki parçada tekrarlar. Tolerans doğrudan metre cinsinden bir sapma sınırı olduğu için sonuç öngörülebilir. Keskin köşeleri korur ama yüksek oranlarda şekil sivri ve kırık görünebilir. Visvalingam-Whyatt ise her köşeyi komşularıyla oluşturduğu üçgenin alanına göre değerlendirir ve en az alan kaybettiren köşeyi sırayla atar. Kıyı ve akarsu gibi doğal sınırlarda daha yumuşak ve doğal görünen sonuç verir; bu nedenle küçük ölçekli tematik haritalarda sıkça tercih edilir. Mühendislik verisinde, yani yol, hat ve parsel gibi düz kenarlı geometride Douglas-Peucker daha uygundur.

Topolojiyi korumak

Komşu iki il aynı sınırı paylaşır. Her çokgen ayrı ayrı sadeleştirilirse bu sınır iki kez, farklı köşelerle yeniden çizilir ve aralarında ince boşluklar ya da bindirmeler oluşur. Topoloji koruma açıkken araç önce ortak sınırları tek parça yaylar olarak ayırır, her yayı bir kez sadeleştirir ve iki komşuda da aynı yayı kullanır. Sınırların birleştiği düğüm noktaları sabit kalır. Küçük adalar gibi tek başına duran halkaların en az üçgen olarak kalması için en önemli köşeleri korunur.

Koordinat hassasiyeti

Coğrafi koordinatlarda virgülden sonraki her basamak yaklaşık on kat daha ince bir konum ifade eder: 5 basamak yaklaşık 1 metre, 6 basamak yaklaşık 11 santimetredir. Pek çok dosya 15 basamağa kadar koordinat içerir; bu, ölçüm doğruluğunun çok ötesindedir ve yalnız dosyayı büyütür. Hassasiyeti azaltmak, sadeleştirmeden bağımsız olarak boyutu belirgin biçimde küçültür. Metre birimli sistemlerde 2 basamak santimetre düzeyine karşılık gelir.

Sadeleştirmenin analiz doğruluğuna etkisi

Sadeleştirme görselleştirme içindir. Çizgi uzunlukları ve çevreler her zaman kısalır, çünkü kıvrımlar düzleşir. Alan ise iki yönde de değişebilir; girinti ve çıkıntılar birbirini kısmen dengeler, ama küçük ve girintili çokgenlerde değişim belirgin olabilir. Araç bu nedenle toplam alan ve uzunluk değişimini, ayrıca alanı en çok değişen objeyi raporlar. Resmi alan hesabı, kesişim, tampon ve nokta-çokgen eşleştirmesi gibi analizler özgün veriyle yapılmalı, sadeleştirilmiş kopya yalnız gösterimde kullanılmalıdır. Sadeleştirme bazı çokgenlerde kenarların birbirini kesmesine yol açabilir; araç bu durumu sayar ve uyarır.

Veri ve yöntem

Okuma, topoloji çıkarma, sadeleştirme ve çıktı üretimi sayfanın arka planda çalışan bir işleminde (Web Worker) yapılır; büyük dosyalarda arayüz donmaz. Her köşe için bir kez önem değeri hesaplanır, kaydırıcı yalnız bu değerlere göre eşik uygular. Coğrafi veride mesafeler, noktanın enlemine göre ölçeklenmiş Mercator düzleminde metre olarak hesaplanır. Alanlar küresel çokgen formülüyle, uzunluklar büyük daire mesafesiyle bulunur. Topoloji topojson-server 3.0.1 ve topojson-client 3.1.0 (ISC lisansı) ile kurulur; sadeleştirme algoritmaları, geçerlilik kontrolü ve Shapefile yazımı bu sayfanın kendi kodudur. Shapefile okuma shpjs 6.1.0 (MIT), zip işlemleri JSZip 3.10.1 (MIT), KML okuma @tmcw/togeojson 5.8.0 (BSD-2-Clause), projeksiyonlu verinin önizlemesi proj4js 2.9.0 (MIT) ile yapılır. Altlıklar Esri ve OpenStreetMap katkıcılarına aittir. Z değerleri kaldırılır, çıktı iki boyutludur. Kullanılan açık kaynak kütüphaneler ve lisansları: Veri Kaynakları.

Sadeleştirilmiş katmanların yakınlaştırma düzeyine göre sunulduğu kurumsal harita uygulamaları için web harita portalı sayfasına, veri hazırlama adımlarının otomatikleştirildiği projeler için CBS yazılım geliştirme sayfasına bakabilirsiniz.