عينة عشوائية لنقاط من حدود طبقة مضلع في تيرا

يعتبر أخذ عينات عشوائية من النقاط داخل حدود معينة من المضلعات إجراءً هامًا في معالجة البيانات المكانية. يواجه الكثير من الباحثين والمهتمين في تحليل البيانات الجغرافية تحديًا عند العمل مع بيانات نقطية كبيرة، في ظل الحاجة لضمان أن البيانات التي تم أخذها تعكس تجريبيًا النطاق الجغرافي المرغوب. في هذا المقال، سنتحدث عن كيفية أخذ عينات عشوائية من النقاط باستخدام حزمة R، مع التركيز على الحدود الخاصة بالطبقات المضلعية وإمكانية تحسين الأداء عند العمل مع بيانات كبيرة.

أفضل الطرق لأخذ عينات عشوائية

يستخدم الباحثون عادةً أدوات مثل QGIS لأخذ عينات عشوائية من النقاط داخل حدود المضلعات. ولكن، عند التعامل مع البيانات النقطية الكبيرة، يصبح استخدام هذه الأداة مرهقًا من حيث الموارد الحاسوبية. وبالتالي، يصبح من الضروري التفكير في حل بديل يمكن أن يؤدي إلى تحسين الأداء. الحل يكمن في استخدام مكتبة terra في R، والتي توفر مجموعة من الأدوات للعمل مع البيانات الجغرافية.

استخدام مكتبة terra في R

تتيح لنا مكتبة terra في R إجراء عمليات تحليلية متعددة على البيانات المكانية، ويمكننا من خلالها أخذ عينات عشوائية بسهولة داخل حدود الطبقات المضلعية. باستخدام terra، يمكننا أولاً تحميل بياناتنا، ثم تطبيق بخطوات بسيطة على المضلعات الموجودة. تساهم هذه العملية في تقليل استهلاك الموارد، مما يجعلها أكثر ملاءمة للعمل مع بيانات كبيرة.

خطوات أخذ العينات العشوائية باستخدام R

لنبدأ أولاً بتحميل المكتبة وقراءة بياناتنا. يمكن القيام بذلك باستخدام الأوامر التالية:

library(terra)
polygons <- vect("path_to_polygons.shp")
raster_data <- rast("path_to_raster.tif")

بعد ذلك، يمكننا استخدام دالة sampleRandom من مكتبة terra، حيث نحدد عدد النقاط التي نرغب في أخذ عينات عشوائية منها. من خلال ذلك، ستتاح لنا فرصة أخذ عينات عشوائية فعالة داخل حدود المضلعات فقط، دون الحاجة لقص البيانات النقطية، وهو ما يستهلك وقتًا وجهدًا إضافيًا.

# أخذ عينة عشوائية داخل حدود المضلعات
random_points <- sampleRandom(raster_data, size = 1000, na.rm = TRUE, sp = TRUE)

التأكد من النقاط داخل حدود المضلعات

بعد أخذ العينات، من المهم التأكد من أن النقاط التي تم أخذها تقع بالفعل داخل حدود المضلعات. يمكن استخدام دالة intersect للتحقق من ذلك:

valid_points <- random_points[polygons]

بهذا الشكل، يمكننا ضمان أن نقاطنا تمثل البيانات النقطية فقط ضمن نطاق المضلعات المحددة.

الفوائد المحققة من هذه الطريقة

واحدة من المزايا الرئيسية لاستخدام هذه الطريقة هي تقليل استهلاك الموارد. بدلاً من اللجوء إلى عمليات قص معقدة، يمكن للمستخدمين ببساطة أخذ عينات لطيفة وسريعة دون الحاجة إلى معالجة بيانات غير ضرورية. هذا النهج لا يوفر الوقت فحسب، بل يجعل العمليات أكثر كفاءة وفعالية.

الخاتمة

في النهاية، يعد أخذ عينات عشوائية من النقاط باستخدام حدود طبقات المضلعات في R، وبالتحديد عبر مكتبة terra، خطوة ذكية لكل من يعمل في مجال تحليل البيانات المكانية. يسمح هذا النهج بتقليل الزمن اللازم لإجراء التحليلات مع ضمان دقة النتائج. إذا كنت تتعامل مع بيانات نقطية كبيرة وتبحث عن حل أكثر كفاءة، فإن استخدام أدوات مثل R مع مكتبة terra سيكون خيارًا مثاليًا.