Podstawy pracy z oprogramowaniem ArcGIS 10

Laboratorium Systemów Informacji Przestrzennej
Podstawy pracy z oprogramowaniem GIS ArcView 9.2
ZADANIA DO WYKONANIA
W ramach niniejszego ćwiczenia należy, korzystając z aplikacji ArcMap oraz używając danych
zawartych w pliku Gdansk_02072005_1_33.mdb (geobaza personalna, o lokalizację należy zapytać
prowadzącego), stworzyć mapę Trójmiasta zawierającą następujące warstwy (z nadaniem im
odpowiedniego stylu itp.): UWAGA! Załadowanie innych warstw niż podane poniżej może
negatywnie wpłynąć na działanie aplikacji ArcMap!
1. Budynki (zestaw danych: BUDOWLE I URZĄDZENIA; klasa obiektów przestrzennych: BBBD_A,
nazwa opisowa: budynki). Kolor budynku ma oznaczać rodzaj jego przeznaczenia (pole
FUNKCJA_OGÓLNA).
0,75 pkt.
2. Ulice i inne drogi (zestaw danych: SIECI DRÓG I KOLEI; klasa obiektów przestrzennych: SKJZ_L,
nazwa opisowa: odcinki jezdni). Ulice powinny posiadać na mapie etykiety w postaci nazw. Ponieważ
nazw ulic nie ma wśród atrybutów warstwy odcinki jezdni, a znajdują się one w klasie obiektów
nieprzestrzennych ULICE, należy wykorzystać polecenie Join..., używając jako kluczy następujących
pól: ID_ULICY w warstwie odcinki jezdni oraz ID w tabeli ULICE. Etykieta ulicy wyświetlana na
mapie (należy skonstruować odpowiednie wyrażenie) powinna zawierać informacje zawarte w
następujących polach tabeli ULICE: PRZEDROSTEK, NAZWA_CZ1 i NAZWA_CZ2. Ponadto
grubość linii powinna symbolizować szerokość ulicy (pole SZER_NAWIERZCHNI), a kolor linii i
ew. inne cechy jej stylu – rodzaj nawierzchni (pole NAWIERZCHNIA). Należy tu wykorzystać tryb
Multiple attributes (w zakładce Symbology okna Layer Properties).
Uwaga! Tabela ULICE nie zawiera atrybutów przestrzennych, więc dane z niej samej nie mogą być
umieszczane bezpośrednio na mapie, jednak pojawia się ona po wczytaniu jako pozycja w lewej części
okna mapy przy aktywnej zakładce source. Można obejrzeć wartości jej atrybutów wybierając
wówczas z kontekstowego menu dla niej polecenie Open.
1,5 pkt.
3. Rezerwaty przyrody (zestaw danych: TERENY CHRONIONE; klasa obiektów przestrzennych:
TCRE_A).
0,25 pkt.
4. Drogi przechodzące przez rezerwaty przyrody. Tutaj należy dokonać odpowiedniej selekcji obiektów
przestrzennych z klasy z pkt. 2 używając warunku odnoszącego się do obiektów z klasy z pkt. 3 –
polecenie Select By Location.... Wyselekcjonowany zbiór obiektów należy zapisać jako nową
warstwę.
0,75 pkt.
5. Gminy (zestaw danych: JEDNOSTKI PODZIAŁU TERYTORIALNEGO; klasa obiektów
przestrzennych: ADGM_A, nazwa opisowa: gminy). Należy dla gmin Gdańsk, Sopot i Gdynia
wypełnić pole LICZBA_MIESZKANCOW danymi, które należy znaleźć w Internecie, np. w
lokalizacji http://www.odleglosci.pl/podzial-administracyjny.php. Ponadto, należy dodać do tabeli
nieprzestrzennych atrybutów gmin nowe pole (numeryczne zmiennoprzecinkowe), przeznaczone do
przechowywania gęstości zaludnienia. Następnie obliczyć gęstość zaludnienia gmin Gdańsk, Sopot i
Gdynia jako ilość osób na 1 km 2, wykorzystując polecenie Field Calculator i tworząc wyrażenie
odwołujące się do zawartości pól LICZBA_MIESZKANCOW oraz Shape_Area. Założyć, że pole
Shape_Area zawiera powierzchnię w m2. Następnie należy wyświetlić tę warstwę w taki sposób, aby
kolor wypełnienia związany był z gęstością zaludnienia (można np. wykorzystać tu sposób
kolorowania Color Ramp).
1,5 pkt.
6. Cyfrowy model terenu Trójmiasta i okolic - warstwa rastrowa (katalog e018_54, o lokalizację należy
zapytać prowadzącego). Po ustaleniu palety kolorów dla wizualizacji tej warstwy, należy ustawić dla
niej niezerową przezroczystość – zakładka Display w oknie Layer Properties.
0,25 pkt.
1
Podstawy korzystania z aplikacji ArcMap w pakiecie oprogramowania ArcGIS
W bieżącym ćwiczeniu zapoznajemy się z podstawową funkcjonalnością oprogramowania
ArcGIS w wersji 9.2. Podstawową, używaną w ćwiczeniu wersją głównego komponentu tego pakietu
jest ArcView (bardziej zaawansowane pod względem dostępnej funkcjonalności są ArcEditor i ArcInfo).
ArcView składa się z dwóch zasadniczych aplikacji:
- ArcCatalog – zarządzanie zasobami dyskowymi oraz dostępem do zasobów sieciowych, w których znajdują się dane przestrzenne, oraz wykonywanie wybranych operacji dotyczących tych zasobów, np.
wstępne przeglądanie danych, tworzenie nowych geobaz i klas obiektów czy geokodowanie,
- ArcMap – tworzenie i zarządzanie prezentacjami danych przestrzennych w postaci wielowarstwowych
map, wyszukiwanie informacji w bazach danych przestrzennych, edycja danych przestrzennych oraz ich
atrybutów nieprzestrzennych, różnego rodzaju analizy danych.
Dodatkowo, w skład ArcView wchodzą jeszcze dwie aplikacje:
- ArcToolbox – zbiór różnych narzędzi związanych z geoprzetwarzaniem,
- ModelBuilder – narzędzie do tworzenia złożonych, przedstawianych graficznie schematów
przetwarzania danych przestrzennych.
Pakiet ArcGIS zawiera jeszcze wiele innych komponentów, jak np. specjalizowane rozszerzenia
(extensions) podstawowych aplikacji: ArcGIS Spatial Analysis, ArcGIS Network Analysis, ArcScan for
ArcGIS i inne, ArcSDE (Spatial Database Engine) – komponent pośredniczący we współpracy aplikacji
pakietu ArcGIS z zewnętrznymi systemami baz danych, czy też narzędzia deweloperskie – ArcGIS
Server. Niniejsze ćwiczenie dotyczy aplikacji ArcMap.
W typowych systemach GIS podstawowym formatem danych jest format wektorowy danych
przestrzennych, gdzie graficznie obiekty reprezentowane są jako punkty, linie, wieloboki itp. Dane takie
zintegrowane są z danymi tabelarycznymi, tj. danymi zapisanymi w bazie danych w formie rekordów
zawierających pola tekstowe, numeryczne itp. Umożliwia to jednoczesną wizualizację tych samych
obiektów (np. domów, dróg, jednostek podziału administracyjnego, działek, ulic, akwenów) w dwojaki
sposób: w postaci tabeli rekordów z wartościami poszczególnych pól oraz w postaci mapy terenu, na
którym obiekty są zlokalizowane, z zaznaczeniem ich położenia i kształtu oraz ewentualnie, z
przedstawieniem w określony sposób na tej mapie wartości wybranych atrybutów nieprzestrzennych bądź
wartości otrzymanych w wyniku przeprowadzonej analizy.
Podstawowe czynności w ArcMap
Lokalizacja aplikacji ArcMap: Start\Programy\ArcGIS\ArcMap.
Na początku należy utworzyć nowy widok mapy – polecenie File\New... (ewentualnie wybrać
odpowiednią akcję już w oknie powitalnym) z pustym szablonem, a następnie dodawać kolejne warstwy
z geobazy Trójmiasta za pomocą polecenia File\Add Data.... Stworzoną mapę można zapisać w pliku
*.mxd.
W ArcMap, część okna po lewej stronie zawiera spis – przegląd warstw (table of contents)
wchodzących w skład mapy oraz informacje o tym, czy warstwa jest widoczna, w jaki sposób jest
rysowana itp. Sama mapa widoczna jest po prawej stronie, w głównej części okna. Podstawowe
narzędzia znajdują się na pasku Tools. Umożliwiają one zmianę skali, przemieszczanie się po mapie,
selekcję obiektów bądź elementów graficznych, uzyskiwanie informacji o atrybutach nieprzestrzennych
wskazanego obiektu, wyszukiwanie obiektów w oparciu o wprowadzony tekst odnoszący się do
atrybutów nieprzestrzennych oraz pomiar odległości.
Możliwe jest, dla danej warstwy, obejrzenie zawartości tabeli atrybutów – polecenie Open
Attribute Table w kontekstowym menu dla pozycji danej warstwy w lewej części okna. Dostępne są
także różne sposoby wybierania (selekcji) obiektów – przy włączonym trybie selekcji obiektów –
odpowiedni przycisk na pasku Tools. Kliknięcie z lewej strony rekordu w tabeli (więcej niż 1 rekord – z
Ctrl) zaznacza też obiekt/obiekty na mapie. Kliknięcie w obiekt na mapie (więcej niż 1 rekord – z Shift)
lub obrysowanie obiektów prostokątem zaznacza też odpowiedni wiersz/wiersze w tabeli. Zaznaczone
obiekty podświetlają się na jasnoniebiesko (przy standardowych ustawieniach). Można także
zdefiniować, z których warstw obiekty można w danym momencie zaznaczać na mapie – zakładka
2
Selection w przeglądzie warstw lub polecenie Set Selectable Layers... w menu Selection. Można
także zaznaczać obiekty poprzez narysowanie na mapie danego obiektu graficznego za pomocą
wybranego narzędzia do rysowania – polecenie Select By Graphics w menu Selection (najpierw
trzeba narysować element graficzny).
Okno Layer Properties
Okno Layer Properties pozwala na dostęp do różnych funkcji związanych z właściwościami
poszczególnych warstw – polecenie Properties... w kontekstowym menu dla pozycji danej warstwy w
lewej części okna. W oknie Layer Properties można dokonać wielu ustawień dotyczących danej
warstwy, między innymi: widoczność warstwy, określenie źródła danych (klasy obiektów
przestrzennych), sposobu wyświetlania (zakładka Symbology – można tu określić, jak mają być
graficznie przedstawiane na mapie obiekty z danej warstwy, np. czy kolor wypełnienia lub grubość ma
być powiązana z wartością danego atrybutu w bazie danych i jeśli tak, to w jaki sposób; umożliwia to
tworzenie tzw. map tematycznych przedstawiających w graficzny sposób zawartość bazy danych bądź
wyniki określonych analiz danych), czy sposobu wyświetlania etykiet na mapie, np. nazw ulic (zakładka
Labels).
Wybieranie obiektów z jednej warstwy poprzez zdefiniowanie warunku dotyczącego relacji przestrzennej
z obiektami innej warstwy
W ten sposób można na przykład wybrać wszystkie budynki, które znajdują się w obszarze np.
danej gminy, wszystkie drogi, które przynajmniej w części znajdują się na terenie rezerwatu, itp. Służy do
tego polecenie Selection\Select By Location....
Wybieranie obiektów z jednej warstwy poprzez zdefiniowanie warunku dotyczącego ich atrybutów
Tutaj należy korzystać z polecenia Selection\Select By Attributes.... Pojawiające się okno
dialogowe służy do interaktywnego budowania zapytania SQL wybierającego rekordy na podstawie
zadanego kryterium. Są tu jednak duże ograniczenia w stosunku do pełnych możliwości tego języka w
zakresie tworzenia zapytań: w wyniku zawarte są zawsze wszystkie pola tabeli, a kryterium może
odnosić się tylko do pól z jednej klasy obiektów, ewentualnie do pól dołączonych do niej z innej tabeli.
Wybrane obiekty (albo wszystkie obiekty z warstwy, albo obiekty zawarte w danym momencie w
oknie mapy) można zapisać jako nową klasę obiektów w geobazie albo jako nowy plik *.shp. Służy do
tego polecenie Data\Export Data... w kontekstowym menu dla pozycji danej warstwy w lewej części
okna w ArcMap.
Dołączanie pól z innej tabeli
Służy do tego polecenie Joins and Relates\Join... z kontekstowego menu dla danej warstwy.
Na podstawie identycznych wartości wskazanych pól-kluczy w dwóch tabelach, możliwe jest dołączenie
wybranych pól do tabeli atrybutów danej warstwy z innej tabeli bądź klasy obiektów. Tabele te jednak
muszą być związane relacją typu one-to-one lub many-to-one, tak, żeby było jednoznacznie określone, z
którego rekordu tabeli dołączanej pobierać dane w każdym przypadku. Należy zaznaczyć, że ustawienie
dokonywane w niniejszym poleceniu jest ustawieniem dotyczącym mapy, a nie danych źródłowych, nie
zmienia więc postaci tabel np. w samej geobazie. Dołączonych atrybutów można jednak potem używać
np. w poleceniu Selection\Select By Attributes....
Dodawanie nowych pól do tabeli oraz obliczanie ich wartości
Do dodania nowego pola do tabeli służy polecenie Options\Add Field wywoływane poprzez
przycisk Options w oknie tabeli atrybutów.
Do przeprowadzenia obliczenia wartości danego pola dla wszystkich rekordów w tabeli poprzez
zadane wyrażenie (np. obliczenie gęstości zaludnienia na podstawie liczby mieszkańców i powierzchni
3
obszaru) służy polecenie Field Calculator w kontekstowym menu nagłówka pola. Nie jest konieczne
włączanie w tym celu trybu edycji.
Tryb edycji warstwy
Aby możliwe było włączenie trybu edycji danych w ArcMap (dotyczy to zarówno danych
przestrzennych jak i nieprzestrzennych), musi być uaktywniony pasek narzędzi edycyjnych:
View\Toolbars\Editor. Sesję edycji rozpoczyna się wybraniem polecenia Start Editing z tego paska,
a kończy wybraniem polecenia Stop Editing. Klasa obiektów, którą aktualnie chcemy edytować
(zawsze tylko jedna w danym momencie), musi być wybrana w Target: na tym samym pasku. W
ArcMap dostępnych jest bardzo wiele funkcji służących do edycji obiektów, jednak w niniejszym
ćwiczeniu tryb edycji wykorzystujemy jedynie do usunięcia obiektów oraz do zmiany wartości atrybutów
nieprzestrzennych w tabeli. Aby usunąć obiekty, należy je najpierw zaznaczyć (wykorzystując np. jedno z
poleceń Select), a następnie kliknąć odpowiedni przycisk wśród standardowych narzędzi (tj. tych
znajdujących się pod głównym menu aplikacji). Aby zmodyfikować wartość w tabeli atrybutów, należy
po prostu poddać ją edycji w tabeli podobnie jak np. w programach MS Excel czy MS Access.
4