Podstawy pracy z oprogramowaniem ArcGIS 10
Transkrypt
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