Spatial_Analyst_2.pdf

(1938 KB) Pobierz
Akademia Górniczo - Hutnicza im. Staszica w Krakowie
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska
ArcGIS Spatial Analyst
Celem zajęć jest nabycie podstawowych umiejętności w ArcGIS Spatial Analyst - rozszerzenia ArcGIS Desktop.
Spatial Analyst jest narzędziem pozwalającym na tworzenie i przetwarzanie rastrowych zestawów danych.
Wykonując poniższe zadania zostaną przygotowane oraz przeanalizowane mapy przydatności w celu lokalizacji
defibrylatorów serca w mieście Pittsburgh. Wybrane rejony będą uwzględniać liczbę zatrzymań krążenia serca
poza szpitalami, gdzie pomoc może udzielić przypadkowy przechodzień.
1. Cele dydaktyczne
Przetwarzanie warstw map rastrowych
Tworzenie mapy cieniowania (hillshade
map)
Tworzenie map gęstości metodą jądrową (kernel
density map)
Wyciąganie wartości dla pojedynczych pikseli rastra
Przeprowadzenie badania przydatności wybranych lokalizacji na rastrze
2. Wykorzystywane dane
Podczas wykonywania ćwiczeń będą wykorzystywane dane dla miasta Pittsburgh.
Dostępne dane:
warstwa wektorowa poligonowa z granicą miasta Pittsburgh (Pittsburgh),
warstwa wektorowa poligonowa z granicą rejonu PennHills(PennHills),
warstwa rastrowa - Numeryczny Model Terenu (DEM),
warstwa rastrowa - Mapa użytkowania terenu (LandUse),
warstwa wektorowa punktowa (OHCA)(out-of-hospital
cardiac arrests) -
zawiera informacje o liczbie
ataków serca na przełomie pięciu lat, które nastąpiły poza obszarem szpitalnym, gdzie możliwa była
pomoc przypadkowych przechodniów
warstwa wektorowa punktowa - z gradientowo rozróżnioną liczbą występowania zawałów (AllCalBlocks)
warstwa wektorowa poligonowa z rzekami miasta Pittsburgh (Rivers)
warstwa wektorowa liniowa z osiami dróg miasta Pittsburgh (PghStreets)
warstwa wektorowa poligonowa z zaznaczonymi obszarami komercyjnymi (ZoningCommercialBuffer)
warstwa wektorowa poligonowa z zaznaczonymi 600-stopowymi strefami buforowymi wokół
komercyjnych lokalizacji na terenie miasta Pittsburgh (ZoningCommercialBuffer)
3. Przebieg ćwiczenia
3.1. Przetwarzanie warstw map rastrowych
Dokument mapy, na którym będzie przeprowadzone ćwiczenie zawiera mapy rastrowe pobrane ze strony
internetowej
U.S. Geological Survey Web
- http://seamless.usgs.gov/website/seamless/viewer.html (DEM) oraz
http://gisdata.usgs.net/website/MRLC/viewer.php (LandUse). Wszystkie mapy rastrowe zawierają dane w
kształcie prostokąta w zdefiniowanym układzie współrzędnych. Podczas ćwiczenia na surowe dane zostanie
nałożona maska będąca granicą miasta Pittsburgh. W efekcie piksele map rastrowych w granicach miasta będą
zawierać przypisane wartości (przypisane kolory), natomiast piksele znajdujące się poza granicami będą
wyświetlane jako przeźroczyste. Zostanie również utworzona mapa cieniowania (mapa o wyglądzie
trójwymiarowej mapy topograficznej oświetlonej światłem słonecznym), przy użyciu Numerycznego Modelu
Terenu (DEM). Ostatni etap będzie polegał na umieszczeniu mapy cieniowania pod warstwą użytkowania terenu
(LandUse) oraz ustawieniu przeźroczystości dla warstwy użytkowania terenu (LandUse) w celu uatrakcyjnienia
wyglądu mapy oraz podniesienia jej czytelności.
Opracowanie: Judyta Książek na podstawie: Gorr W. L., Kurland K. S.: "GISTUTORIAL Basic Workbook" ESRI Press
Akademia Górniczo - Hutnicza im. Staszica w Krakowie
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska
Przegląd właściwości mapy rastrowej
Uruchom program ArcMap 10.2
W oknie uruchamiania aplikacji ArcMap odszukaj pozycję
Mapy istniejące,
a następnie wybierz polecenie
Wyszukaj więcej.
Odszukaj na dysku komputera katalog, w którym znajdują się dane do ćwiczenia i wskaż plik
mapy o nazwie ArcGIS_Spatial_Analyst_1.mxd. Program otworzy mapę, która zawiera pięć warstw:
OHCA,
Pittsburgh, DEM, LandUse, PennHills
(opis poszczególnych warstw zgodny z punktem 2)
W
Tabeli zawartości
kliknij
Prawym Klawiszem Myszy (PKM)
na warstwę
DEM ---> Właściwości
Wybierz zakładkę
Źródła
Wszystkie mapy rastrowe mają zdefiniowany układ współrzędnych, w którym przyjmują prostokątny kształt.
Korzystając z pozycji
Informacje o rastrze
można uzyskać następujące dane:
- rozmiar rastra, który składa się z 2106 kolumn oraz 1984 wierszy
- rozmiar boku pojedynczego piksela w stopach, który wynosi 90,70912488
Opracowanie: Judyta Książek na podstawie: Gorr W. L., Kurland K. S.: "GISTUTORIAL Basic Workbook" ESRI Press
Akademia Górniczo - Hutnicza im. Staszica w Krakowie
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska
Przesuń w dół suwakiem tabelę, aż do pozycji
Odniesienie przestrzenne
Podane wartości wyrażone są w stopniach dziesiętnych, tak więc warstwa ta zapisana jest we współrzędnych
geograficznych. Natomiast program ArcGIS wyświetla dane w układzie, który jest przypisany do
Ramki
Danych,
w tym przypadku jest to układ
State Plane
dla południowej Pensylwanii w USA.
W celu sprawdzenia układu współrzędnych w jakim pracuje ArcMap należy zamknąć okno
Właściwości
Warstwy Tematycznej
i kliknąć w głównym pasku narzędziowym
Widok --> Właściwości ramki danych-->
zakładka
Układ Współrzędnych
Powróć do okna
Właściwości Warstwy Tematycznej
poprzez
szybkie podwójne kliknięcie lewym klawiszem
myszy (LKM)
na warstwę
DEM
Wybierz zakładkę
Źródła
i przesuń w dół suwakiem tabelę, aż do pozycji
Statystyki
Na warstwie rastrowej każdy pojedynczy piksel posiada swoją wartość. W przypadku warstwy
DEM
jest to
wysokość ponad poziomem morza wyrażona w metrach w formie liczb dziesiętnych. Dostępna statystyka
zawiera m.in. informacje o średniej wysokości terenu nad poziomem morza: 323.7m oraz maksimum tej
wysokości : 443.2m.
Zamknij okno
Właściwości Warstwy Tematycznej
Kliknij
Plik --> Zapisz
Zadanie do samodzielnego wykonania
W analogiczny sposób zbadaj właściwości warstwy użytkowania terenu. Zauważ, że wyświetlana warstwa
użytkowania terenu zdefiniowana jest w układzie kontynentalnym Stanów Zjednoczonych. Program ArcGis
dokonuje reprojekcji rastra z układu źródłowego warstwy do układu lokalnego State Plane, dlatego raster
LandUse
jest pochylony. Zwróć uwagę na rozmiar piksela warstwy
LandUse,
który wynosi 30m i jest większy od
rozmiaru piksela warstwy DEM. Wartości wyświetlane na warstwie
LandUse
są liczbami całkowitymi, do
których przypisane są odpowiednie kategorie użytkowania terenu.
Opracowanie: Judyta Książek na podstawie: Gorr W. L., Kurland K. S.: "GISTUTORIAL Basic Workbook" ESRI Press
Akademia Górniczo - Hutnicza im. Staszica w Krakowie
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska
Ustawienie środowiska pracy dla rastra
Kolejnym krokiem jest ustawienie środowiska pracy dla narzędzia
Spatial Analyst.
Za każdym razem, kiedy będzie
używane to narzędzie, ArcMap będzie automatycznie używać wprowadzonych ustawień, oszczędzając czas
użytkownika.
Kliknij w głównym pasku narzędziowym
Dostosuj -->
Rozszerzenia
i zaznacz na liście Spatial Analyst
Kliknij
Zamknij
Działanie to pozwala na załadowanie i używanie
rozszerzenia Spatial Analyst.
W głównym pasku narzędziowym kliknij
Geoprzetwarzanie --> Środowisko --> Analizy Rastrowe
Wybierz opcję
Rozmiaru komórki:
Jak podano poniżej,
wpisz wartość
50
oraz ustaw maskę ograniczająca
zasięg do miasta
Pittsburg.
Kliknij
OK
Wycięcie warstwy użytkowania terenu przy użyciu maski
ArcGIS rozpoznaje pliki obrazów o bardzo różnych formatach. Warstwa
LandUse
jest plikiem TIFF, pobranym ze
strony internetowej USGS. W celu przetwarzania tej warstwy konieczne jest przekonwertowanie jej do formatu
ESRI. Konwersja będzie polegać na zapisie tego pliku do geobazy z równoczesnym ograniczeniem wyświetlenia
pikseli w granicach miasta Pittsburgh (zastosowanie warstwy Pittsburgh jako maski).
Kliknij w głównym pasku narzędziowym
Okna --> Wyszukaj
W oknie wyszukiwania wpisz
Extract by Mask
i kliknij ikonkę
Szukaj
Następnie kliknij LKM na
Extract by Mask
w celu użyci tego narzędzia
Uzupełnij dane dotyczące:
Rastra wejściowego:
LandUse
Wejściowego rastra lub wektorowych danych maskowania:
Pittsburgh
Raster wynikowy:
...\LandUsePgh
(Należy ustawić nawigację do geobazy SpatialAnalyst)
Dane proszę zapisywać do geobazy SpatialAnalyst.gdb
Opracowanie: Judyta Książek na podstawie: Gorr W. L., Kurland K. S.: "GISTUTORIAL Basic Workbook" ESRI Press
Akademia Górniczo - Hutnicza im. Staszica w Krakowie
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska
Kliknij
OK,
po przeliczeniu powinna dodać się do mapy nowopowstała warstwa
LandUsePgh
W
Tabeli zawartości
wyłącz wyświetlanie wszystkich warstw oprócz
OHCA
oraz
LandUsePgh
W
Tabeli zawartości
kliknij PKM na warstwę
LandUsePgh
i wybierz
Powiększ do zasięgu warstwy
ArcGIS przypisał warstwie
LandUsePgh
dowolny schemat barw, który nie jest atrakcyjny. W kolejnym kroku
zostanie dodany plik stworzony na podstawie warstwy
LandUse
w celu uzyskania poprawnego wyświetlania.
W
Tabeli zawartości
kliknij PKM
na
warstwę
LandUsePgh
i wybierz
Właściwości
Wskaż zakładkę
Symbolizacja,
a następnie
Importuj
Z dostępnej listy wskaż warstwę
tematyczną:
LandUse
Kliknij
OK
Kliknij
OK
Kliknij
Plik --> Zapisz
Otrzymana mapa jest atrakcyjna i czytelna. Na jej
podstawie widać, że zurbanizowane tereny w mieście są
zlokalizowane wzdłuż rzek oraz że to właśnie w tych
miejscach najczęściej dochodzi do ataków serca. W
następnym kroku do wyglądu mapy zostanie dołożony
efekt 3D, poprzez wykorzystanie cieniowania na
podstawie warstwy Numerycznego Modelu Terenu (DEM).
Zadanie do samodzielnego wykonania
W analogiczny sposób wytnij warstwę
LandUsePH
z warstwy
LandUse
wykorzystując jako maskę warstwę
PennHills.
Do wyświetlenia nowopowstałej warstwy
LandUsePH
użyj symboliki z warstwy
LandUse.
Po
wykonaniu zadania wyłącz wyświetlanie warstw dotyczących obszaru Penn Hills i powróć do wyświetlenia
warstw dotyczących Pittsburgh.
Przed dalszymi analizami pamiętaj o zmianie maski w Geoprzetwarzanie --> Środowisko na Pittsburgh
Opracowanie: Judyta Książek na podstawie: Gorr W. L., Kurland K. S.: "GISTUTORIAL Basic Workbook" ESRI Press

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin