ΤΕΙ Ιονίων Νήσων - Εργαστηριακές Ασκήσεις στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 4ο 4.1. Ευρωπαϊκή Κάλυψη γης με βάση το Corine - Συστήματα Συντεταγμένων Γεωαναφορά Ευρωπαϊκή Κάλυψη γης με βάση το Corine: Για την παρακολούθηση του περιβάλλοντος στην Ευρωπαϊκή Ένωση, στις 17 Ιούνη του 1985 υιοθετήθηκε απόφαση για την εκπόνηση του περιβαλλοντικού προγράμματος CORINE (COoRdination of Information on the Environment). Το πρόγραμμα αυτό αφορά στη συλλογή, συντονισμό και συνοχή των πληροφοριών σε σχέση με το περιβάλλον και τα φυσικά διαθέσιμα της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Το Corine συντονίζεται από το Κοινό Κέντρο Ερευνών (Joint Research Centre) της Ε.Ε. και έχουν διαμορφωθεί χάρτες κάλυψης γης για το 1990 (με λήψεις εικόνων ), 2000 (με λήψεις εικόνων ) και Βασίζεται σε οπτική φωτοερμηνεία εικόνων LANDSAT 7 ETM+ (η έκδοση 2000) από εθνικές ομάδες εργασίας. Συνολικά 26 εικόνες απαιτούνται για την κάλυψη της Ελλάδος. Στο συγκεκριμένο πρόγραμμα η κλίμακα χαρτογράφησης που έχει επιλεγεί είναι η 1: για το 3 ο επίπεδο κατηγοριοποίησης. Στο σχέδιο CORINE Land Cover έχει ενσωματωθεί µια ιεραρχική ονοματολογία (CORINE Land Cover nomenclature). Αυτή αναφέρεται σε χαρτογραφικές μονάδες μεγαλύτερες ή ίσες των 25 εκταρίων και περιλαμβάνει 44 διαφορετικές κατηγορίες καλύψεων γης. 26 P a g e

2 Με αφετηρία το παραπάνω σχήμα, αλλά και με αρκετές συζητήσεις μεταξύ της επιστημονικής ομάδας του CLC και των τελικών χρηστών, δημιουργήθηκαν τρία ιεραρχικά επίπεδα όπου περιγράφεται η κάλυψη και, σε ορισμένες περιπτώσεις, η χρήση γης τα οποία είναι τα ακόλουθα: Επίπεδο 1: περιλαμβάνει 5 κατηγορίες κάλυψης γης, οι οποίες αντιστοιχούν στις ανώτατες και κύριες κατηγορίες κάλυψης γης του πλανήτη. Αυτές οι κατηγορίες μπορεί να θεωρηθούν αφηρημένες σε κάποιο βαθμό, διότι προκύπτουν από μεγάλο βαθμό γενίκευσης και αφαιρετικότητας. Επίπεδο 2: αυτό το επίπεδο περιλαμβάνει 15 κατηγορίες κάλυψης γης και καλύπτει φυσικές και φυσιογνωμικές οντότητες σε μεγαλύτερο επίπεδο λεπτομέρειας από το επίπεδο 1. Οι κλίμακες που χρησιμοποιούνται για αυτό το επίπεδο είναι από 1: εώς 1: Επίπεδο 3: περιλαμβάνει 44 κατηγορίες κάλυψης γης και απευθύνεται στην κλίμακα 1: P a g e

3 Η ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ CORINE 1. ΤΕΧΝΗΤΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ 1.1 Αστικός ιστός Συνεχής αστικός ιστός Ασυνεχής αστικός ιστός 1.2 Βιομηχανικές, εμπορικές ζώνες και δίκτυα μεταφορών Βιομηχανικές και εμπορικές ζώνες Οδικά και σιδηροδρομικά δίκτυα Ζώνες λιμένων Αεροδρόμια 1.3 Ορυχεία, χώροι απορριμμάτων και χώροι οικοδόμησης Χώροι εξορύξεως ορυκτών Χώροι απορρίψεως απορριμμάτων Χώροι οικοδόμησης 1.4 Τεχνητές μη γεωργικές ζώνες πρασίνου Περιοχές αστικού πρασίνου Εγκαταστάσεις αθλητισμού και αναψυχής 2. ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 2.1 Αρόσιμη γη Μη αρδευόμενη αρόσιμη γη Μόνιμα αρδευόμενη γη Ορυζώνες 2.2 Μόνιμες καλλιέργειες Αμπελώνες Οπωροφόρα δένδρα και φυτείες με σαρκώδεις καρπούς Ελαιώνες 2.3 Λιβάδια Λιβάδια 2.4 Ετερογενείς γεωργικές περιοχές Ετήσιες καλλιέργειες που σχετίζονται με μόνιμες καλλιέργειες Σύνθετες καλλιέργειες Γη που χρησιμοποιείται κυρίως για γεωργία μαζί με σημαντικά τμήματα φυσικής βλάστησης Γεωργο-δασικές περιοχές 3. ΔΑΣΗ και ΗΜΙΦΥΣΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 3.1 Δάση Δάσος πλατύφυλλων Δάσος κωνοφόρων Μικτό δάσος 3.2 Συνδυασμοί θαμνώδους ή/και ποώδους βλάστησης Φυσικοί βοσκότοποι Θάμνοι και χερσότοποι Σκληροφυλλική βλάστηση Μεταβατικές δασώδεις και θαμνώδεις εκτάσεις 3.3 Ανοιχτοί χώροι με λίγη ή καθόλου βλάστηση Παραλίες, αμμόλοφοι, Αμμουδιές Απογυμνωμένοι βράχοι Εκτάσεις με αραιή βλάστηση Αποτεφρωμένες εκτάσεις Παγετώνες και αέναο χιόνι 4. ΥΓΡΟΤΟΠΟΙ 4.1 Υγρότοποι ενδοχώρας Βάλτοι στην ενδοχώρα Τυρφώνες 4.2 Παραθαλάσσιοι υγρότοποι Παραθαλάσσιοι Βάλτοι Αλυκές Ζώνες που καλύπτονται από παλιρροιακά ύδατα 5. ΥΔΑΤΙΝΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ 5.1 Χερσαία ύδατα Υδατορρεύματα Επιφάνειες στάσιμου ύδατος Παράκτιες Λιμνοθάλασσες 5.2 Θαλάσσια ύδατα Εκβολές ποταμών Θάλασσες και ωκεανοί 28 P a g e

4 Που βρίσκουμε δεδομένα του Corine Με βάση τη ιστοσελίδα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Περιβάλλοντος επιλέγεται Data and Maps και σας ανοίγει η αντίστοιχη καρτέλα, όπου με βάση το φίλτρο αναζήτησης και τη λέξη κλειδί Land use βλέπουμε τις διαθέσιμες επιλογές. Δέστε τις χώρες που έχουν υλοποιήσει το Corine για το Τι παρατηρείται; Εμείς θα βάλουμε φίλτρο το Corine 2000 και μπορούμε να κατεβάσουμε το Corine ανά κάλυψη γης - επίπεδο 3 (για όλη την Ευρώπη) σε διανυσματική μορφή από τη διεύθυνση 29 P a g e

5 4.1. Αποκοπή µιας περιοχής µε µάσκα Ανοίγουµε έναν ArcMap και µετά ένα ArcCatalog. Με βάση τον τελευταίο εντοπίζουµε το χάρτη corine της Ελλάδος (GIS_REMOTE_LABORATORY TEACHING_DATA GIS_TUTORIAL_DATA corine_2000 SHAPE GREECE) Και το σέρνουµε (drag and drop) στον πίνακα περιεχοµένων του ArcMap. Εναλλακτικά από τον ArcMap (με Add data) Στην συνέχεια ανοίγουµε και έναν χάρτη µε τους νοµούς της Ελλάδος: ΤΙ ΘΕΛΟΥΜΕ: Να κόψουµε τον χάρτη του Corine στα όρια ενός νοµού: Επιλογή και απεικόνιση ενός πολυγώνου στον χάρτη και στον πίνακα περιεχοµένων : Αρχικά επιλέγουµε το πολύγωνο που µας ενδιαφέρει και στην συνέχεια µε βάση της εντολής ορισµού ερωτήµατος (Definition Query) που βρίσκεται στις ιδιότητες στρώµατος, δοµούµε το ερώτηµα (Query Builder). διπλό κλικ nomoi Definition Query Query Π.χ. Querry Builder SELECT FROM nomoi WHERE : NOM_DES = ΖΑΚΥΝΘΟΥ (Για να µπορέσουµε να επιλέξουµε νοµό πατάµε Get Unique Values και έπειτα διπλό κλικ στον νοµό που επιθυµούµε. Επίσης για την αποφυγή λανθασµενου συντακτικού, πληκτρολογούµε µόνο στο παράθυρο δόµησης ερωτήµατος) OK OK 30 P a g e

6 Το έχουµε κάνει ξανά. Γιατί το κάναµε αυτό; Για να δηµιουργήσουµε µάσκα, όπου θα αποµονώσουµε το χάρτη Corine στα όρια της Ζακύνθου. Το επιλεγµένο πολύγωνο (π.χ. νοµός Ζακύνθου) το σώζουµε ως µόνιµο shape file και το εισάγουµε στο project µας (αφού το κάνουµε αυτό, διαγράφουµε το ερώτηµα από το αρχείο των νοµών της Ελλάδος). Μην ρωτάτε πως γίνεται αυτό; ΤΟ ΞΕΡΕΤΕ!!! Ψάχνουµε το εργαλείο Clip (αποκοπή). Τι παρατηρούµε; Τι κάνει αυτό το εργαλείο; Ποιο είναι στο παράδειγµα µας το Input και ποιο το Clip feature; Όταν το καταλάβετε, κάντε το µόνοι σας. Θα είναι κάπως έτσι. Και αν το δούµε µε βάση το πεδίο Code 00 (Corine level 3) 31 P a g e

7 Το πολύγωνο που αποµονώσαµε στην παραπάνω διαδικασία καλείται µάσκα, διότι µε βάση αυτήν θα αποµονώσουµε-κόψουµε από έναν άλλο χάρτη ένα κοµµάτι το οποίο θα περιέχει στοιχεία που αποµόνωσε η µάσκα. Αυτή η διαδικασία υλοποιείται µέσω της εφαρµογής Clip που βρίσκεται στο κουτί εργαλειών (µενού Standard, στο πάνω µέρος της οθόνης), Analysis Tools, Extract και Clip). Αν κάναµε την αποκοπή µε µάσκα ως ανεξάρτητο αρχείο και όχι κάτω από ερώτηµα, το νέο αποκοµένο αρχείο θα έχει τα γεωγραφικά όρια της µάσκας και όχι του αρχικού αρχείου (π.χ. της Ζακύνθου και όχι της Ελλάδας) Τπολογισµός της έκτασης κάθε τύπου κατηγορίας ενός αρχείου : Το θυμόμαστε; Για τον υπολογισµό έκτασης κάθε τύπου κατηγορίας ενός αρχείου παραγµατοποιούµε τα εξής βήµατα : Ανοίγουµε τον πίνακα περιεχοµένων του αρχείου. Επιλέγουµε την στήλη του πίνακα στην οποία θέλουµε να εφαρµόσουµε υπολογισµούς και κάνουµε δεξί κλικ στην στήλη αυτή Στην συνέχεια επιλέγουµε την εντολή σύνοψης Summarize. Ας το κάνουμε με βάση το Corine και το επίπεδο 3 32 P a g e

8 1. Select a field to summarize (επιλογή του πεδίου που θέλουµε να επεξεργαστούµε) : π.χ. CODE_00 2. Choose one or more summary statistics to be included in the output table (επιλογή ενός ή παραπάνω στατιστικών υπολογισµών που επιµούµε να περιέχονται στον πίνακα εξόδου) :π.χ. Area Average & Sum. 3. Specify output table (προσδιορισµός πίνακα εξόδου). 4. OK Ο τελικός πίνακας θα εµφανίσει τον αριθµό του κάθε τύπου Corine, µέση συνολική έκταση κάθε τύπου και την συνολική έκταση κάθε τύπου κατηγορίας Corine το οποίο ήταν και το ζητούµενο. Στην συνέχεια αν επιθυµούµε να υπάρχει και ένας οπτικός διαχωρισµός του χάρτη µε βάση αυτό το πεδίο επιλέγουµε στον συµβολισµό Unique Values για το πεδίο CODE_ P a g e

9 4.3. Μετασχηµατισµός χάρτη από ένα σύστηµα αναφορών σε ένα άλλο Αρχικά ανοίγουµε έναν χάρτη σε τοπικό σύτηµα αναφορών (Projected Coordinate System) π.χ: Add Data D:\ GIS_TRAINING Data greece nomoi.shp Add Κοιτάµε σε τι σύστηµα αναφορών είναι αυτό το αρχείο. Με δεξί κλικ στο αρχείο ανοίγουµε τα Properties και µετά την καρτέλα Source. Εκεί θα δούµε τα χαρακηριστικά της γεωαναφοράς του αρχείου αυτού. ΜΕΛΕΤΗΣΤΕ ΤΙΣ ΔΙΑΘΕΣΙΜΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΓΕΩΑΝΟΦΟΡΑΣ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΣΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ Από τη κεφαλίδα του βασικού Layers µε δεξί κλικ Properties επιλέξτε την καρτέλα Coordinate systems. Παρατηρείστε τιςδύο βασικές ενότητες (Geographic VS Projected systems). Σας λένε τίποτα αυτά; Ανοίζτε τα Geographic και στο World εντοπίστε το σύστηµα αναφοράς WGS Ανοίξτε τα Projected και στα National Grids εντοπίστε το Greek Grid. Σηµειώστε που τα βρίσκετε, θα µας χρειαστούν αµέσως τώρα!!! 34 P a g e

10 Μετασχηµατισµός χάρτη από ένα σύστηµα αναφορών σε ένα άλλο Ο παραπάνω χάρτης των νοµών της Ελλάδος βρίσκεται σε ελληνικό σύστηµα αναφορών (ΕΓΣΑ 87) και θέλουµε να τον µετασχηµατίσουµε σε παγκόσµιο σύστηµα αναφορών (WGS 1984). Για την επίτευξη του ακολουθούµε τα εξής βήµατα : Ανοίγουµε την εργαλειοθήκη Toolbox Data Management Tools Projections and Transformation Feature Project Στο παράθυρο που εµφανίζεται (Project) : i. Input Dataset or Feature Class (αρχείο εισόδου) : π.χ nomoi ii. Input Coordinate System (optional) (σύστηµα συντεταγµένων αρχείου) : π.χ. ΕΓΣΑ 87 iii. Output Dataset or Feature Class (σηµείο αποθήκευσης) iv. Output Coordinate System (σύστηµα συντεταγµένων στο οποίο επιθυµούµε να µετασχηµατίσουµε το αρχείο) : π.χ. Select Geographic Coordinate System World WGS 1984 OK v. Geographic Transformation (optional) : π.χ GGRS_1987_WGS_1984 vi. OK - Παρατηρήσαµε κάτι; 35 P a g e

11 4.4. Γεωαναφορά Ανοίγουµε ένα αρχείο το οποίο θέλουµε να γεωαναφέρουµε : π.χ Add Data GIS_TRAINING Data milos EGSA87 natura.tif Add Αρχικά εµφανίζουµε τους νοµούς και έπειτα εστιάζουµε στο νησί της Μήλου Μόλις επιλέξουµε τον βαθµό εστίασης δηµιουργούµε σελιδοδείκτη του νησιού για να επανερχόµαστε γρήγορα σε αυτή την µεγέθυνση. Έπειτα ανοίγουµε την µπάρα εργαλειών Γεωαναφοράς (Georeferencing) Αν έχουμε πολλές εικόνες (tiffs) κοιτάζουμε να έχουμε επιλέξει για γεωαναφορά το ΣΩΣΤΟ!!! 36 P a g e

12 Στην µπάρα Georeferencing : Add Control Points (εισαγωγή σηµείων ελέγχου) Επιλέγουµε τρία και περισσότερα ίδια σηµεία του σελιδοδείκτη και του χάρτη της µήλου. Μόλις επιλεγούν τα σηµεία ελέγχου το αποτέλεσµα είναι το εξής: Κοιτάχτε τον πίνακα σφαλµάτων RMS Για διατήρηση της γεωαναφοράς έχουµε Update και Rectify 37 P a g e

13 Άσκηση Με βάση τον νομό που έχετε χρεωθεί να παρουσιάσετε τρεις διαφορετικούς χάρτες όπου θα παρουσιάζεται η κάλυψη γης με βάση τα τρία επίπεδα ανάλυσης (π.χ. στον 1 ο χάρτη με βάση το επίπεδο 1 = 1. ΤΕΧΝΗΤΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ, 2. ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ, 3. ΔΑΣΗ και ΗΜΙΦΥΣΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ, 4. ΥΓΡΟΤΟΠΟΙ και 5. ΥΔΑΤΙΝΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ). Στους χάρτες να φαίνεται η κλίμακα απόστασης, ο βορράς, το υπόμνημα του Corine και σε παράθυρο η Ελλάδα με το περίγραμμα του νομού σας. Τα απαραίτητα αρχεία βρίσκονται στη διεύθυνση Μέσα σε κάθε χάρτη να υπάρχει και ένα διάγραμμα σε μορφή πίτας όπου να φαίνονται ανά κατηγορία α) η συνολική έκταση και β) ποσοστό % κάλυψης Παράδειγμα πίτας 3.3. Με βάση το νομό που έχετε χρεωθεί και με βάση το Google Earth (αποτσεκάρετε κάθε άλλη πρόσθετη πληροφορία από τα επίπεδα) και κάντε αντίγραφο (copy paste) της εικόνας στα όρια του νομού σας (αν θέλετε καλή ανάλυση δηλαδή να είστε πιο κοντά στη γη, μπορείτε να πάρετε το νομό σας σε επικαλυπτόμενα τμήματα). Μετά ανοίχτε το πρόγραμμα Ζωγραφική του Η/Υ και αφού κάνετε επικόλληση (paste) το σώζετε ως αρχείο tif. Ανοίγετε την εικόνα στον ArcMap και γεωαναφέρετε την εικόνα (ες) από το Google Earth χρησιμοποιώντας είτε τα όρια του νομού (χρήσιμο για τα νησιά) είτε αρχεία δρόμων (που βρίσκονται στο Εναλλακτικά αλλάξτε το χάρτη του νομού σας σε γεωαναφορά WGS84 και σώστε το νομό σας ως αρχείο kml (conversion > layer to kml). Τρέξτε το αρχείο αυτό και ο νομός σας θα εμφανιστεί στο Google earth και προχωράτε με το copy paste (όπως παραπάνω) οπότε είναι πολύ εύκολη η γεωαναφορά. Αυτό γίνεται γιατί το Google earth διαβάζει σε WGS84. ΠΡΟΣΟΧΗ ο νομός στο διανυσματικό (πριν την μετατροπή) χωρίς χρώμα, μόνο με περίγραμμα Παρουσιάστε σε χάρτη τη γεωαναφερμένη εικόνα και το περίγραμμα του διανυσματικού νομού χωρίς χρώμα με κόκκινο περίγραμμα, ώστε να φαίνονται και τα δύο αρχεία μαζί Παρουσιάστε τον πίνακα RMS Error (χρειάζονται τουλάχιστον 4 σημεία). 38 P a g e