Π ρ ό γ ρ α μ μ α Ε κ π α ί δ ε υ σ η ς. Η χρήση του λογισμικού. Εισηγητής: Αρώνης Χαράλαμπος - Αγρονόμος Τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠ seminars@gisnet.

Transcript

1 Π ρ ό γ ρ α μ μ α Ε κ π α ί δ ε υ σ η ς Η χρήση του λογισμικού Εισηγητής: Αρώνης Χαράλαμπος - Αγρονόμος Τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠ seminars@gisnet.gr

2 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 1* Εισαγωγή στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών. Ορισμός, βασική ιδέα, ερωτήματα που απαντούν, μορφή και πηγές δεδομένων, εφαρμογές GIS. Παρουσίαση του ArcGIS Desktop. Εκδόσεις ArcView - ArcEditor - ArcInfo, λειτουργικές μονάδες ArcCatalog - ArcMap - ArcToolbox και Επεκτάσεις (Extensions). ArcCatalog: ένας Windows Explorer για γεωγραφικά δεδομένα. Πότε και γιατί τον χρησιμοποιούμε. Τύποι αρχείων που υποστηρίζει το ArcGIS. Περιβάλλον εργασίας ArcCatalog: δέντρο και περιεχόμενα καταλόγων, προεπισκόπηση (γεωγραφική ή πίνακα), μεταδεδομένα. Σύνδεση με φάκελο. Επισκόπηση βασικών λειτουργιών με δεξί-κλικ: αντιγραφή, μετακίνηση, μετονομασία, εξαγωγή σε άλλη μορφή, διαγραφή, δημιουργία νέου. Αναζήτηση δεδομένων τοπικά και στο διαδίκτυο. Γνωριμία με τον ArcMap: το βασικό πρόγραμμα του ArcGIS. Βασικές λειτουργίες: άνοιγμα-κλείσιμο εφαρμογής, περιβάλλον εργασίας, άνοιγμα-δημιουργία-κλείσιμο map document, φύση αρχείων mxd, εμφάνισηαπόκρυψη γραμμών εργαλείων και πίνακα περιεχομένων (legend), βοήθεια εφαρμογής. Διαχείριση επιπέδων πληροφορίας (layers): φόρτωση-αφαίρεση, εμφάνισηαπόκρυψη (γενικά ή ανάλογα την κλίμακα), μετονομασία, αλλαγή θέσης επιπέδου, βασικά στοιχεία συμβολισμού διανυσματικών δεδομένων (vector) ανάλογα της γεωμετρίας τους (σημεία, γραμμές πολύγωνα) και απεικόνισης πλεγματικών δεδομένων (raster). Στοιχειώδης διαχείριση χωρικών δεδομένων: πλοήγηση στο χάρτη (τρόποι αλλαγής κλίμακας ή/και μετακίνησης, αποθήκευση άποψης), αναγνώριση οντοτήτων. Στοιχειώδης διαχείριση περιγραφικών δεδομένων: εμφάνιση πίνακα χαρακτηριστικών, διαμόρφωση στηλών, ταξινόμηση, επιλογή, στατιστικά , , , , , (πρώτα βήματα) (toolbars) , , , , , (layers, πλοήγηση) , , (ρυθμίσεις απεικόνισης layers) , (εμφάνιση attribute table, statistics)

3 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 2* Βασικές πηγές διαθέσιμων δεδομένων στο διαδίκτυο. Δεδομένα για τον Ελληνικό Χώρο: ΓΥΣ (Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού): INSPIRE OKXE (Ε.Υ.ΓΕ.Π. - Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Πληροφοριών): geodata.gov.gr (Δημόσια, Ανοικτά Δεδομένα): ΕΛΣΤΑΤ database: Διεθνή δεδομένα: ArcGIS Online: INSPIRE Geoportal: Harvard.edu: - Global GIS Data Sources: - On-line GIS Data (Harvard Geospatial Library): Stanford Geospatial Center: FreeGIS.org: Geocommunity: DIVA-GIS: Εφαρμογή χρήσης WMS (WebMappingService) με δεδομένα από arcgisonline και από (ο/φ ΚΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΑΕ). Σύμβολα και Χαρτογραφική Απεικόνιση. Συμβολισμός οντοτήτων με όμοια χαρακτηριστικά. Συμβολισμός οντοτήτων με διακριτά χαρακτηριστικά. Ομαδοποιήσεις και τίτλοι. Συμβολισμός οντοτήτων με συνεχείς τιμές (graduated color, graduated symbol, proportional symbol, dot density). Μέθοδοι ταξινόμησης (manual, equal interval, defined interval, quintile, natural breaks, geometrical interval, standard deviation). Συμβολισμός με διαγράμματα (pie, bar/column, stacked). Ρυθμίσεις εμφάνισης ονοματολογίας (καρτέλα Label). Αρχεία lyr. Διαχείριση γραφικών στοιχείων. Δημιουργία layout χάρτη για εκτύπωση ή δημοσίευση.** Μέγεθος & προσανατολισμός, κλίμακα, προσθήκη εποπτικών στοιχείων (υπόμνημα, κάναβος, βορράς, scale bar, κείμενα, χάρτης αναφοράς), εικόνων, γραφημάτων. Προεπισκόπηση, επιλογές εκτύπωσης, εξαγωγή σε αρχείο pdf, jpg κλπ (labels) , , , (θεματική απεικόνιση) , (θεματική ταξινόμηση) , , , , , (layouts)* , (εκτυπώσεις) ** Γρήγορη αναφορά με σκοπό τη δημιουργία μια πρώτης βασικής εκτύπωσης σε χαρτί ή δημιουργίας pdf. Θα καλυφθεί αναλυτικά με πρακτική σε επόμενες εκπαιδευτικές ενότητες.

4 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 3* Διαχείριση Περιγραφικών Δεδομένων. Προσθήκη/απαλοιφή πεδίων attribute table. Εισαγωγή τιμών χειροκίνητα. Υπολογισμός πεδίων με μαθηματικές πράξεις πεδίων αριθμητικών τιμών (Field Calculator). Υπολογισμός τιμών πεδίων γεωμετρικών χαρακτηριστικών (Calculate Geometry). Πολύγωνα: εμβαδά, περίμετροι, συντεταγμένες κεντροειδούς. Γραμμές: μήκη και συντεταγμένες αρχής, τέλους και μέσου πλευρών. Σημεία: συντεταγμένες. Δημιουργία συγκεντρωτικού πίνακα με Summarize. Ένωση πινάκων (Join). Συσχέτιση πινάκων (Relate). Αξιοποίηση δεδομένων από Excel - Access Εξαγωγή περιγραφικών δεδομένων. Αναζητήσεις. Αναζήτηση με βάση περιγραφικές πληροφορίες - επιλογή αντικειμένων με χρήση τελεστών αριθμητικών, τελεστών σύγκρισης και λογικών τελεστών (select by attribute). Χωρικές αναζητήσεις - επιλογή με βάση τη θέση (select by location). Δημιουργία νέου layer από επιλεγμένα αντικείμενα. Δημιουργία νέου layer με διαδικασίες χωρικής σύνδεσης (join based on spatial location) , , , , , , , , , (διαχείριση περιγραφικών δεδομένων) , , (υπολογισμοί γεωμετρικών στοιχείων) , , (χωρικές αναζητήσεις - επιλογές και εξαγωγή) , (περιγραφικές αναζητήσεις - επιλογές και εξαγωγή)

5 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 4* ΠΡΑΚΤΙΚΗ - Project 1: Δημιουργία αρχείου pdf με σειρά θεματικών χαρτών ανάλυσης των δημογραφικών στοιχείων Νομού της επιλογής σας. Τα δημογραφικά στοιχεία θα ορυχθούν από την διαδικτυακή αποθήκη δεδομένων της ΕΛ.ΣΤΑΤ. στη διεύθυνση Ως γεωγραφικό υπόβαθρο θα χρησιμοποιηθούν διανυσματικά δεδομένα (όρια Νομού, όρια Δήμων) που διατίθενται ελεύθερα στον δικτυακό τόπο Γεωβάσεις (geodatabases). Δημιουργία γεωβάσης στον ArcCatalog. Εισαγωγή στη γεωβάση διανυσματικών δεδομένων (vector): με αλλαγή παραμέτρων, χωρίς αλλαγή παραμέτρων, με κριτήρια (query wizard). Subtypes & Domains - ορισμός ορίων τιμών (range/coded values). Εισαγωγή στη γεωβάση πλεγματικών δεδομένων (raster) , , , , (γεωβάσεις)

6 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 5* Βασικές έννοιες σχετικά με συστήματα συντεταγμένων και γεωαναφορά. Συστήματα Συντεταγμένων: Γεωγραφικά (GCS). Προβολικά (PCS). Βασικά Προβολικά Συστήματα που χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα. Υποστηριζόμενα από το ArcGIS: WGS84, ΕΓΣΑ87, UTM. Μη υποστηριζόμενα: HTRS07, HATT κλπ. Παγκόσμια Συστήματα Εντοπισμού Θέσης (GNSS). GPS και HEPOS. Έννοια γεωαναφοράς. Διαχείριση Προβολικών Συστημάτων στο ArcGIS. Ορισμός και τροποποίηση Προβολικού Συστήματος. Ειδική προεργασία μετατροπής από ΗΑΤΤ σε ΕΓΣΑ87. Γεωαναφορά ψηφιακών εικόνων. Χρήση Georeferencing toolbar. Γεωαναφορά με βάση σημεία ελέγχου γνωστών συντεταγμένων. Γεωαναφορά ταιριάζοντας χαρακτηριστικά σημεία διαφορετικών dataset. Απλή γεωαναφορά και γεωαναφορά με διορθωτικές στρεβλώσεις βάσει μετασχηματισμών. Μετάθεση - Στροφή - Κλίμακα με 2 control points. Πολυωνυμικοί Μετασχηματισμοί 1 ου και 2 ου βαθμού. Πότε και γιατί. Αναγκαίος αριθμός control points ανά περίπτωση. Rectify vs Update Georeferencing (ορισμός προβολικού συστήματος) , (τροποποίηση προβολικού συστήματος, γεωαναφορά εικόνων)

7 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 6* Ψηφιοποίηση. Χειροκίνητη διανυσματοποίηση. Παρουσίαση της γραμμής εργαλείων Editor. Ρυθμίσεις σύμπτωσης (snapping). Δημιουργία σημείων / γραμμών / πολυγώνων. Διανυσματοπίηση με χρήση της επέκτασης ArcScan του ArcGIS. Διαδραστική διανυσματοποίηση. Αυτόματη διανυσματοποίηση. Γεωμετρική σχεδίαση και επεξεργασία. Σχεδίαση με συντεταγμένες ή άλλα γεωμετρικά δεδομένα. Με απόλυτες καρτεσιανές συντεταγμένες (Absolute X,Y). Με σχετικές καρτεσιανές (Delta X,Y) ή πολικές συντεταγμένες (Angle/Length ). Με ιχνηλάτηση (trace) υφιστάμενων γραμμών. Παράλληλα ή κάθετα σε υφιστάμενη γραμμή, με κριτήρια αποστάσεων ή/και διεύθυνσης από υφιστάμενα σημεία. Επεξεργασία διανυσματικών οντοτήτων. Τροποποίηση γεωμετρικών χαρακτηριστικών (reshape). Επεξεργασία κορυφών (edit vertices). Διαίρεση πολυγώνων (cut polygons). Διαχωρισμός γραμμής (split tool και split command). Λοιπές εντολές Editor toolbar (Move, Construct Points, Copy Parallel, Merge, Buffer, Union, Clip). Παρουσίαση της γραμμής εργαλείων Advanced Editing. Δημιουργία Event Theme από λίστα συντεταγμένων (Add XY Data) Εμφάνιση συντεταγμένων γεωμετρικών στοιχείων. Κορυφών πολυγώνου. Κορυφών γραμμής. Ενός σημείου , , , , (ψηφιοποίηση) , (εμφάνιση συντεταγμένων, μέτρηση αποστάσεων)

8 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 7 ΠΡΑΚΤΙΚΗ - Project 2: Ψηφιοποίηση ισοϋψών δοσμένης περιοχής στην περιοχή ένωσης δύο πινακίδων 1:5.000 ΓΥΣ με τη μέθοδο της διαδραστικής διανυσματοποίησης. ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 8 Αξιοποίηση του Google Earth. Όρυξη και γεωαναφορά δορυφορικών εικόνων για υπόβαθρο. Ανταλλάσσοντας διανυσματικά αρχεία KML, KMΖ. ΠΡΑΚΤΙΚΗ - Project 3: Ψηφιοποίηση και χαρτογραφική απόδοση γεωγραφικών δεδομένων με βάση δορυφορική εικόνα του Google Earth. Χρήση layout templates.

9 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 9* Συνήθεις προαναλυτικές διαδικασίες. Με χρήση του ArcToolbox (Data Management Tools) Δημιουργία πολυγώνων από γραμμικά δεδομένα: FEATURE TO POLYGON Αφαίρεση πολυγώνων με ίδια χαρακτηριστικά: DISSOLVE. Προσθήκη οντοτήτων: MERGE, APPEND. Αφαίρεση επιμηκών πολυγώνων: ELIMINATE. Με επεξεργασία (Editor) και χρήση της γραμμής εργαλείων Spatial Adjustment. Σύμπτωση άκρων ή πλευρών ώστε να συμπίπτουν: EDGE SNAP και RUBBERSHEET. Παρουσίαση εργαλείων χωρικής ανάλυσης του ArcToolbox (Analysis Tools). Βασικά εργαλεία γεωεπεξεργασίας τύπου EXTRACT. CLIP. SPLIT (απαιτεί άδεια ArcInfo ή ArcView + XTools Pro). Βασικά εργαλεία γεωεπεξεργασίας τύπου OVERLAY. INTERSECT. UNION. ERASE (απαιτεί άδεια ArcInfo ή ArcView + XTools Pro). SYMMETRICAL DIFFERENCE (απαιτεί άδεια ArcInfo). IDENTITY (απαιτεί άδεια ArcInfo ή ArcView + XTools Pro). UPDATE (απαιτεί άδεια ArcInfo ή ArcView + XTools Pro). Βασικά εργαλεία γεωεπεξεργασίας τύπου PROXIMITY. BUFFER. NEAR και GENERATE NEAR TABLE (απαιτεί άδεια ArcInfo). Εργαλεία τύπου STATISTICS. Ενημέρωση πίνακα με υπολογισμό στατιστικών πεδίων: SUMMARY STATISTICS. Δημιουργία πίνακα συχνοτήτων: FREQUENCY (απαιτεί άδεια ArcInfo). Παραδείγματα ολοκληρωμένων σεναρίων χωρικής ανάλυσης. Εισαγωγή - Μορφές χωρικής ανάλυσης. Χωροθέτηση περιοχής οικιστικής ανάπτυξης. Εκτίμηση κόστους συντήρησης οδικού δικτύου ανά Δήμο. Ταξινόμηση Δήμων βάσει επικρατέστερης χρήσης γης. ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 10 ΠΡΑΚΤΙΚΗ - Project 4: Ανάλυση χώρου - σενάρια χωροθέτησης. Χωροθέτηση εγκαταστάσεων με βάση συγκεκριμένα κριτήρια. Εύρεση κατάλληλων περιοχών ανάπτυξης αγροτουρισμού , , , , (ανάλυση χωρικών δεδομένων)

10 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 11* Γραφήματα (Graphs). Καθορισμός χαρακτηριστικών γραφήματος (τύπος, πεδία τιμών, χρώματα, άξονες, τίτλοι κλπ.) Τροποποίηση γραφήματος. Χρήση σε layout, εκτύπωση, εξαγωγή σε pdf ή άλλο αρχείο. Αναφορές (Reports). Επιλογή πεδίων, ομαδοποίηση, ταξινόμηση, σύνολα ομάδων, διαμόρφωση σελίδας, τίτλοι, στυλ. Τροποποίηση αναφοράς. Προεπισκόπηση, εκτύπωση, εξαγωγή σε pdf ή άλλο αρχείο. Πρακτική: εφαρμογή με πόλεις Πελοποννήσου. Demo Test GISPro - Module 3. ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 12 Ολοκληρωμένο test GISPro - Module 3. ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 13 ΠΡΑΚΤΙΚΗ - Project 5: Δημιουργία ζωνών οικιστικού ελέγχου και χαρτογραφική απόδοση προτάσεων χωροταξικής μελέτης. Με αφορμή την εκπόνηση, θα αναπτυχθούν τα εξής: Δημιουργία βιβλιοθηκών και συμβόλων Δυναμική Ονοματολογία , , , , , , (δημιουργία αναφορών) , (εκτύπωση αναφορών)

11 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 14 Η επέκταση 3D Analyst του ArcGIS. Περιγραφή δυνατοτήτων και παρουσίαση εφαρμογής. Ενεργοποίηση extension. Γραμμή εργαλείων και μενού εντολών 3D Analyst. Εργαλεία 3D Analyst στο ArcToolbox. Μοντέλα επιφανειών. Δημιουργία και μετατροπές τους. ΤΙΝ (Triangulated Irregular Network - vector). GRID (raster). Εργαλεία "Surface Analysis" του 3D Analyst. Contour (δημιουργία ισοϋψών, ισοβαθών ή άλλων ισογραμμών). Slope (δημιουργία χάρτη κλίσεων εδάφους). Aspect (δημιουργία χάρτη προσανατολισμών). Hillshade (δημιουργία χάρτη φωτοσκιάσεων αναγλύφου). Viewshed (δημιουργία χάρτη ορατοτήτων). Cut/Fill (υπολογισμός εκσκαφών/επιχωματώσεων). Area and Volume (υπολογισμός πραγματικών εμβαδών και όγκων). Άλλα εργαλεία του 3D Analyst. Steepest Path (διαδρομή μέγιστης κλίσης). Line of Sight (δημιουργία γραμμής διόπτευσης). Interpolate Line και Create Profile Path (δημιουργία μηκοτομής). Σενάριο: Χωροθέτηση καμερών οπτικής παρακολούθησης. Τρισδιάστατες απεικονίσεις με την εφαρμογή ArcScene. Βασικές λειτουργίες (ρυθμίσεις layers, πλοήγηση, πτήση, επιλογή οντοτήτων, εμφάνιση πληροφοριών, 3D effects κλπ.) Εικονικές πτήσεις (animation). Ρεαλιστική απεικόνιση εδάφους (draped layers). Δυνατότητα στερεοσκοπικής παρατήρησης (view settings) Η εφαρμογή ArcGlobe. Βασικές λειτουργίες (ρυθμίσεις layers, πλοήγηση, πτήση, βάδισμα, περιστροφή γήινης σφαίρας, επιλογή οντοτήτων, εμφάνιση πληροφοριών, εύρεση τοποθεσίας, μετρήσεις κλπ.) Τύποι πλοήγησης: Globe mode και Surface mode Τύποι επιπέδων: Floating, Draped και Elevation layers. Ανταλλαγή δεδομένων με Google Earth.

12 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 15 Raster Analysis με την επέκταση Spatial Analyst του ArcGIS. Δομή πλεγματικών (raster) και διανυσματικών (vector) δεδομένων. Περιγραφή δυνατοτήτων και παρουσίαση εφαρμογής. Ενεργοποίηση extension. Γραμμή εργαλείων και μενού εντολών Spatial Analyst. Εργαλεία Spatial Analyst στο ArcToolbox. Εμφάνιση πληροφοριών, συμβολισμός, δημιουργία ιστογράμματος. Δημιουργία μάσκας (απομόνωση μέρους του raster σε νέο layer). Εργαλεία "Surface Analysis" του Spatial Analyst. Contour (δημιουργία ισοϋψών, ισοβαθών ή άλλων ισογραμμών). Slope (δημιουργία χάρτη κλίσεων εδάφους). Aspect (δημιουργία χάρτη προσανατολισμών). Hillshade (δημιουργία χάρτη φωτοσκιάσεων αναγλύφου). Viewshed (δημιουργία χάρτη ορατοτήτων). Cut/Fill (υπολογισμός εκσκαφών/επιχωματώσεων). Σενάριο 1: Χωροθέτηση εγκαταστάσεων (εφαρμογή για νέο σχολείο). Διαδικασίες: Options, Slope, Straight Line, Reclassify, Raster Calculator, Con (ArcToolbox), Raster to Features. Σενάριο 2: Καθορισμός βέλτιστης διαδρομής (εφαρμογή χάραξης νέου δρόμου). Διαδικασίες: Options, Slope, Reclassify, Raster Calculator, Cost Distance και Cost Path (ArcToolbox), Raster to Features. Σενάριο 3: Εκτίμηση κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς. Διαδικασίες: Διαδικασίες: Options, Features to Raster, Reclassify, Slope, Aspect, Straight Line, Raster Calculator, Extract by Mask (ArcToolbox). Δημιουργία μοντέλων με τον Model Builder του ArcGIS. ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 16 ΠΡΑΚΤΙΚΗ - Project 6: Καθορισμός βέλτιστης διαδρομής με τη βοήθεια των Spatial Analyst και 3D Analyst (εφαρμογή χάραξης νέου αγωγού υγρών αποβλήτων). Διαδικασίες: Straight Line, Reclassify, Slope, Raster Calculator, Cost Weighted Distance, Shortest Path, Interpolate Line, Create Profile Path. ΠΡΑΚΤΙΚΗ - Project 7: Ολοκληρωμένη εφαρμογή δημιουργίας και ανάλυσης επιφανειών βραχονησίδας. Διανυσματοποίηση, γεωαναφορά, δημιουργία μοντέλου εδάφους, δημιουργία χαρτών κλίσεων, ορατότητας και φωτοσκιασμένου αναγλύφου, υπολογισμός επιφανειών και όγκων. Γεωκωδικοποίηση (geocoding) στο ArcGIS.