ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Εργαστηριακές Ασκήσεις στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 1ο 1.1. Εισαγωγή στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών ArcGIS Η δομή του ArcGIS: Το ArcGIS είναι μια ολοκληρωμένη συλλογή από προϊόντα λογισμικού GIS. Παρέχει μια πλατφόρμα για διαδικασίες χωρικής ανάλυσης, διαχείρισης δεδομένων και απεικόνισης. Τo ArcGIS Desktop περιλαμβάνει μία ομάδα από βασικές εφαρμογές στις οποίες συμπεριλαμβάνονται οι ArcCatalog, ArcMap, ArcGlobe. Οι εφαρμογές αυτές μπορεί να τρέξουν είτε ανεξάρτητα είτε να ενεργοποιηθούν από ένα ενιαίο περιβάλλον (μέσα από τον ΑrcMap) για να γίνεται ευκολότερα η γεωγραφική ανάλυση (όπως χαρτογραφία και διαχείριση ανάλυση γεωγραφικής πληροφορίας). Τo ArcGIS Desktop είναι διαμορφωμένο σε τρία διακριτά επίπεδα δυνατοτήτων του λογισμικού: 1. ArcView: Λογισμικό απεικόνισης, επεξεργασίας και ανάλυσης γεωγραφικών δεδομένων (μπορούν να γίνουν αναζητήσεις, να αναλυθούν χωρικές σχέσεις και να δημιουργηθούν χάρτες και γραφήματα) 2. ArcEditor: Λογισμικό πλήρους διαχείρισης και επεξεργασίας γεωγραφικών δεδομένων (ότι και ο ArcView και επιπλέον να δημιουργηθούν διορθωθούν ορισμένοι τύποι χωρικών δεδομένων) 3. ArcInfo: Λογισμικό πλήρους διαχείρισης, επεξεργασίας και ανάλυσης γεωγραφικών δεδομένων (ότι και το ArcEditor και επιπλέον πλήθος εργαλείων ανάλυσης χωρικών δεδομένων). Κάθε έκδοση του ArcGIS Desktop (στον Η/Υ φαίνεται ως ArcGIS) περιέχει (τουλάχιστον) τρεις βασικές εφαρμογές: i) ArcMap, ii) ArcCatalog, iii) Geoprocessing (ArcToolbox & Model Builder) και ArcExplorer (ένα ελεύθερο (δωρεάν) GIS λογισμικό για την προβολή χωρικών δεδομένων) Με βάση την άδεια χρήσης του λογισμικού, είναι δυνατό να υπάρχουν και μια σειρά από προαιρετικές εφαρμογές (για ειδικές αναλύσεις) όπως το Spatial Analyst, 3D Analyst, Geostatistical Analysis, ArcPress, ArcScan κ.α. Το ArcGIS desktop αποτελεί τμήμα ενός ευρύτερου συστήματος που περιέχει επιπλέον και τον o o ArcGIS Server που χρησιμοποιείται για να δημοσιεύει χάρτες και δεδομένα στο διαδίκτυο Mobile GIS που χρησιμοποιεί το ArcPad για χαρτογράφηση στο πεδίο και μπορεί να εγκατασταθεί σε GPS δέκτες. 2

2 Το περιβάλλον του ArcMap: Το περιβάλλον του ArcMap αποτελεί την κεντρική εφαρμογή του λογισμικού και χρησιμοποιείται για την παρουσίαση, τροποποίηση και ανάλυση των γεωγραφικών δεδομένων. Η βασική εφαρμογή αποτελείται από δύο κύρια μέρη α) την περιοχή εμφάνισης των δεδομένων (map display) και την περιοχή του πίνακα περιεχομένων. Περιοχή Πίνακα περιεχομένων Περιοχή εμφάνισης δεδομένων Βασικά δομικά στοιχεία του λογισμικού είναι οι εργαλειοθήκες, οι οποίες παρέχουν στον χρήστη διάφορα εργαλεία ομαδοποιημένα σε ενότητες. Οι εργαλειοθήκες μπορούν να προστεθούν ή να αφαιρεθούν από το περιβάλλον εργασίας και τα εργαλεία ενεργοποιούνται με απλό κλικ. Με την εγκατάσταση του προγράμματος εμφανίζονται μερικές από τις βασικές εργαλειοθήκες (π.χ. Standard, Tools) ενώ άλλες εμφανίζονται κατ επιλογή. Στη βάση της εφαρμογής εμφανίζεται η ράβδος μηνυμάτων, όπου εμφανίζονται διάφορα μηνύματα όπως οι συντεταγμένες του χάρτη, η πρόοδος της εκτέλεσης διαφόρων λειτουργιών (π.χ. στην διπλανή εικόνα εμφανίζονται οι συντεταγμένες σε ελληνικό σύστημα γεωγραφικής αναφοράς σε περιοχή της Ζακύνθου). 3

3 Εκκίνηση και αρχικές εργασίες με το ArcMap: Ο ArcMap ξεκινάει είτε με διπλό κλικ σε εικονίδιο (αν υπάρχει σε επιφάνεια εργασίας) είτε με Start, Programs, ArcGIS και μετά επιλογή ArcMap. Εναλλακτικά, αν έχουμε δημιουργήσει και σώσει μια εργασία, με διπλό κλικ σε αυτό το εικονίδιο (αλλά θα μας βγάλει στο περιεχόμενο αυτής της εργασίας). Στο ΑrcMap κάθε εργασία που δημιουργείται από το χρήστη αποθηκεύεται σε ένα αρχείο το οποίο καλείται map document (.mxd). Διπλό κλικ σε ένα αρχείο.mxd προκαλεί αυτόματη εκκίνηση του ArcMap. Η αρχική οθόνη (εκτός από την περίπτωση να ανοίξει από έτοιμη εργασία) είναι η παρακάτω, με βάση το ArcMap 10.0 (η εικόνα διαφέρει ανάμεσα στο ArcMap 9X και στο ArcMap 10x αν και η λογική είναι παρόμοια): Οι επιλογές μας είναι τρεις: Δημιουργία ενός νέου χάρτη (εργασία): A new empty map Δημιουργία ενός νέου χάρτη από διαθέσιμους πρωτογενείς χάρτες: A template Να ανοίξει η εφαρμογή μέσα από έναν ήδη υπάρχοντα σωσμένο χάρτη (εργασία) μέσα από πλοήγηση στους δίσκους του Η/Υ που δουλεύουμε (όμοιο με αναζήτηση του εικονιδίου του χάρτη (εργασίας) στον Η/Υ και διπλό κλικ σε αυτό): An existing map Browse for maps (more) Με Ακύρωση (Cancel) η εφαρμογή ανοίγει σε ένα νέο χάρτη, ενώ με Άνοιγμα (Open) το λογισμικό αναζητά υπάρχοντες χάρτες. Εισαγωγή δεδομένων: Υπάρχουν δύο τύποι βασικών θεμελιωδών δεδομένων στα GIS. Τα διανυσματικά (σημεία, γραμμές, πολύγωνα) και τα ψηφιδωτά αρχεία. 4

4 Για να προσθέσουμε αρχεία στο πρόγραμμα: Κάνουμε κλικ το εικονίδιο Add Data στην γραμμή εργαλείων standard και επιλέγουμε το αρχείο/τα αρχεία που μας ενδιαφέρουν. Π.χ Add Data C:\ arcgis Arc Tutor Map airport.gdb (αρχείο γεωβάσης) Add (όλα τα διανυσματικά αρχεία) Τι παρατηρείται; Ποια διανυσματικά αρχεία είναι σημειακά, γραμμικά ή πολυγωνικά; Υπάρχει και άλλος τύπος αρχείου και ποιος είναι αυτός; Για να δώσουμε εικονική προτεραιότητα σε κάποιο αρχείο: Επιλέγουμε την εντολή Display (η οποία βρίσκεται κάτω στον πίνακα περιεχομένων, αριστερά της οθόνης), επιλέγουμε το αρχείο το οποίο θέλουμε να δώσουμε προτεραιότητα, σύρουμε και τοποθετούμε στην θέση κατάταξης που επιθυμούμε. Απόλυτη μεγέθυνση ενός αρχείου: Για να μεγεθύνουμε απόλυτα ένα αρχείο, κάνουμε δεξί κλικ στο αρχείο και επιλέγουμε από το αναδυόμενο παράθυρο την εντολή Zoom To Layer. Π.χ. δεξί κλικ country Zoom To Layer Αλλαγή ονομασίας και συμβολισμού ενός αρχείου : Κάνουμε διπλό κλικ στο αρχείο και εμφανίζουμε τις ιδιότητες του αρχείου (Layer Properties) εναλλακτικά με διπλό κλικ. Αλλαγή ονομασίας : General (Γενικά) Layer Name : ονομασία αρχείου π.χ. σχολεία ΟΚ 5

5 Αλλαγή συμβολισμού : Symbology (Συμβολισμός) επιλογή του εικονιδίου symbol επιλογή οποιουδήποτε τύπου σημείου color: π.χ. purple size: π.χ. 18 ΟΚ ΟΚ Εμφάνιση πληροφοριών ενός σημείου ή πολυγώνου πάνω στο χάρτη : Η εντολή αυτή πραγματοποιείται από την εντολή Identify που βρίσκεται στην γραμμή εργαλειών Tools. Στη συνέχεια επιλέγουμε οποιοδήποτε σημείο ή πολύγωνο στον χάρτη και εμφανίζεται το παράθυρο ταυτοποίησης (Identify). Εμφάνιση όλων των κατηγοριών ενός αρχείου με διαφορετικά χρώματα : Κάνουμε διπλό κλικ στο αρχείο για να εμφανιστεί το παράθυρο ιδιοτήτων αρχείου (Layer Properties) και επιλέγουμε Symbology. - Π.χ. διπλό κλικ parcels Symbology Categories Unique values Value Field : π.χ. LAND_USE Add All Values Color Ramp : επιλογή συνδυασμού χρωμάτων ΟΚ 6

6 Για να δούμε τον αριθμό των πολυγώνων: Κάνουμε δεξί κλίκ στο αρχείο, στο αναδυόμενο παράθυρο επιλέγουμε Open Attribute Table και στη συνέχεια στο τέλος της πρώτης στήλης του πίνακα περιεχομένων φαίνεται ο αριθμός του τελευταίου πολυγώνου. Για να επιλέξουμε ένα υποσύνολο από την πληροφορία που έχει ένα διανυσματικό αρχείο: Ένα διανυσματικό αρχείο συνδέεται με έναν πίνακα δεδομένων (σαν πίνακας του Excel ή της Access), όπου μπορούμε να εκτελέσουμε πολλά ερωτήματα (σαν φίλτρο πληροφορίας). Το αποτέλεσμα της επιλογής μας, μετά εμφανίζεται και χωρικά. Από το αρχείο Parcel, με διπλό κλικ επιλέγουμε το μενού Definition Query Query Builder και διαμορφώνουμε το κατάλληλο ερώτημα Επιλέγουμε το κατάλληλο πεδίο για εφαρμογή του ερωτήματος. 2. Καθορίζουμε το κατάλληλο πρόθεμα (π.χ. =, Not κλπ) 3. Επιλέγουμε το Get Unique Values για να δούμε τις δυνατές επιλογές και προσδιορίζουμε ανάλογα 4. Αφού έχουμε ολοκληρώσει το «στήσιμο» του ερωτήματος, πατάμε ΟΚ και εμφανίζεται στην πρώτη εικόνα. Πατάμε και πάλι ΟΚ και το ερώτημα έχει εμφανιστεί χωρικά στην περιοχή εργασίας μας. 7

7 Για να μετατρέψουμε ένα αρχείο από διανυσματικό (vector file) σε ψηφιδωτό (raster file): Ενεργοποιούμε την λίστα της εργαλειοθήκης και επιλέγουμε την κατάλληλη εργαλειοθήκη. Εδώ θέλουμε να κάνουμε μετατροπή (conversion) το αρχείο Parcel σε ψηφιδωτό, επομένως ανοίγουμε την Conversion tools και επειδή θέλουμε να μετατρέψουμε ένα πολυγωνικό αρχείο, επιλέγουμε το Polygon to Raster Τι πρέπει να γνωρίζω για την μετατροπή ενός διανυσματικού σε ψηφιδωτό αρχείο; Ας θυμηθούμε αυτό!! Τα αρχεία raster λαμβάνουν μόνο μία τιμή σε κάθε κελί (cell) και θα πρέπει να επιλέξω από τον πίνακα δεδομένων του διανυσματικού αρχείου 1) ποιο πεδίο (από όλες τις στήλες) θα γίνει ψηφιδωτό αρχείο και 2) τι μέγεθος κελιού (cell size) θα ορίσω. Οπότε μόλις εμφανιστεί το παράθυρο μετατροπής (Polygon to Raster) : Input feature : εισαγωγή διανυσματικού αρχείου π.χ. parcel, Field : πεδίο π.χ. Land use, Output cell size : μέγεθος κελιού π.χ. 100 (100 x100) OK SOS. Προσοχή όταν θέλουμε να μετατρέψουμε ένα διανυσματικό αρχείο σε ψηφιδωτό, να κοιτάμε να μην έχουμε επιλεγμένο κάποια εγγραφή του αρχείου αυτού, γιατί τότε θα μετατρέψει μόνο τις επιλεγμένες εγγραφές. 8

8 ΑΤΟΜΙΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 Εξοικειωθείτε με: τα εργαλεία της μπάρας των βασικών εργαλείων (toolbars) ενεργοποιήστε / απενεργοποιήστε τα θεματικά επίπεδα (layers) αλλάξτε τη σειρά εμφάνισης των θεματικών επιπέδων αλλάξτε τα σύμβολα των οντοτήτων (χρώματα, τύπους γραμμών, κλπ.) επιλέξτε εγγραφές στα διανυσματικά αρχεία, επιλέγοντας διαφορετικά πεδία (αριθμητικά και περιγραφικά) και διαφορετικά προθέματα Εργασία 1: Εργαλειοθήκες στο ArcMap Στον ArcMap υπάρχουν διάφορες εργαλειοθήκες. 1. Περιγράψτε το κάθε εργαλείο που υπάρχει στις βασικές εργαλειοθήκες Standard, Layout, Tools 2. και προσδιορίστε ποια είναι η βασική λειτουργία τους. Θα χρειαστεί να έχετε και κάποια αρχεία στο χάρτη για να βλέπετε τη λειτουργία τους. Υπόδειγμα: Εργαλειοθήκη Standard Περιέχει τα παρακάτω εργαλεία: 1. New map file = Δημιουργία ενός νέου χάρτη 2. Open = Άνοιγμα ενός νέου χάρτη 3...κλπ. 9