Project 25 ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ. Sermac

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ Η/Υ & ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Project 25 Sermac Σέρρες 2010

1. ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ ΤΟΥ ΦΥΛΛΟΥ ΧΑΡΤΗ Ζητούµενο: Να γεωαναφερθεί το φύλλο χάρτη στο προβολικό σύστηµα ΕΓΣΑ87 χρησιµοποιώντας τις δοθείσες συντεταγµένες. Προετοιµασία Εκκινούµε την εφαρµογή ArcMap. Ανοίγουµε το µενού View Data Frame Properties και στην καρτέλα Coordinate System ορίζουµε ως προβολικό σύστηµα το Greek Grid (Predefined Projected Coordinate System National Grids Greek Grid). Στην καρτέλα General ορίζουµε ως τις µονάδες µέτρησης σε µέτρα (Units Display: Meters). Εισαγωγή δεδοµένων Από το µενού File Add Data εισάγουµε το φύλλο χάρτη µε ονοµασία 049_ARGOS ORESTIKON.jpg. Ορισµός σηµείων Απενεργοποιούµε την επιλογή Auto Adjust από την γραµµή εργαλείων Georeferencing, έτσι ώστε να µην γίνεται αυτόµατη προσαρµογή του χάρτη µετά τον ορισµό κάθε ζεύγους συντεταγµένων των σηµείων γεωαναφοράς. Εισάγουµε σηµεία γεωαναφοράς, πατώντας το κουµπί Add Control Points στην γραµµή εργαλείων Georeferencing και στοχεύουµε τα σηµείο τοµής των αξόνων του χαρτογραφικού κανάβου, σύµφωνα µε τις συντεταγµένες X ED50 και Y ED50 του παρακάτω πίνακα. Α/Α Χάρτης ΓΥΣ 1:50.000 X ED50 (µοίρες) Y ED50 (µοίρες) X ΕΓΣΑ (µέτρα) Y ΕΓΣΑ (µέτρα) 13 ΑΡΓΟΣ ΟΡΕΣΤΙΚΟΝ 21 ο 15' 40 ο 30' 266758,705 4486489,957 14 ΑΡΓΟΣ ΟΡΕΣΤΙΚΟΝ 21 ο 30' 40 ο 30' 287946,683 4485859,105 15 ΑΡΓΟΣ ΟΡΕΣΤΙΚΟΝ 21 ο 30' 40 ο 15' 287161,683 4458104,746 16 ΑΡΓΟΣ ΟΡΕΣΤΙΚΟΝ 21 ο 15' 40 ο 15' 265895,069 4458734,695 Κάθε φορά που δηµιουργούµε ένα σηµείο, συµπληρώνουµε στο πλαίσιο διαλόγου Enter Coordinates (δεξί κλικ Input X and Y) τις αντίστοιχες πραγµατικές γεωγραφικές συντεταγµένες X ΕΓΣΑ και Y ΕΓΣΑ. Έλεγχος Συνολικού Μέσου Τετραγωνικού Σφάλµατος Το Συνολικό Μέσο Τετραγωνικό Σφάλµα (Total RMS Error) που εµφανίζεται πατώντας το κουµπί View Link Table, έχει τιµή 6,19198. Αυτή η τιµή είναι αποδεκτή διότι δεν υπερβαίνει το 12.5, δηλαδή το ¼ του χιλιοστού, στην κλίµατα 1:50.000. Ολοκλήρωση διαδικασίας Από την γραµµή εργαλείων Georeferencing επιλέγουµε αρχικά το Update Display για να ενσωµατωθούν οι πληροφορίες των συντεταγµένων στο φύλλο χάρτη και στη συνέχεια το Update Georeferencing για να αποθηκευτεί η γεωαναφορά. 2

2. ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ ΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ ΑΠΟ ΤΟ GOOGLE EARTH Ζητούµενα: Να εντοπιστεί στο Google Earth εικόνα της περιοχής µελέτης και αφού αποθηκευτεί στην υψηλότερη δυνατή ανάλυση, να γίνει σχετική γεωαναφορά της συγκεκριµένης εικόνας εντοπίζοντας κοινά σηµεία αυτής και του ήδη γεωαναφερµένου φύλλου χάρτη. Εισαγωγή δεδοµένων Από το µενού File Add Data εισάγουµε την εικόνα µε ονοµασία argos-orestikon_google-earth.jpg. Ορισµός σηµείων Στο πλαίσιο Layer της γραµµής εργαλείων Georeferencing επιλέγουµε το επίπεδο argosorestikon_google-earth.jpg. Εντοπίζουµε κοινά εδαφικά σηµεία µεταξύ των επιπέδων πληροφορίας argos-orestikon_googleearth.jpg και 049_ARGOS ORESTIKON.jpg. Τέτοια σηµεία µπορεί να είναι διασταυρώσεις δρόµων, κτήρια, γέφυρες και γενικά κάθε σταθερό στο πέρασµα του χρόνου αντικείµενο ή τοποθεσία. Εισάγουµε σηµεία γεωαναφοράς, πατώντας το κουµπί Add Control Points στην γραµµή εργαλείων Georeferencing και στοχεύουµε πρώτα στο επίπεδο πληροφορίας argos-orestikon_googleearth.jpg, δηλαδή την εικόνα του Google Earth, και µετά στο αντίστοιχο κοινό σηµείο του επιπέδου πληροφορίας 049_ARGOS ORESTIKON.jpg. Ολοκλήρωση διαδικασίας Από την γραµµή εργαλείων Georeferencing επιλέγουµε αρχικά το Update Display για να ενσωµατωθούν οι πληροφορίες των συντεταγµένων στο φύλλο χάρτη και στη συνέχεια το Update Georeferencing για να αποθηκευτεί η γεωαναφορά. 3. ΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΕΠΙΠΕ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ Ζητούµενο: Nα δηµιουργηθούν επίπεδα πληροφορίας για την συγκεκριµένη γεωγραφική περιοχή. ηµιουργία shapefile Για να δηµιουργήσουµε ένα επίπεδο πληροφορίας, ανοίγουµε το ArcCatalog και επιλέγουµε από το µενού File New Shapefile. Στο παράθυρο που εµφανίζεται, ορίζουµε το όνοµα του νέου επιπέδου πληροφορίας, τον τύπο και το προβολικό σύστηµα. Συγκεκριµένα, για το πρώτο επίπεδο που θα περιέχει τις ισοϋψείς καµπύλες, θα συµπληρώσουµε τα παρακάτω: Name: Contours25 Feature Type: Polyline Coordinate System: Greek Grid (ΕΓΣΑ '87) Μόλις πατήσουµε ΟΚ, το νέο επίπεδο θα εµφανιστεί στην καρτέλα Contents. 3

Εισαγωγή πεδίων Ενώ βρισκόµαστε στο ArcCatalog, επιλέγουµε το επίπεδο πληροφορίας στο οποίο θέλουµε να εισάγουµε νέα πεδία, πατάµε δεξί κλικ και επιλέγουµε το Properties. Στην καρτέλα Fields, συµπληρώνουµε το όνοµα και τον τύπο των πεδίων που επιθυµούµε. ηµιουργούµε 6 επίπεδα πληροφορίας, όπως αυτά εµφανίζονται στον παρακάτω πίνακα: Α/Α Επίπεδο Τύπος επιπέδου Πεδία Τύπος πεδίου Χωρικά δεδοµένα που θα ψηφιοποιηθούν 1 Contours25 Polyline Elevation Long Integer Ισουψείς καµπύλες Class Text Length Double 2 Points25 Point Elevation Long Integer Υψοµετρικά σηµεία Type Text X_COORD Double Y_COORD Double 3 Roads25 Polyline Class Text Οδικό δίκτυο Length Double 4 Stream_Network25 Polyline Class Text Υδρογραφικό δίκτυο Length Double 5 Names25 Point Name Text Τοπωνύµια 6 Fields25 Polygon Area Double Αγροτεµάχια Perimeter Double Code Text Ολοκλήρωση διαδικασίας Αφού τελειώσουµε, επιστρέφουµε στο ArcMap και φορτώνουµε να νέα επίπεδα µέσω την επιλογής Add Data. 4. ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ ΧΩΡΙΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ Ζητούµενα: Να ψηφιοποιηθούν όλα τα χωρικά δεδοµένα εντός της περιοχής χαρτογράφησης που ορίζεται από το επίπεδο πληροφορίας oria.shp και απεικονίζονται στο φύλλο χάρτη. Ειδικά για το επίπεδο πληροφορίας Fields η ψηφιοποίηση θα γίνει µε βάση την γεωαναφερµένη εικόνα του Google Earth. Στο πεδίο code του κάθε αγροτεµαχίου θα εισαχθεί τυχαία ένας εκ των κωδικών 1, 2, 3, 4, 5, 6, ο καθένας εκ των οποίων συµβολίζει ένα συγκεκριµένο τύπο καλλιέργειας. Προετοιµασία Αρχικά, ενεργοποιούµε την δυνατότητα επεξεργασίας, πατώντας στην επιλογή Start Editing από την γραµµή εργασίας Editor. Στο πλαίσιο Task επιλέγουµε Create New Feature. 4

Επίπεδο πληροφορίας Contours25 Αυτό το επίπεδο θα περιέχει χωρικά δεδοµένα ισοΰψών καµπυλών. Οι ισοϋψείς καµπύλες είναι το βασικότερο στοιχείο της χαρτογραφικής απεικόνισης και το µοναδικό µέσο το οποίο καθορίζει γεωµετρικάποσοτικά τις µορφές του ανάγλυφου. Ως ισοϋψής καµπύλη χαρακτηρίζεται η ορθογώνια προβολή στο επίπεδο του χάρτη του γεωµετρικού τόπου εκείνων των σηµείων της γήινης επιφάνειας, τα οποία έχουν το ίδιο υψόµετρο σε σχέση µε το επίπεδο της θάλασσας. Η υψοµετρική διαφορά ανάµεσα σε δύο διαδοχικές ισοϋψείς καµπύλες λέγεται ισοδιάσταση. Στο πλαίσιο Target, επιλέγουµε το επίπεδο πληροφορίας Contours25. Με το εργαλείο Sketch Tool αρχίζουµε να ψηφιοποιούµε εντός της περιοχής χαρτογράφησης τις ισοϋψείς καµπύλες µε ισοδιάσταση 20m. Κάθε φορά που ολοκληρώνουµε την ψηφιοποίηση µιας ισοϋψούς καµπύλης, συµπληρώνουµε την αντίστοιχη τιµή του υπερθαλάσσιου υψοµέτρου (Elevation) και την κατηγορία (Class) της ισοϋψούς καµπύλης στον πίνακα χαρακτηριστικών του επιπέδου (δεξί κλικ στο επίπεδο Contours25 Open Attribute Table). Όταν τελειώσει η ψηφιοποίηση όλων των ισοΰψών καµπυλών, επιλέγουµε την στήλη Length, πατάµε δεξί κλικ και επιλέγουµε το Calculate Geometry, έτσι ώστε να γίνει υπολογισµός και να εµφανιστούν όλα τα µήκη των ισοΰψών καµπυλών. Επίπεδο πληροφορίας Points25 Στο πλαίσιο Target, επιλέγουµε το επίπεδο πληροφορίας Points25. Επιλέγουµε το Sketch Tool και στοχεύουµε όσα υψοµετρικά σηµεία βρίσκονται εντός της περιοχής χαρτογράφησης του φύλλου χάρτη. Στον πίνακα χαρακτηριστικών, συµπληρώνουµε το υπερθαλάσιο υψόµετρο κάθε σηµείου όπως αυτό αναγράφεται στο φύλλο χάρτη, ορίζουµε τον τύπο του σηµείο (κορυφή ή τριγωνοµετρικό σηµείο) και υπολογίζουµε τις γεωγραφικές συντεταγµένες X_COORD και Y_COORD. 5

Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών - Εργαστήριο Project 25 Επίπεδο πληροφορίας Roads25 Η διαδικασία της ψηφιοποίησης είναι παρόµοια µε αυτή του επιπέδου Contours25. Επίπεδο πληροφορίας Sream_Network Η διαδικασία της ψηφιοποίησης είναι παρόµοια µε αυτή του επιπέδου Contours25. Επίπεδο πληροφορίας Names25 Η διαδικασία της ψηφιοποίησης είναι παρόµοια µε αυτή του επιπέδου Points25. Επίπεδο πληροφορίας Fields25 Η ψηφιοποίηση αυτού του επιπέδου θα γίνει µε βάση την γεωαναφερµένη εικόνα του Google Earth και θα περιέχει χωρικά δεδοµένα σχετικά µε αγροτεµάχεια της περιοχής. Με χρήση του Sketch Tool, δηµιουργούµε πολύγωνα σχήµατα πάνω από κάθε αγροτεµάχιο. Στο πεδίο code του πίνακα χαρακτηριστικών για το επίπεδο Fields25, εισάγουµε τυχαία έναν εκ των κωδικών 1, 2, 3, 4, 5, 6, ο καθένας εκ των οποίων συµβολίζει έναν συγκεκριµένο τύπο καλλιέργειας. Ο υπολογισµός του εµβαδού (Area) και της περιµέτρου (Perimeter) για κάθε αγροτεµάχιο γίνεται µε την επιλογή Calculate Geometry. 6

5. ΣΥΝ ΕΣΗ ΠΙΝΑΚΩΝ Ζητούµενα: Να δηµιουργηθεί στην access βάση δεδοµένων.mdb που θα περιέχει τον πίνακα 5.1. Ο πίνακας αυτός θα συνενωθεί (join) µε τον περιγραφικό πίνακα (attribute table) του επιπέδου πληροφορίας Fields ώστε να ενηµερωθεί το συγκεκριµένο επίπεδο πληροφορίας µε την πληροφορία της καλλιέργειας. ηµιουργούµε µε τη βοήθεια του Microsoft Access µία βάση δεδοµένων µε όνοµα που περιέχει έναν πίνακα µε όνοµα kalliergeies και δύο πεδία, το code που είναι τύπου text και το kalliergeia, επίσης τύπου text. Αφού ενηµερώσουµε τον πίνακα µε τα δεδοµένα του πίνακα 5.1, αποθηκεύουµε την βάση µε όνοµα fields-db.mdb. Από το µενού File Add Data εισάγουµε την βάση δεδοµένων που δηµιουργήσαµε στο ArcMap. Κάνουµε δεξί κλικ στο πεδίο πληροφορίας Fields25 και επιλέγουµε Join and Relates Join. Πίνακας 5.1 Στο παράθυρο Join Data, επιλέγουµε Join attributes from a table. Στο βήµα 1 επιλέγουµε το πεδίο Code του επιπέδου πληροφορίας Fields25. Στο βήµα 2 επιλέγουµε τον πίνακα kalliergeies της βάσης fields-db.mdb, ενώ στο βήµα 3 το πεδίο code του πίνακα kalliergeies. Στο πλαίσιο Join Options διαλέγουµε να κρατήσουµε όλες τις καταχωρήσεις (Keep all records) και πατάµε το ΟΚ. Ο πίνακας χαρακτηριστικών του επιπέδου πληροφορίας Fields25 έχει πλέον ενηµερωθεί µε τις πληροφορίες της καλλιέργειας και µπορεί να γίνει αντιστοίχηση του κωδικού µε το είδος της καλλιέργειας. 7

6. ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΕΠΙΠΕ ΩΝ Επίπεδο πληροφορίας Contours25 Κύριες ισουψείς: Σκούρο καφέ ευτερεύουσες ισοϋψείς: Ανοιχτό καφέ Ετικέτες (Labels): Όχι Κάνουµε δεξί κλικ στο επίπεδο πληροφορίας Contours25 και ανοίγουµε το παράθυρο Properties. Στο πλαίσιο Show επιλέγουµε το Categories Unique Values. Στο πλαίσιο Value Field επιλέγουµε το Class και πατάµε το κουµπί Add All Values. Κάνουµε δεξί κλικ στην κατηγορία M (κύριες ισοΰψείς καµπύλες), επιλέγουµε Properties for Selected Symbol(s) και αλλάζουµε το χρώµα σε σκούρο καφέ. Με τον ίδιο τρόπο αλλάζουµε το χρώµα της κατηγορίας S (δευτερεύουσες ισοΰψείς καµπύλες) σε ανοιχτό καφέ. Μεταφερόµαστε στην καρτέλα Labels και βεβαιωνόµαστε ότι είναι απενεργοποιηµένη η προβολή ετικετών (Label features in this layer). Επίπεδο πληροφορίας Points25 Τύπος σηµείου: Τρίγωνο Χρώµα: Μαύρο Ετικέτες (Labels): Να εµφανίζεται το υψόµετρο Κάνουµε δεξί κλικ στο επίπεδο πληροφορίας Points25 και ανοίγουµε το παράθυρο Properties. Στο πλαίσιο Show επιλέγουµε το Features Single symbol. Στο πλαίσιο Symbol αλλάζουµε το σύµβολο σε τρίγωνο και το χρώµα σε µαύρο. Μεταφερόµαστε στην καρτέλα Labels και ενεργοποιούµε την προβολή ετικετών (Label features in this layer). Στο πλαίσιο Text String επιλέγουµε το υψόµετρο (Elevation). Επίπεδο πληροφορίας Roads25 ιαφορετικό πάχος γραµµής ανάλογα µε την κατηγορία του δρόµου Κάνουµε δεξί κλικ στο επίπεδο πληροφορίας Roads25 και ανοίγουµε το παράθυρο Properties. Στο πλαίσιο Show επιλέγουµε το Categories Unique Values. Στο πλαίσιο Value Field επιλέγουµε το Class και πατάµε το κουµπί Add All Values. 8

Με δεξί κλικ Properties for Selected Symbol(s), ορίζουµε διαφορετικό πάχος γραµµής για κάθε κατηγορία δρόµου. Επίπεδο πληροφορίας Stream_Network25 ιαφορετικό πάχος γραµµής ανάλογα µε την κατηγορία (κλάση ή τάξη) κλάδου του υδρογραφικού δικτύου Κάνουµε δεξί κλικ στο επίπεδο πληροφορίας Stream_Network25 και ανοίγουµε το παράθυρο Properties. Στο πλαίσιο Show επιλέγουµε το Categories Unique Values. Στο πλαίσιο Value Field επιλέγουµε το Class και πατάµε το κουµπί Add All Values. Με δεξί κλικ Properties for Selected Symbol(s), ορίζουµε διαφορετικό πάχος γραµµής για κάθε κατηγορία κλάδου του υδρογραφικού δικτύου. Επίπεδο πληροφορίας Names25 Τύπος σηµείου: Κύκλος Χρώµα: Μαύρο Ετικέτες (Labels): Να εµφανίζεται η ονοµασία της περιοχής Κάνουµε δεξί κλικ στο επίπεδο πληροφορίας Names25 και ανοίγουµε το παράθυρο Properties. Στο πλαίσιο Show επιλέγουµε το Features Single symbol. Στο πλαίσιο Symbol αλλάζουµε το σύµβολο σε κύκλο και το χρώµα σε µαύρο. Μεταφερόµαστε στην καρτέλα Labels και ενεργοποιούµε την προβολή ετικετών (Label features in this layer). Στο πλαίσιο Text String επιλέγουµε το Name. Επίπεδο πληροφορίας Fields25 ιαφορετικό χρώµα απεικόνισης του πολυγώνου ανάλογα µε την καλλιέργεια Κάνουµε δεξί κλικ στο επίπεδο πληροφορίας Fields25 και ανοίγουµε το παράθυρο Properties. Στο πλαίσιο Show επιλέγουµε το Categories Unique Values. Στο πλαίσιο Value Field επιλέγουµε το Code και πατάµε το κουµπί Add All Values. Επιλέγουµε, τέλος, έναν συνδυασµό χρωµάτων από το πλαίσιο Color Ramp. 9

7. ΕΞΑΓΩΓΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ Ζητούµενα: Να εξαχθούν σε ξεχωριστό επίπεδο πληροφορίας µε ονοµασία olives.shp όλα τα αγροτεµάχια που περιέχουν ελιές και να υπολογιστεί το συνολικό τους εµβαδόν. Επιλογή των δεδοµένων Επιλέγουµε από το µενού Selection Select By Attributes. Στο παράθυρο που ανοίγει, διαλέγουµε το επίπεδο Fields25, τη µέθοδο Create a new selection και δηµιουργούµε το SQL ερώτηµα που ακολουθεί: "Fields25.Code" = '1' Πατώντας Apply, επιλέγονται όλα τα αγροτεµάχια του επιπέδου Fields25 που έχουν κωδικό καλλιέργειας 1, δηλαδή οι Ελιές. Εξαγωγή σε νέο επίπεδο Για να εξάγουµε αυτά τα αγροτεµάχια σε ένα ξεχωριστό επίπεδο πληροφορίας κάνουµε δεξί κλικ στο επίπεδο Fields25 και επιλέγουµε Data Export Data. Πατώντας ΟΚ, δηµιουργείται το επίπεδο πληροφοριών olives. Υπολογισµός συνολικού εµβαδού Ανοίγουµε τον πίνακα χαρακτηριστικών του επιπέδου olives και επιλέγουµε την στήλη Area. Με δεξί κλικ στο τίτλο της στήλης, επιλέγουµε το Statistics για να εµφανιστεί το παρακάτω παράθυρο που µας ενηµερώνει ότι το συνολικό εµβαδόν των αγροτεµαχίων µε ελιές είναι 6409721,946112 m 2. 10