Abstrakt
Semestrální práce z předmětu KMA/APA na téma Řetězení prostorových analýz pomocí grafického programovacího jazyka ModelBuilder v programu ArcGIS. Následující text má sloužit jako výukový materiál.
Prostorové analýzy lze v programu ArcGIS řešit snadno a poměrně rychle. Na výběr máme hned z několika způsobů zpracování:
Tools - nástroje ArcToolboxu - přímé spouštění jednotlivých procesů nad vstupními daty.
Command Line - příkazová řádka - možnost opakovaného spuštění příkazů složených i z více procesů.
Model - modelové zpracování - grafické znázornění příkazů s možností využití více procesů, různého nastavení vstupních parametrů, opakovaného volání modelu.
Script - krátký funkční program - přímé programování postupu zpracování v jazyce Python, JScript nebo VBScript za využití známých nástrojů z ArcToolboxu.
Praktické řešení prostorových analýz pomocí grafického jazyka ModelBuilder si ukážeme na několika vzorových příkladech.
Pro tyto příklady budeme využívat digitální geografickou databázi 1 : 500 000 ArcČR 500 verze 2.0, která je dostupná na lokálním serveru KMA: nemesis2\data\geodata\ArcCR500-v2\geodatabase\jtsk\Geodatabase\ac5v20.mdb. Tuto databázi si zkopírujeme na lokální disk, tzn. překopírujeme obsah celého adresáře JTSK, čímž si uložíme databázi, informaci o metadatech a projekt ac5v20g.mxd. Pokud nemáme přístup k databázi na univerzitní síti, můžeme si ji stáhnout na stránkách firmy ARCDATA PRAHA. Budeme však omezeni na bývalý Západočeský kraj pro verzi databáe 1.2, resp na Jihomoravský kraj pro verzi 2.0. Pokud si nevíme rady s vyřešením jednotlivých úloh, můžeme si stáhnout hotová řešení příkladů v podobě samostatného toolboxu Priklady.tbx (pouze pro ArcGIS 9.2), včetně obrázků výsledných modelů ve formátu *.PNG.
Důležité
Než se ale budeme do řešení dívat, zkusme příklady vyřešit samostatně ;-).
Pro zaručení správné funkčnosti modelů je třeba samostatný toolbox Priklady.tbx umístit do kořenového adresáře JTSK a dále při spuštění projektu ac5v20g.mxd aktivovat příslušný dataset se zdrojovými daty. Při práci s databází ArcČR v měřítku 1:500 000 bychom neměli opominout přesnost, se kterou byla vyhotovena, tzn. 100-250 m, a proto považovat výsledky pouze za orientační.
S aplikací ArcToolbox jsme se seznámili v učebním textu „Výukové materiály k předmětu KMA/UGI - Materiály ke cvičením“ dostupné na adrese http://gis.zcu.cz/studium/ugi/cviceni/index.html v kapitole 10 - Topologické překrytí. Pro úspěšné řešení příkladů i pro zkontrolování výsledků je důležité naučit se přidat nový nebo existující toolbox do ArcToolboxu.
Otevřeme si program ArcMap a spustíme ArcToolbox. Pravým tlačítkem myši klikneme na nápis ArcToolbox a v nabídce vybereme „New Toolbox“.
Vepíšeme název nového toolboxu a potvrdíme. Nyní je ještě třeba v toolboxu vytvořit nový model, se kterým budeme pracovat. Pravým tlačítkem myši klikneme na název našeho nového toolboxu a v nabídce vybereme „New: Model“.
Při založením nového modelu se nám tento model automaticky otevře a my do něj můžeme začít přetahovat myší vstupní vrstvy i funkce ArcToolboxu z grafického prostředí ArcMap.
Tímto způsobem si můžeme vytvářet modely pro řešení níže uvedených úkolů. Více podrobností o použití rozhraní pro ModelBuilder nalezneme v kapitole 10.3 výše zmíněného učebního textu.
Ještě zbývá ukázat jak přidat toolbox s řešením příkladů do ArcToolboxu. Pravým tlačítkem myši klikneme opět na nápis ArcToolbox, ale v nabídce vybereme „Add Toolbox...“.
Zadáme lokální adresu ke zkopírovanému toolboxu Priklady.tbx a toolbox je přidán do nabídky ArcToolboxu. Hotový model snadno otevřeme, pokud pravým tlačítkem myši klikneme na název modelu a vybereme „Edit...“.
Pro spuštění modelu z grafického prostředí pro ModelBuilder pomocí nabídky „Run“ ale musíme přenastavit lokální adresy k umístění výstupů z modelu, jinak nám program bude hlásit chybu. Další možností je spustit program přímo z ArcToolboxu pomocí kliknutí na název modelu a výběru možnosti „Open..“. Tím se vyvolá nastavení lokálních adres výstupů automaticky díky nastavení modelových parametrů.
Zadání:
Najděte vodní nádrže (možné zdroje pitné vody), které se nacházejí v bezprostřední blízkosti dálnice D5 (do 500 m).
Dostupné vrstvy:
Silniční síť - liniová vrstva s atributovým údajem číslo silnice „CISLO_SIL“
Vodní plochy - polygonová vrstva s atributovým údajem typ plochy „TYP_VPL“ nabývající pro vodní nádrže hodnoty „N“.
Řešení:
Pro řešení jakéhokoliv příkladu je nejprve třeba provést analýzu problému, určit možné postupy řešení a nalézt vhodné funkce pro řešení problému.
V našem příkladu potřebujeme z vodních ploch vybrat pouze ty, které jsou vodní nádrže. Pro atributové dotazy slouží funkce „Select layer by atribute“. Konkrétní dotaz bude vypadat: [TYP_VPL] = 'N'.
Z vrstvy silnic vybereme pouze tu, která nese označení „D5“. Použijeme stejnou funkci, kde konkrétní dotaz bude: [CISLO_SIL] = 'D5'.
Dále je třeba prozkoumat dané okolí silnic a hledat vodní nádrže. K tomu můžeme zvolit více postupů. Utvoříme obálku kolem vybrané dálnice a průnikem s vrstvou vodních nádrží dostaneme výsledek. Pro realizaci obálky nám slouží funkce „Buffer“ a pro průnik více vrstev funkce „Intersect“. Tím dostáváme konečné řešení příkladu.
Výsledný model:
Výsledný výběr:
Analogicky postupujte při řešení dalších příkladů. K dispozici máte pouze zadání příkladu a dostupné datové vrstvy. Pokuste se provést rozbor problému i vlastní realizaci v ModelBuilderu. Svůj výsledek si můžete porovnat s řešením v toolboxu Priklady.tbx.
Zadání:
Vyberte vodní plochy ke koupání (kromě řek - koupání v nich může být nebezpečné), které jsou u lesa a lze k nim snadno dojet autem tak, aby cestující nemuseli chodit pěšky více jak 100m.
Dostupné vrstvy:
Vodní plochy - polygonová vrstva s atributovým údajem typ plochy „TYP_VPL“ nabývající pro vodní nádrže hodnoty „N“, pro rybníky hodnoty „R“, pro jezera hodnoty „J“ (a pro vodní toky hodnoty „T“)
Lesy - polygonová datová vrstva
Silniční síť - liniová datová vrstva.
Zadání:
Najděte kraje, ve kterých se nachází ložiska rašeliny ukrytá v lese tak, aby bylo možno vytěženou rašelinu přepravovat vlakem (vzdálenost do 500 m).
Dostupné vrstvy:
Rašeliniště a bažiny - polygonová vrstva rašelinišť a bažin, kde rašeliny mají atributový údaj „TYP_BAZ“ roven hodnotě „R“
Lesy - polygonová vrstva lesů
Železnice - liniová vrstva železniční sítě
Kraje - polygonová vrstva současného krajského rozdělení ČR.
Zadání:
Vypište názvy všech měst, která mají více než 10 000 obyvatel, kterými prochází železnice (do 500 m) a které jsou do 50 km (včetně) od Plzně.
Dostupné vrstvy:
Sídla - bodová datová vrstva s atributovými údaji: „NAZEV“ = název sídla a „VELKAT“ = třída počtu obyvatel (hodnota „6“ pro 10 000 až 25 000 obyvatel, hodnota „7“ pro 25 000 až 50 000 obyvatel...)
Železnice - liniová datová vrstva.
Zadání:
Rozdělte území ČR na základě nadmořské výšky do tříd, které odpovídají fyzicko-geografickým zásadám. Za mezní hodnoty intervalů například uvažujte 0, 200, 500, 1000, 1500, 2000 m n.m.
Dostupné vrstvy:
DMR - digitální model reliéfu.
Zadání:
Na základě vyšetření orientace svahů najděte všechna území s jižní orientací.
Dostupné vrstvy:
DMR - digitální model reliéfu.
Zadání:
Zjistěte orientaci svahů na základě reklasifikovaného digitálního modelu terénu do skupin podle nadmořské výšky. Porovnejte výsledky s předchozími příklady.
Dostupné vrstvy:
DMR - digitální model reliéfu.
Poznámka: Z tohoto příkladu lze vidět, že práce s neklasifikovaným digitálním modelem reliéfu nedává adekvátní výsledky.
Zadání:
Najděte nebezpečná území, kde sklon svahu převyšuje 30%.
Dostupné vrstvy:
DMR - digitální model reliéfu.