Лабораторная работа 1. Основы ГИС на примере ArcView GIS. Загрузка данных в систему. Атрибутивные таблицы тем. Картографические проекции
Запустите ArcView и откройте проект ‘c:\arcview\exercise\ex1.apr’ (ярлык для запуска ArcView по умолчанию находится в ‘Пуск/Программы/ESRI/ArcView GIS’, после этого необходимо выбрать пункт “Open project”; также для открытия проекта можно открыть файл ex1.apr в проводнике Windows, при этом ArcView загрузится автоматически)
Просмотрите список видов в проекте и откройте вид World. Обратите внимание, что темы Countries и Grid включены и отображаются в виде. Тема Cities of 3 Million выключена и потому не отрисовывается.
Включите тему Cities of 3 Million. Объясните, почему объекты темы (изображения городов) по-прежнему не видны на карте. Добейтесь изображения городов на карте мира.
В данном масштабе города сливаются друг с другом. Масштаб просмотра отображается на панели инструментов справа. Для детального рассмотрения какой-либо площади можно использовать кнопку Zoom In или инструмент Zoom In. Для уменьшения масштаба просмотра применяют соответственно кнопку и инструмент Zoom Out. Кроме того, существует еще группа кнопок (и соответствующих команд меню) для управления масштабом просмотра: Zoom to Full Extent (установить масштаб для просмотра всех объектов всех тем вида), Zoom to Active Themes (просмотр всех объектов активных тем), Zoom to Selected (просмотр выделенных объектов), Zoom to Previous Extent (вернуться к предыдущему масштабу).
Выберите инструмент Zoom In и обведите рамкой на карте территорию Европы.
Для идентификации объектов на карте используется инструмент Identify. Убедитесь, что активной является тема Cities of 3 Million (идентификация работает только с объектами активных тем), выберите инструмент Identify и просмотрите информацию о каких-либо городах, щелкая по ним мышью. Некоторая из выводимой информации является служебной.
Для перемещения по карте используется инструмент Pan. Выберите его и переведите вид так, чтобы отобразить страны Ближнего Востока.
Для измерения расстояний на карте применяется инструмент Measure. Инструмент позволяет измерять расстояния не только отдельного отрезка, но и ломаной линии (одиночный щелчок мышью ставит следующую точку в ломаной, двойной щелчок завершает измерения). При измерении расстояние показывается в строке состояния. Измерьте расстояние между Афинами и Стамбулом. Измерьте длину периметра Черного моря (примерную).
Для поиска объектов на карте служит кнопка Find. Кнопка работает с объектами активной темы. Сделайте активной тему Countries, нажмите кнопку Find.В появившемся окне введите Italy и нажмите OK. Подомным образом отыщите на карте города Berlin и Moskva и страну Burkina Faso.
Обратите внимание, что найденные объекты выделяются желтым цветом. Это означает, что они выбраны (selected). Другой способ выбора объектов – инструмент Select Feature. Выберите этот инструмент, сделайте активной тему Countries и обведите рамкой 2-3 страны. Выбираются объекты, не только полностью входящие в рамку, но и пересекающие ее.
Для просмотра атрибутов выбранных объектов удобно воспользоваться таблицей темы. Нажмите кнопку Open Theme Table. В результате будут отображены атрибуты объектов в теме Countries. Выделенные записи соответствуют выбранным в виде объектам. Обратите внимание, что интерфейс для работы с таблицей отличается от интерфейса в виде.
Для отображения выделенных записей в верхней части таблицы нажмите кнопку Promote. Просмотрите различную информацию о выбранных странах.
Для снятия выделения с объектов служит кнопка Select None. Очистите выборку, нажав ее.
Вывод таблицы на экран можно видоизменять: прятать или переименовывать поля, изменять их размер, менять порядок записей. Эти операции не затрагивают исходные данные таблицы. Например, нам нужны только данные по населению в 2000 году. Для просмотра свойств таблицы выберите пункт меню Table/Properties.
В окне свойств таблицы галочкой отмечены отображаемые поля. Поле Alias позволяет задать псевдоним поля. Отключите отображение ненужных полей и задайте псевдоним для поля Pr_pop2000 ‘Население в 2000 г’. Нажмите OK.
Имеется возможность сортировки записей в таблице (кнопки Sort Ascending – сортировка по возрастанию, и Sort Descending – сортировка по убыванию). Для сортировки необходимо выбрать поле, по которому осуществлять сортировку (щелчок мышью на заголовке поля). Отсортируйте таблицу по уровню населения в 2000 году в порядке убывания. Если вас интересует Россия, прокрутите к концу списка, и ищите ее в списке стран с населением –9999, условным признаком отсутствия данных.
Отсортируйте таблицу по названиям стран в алфавитном порядке. Закройте таблицу темы и установите масштаб для просмотра всей карты.
Перейдите в окно проекта (если его не видно на экране, выберите его через меню Window). Откройте вид Atlanta Area Counties. На карте представлен уровень населения на 1980 год для четырех округов вокруг Атланты. Отобразите уровень населения на 1998 год.
Перейдите в окно проекта, затем в режим просмотра списка диаграмм (пиктограмма Charts) и откройте диаграмму Population Chart. На экране представлена сравнительная диаграмма уровней населения в 1980 и 1998 годах.
Для представления тех же данных в виде круговой диаграммы нажмите на кнопку Pie Chart Gallery, выберите любой из стилей и примените его, нажав ОК. Поэкспериментируйте с различными видами и стилями диаграмм. Закройте окно диаграммы.
В компоновке карты (Layout) объединяются на одной странице виды, таблицы, диаграммы и другие графические элементы. После этого компоновку можно вывести на печать. Откройте вид Атланты, и в меню Window выберите пункт Layout. Выберите расположение листа Landscape и нажмите ОК.
Поупражняйтесь с изученными видами документов. Для работы можете использовать уже открытый проект либо открыть проект ‘c:\esri\av_gis30\avtutor\arcview\qstart.apr’
Загрузка данных в ArcView. В ArcView объекты темы представляют географические объекты посредством трех основных форм: точек, линий и полигонов. Например, можно представить линиями автострады, точками – города, а полигонами – страны.
Точки представляют собой объекты с конкретным местоположением, имеющие слишком малый размер, чтобы быть определяемыми как площади, например: скважины, железнодорожные станции, школы.
Линии представляют собой объекты, имеющие длину, но являющиеся слишком узкими, чтобы определяемыми как площади, например: магистрали, реки, железные дороги.
Полигоны представляют собой объекты, имеющие слишком большой размер, чтобы обозначаться точками или линиями, например: земельные участки, территории торговых зон, округа, страны.
Существуют символы для точек, символы для линий и символы для полигонов. Символы для точек часто выглядят как обозначаемые ими объекты. Линейные символы включают линии различных видов и цветов. Полигональные символы – цвета и образцы для заливки полигональных форм.
Источниками пространственных данных для тем в ArcView чаще всего являются шейп-файлы (Shape files). Шейп-файл – это формат данных ArcView, предназначенный для хранения местонахождения и атрибутивной информации о географических объектах. Шейп-файлы могут быть созданы в ArcView на основании существующих тем пространственных данных, либо путем создания пустого шейп-файла и последующего добавления в него объектов посредством их ввода. Также в качестве источников данных для тем могут быть использованы: покрытия ARC/INFO, файлы CAD, таблицы SQL СУБД.
Кроме пространственных источников данных можно использовать табличные источники данных и растровые изображения. Табличные данные наиболее часто содержат описательную информацию для объектов карты.
Для добавления темы в вид служит кнопка Add Theme. В появившемся окне в поле Data Source Type (тип источника данных) необходимо указать тип данных (пространственный – Feature Data Source или растровый – Image Date Source). Затем выбрать один или несколько источников данных (для выбора нескольких источников следует выбирать их с нажатой клавишей ).
Некоторые источники данных (например, покрытия ARC/INFO) могут содержать несколько типов объектов. В ArcView же тема представляет один тип объекта. При добавлении такой темы можно выбрать, какой именно из объектов нужно использовать. Для этого необходимо кликнуть мышкой на пиктограмму темы, что приведет к отображению всех типов объектов в этом источнике данных.
Тема растрового изображения основывается на источнике данных растрового изображения, например, аэрофотоснимков или фотографий со спутника. Их обычно используют в качестве фона (подложки) для отображения или ввода других пространственных данных.
Если в таблице содержится набор координат x,y, то такая таблица рассматривается как таблица событий и может быть использована для создания темы событий (Event Theme). Файл с координатами хранит точное местоположение каждого объекта в виде координат x,y, которые могут быть получены с карты, при полевых измерениях либо посредством использования GPS (Global Positioning System). В качестве таблиц могут выступать файлы в формате dBASE (dbf), а также текстовые файлы с разделителями в виде символов табуляции или запятых. Первая строка файла содержит список названий полей для таблицы. Для создания темы из таблицы необходимо добавить таблицу в проект, а затем выбрать в меню View пункт Add Event Theme.
Атрибутивные таблицы тем Темы, основанные на пространственных источниках данных, а также на темах событий , располагают таблицами темы, содержащими описательную информацию (атрибуты) для объектов данных темы. Темы, основанные на растровых изображениях, таковых таблиц не имеют.
Каждый объект в теме имеет уникальную запись в таблице темы, содержащую характеристики для этого объекта. Каждое поле содержит значения определенного атрибута. ArcView осуществляет автоматическое управление отношениями между объектами и атрибутами темы, поэтому отсутствует необходимость в отдельной загрузке таблиц темы.
Созданная на основании пространственного или табличного источника данных тема содержит в своей таблице поле Shape, которое хранит тип каждого объекта темы (точка, линия или полигон). Именно это поле отличает таблицу темы от других таблиц ArcView.
Картографические проекции ArcView позволяет отображать данные в различных картографических проекциях. Картографическая проекция – это математическое преобразование для переноса координат со сферической поверхности земного шара на плоскость карты. Все проекции приводят к различного рода искажениям, поэтому, в зависимости от требуемой задачи, данные можно представить в проекции с требуемыми свойствами (сохранение формы, площади, расстояния, направления). ArcView позволяет работать как с неспроектированными данными (хранятся в десятичных градусах), так и с спроектированными в координаты x, y.
Проекция для вывода карты задается в окне свойств темы. К виду можно применить как стандартную, так и определяемую пользователем проекцию. ArcView не может перепроектировать данные, а только отображать их в требуемой проекции.
Создайте новый проект с новым видом.
Добавьте в вид тему ESRI\ArcView\data\ex2a\counties.shp
Просмотрите таблицу атрибутов темы
Добавьте в вид полигональную тему из покрытия cities
Добавьте в вид реки и озера из покрытия waters
Переименуйте вид в Greater Atlanta Area, задайте единицы карты – десятичные градусы, единицы расстояния – километры.
Проведите несколько измерений на карте, убедитесь, что расстояния представляют собой разумные величины
Создайте новый вид и добавьте в него растровое изображение ESRI\ArcView\data\ex2a\maple.bil
Откройте таблицу атрибутов темы. Объясните результат
Увеличьте изображение для рассмотрения более мелких деталей
Добавьте в вид линейные и полигональные объекты из темы maple2.dxf, созданной в AutoCAD (для этого потребуется подключить модуль расширения CAD Reader в меню File/Extensions)
Отключите отображение контуров зданий в линейной теме (Пункт Drawing в свойствах темы)
Переименуйте вид в Mapplewood
Отключите расширение CAD Reader
Создайте новый вид, добавьте в него все темы из каталога ESRI\ArcView\data\namerica\mexico
Сделайте тему раскопок активной, увеличьте масштаб для отображения всех объектов данной темы.
Сохраните и закройте проект
Откройте проект ESRI\ArcView\exercize\ex2b.apr
Закройте активный вид и откройте вид Global Perspective
Установите единицы карты в десятичные градусы, а единицы расстояния в мили
Измерьте расстояния между Буэнос-Айресом и Парижем, а также между Лагосом и Джакартой. Запишите результаты
Примените к виду проекцию Mercator
Повторите измерение расстояний и сравните результаты
Включите тему Circles и обратите внимание на то, что круги имеют правильную форму
Установите проекцию Mollweide. Обратите внимание на искажение формы
Поэкспериментируйте с различными проекциями
Закройте проект, не сохраняя изменений.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2: Отображение тем. Выбор метода классификации. База данных в ГИС. Нормализация данных. Пользовательское управление классами. Управление отображением темы.
Использование редактора легенды. Редактор легенды (Legend Editor) предоставляет возможность создания наглядных карт, сообщающих аудитории важную информацию о данных. При помощи редактора легенды можно выбрать шесть различных типов легенды, производить классификацию данных, изменять текст в легенде, а также изменять символику объектов.
Для открытия редактора легенды можно, выбрав активную тему, нажать кнопку Edit Legend, либо щелкнуть два раза мышью на тему в таблице содержания.
В ArcView имеется шесть различных типов легенды: