Метод стандартных отклонений (StandardDeviation). Стандартное отклонение показывает разницу значения атрибута по сравнению со средним значением всех величин. При классификации данных ArcView находит среднее значение и затем расставляет интервалы вверх и вниз по отношению к среднему значению по значению стандартного отклонения с шагом 1, 0.5 или 0.25, пока все значения данных не будут включены в свой класс. Затем ArcView сгруппирует в два класса все значения, отличающиеся от среднего значения более чем на 3 стандартных отклонения: больше трех стандартных отклонений (‘> 3 Std Dev.’) и меньше трех стандартных отклонений (‘< 3 Std Dev.’). На карте с цветовой шкалой обычно применяют дихроматическое линейное изменение цвета ( например, от синего до красного), где среднее значение дается белым цветом.
Кнопка Statistics (Статистика) в редакторе легенд позволяет отобразить статистику по любому из полей. В появившемся окне будут отображены: минимальное и максимальное значения поля (Minimum и Maximum), количество значений (Count), сумма значений (Sum), среднее значение (Mean) и стандартное отклонение (Std. Deviation).
Нормализация данных. При нормализации атрибутов в ArcView происходит деление каждого значения атрибута на какое-либо число, чтобы получилось соотношение, а затем эти относительные значения отображаются на карте. Возможны два способа нормализации.
По отношению к сумме значений атрибутов, так что полученные относительные значения представляют собой процент от суммы. Например, удобно сравнивать регионы по уровню продаж, когда они классифицированы по отношению продаж к общей величине продаж, чем по абсолютному объему продаж.
По значениям других атрибутов, когда значения классифицируемого поля делятся на значения другого поля. Таким образом, например, удобно составлять карту плотности населения, осуществив деление численности населения на значения площадей территорий.
Для выбора способа нормализации необходимо в редакторе из списка Normalize by (Нормализовать по) выбрать либо (Процент от суммы), либо название другого атрибута.
В некоторых случаях данные бывают уже нормализованы, в этом случае не следует пытаться нормализовать их снова. Типичный пример таких данных – когда они выражены в процентном отношении (коэффициент смертности), в качестве плотности (число кроликов на гектар), либо в качестве темпа (скорость роста населения).
Пользовательское управление классами. Редактор легенды позволяет вручную редактировать границы между классами, создавать свои собственные классы и удалять существующие, изменять наименования классов, менять порядок следования классов. Для редактирования значения границ класса либо наименования класса необходимо щелкнуть мышью на редактируемое значение и ввести новое. Кнопки, расположенные под списком классов служат для (по порядку слева направо): добавления класса, удаления класса, сортировки значений классов по возрастанию и убыванию, задания класса No Data (Нет данных), изменения порядка следования цветов на противоположный, создания цветового перехода между выбранными цветами. Список Color Ramp позволяет выбрать одну из предопределенных цветовых градаций.
Значения No Data – значения данных, которые не должны включаться в классификацию. Для задания таких значений нажмите соответствующую кнопку в редакторе легенды, выберите поле, для которого необходимо задать значение «Нет данных», укажите это значение (например, для карты мира значение «нет данных» для численности населения равно –9999), а также отметьте, нужно ли включать это значение в легенду.
Используя одну из нескольких различных палитр, собранных в окне символов, можно изменять символы, которые употребляются при отображении темы. Палитра это набор символов или цветов, хранящийся в файле. Существуют различные палитры для изменения способа заливки, стиля линей, значков точечных объектов, текстовых шрифтов, цвета. Последняя вкладка в окне символов – диспетчер палитр – позволяет сохранять и загружать палитры. При выборе цвета можно выбрать основной цвет (Foreground), цвет фона (Background), цвет границ (Outline) и цвет текста (Text).
Можно включить масштабирование символов (Scale Symbols) при изменении масштаба просмотра карты в диалоговом окне Advanced Options, вызываемого из редактора легенды. Это же окно позволяет задавать угол поворота символов в зависимости от значения какого-либо атрибута. Для линейных объектов это окно позволяет задавать смещение линий на фиксированное расстояние от их первоначального расположения.
Кроме того, созданную легенду можно сохранить на диск в отдельном файле, либо загрузить для использования ранее созданную легенду (кнопки Save и Load).
Управление отображением темы в окне свойств темы. Окно свойств темы (кнопка Theme Properties Либо пункт меню Theme/Properties) позволяет осуществлять контроль за отображением темы. По умолчанию все объекты темы отображаются в момент, когда тема прорисовывается в виде. Можно сформировать критерий выбора, по которому будет определяться, отображать объект или нет (например, включить только показ городов с населением больше миллиона). Для определения критерия выбора используется построитель запроса (Query Builder). Пример такого критерия: (Population >= 1000000). Каждое выражение состоит из поля, оператора и значения. Можно сочетать критерии с помощью логических операций ((Population >= 1000000) and (Population <= 3000000)). Подробно работа с построителем запросов будет рассмотрена в дальнейшем.
Можно определить диапазон масштаба, в котором происходит отображение темы (вкладка Display окна свойств темы). Например, нет смысла отображать улицы городов на карте мира, однако, при увеличении масштаба до вида города показ улиц можно включить. В данном окне задаются минимальный и максимальный масштаб, при которых отображаются объекты темы. (Масштаб представляет собой число, показывающее отношение между размерами вида и размерами земной поверхности. Например, масштаб 100000 означает, что одна единица измерения в виде соответствует 100000 подобным единицам на земной поверхности, или объекты в виде в 100000 раз меньше реальных. Обычно масштаб выражают в виде дроби – 1/100000, 1:100000).
В вид можно добавлять текстовые надписи для описания объектов темы. Текст может набираться вручную с помощью инструмента Text, либо браться из таблицы или специальной темы текстовых надписей (аннотации). В окне свойств темы (вкладка text Labels) можно определить поле, по которому будет производиться генерация текстовых надписей, и установить позицию надписи относительно каждого объекта. Кроме того, можно включить или отключить масштабирование подписей при изменении масштаба (Scale Labels).
Автоматическое надписывание. При выборе в меню Theme пункта Auto-label будет выведено диалоговое окно для установки параметров подписывания объектов в активной теме. В первую очередь необходимо выбрать поле, которое будет служить источником подписей к объектам (например, Name для вывода названий городов). Существует два метода размещения текстовых подписей. Первый – в соответствии с параметрами, установленными в окне свойств темы (Use Theme’s Text Label Placement Property) и автоматический поиск наилучшего места для нанесения подписи (Find Best Label Placement). Во втором случае надписи, для которых не нашлось подходящего местоположения, не отображаются (если отключены перекрывающиеся надписи – Allow Overlapping Labels). Перекрывающиеся надписи затем можно удалить, выбрав пункт меню Theme/Remove Overlapping Labels. Для линейных объектов также можно задать позицию подписи (над, под или поверх). Включение пункта Label Only Features in View Extent подпишет только те объекты, которые видны в виде в настоящий момент, в противном случае будут подписаны все объекты темы.
Установка «горячей связи». Создание «горячих связей» (Hot Link) позволяет по щелчку мыши на объекте отобразить дополнительную информацию, связанную с данным объектом. В качестве такой информации могут выступать изображения, текстовые файлы, другие документы (виды, таблицы, диаграммы, компоновки), либо даже другие проекты ArcView. Кроме отображения данных, горячая связь может запустить выполнение скрипта Avenue для выполнения еще каких-либо действий. Для просмотра связанного с объектом документа необходимо выбрать инструмент Hot Link и щелкнуть на объекте.
Создание горячих связей осуществляется в диалоговом окне свойств темы на вкладке Hot Link. Таблица темы должна содержать поле, которое хранит данные для горячей связи. Поле может содержать путь к файлам либо имена документов в текущем проекте. Существует четыре типа связи: Link to Text File (связь с текстовым файлом), Link to Image File (связь с графически файлом), Link to Document (связь с документом) и Link to Project (связь с проектом).
Блокировка свойств темы. Для блокировки свойств темы таким образом, чтобы другой пользователь не мог их изменить, в диалоговом окне свойств темы на вкладке Locking (блокировка) необходимо задать пароль для доступа к свойствам темы.
Создайте новый проект и новый вид, назовите его «Карта мира».
При создании всех ниже перечисленных тем значение No Data для уровня населения –99999. Для каждой темы выбирайте свою цветовую гамму.
На основе шейп-файла c:\esri\esridata\world\countries.shp создайте шесть тем со следующими параметрами (тип легенды – градуированный цвет):
Классификация по населению, метод естественных границ, 7 классов
Классификация по населению, метод равных интервалов, 7 классов
Классификация по населению, метод стандартных отклонений, шаг ½
Классификация по площади, метод квантилей, 7 классов
Классификация по площади, метод равных площадей, 7 классов
Создайте тему, отображающую уровень населения концентрацией точек на светло-зеленом фоне (1 точка = 5000000 человек)
Создайте тему, отображающую плотность населения (отношения уровня населения к площади страны). Метод классификации – квантили. Используйте 5 классов, задайте название каждому классу (от «Очень низкая» до «Очень высокая»). Назовите тему «Плотность населения».
Добавьте в вид тему США (c:\esri\esridata\usa\states.shp). Настройте ее отображение в виде горизонтально заштрихованной территории зеленого цвета.
Добавьте в вид тему городов мира (c:\esri\esridata\world\cities.shp). Представьте их в виде синих звездочек, размер которых зависит от населения. Включите масштабирование символов, находясь в масштабе просмотра всей карты.
Создайте новый вид, добавьте в него тему США с городами и дорогами (states.shp, cities.shp, roads.shp), назовите его «США». Настройте тему дорог так, чтобы дороги разного класса (Admn_class) отображались линиями разной толщины и цвета.
Настройте отображение темы штатов, чтобы отобразить этнический состав каждого штата (группы white, black, hispaniс и other) в виде круговой диаграммы. Размер диаграммы должен зависеть от населения в 1990 году (Pop1990). Размеры диаграммы – от 8 до 24.
Настройте тему городов так, чтобы отображались только города с населением (Pop1990) больше 50000 человек.
Перейдите в вид карты мира, настройте тему городов так, чтобы отображались только столицы.
Настройте показ надписей, чтобы они показывались слева от объекта. Подпишите Москву, используя инструмент Label. Удалите подписи.
Настройте показ городов единым символом. Включите отображение городов с населением больше 5000000.
Находясь в масштабе просмотра всей карты, включите автоподписывание городов (отключите перекрывающиеся.
Присоедините надписи к теме (Edit/Select All Graphics, затем Graphics/Attach Graphics). Теперь подписи связаны с темой и параметры отображения темы применяются и к подписям.
Задайте максимальный масштаб отображения темы городов 100000000. Увеличьте вид для отображения городов.
Закройте проект (при желании сохранив его). Откройте проект ‘C:\ESRI\ARCVIEW\EXERCISE\EX3.APR’, откройте вид View2.
Города, отображенные красным цветом, имеют фотоизображения, хранящиеся в отдельных видах. Ссылки на них прописаны в поле Hot_link таблицы темы Cities. Просмотрите таблицу и убедитесь в этом.
Настройте горячую связь для показа соответствующих изображений. Проверьте работу горячей связи.
Закройте проект, не сохраняя изменений.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3:. Работа с таблицами в ГИС. Запросы. Статистические показатели. Резюмирование таблиц. Построение связей между таблицами. Создание диаграмм по таблицам.
Таблицы ArcView являются графическим представлением табличных данных, которые могут происходить из различных источников, а также создаваться внутри ArcView. Данные в таблицах могут отображаться на карте и обновляться средствами ArcView.
Источниками данных для таблиц могут являться файлы dBASE, таблицы ARC/INFO, текстовые файлы, а также информация, полученная из базы данных SQL. Чтобы добавить в проект таблицу в одном из поддерживаемых форматов, необходимо нажать кнопку Add на вкладке Tables в окне проекта, выбрать тип файла таблицы и сам файл.
ArcView может использоваться для создания таблиц и файлов источников данных. Для создания новой таблицы служит кнопка New в окне проекта (вкладка Tables). Новая таблица создается без полей и записей, которые могут быть затем добавлены.
Чтобы производить какие либо действия с таблицей, ее необходимо открыть (двойным щелчком мыши на имени таблицы в окне проекта). Для добавления полей или записей в таблицу, редактирования данных либо удаления полей/записей, таблица должна находиться в режиме редактирования. Переход в данный режим осуществляется посредством выбора пункта меню Start Editing в меню Table.
Для добавления поля в таблицу нужно использовать пункт Add Field в меню Edit. Существует четыре типа полей: числовой, строковый, логический и даты. Для добавления поля необходимо ввести его название, выбрать тип и, для строковых и числовых полей, указать размер поля. Удалить поле можно с помощью пункта Delete Field из меню Edit.
Добавление записей в таблицу осуществляется посредством выбора пункта меню Add Record. По умолчанию значениями полей являются: 0 – для числового поля и даты и символ пробела – для логических и строковых полей. Щелчком мыши на записи осуществляется ее выбор (выделяется желтым цветом). Для удаления выбранных записей служит пункт Delete Records в меню Edit.
Для редактирования значений таблицы необходимо выбрать инструмент Edit и щелкнуть мышью в значение, которое необходимо изменить. Для прекращения сеанса редактирования необходимо выбрать Stop Editing из меню Table.
В ArcView можно редактировать только файлы dBASE и ARC/INFO. Текстовые файлы и SQL-таблицы редактироваться не могут. Однако, возможен экспорт таблицы в файл dBASE (меню File/Export) и последующее добавление его в проект в качестве редактируемой таблицы.
Вместо многократного добавления значений записей с помощью инструмента Edit, существует возможность добавлять несколько значений одновременно, используя калькулятор поля (Field Calculator). В его диалоговом окне можно составить выражение для вычисления значений любого поля на основании значений других полей. Для этого необходимо выбрать вычисляемое поле и ввести выражение для его вычисления в калькуляторе поля (меню Field/Calculate). Пример: вычисление поля ‘Kilometers’ на основе поля ‘Meters’: [Meters] / 1000.
Иногда бывает, что объем имеющейся информации слишком велик, чтобы хранить его в таблице атрибутов темы. С точки зрения теории управления базами данных является неэффективным иметь, к примеру, семьдесят пять полей в теме, в то время как семьдесят из них используются достаточно редко. Вместо этого гораздо удобнее хранить такую информацию в других таблицах, которые можно дополнять и редактировать вне зависимости от таблицы темы.
Запросы к таблицам ArcView позволяет определять и изменять критерий для выбора записей в таблице. Построитель запросов – это диалоговое окно, в котором определяется критерий выбора. Доступ к построителю запросов возможен как из вида, так и из таблицы (кнопка Query Builder). Выбранные объекты в виде и соответствующие им записи в таблице выделяются. Критерий выбора определяется в форме одного или нескольких логических выражений, каждое из которых состоит из поля, оператора и значения. Можно создавать составные выражения, определяя сразу несколько полей или наборов значений. Пример критерия «цена участка больше 150000 и доход больше 60000»: ([Value] > 150000) and ([Income] > 60000).
При составлении запроса можно использовать шаблоны. Маской шаблона для группы символов является ‘*’ ([Name] = “*land”), для единичного символа – ‘?’ ([Name] = “?olly”). даты хранятся в формате ГГГГММДД ([Date] > 19950519).
После формирования первоначальной выборки может потребоваться уточнить критерий запроса. Это означает добавление или удаление определенных записей из выборки, либо создание новой выборки. Для этого служат следующие кнопки в построителе запросов: New Set – создать новую выборку; Add To Set – добавить записи к выборке; Select From Set – выбрать записи из выборки.
Также для работы с выборкой применяются три кнопки в GUI таблицы: Select All – выбрать все записи, Select None – отменить выборку и Switch Selection – сделать выбранные записи невыбранными, а не выбранные – выбранными.
С помощью ArcView можно отображать статистические показатели для поля таблицы. Если существуют выбранные записи, статистика показывается только для этих записей. Для отображения статистики служит пункт меню Field/Statistics. Производится отображение следующих статистических показателей:
Sum – сумма значений
Count – количество записей
Mean – среднее значение
Minimum – наименьшее значение
Maximum – наибольшее значение
Range - диапазон
Variance - дисперсия
Standard deviation – среднеквадратическое отклонение
Резюмирование таблиц Можно осуществлять резюмирование (сводку по таблице) всех записей (или только выбранных) на основании значений в определенном поле. Необходимо выбрать поле в таблице, а затем нажать кнопку Summarize. В появившемся диалоговом окне определения сводной таблицы необходимо задать имя выходного файла для сводной таблицы, которую создаст ArcView. В списке Field отображаются все числовые поля кроме активного поля, здесь необходимо выбрать поле, которое будет использоваться для статистических вычислений. Затем необходимо выбрать нужный тип статистики из списка Summarize by. Доступны следующие типы статистики:
Average – среднее значение
Sum - сумма
Minimum - минимум
Maximum - максимум
Variance - дисперсия
Standard Deviation – среднеквадратическое отклонение
First – первое значение
Last – последнее значение
Count – количество
По нажатию кнопки Add определяется поле, которое будет создано в выходной таблице на основе выбранных поля и типа статистики. Можно создать несколько резюмирующих полей.
При резюмировании таблицы ArcView создает новую таблицу, содержащую по одной записи для каждого уникального значения активного поля. Каждая запись содержит также количество записей, которое данное значение имеет в первоначальной таблице. На рисунке показан пример подсчета суммы населения городов для каждой страны. Аналогичным образом можно было подсчитать, например, среднее количество городов в каждой стране и т.д.
Построение связей между таблицами Некоторые приложения требуют доступа к информации из нескольких различных таблиц. Например, приложение по домовладельцам может нуждаться в таблице по расценкам для налогообложения, демографической таблице и таблице учета сделок по недвижимости. В ArcView существует возможность поддерживать отношения между таблицей темы и другими таблицами с целью доступа к дополнительным данным, касающимся объектов темы. После установления отношений появляется возможность использовать данные из других таблиц для построения запросов, создания диаграмм, осуществления анализа или отображения объектов. При установлении отношений между несколькими таблицами можно либо соединить, либо связать эти таблицы. Выбор операции зависит от отношения между записями двух таблиц. Единственное, что является необходимым для выполнения операций соединения или связывания, - это наличие в обеих таблицах общего поля. ArcView для установления отношений между таблицами использует традиционный механизм реляционных баз данных.
Соединение – это операция, которая осуществляет сопоставление и присоединений двух таблиц. Для соединения двух таблиц необходимо выбрать в каждой из них общее поле, сделать активной целевую таблицу (таблицу назначения и нажать кнопку Join. После завершения операции данные из таблицы-источника будут добавлены к записям таблицы назначения. Соединение используется прежде всего с таблицами, отношение между которыми «один к одному». Таблица атрибутов темы всегда является таблицей назначения, если она участвует в операции соединения. Пример соединения таблиц показан на рисунке.
Результирующая таблица отображает все поля из таблицы назначения и таблицы источника, за единственным исключением: общее поле из таблицы источника является скрытым. Два файла источника, на основании которых создается объединенная таблица, хранятся отдельно. Объединение происходит только в проекте ArcView, а не физически с файлами на диске. Разорвать соединение можно, выбрав пункт меню Table/Remove All Joins.
Связывание используется в первую очередь для таблиц, находящихся в отношении «один ко многим». Когда таблицы связаны, выбор записей в таблице назначения ведет за собой автоматический выбор соответствующих записей в связываемой с таблицей. Связывание таблиц полностью аналогично применяемому в реляционных СУБД. Связь между таблицами всегда является односторонней. Установка связи выполняется точно также, как и соединение, за исключением того, что для создания связи требуется выбрать пункт меню Table/Link. Разрыв всех связей с таблицей осуществляется посредством выбора пункта меню Table/Remove All Links.
Создание диаграмм по таблицам Диаграмма ArcView является динамическим визуальным представлением табличных данных. Диаграммы в короткий срок сообщают информацию, для резюмирования и синтеза которой иначе потребовалось бы много времени.
Для создания диаграммы по какой-либо таблице необходимо открыть эту таблицу и нажать кнопку Create Chart. Если в таблице есть выбранные записи, диаграмма отразит существующий выбор, иначе диаграмма будет составлена на основании всей таблицы. В диалоговом окне свойств диаграммы необходимо выбрать поля, определяющие группы и серии для включения в диаграмму. В списке Label Series Using выбирается поле, значения которого будут использоваться для подписи данных и в легенде.
Диаграмма состоит из различных элементов: групп (вдоль по оси X), серий (в легенде), маркировочных символов данных (столбцов, линий, точек, секторов), легенды, осей, заголовка. Можно настраивать эти элементы, используя соответствующее окно свойств (инструмент Chart Element Properties). Серии и группы определяются и изменяются через диалоговое окно свойств диаграммы (меню Chart/Properties). Серии – это набор значений данных, по которым ArcView производит сравнение в диаграмме Группа – это набор значений данных, которые ArcView использует в диаграмме для описания одной и той же переменной. Названия групп всегда представляются в качестве надписей по оси Х, либо как заголовки круговой диаграммы. Используя инструмент Chart Color, можно изменять цвет элементов диаграммы.
В диалоговом окне свойств легенды можно задавать позицию легенды, щелкая мышью в блоке Legend Position. При выборе центральной позиции легенда может быть размещена в произвольном месте диаграммы. Данное окно также позволяет редактировать текст легенды.
Окно свойств осей позволяет: изменять названия групп, включать/выключать линии оси, добавлять и включать/выключать надписи на осях и маркировочные надписи, задавать положение осей. Кроме того, можно настраивать сетку амплитуду диаграммы.
Кнопка Series From Records or Fields определяет, каким образом группы и серии будут представлены на диаграмме. Каждая запись в сериях становится группой, а каждая группа становится записью в сериях.
Создайте новый проект с новым видом. Добавьте в вид тему C:\ESRI\ARCVIEW\DATA\REDLANDS\PROP1.SHP (земельные участки города Redlands). Назовите ее «Земельные участки»
Создайте свой каталог и скопируйте в него файл C:\ESRI\ARCVIEW\DATA\REDLANDS\LANDUSE.DBF. Добавьте его в проект как таблицу и откройте ее. В таблице содержатся данные об использовании земельных участков.
Отключите отображение поля No_parcels; задайте для поля Lu_desc псевдоним Description (описание участка).
Измените седьмую запись в таблице: замените Park на Parking Lot (поскольку код 301 соответствует автостоянке)
Добавьте новую запись, заполните ее значениями:
Description – Auto Garage
Land_val – 15587 (стоимость участка)
Prop_val – 101831 (стоимость участка с постройкой)
Добавьте в таблицу поле Imp_val («Стоимость постройки на участке», вычисляется как разность Prop_val и Land_val)
Завершите редактирование таблицы.
Откройте таблицу атрибутов темы «Земельные участки». Изучите таблицу. Поле Apn содержит уникальный идентификатор для каждого участка. Поля Genplan, Landuse и Zoning содержат коды с информацией о развитии участков. Поле Description раскрывает смысл кодов в поле Zoning.
Выделите все участки, предназначенные для административного и профессионального использования (код зоны – A-P). Определите их количество, а также размеры наибольшего и наименьшего из этих участков (используйте статистику).
Из выбранных участков отберите те, на которых располагаются административные и медицинские заведения (коды Landuse 322 и 328)
Найдите среднюю стоимость частной собственности (prop_val) для земельных участков каждого типа зоны (используйте резюмирование).
Присоедините таблицу landuse.dbf к таблице атрибутов темы по полю Landuse.
Настройте отображение темы «Земельные участки» по уникальному значению поля Lu_desc.
Разорвите соединение таблиц.
Добавьте в проект таблицу C:\ESRI\ARCVIEW\DATA\REDLANDS\OWNERS.DBF (данные о владельцах участков)
Свяжите таблицу атрибутов темы «Земельные участки» с таблицей owners.dbf по полю Apn
Проверьте работу связи, открыв обе таблицы и выбирая записи в таблице атрибутов темы. Разорвите связь.
Создайте новый вид, добавьте в него тему C:\ESRI\ARCVIEW\DATA\WORLD\WORLD.SHP.
Выделите Францию, Испанию и Италию (инструмент Select Feature с клавишей Shift). Откройте таблицу атрибутов темы.
Создайте диаграмму по росту уровня населения в выбранных странах в 89 году (поле Grw_rate89)
Перейдите в вид, добавьте к выделенным странам Португалию и Германию. Вернитесь в диаграмму.
Настройте диаграмму для отображения уровней населения в 80, 89 и 2000 годах
Переместите легенду на новую позицию
Измените подписи оси Х на более информативные («Население в 89» и т.д.)
Добавьте линии сетки (основные – 10000000, второстепенные – 5000000)