Поля, що ArcView додає до атрибутивної таблиці по геокодованій темі

7. Контрольні питання:

1. Підготовка лінійної теми для мережевого аналізу.
2. Пошук найкращого маршруту.
3. Пошук найближчого пункту обслуговування.
4. Створення і відображення шляхового листа.
5. Пошук області обслуговування і сервісної мережі.
6. Як визначити наявність індексу геокодування в темі посилань?
7. Як побудувати індекс геокодування для теми посилань?
8. Як розмістити окрему адресу?
9. Процес геокодування.

Лабораторна робота № 4

Модулі ArcView - Spatial Analyst і 3D Analyst

Мета роботи:Навчитися використовувати Spatial Analyst для створення й аналізу тим грид, що представляють безперервні поверхні, щоб визначити взаємозв'язок між ґрунтами, територією, і врожаєм зернових. Одержати загальне представлення про те, що таке тривимірна графіка і як вона створюється.

1. Spatial Analyst

Растрові дані використовуються для представлення дискретних і безперервних перемінних. Більшість традиційних картографічних даних мають дискретні границі, наприклад, політичні границі, границі округів перепису, областей торгівлі. Одночасно з моделюванням дискретних даних, Spatial Analyst може створювати й аналізувати карти з безперервними перемінними, такими як відстань до магазинів, щільність населення і придатність. Безперервні перемінні представлені в ГІС у виді поверхонь, де значенням для кожного осередку є значення для крапки в центрі осередку, а значення для інших крапок усередині того ж осередку може бути інтерпольоване від центра даного осередку і центрів сусідніх осередків

Принципи сучасного землеробства

При рості конкуренції виникає необхідність збільшувати доходи від землеробства, підвищуючи врожайність зернових і мінімізуючи вартість. Родючість грунтів є ключовим моментом для врожайності зерна. Фермери можуть зробити дуже небагато для постійного поліпшення якості грунтів, тому точність застосування хімічних добрив дуже важлива для підвищення продуктивності і прибутковості.

Точне землеробство називають землеробством грунтів, а не полів. Це значить, що земля обробляється, виходячи з її природних властивостей, а не штучних границь. Вплив на природні властивості землі виконується при культивації, так щоб максимально відповідати потребам землі. Фермери роблять це щодня на своїх полях, регулюючи норми внесення добрив виходячи з попереднього досвіду. Наступний етап - зміна норм внесення на ділянках полєй, виходячи з грунтових і територіальних характеристик.

Для цього вони вивчають карти грунтових характеристик і врожайності. З різних ділянок поля беруться зразки грунтів, а їхнє місце розташування записується за допомогою приймача GPS. Дані по врожайності одержують під час збору врожаю за допомогою системи спостереження, зв'язаної з приймачем GPS і встановленої на комбайні. Потім йде пошук взаємозв'язку, саме це Ви будете робити в цій лабораторній роботі. З використанням отриманої інформації, розробляється “карта рекомендацій”, що показує, скільки і які добрива повинні вноситися в різних крапках поля. Ця карта перетвориться у форму, використовувану автоматичним пристроєм по внесенню добрив. Усі добрива змішуються “на ходу” і розподіляються по полю за один прохід.

Не існує загальноприйнятих методів розробки карти, що показує скільки і які добрива повинні вноситися в різних крапках поля для підвищення врожайності і мінімізації витрат. Ці методи найчастіше є комбінацією науки і мистецтва і є власністю своїх творців. Однак, взаємозв'язки між територією, грунтами і врожайністю можна досліджувати і змоделювати за допомогою Spatial Analyst, а потім використовувати для того, щоб краще зрозуміти процес роботи з картами і розробки власних карт.

Завантаження модуля Spatial Analyst

1. З меню Файл виберіть Модулі.

2. Клацніть на прапорці перемикача поруч з написом Spatial Analyst, потім клацніть на OK. Модуль Spatial Analyst буде завантажений.

1.1. Створення класифікованої карти врожайності зерна

Щоб зрозуміти, які фактори впливають на врожайність зерна, спочатку створіть карту врожайності. Дані по врожайності збирають у період збору врожаю з використанням глобальної системи позиціювання (GPS). Виміряється кількість зерна, зібраного в місцях випробування по всьому полю, що прив'язуються до реальних географічних координат за допомогою приймача GPS. Необхідна карта врожайності по всьому полю, що Ви будете накладати на інші карти, щоб установити наявні взаємозв'язки. По цьому сценарію врожайність буде представлена текстовим файлом, що може бути завантажений як крапкова тема подій.

1.1.1. Завантажте текстовий файл врожайності зернових у вид

1. Зробіть активним вікно Проекту, виберіть Таблиці , потім клацніть Додати у вікні Проекту.

2. У Списку Файлів Типу (Files of Type) зміните тип на тип З Обмежниками (*.txt).

3. Додайте табличний файл yield.txt до проекту з каталогу \esri\av_gis30\avtutor\spatial.

4. Зробіть вікно Виду активним і виберіть Додати Тему Подій (Add Event Theme) з меню Вид.

5. Встановіть Таблицю на yield.txt, поле X на X_coord, і поле Y на Y_coord, потім OK .

6. Відобразіть тему Yield.txt, клацнувши на її прапорці перемикача в легенді.

1.1.2. Побудуйте поверхню врожайності зерна

1. Клацніть на кнопці, що додає тему , і ввійдіть у каталог …\spatial...

2. Додайте тему об'єктів thefarm.shp.

Цей шейп-файл буде використаний як границя для досліджуваної області. Як границя він використовується на наступному етапі при перетворенні теми об'єктів у тему грид, щоб задати екстент теми грид при її створенні.

3. Клацніть на темі Yield.txt у таблиці змісту, щоб зробити її активною.

4. З меню Аналіз виберіть Інтерполювати Поверхню.

5. У діалоговому вікні Параметри Розрахункової Сітки (Analysis Properties) установіть Экстент Розрахункової Сітки (Analysis Extent) такий же як Thefarm.shp, Розмір Осередку (Cell Size) установіть 3 метри, потім клацніть на OK.

6. Установіть Метод на Сплайн (у вікні Surface®Interpolate Surface), Поле Значень Z на Yield, і Вага (Weight) на 0.01, потім клацніть на OK.

7. Відобразите знову створену тему Surface from Yield.txt.

1.2. Зміна класифікації поверхні врожайності

Щоб полегшити вивчення даних, розбийте врожайність на 5 класів, від нижнього до вищого. Це дозволить Вам описувати характеристики грунтів і врожайність разом.

1. Клацніть на Surface from Yield.txt, щоб зробити її активною.

2. Виберіть Перекласифікувати (Reclassify) з меню Аналіз (Analysis).

3. Клацніть на кнопці Класифікувати (Classify), у діалоговому вікні Класифікація наберіть 5 для Числа класів (Number of classes) і клацніть на OK.

4. Клацніть на OK у діалоговому вікні Рекласифікувати значення для зміни класифікації поверхні врожайності.

5. Клацніть на прапорці перемикача, щоб відобразити Reclass of Surface from Yield.txt.

6. Двічі клацніть на легенді, щоб викликати Редактор Легенди.

7. Установіть Тип Легенди на Колірну Шкалу, Поле Класифікації (Classification Field) на Value (Значення), а Лінійні Зміни Кольору (Color Ramps) на Зелений.

8. Клацніть Застосувати і закрийте Редактор Легенди.

Більш темні області відповідають найвищій врожайності зерна.

1.3. Поняття території

Знання нинішньої врожайності зерна не означає, що Ви можете пророчити майбутню врожайність, і що Ви знаєте, як її збільшити. Щоб це зробити, необхідно знати природний стан землі. Врожайність на схилах, що вивітрюються, ніколи не буде дорівнювати врожайності родючої долини, як би багато добрив Ви не внесли. І навпаки, для одержання максимальної врожайності на родючій долині може знадобитися лише невелика кількість добрив, а усе, що буде внесене поверх нього, приведе до даремної витрати грошей і можливому забрудненню.

1.3.1. Завантажте у вид дані рельєфу

1. Виберіть Відключити Теми (Themes Off) з меню Вид, щоб відключити зображення всіх тем.

2. Клацніть на кнопці додавання теми , потім ввійдіть у каталог \spatial.

3. Як Тип Вихідних Даних виберіть Grid Data Source (Джерело Даних Грид).

4. Двічі клацніть на dem, щоб додати як тему.

5. Відобразите тему грид Dem.

1.3.2. Створіть карту ізоліній

Комбіноване зображення теми грид рельєфу і її ізоліній може багато розповісти про території досліджуваної області. Одержання представлення про високі і низькі місця, де знаходяться долини, про форми рельєфу, допоможе зрозуміти фактори, що впливають на врожай.

1. Клацніть на темі Dem, щоб зробити її активною.

2. З меню Поверхня (Surface) виберіть Побудувати Ізолінії (Create Contours) і залишіть пропоновані за замовчуванням значення.

3. Відобразіть нову тему об'єктів Contours of Dem.

Близько розташовані ізолінії показують області з більш швидкою зміною висоти або крутим ухилом, чим ті, де ізолінії розташовані на більшій відстані.

1.3.3. Створіть карту ухилу

Для кращого погляду на рельєф місцевості, можна побудувати карту ухилу. Ухил може виявитися важливим фактором при визначенні кількості добрив для даної області, тому що він може вказувати на ерозію або відкладення ґрунтів.

1. Відключіть зображення теми Contours of Dem.

2. Клацніть на темі Dem, щоб зробити її активною.

3. З меню Поверхня виберіть Обчислити Ухил (Derive Slope).

4. Відобразьте знову створену тему грид Slope of Dem.

Зверніть увагу на області з найбільшим ухилом і на більш рівні області.

1.3.4. Створіть карту експозиції

На більш високих широтах або на висотах сонячне тепло є основним чинником для врожайності зерна. У північній півкулі більш південна експозиція при достатній вологості сприятлива для врожайності, тому що культура одержує більше сонячного тепла і світла.

1. Відключіть зображення теми Slope of Dem.

2. Клацніть на темі Dem, щоб зробити її активною.

3. З меню Поверхня виберіть Обчислити Експозицію (Derive Aspect).

4. Відобразіть знову створену тему грид Aspect of Dem.

Експозиція виміряється в градусах; як і в компасі, півночі відповідає 0, сходу - 90, півдню - 180, а заходу - 270.

1.3.5. Побудуйте діаграму залежності між врожайністю й експозицією

Для перевірки залежності врожайності й експозиції, спочатку змініть класифікацію експозиції, збільшивши число класів, щоб краще бачити тенденції цієї залежності.

1. Двічі клацніть на легенді Aspect of Dem, щоб викликати діалогове вікно Редактора Легенди.

2. Клацніть на кнопці Класифікувати й установіть число класів на 12, потім клацніть на OK у діалоговому вікні Класифікації.

3. Установіть Лінійні Зміни Кольору на Повний Спектр (Full Spectrum) і клацніть Застосувати.

4. Закрийте Редактор Легенди.

5. Клацніть на Reclass of Surface from Yield.txt, щоб зробити її активною.

6. Виберіть Гістограма по Зоні (Histogram By Zones) з меню Аналіз.

7. З діалогового вікна Гистограмма для Зон (Histogram Within Zones) виберіть Число (Value) у якості поля, що виділяє зони і клацніть на OK.

8. З наступного діалогового вікна виберіть Aspect of Dem як тему, що задає значення для побудови діаграми.

9. Збільште вікно діаграми, так щоб її було видно цілком.

Гsстограма по Зоні показує розподіл безперервної переміннj], наприклад, експозиції, у межах класів іншої перемінної, у нашому випадку врожайності. Вона демонструє вид залежностей між двома темами грид.

На цьому прикладі видно, що пряма південна експозиція (180) несприятлива для високої врожайності, можливо через недостачу вологи. Інші експозиції - західна, південно-західна і південно-східна забезпечують більш високу врожайність. Найнижча врожайність прямо збігається з північними експозиціями. Для підвищення врожайності може виявитися корисним зрошувати ділянки з південними експозиціями або ж, якщо врожайність занадто низька й іригація неможлива, просто не обробляти південні області.

1.4. Картографування хімії грунтів і її вплив на врожайність

Кращою можливістю для фермера підвищити врожайність і зменшити витрати є застосування добрив. Щоб визначити, скільки і які добрива потрібні, треба з'ясувати залежність між хімією грунтів і врожайністю зерна.

Дані по хімічному складу грунтів можуть збиратися вручну і посилатися в лабораторію, а деякі види контролю можуть виконуватися на полі. І в тім, і в іншому випадку, місце розташування зразків записується за допомогою приймача GPS і наноситься на карту. Як і з даними врожайності, у Вас повинна бути карта перемінної по всьому полю для визначення існуючих залежностей.

1.4.1. Довантажите дані по хімічному складі грунтів до виду

1. Активізуйте вид.

2. Відключіть зображення всіх тим.

3. Клацніть на кнопці додавання теми, потім змініть Типи Вихідних Даних на Векторні Дані (Feature Data Source).

4. Додайте до виду шейп-файл soilsamp.shp з каталозі ...\spatial.

5. Відобразьте тему об'єктів Soilsamp.shp.

1.4.2. Побудуйте поверхню органічних речовин

Органічні речовини в грунті підвищують здатність грунту утримувати воду, зменшуючи вплив посушливих періодів. Відкладення органічних речовин є також важливим джерелом живильних речовин для рослин.

1. Клацніть на темі Soilsamp.shp, щоб зробити її активною.

2. З меню Поверхня виберіть Інтерполювати Поверхню (Interpolate Grid).

3. У діалоговому вікні Параметри Розрахункової Сітки встановіть Экстент Розрахункової Сітки і Розмір Осередку Розрахункової Сітки, вибравши такий же, як Dem, потім клацніть на OK.

4. Встановіть Метод на Сплайн, Поле Значень Z на Organic_m, і клацніть на OK.

5. Активізуйте нову тему грид Surface from Soilsamp.shp.

6. З меню Тема виберіть Властивості.

7. Зміните Ім'я Теми на Organic Matter (Органічні Речовини), потім клацніть на OK.

8. Відобразите нову тему грид Organic Matter.

Області з найбільш низьким змістом органічних речовин збігаються з областями з високою ерозією, зокрема навколо стоку дренажної труби. Область з найвищим змістом органічних речовин у південно-західному куті контрольної ділянки є зоною відкладень.

1.4.3. Побудуйте діаграму залежності між органічними речовинами і врожайністю

1. Клацніть на Reclass of Surface from Yield.txt, щоб зробити її активною.

2. Виберіть Підсумовувати Зони з меню Аналіз.

3. У діалоговому вікні Підсумовувати Зони (Summarize Zones) виберіть Value у якості поля зони і клацніть на OK.

4. З наступного діалогового вікна виберіть Organic Matter як тему для підсумовування.

5. З останнього діалогового вікна Підсумовувати Зони виберіть Середнє (Mean) як статистику для побудови діаграми.

На діаграмі показаний середній зміст органічних речовин для кожного з п'яти класів врожайності. Зверніть увагу, що нижчий клас врожайності має низьке значення для органічних речовин. Три середніх класи мають високий органічний зміст, що повинно переконати Вас, що високий зміст органіки підвищує врожайність зерна. Найвища врожайність, що відповідає більш низькому змісту органіки, очевидно викликана іншими факторами.

2. 3D Analyst

Підключення модуля 3D Analyst:File – Extensions - 3D Analyst.

З'явиться новий пункт менюSurface.

2.1. Як створити з крапкової теми TIN тему.

1. Додайте у вид крапкову тему Mass_pts (c:\esri\av_gis30\avtutor\3d\site2\).

2. З меню Surface виберіть пункт Create TIN from features.

3. У вікні, що відкрилося, нічого не змінюючи натиснітьОК.

4. У новому вікні виберіть каталог для збереження і введіть ім'я. Натисніть ОК.

5. У вид додасться нова TIN тема.

2.2. Додавання TIN Теми

1. Активізуйте вид, до якого Ви хочете додати тему.

2. Натисніть кнопку Add Theme.

3. Зміните джерело даних. Виберіть зі списку Data Source Type тип TIN Data Source.

4. Перейдіть до каталогу (c:\esri\av_gis30\avtutor\3d\site2\), що містить джерело даних, які Ви хочете додати як тему.

5. Виберіть джерело даних Dtm_tin і натисніть кнопку OK.

2.3. Показ триангулятивної поверхні

3D Analyst забезпечує багато різних способів відображення TIN теми. Ви можете бачити різні представлення вашої поверхні: узвишшя, нахили, аспекти, кольорові ухили, і навіть структуру моделі даних.

У TIN темі крапки, лінії, і полігони можуть бути відображені індивідуально, одночасно, або в будь-якій комбінації.

3D Analyst забезпечений спеціальним Редактором Легенди для TIN теми (TIN Legend Editor). З цього редактора Ви можете вибирати, що б ви хотіли показати і як легенди позначаються.

2.3.1. Відображати тільки крапки TIN теми:

1. У виді активізуйте TIN тему, крапки якої Ви бажаєте відобразити.

2. Двічі клацніть на легенді теми.

3. У вікні TIN Legend Editor, відзначте (поставте галочку) тільки крапки.

4. Трохи нижче можна поміняти назва крапкової теми і вибрати тип легенди.

5. Натисніть Apply.

Аналогічним способом можна відобразити (сховати) як лінійну, так і тему поверхні.

2.4. Поміщати лінії контуру безпосередньо в нову тему

1. З меню View, виберіть New Theme.

2. Вибрати лінійний тип теми і натиснути OK.

3. Вибрати каталог і ім'я файлу для нової теми, і натиснути OK.

4. Натиснути на TIN темі, для якої Ви хочете побудувати контури.

5. Натиснути на кнопку Контуру (Contour).

6. Натиснути по місцю розташування на TIN темі, де Ви хочете створити контур.

Контур поміщений у нову тему. До нової теми додане поле зі значенням контуру. Щоб припинити поміщати контури в нову тему, натисніть на темі, щоб зробити її активною. З меню Theme, виберіть Stop Editing. На запит, натисніть Yes, щоб зберегти редагування.

2.5. Показ TIN теми в тривимірному виді.

1. Зайдіть у меню View і виберіть 3D Scene.

2. У вікні, що відкрилося, виберіть у якому виді ви хочете додати 3D сцену: як тему (Tchemes) або зображення (Image).

3. Відкриється вікно з темами і вікно 3D сцени. Тут можна працювати з підключеними темами як і звичайно.

2.6. Як створити з крапкової теми grid тему.

1. Добавьте у вид крапкову тему Mass_pts (c:\esri\av_gis30\avtutor\3d\site2\).

2. З меню Theme виберіть пункт Convert to Grid.

3. У новому вікні виберіть каталог для збереження і введіть ім'я. Натисніть ОК.

4. У вікні, що відкрилося, виберіть куди буде поміщена нова тема (за замовчуванням - Same As Displey). Далі нічого не змінюючи натисніть ОК.

5. Відкриється вікно в якому необхідно вибрати поле по якому буде відбуватися конверсія. Виберіть Spot.

6. У вид додасться нова Gridтема.

2.7. Додавання нової Grid теми

1. Активізуйте вид, до якого Ви хочете додати тему.

2. Натисніть кнопку Add Theme.

3. Зміните джерело даних. Виберіть зі списку Data Source Type тип Grid Data Source.

4. Перейдіть до каталогу (c:\esri\av_gis30\avtutor\3d\site2\chem_grd), що містить джерело даних, котрий Ви хочете додати як тему.

5. Виберіть джерело даних і натисніть кнопку OK.

2.8. Конвертування Grid теми в TIN тему:

1. Зробіть Grid тему активною.

2. З меню Theme виберіть пункт Convert GRID to TIN.

3. У новому вікні виберіть каталог для збереження і введіть ім'я. Натисніть ОК.

4. Відкриється вікно для вибору кроку дискретності для висоти z. Натисніть ОК.

5. Для того щоб нова TIN тема з'явилася у виді натисніть Yes.