Geoinformatika
Cvičení 1
Helena RYBÁKOVÁ
Osnova:
o GIS (Geografický Informační Systém)
o Povaha geodat a formáty
o Software
o Data
o Základy ovládání ArcGISu
o Zadání úkolu
Pozn.: PTM = pravé tlačítko myši
GIS (Geografický Informační Systém)
je organizovaný soubor hardwaru, softwaru,
geografických dat a uživatelů pro efektivní sběr,
ukládání, upravování, správu, analyzování a
zobrazování všech forem geografických informací. (ESRI)
Povaha geodat a formáty
• Prostorová data - reprezentují prvky
lokalizovatelné na Zemi
• Atributová data - popisná informace
vztažená k prostorovým datům
• Datové vrstvy - výsledek kombinace
prostorových a atributových dat
• Datové modely - způsob provázání
uložené informace (vektor a rastr – viz.
dále)
• Topologie - vztahy mezi geografickými
prvky
• Metadata - data o datech
Vektor
- pro jasně definované objekty v podobě bodů, linií a polygonů (popř. polylinií či
multipolygonů), neztrácí poziční přesnost
- možnost definování vztahů mezi objekty
- formáty shapefile (.shp), CAD (.dxf), coverage, geodatabase (.mdb), Smart Data
Compression (.sdc)
- formát shapefile je tvořen více soubory:
nazev.shp geometrie
nazev.shx vazba mezi geometrií a atributovou tabulkou
nazev.dbf atributová tabulka
nazev.prj definice souřadného systému
nazev.sbn prostorové indexy pro rychlejší prostorové vyhledávání
nazev.sbx prostorové indexy pro rychlejší prostorové vyhledávání
Při kopírování shapefilů klasickou cestou je třeba zkopírovat všechny tyto soubory (nestačí
zkopírovat pouze nazev.shp). Pro správu těchto souborů je vhodné používat ArcCatalog,
který umožňuje kopírovat, přemisťovat či mazat všechny tyto soubory najednou tak, že se
zkopíruje, přemístí či smaže pouze jeden soubor.
Rastr
- pravidelná datová struktura ve formě pravoúhlé matice (pole), kde každá buňka (pixel) má
hodnotu nějakého jevu. Každé pole má své jasně zadané rozměry a geografické
souřadnice.
- rastrová data mají zpravidla velkou velikost, snadno se však s nimi dělají mapové či
matematické operace (mapová algebra).
- např. satelitní snímky či DEM
- formáty obrázkové (.tif, .geotif, .jpg, .img, .sid, .jp2), grid, SDTS, DEM (.dem), ASCII (.txt,
.asc)
Software
Komerční software
ArcGIS - nejpoužívanější komerční GIS software, ESRI
- ArcReader → ArcView → ArcEditor → ArcInfo
- součásti ArcGIS Desktop: ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox + ArcScene a ArcGlobe
- program ArcGIS je možné používat na vlastním počítači nebo na počítači v některé z učeben
MU po přihlášení pomocí vzdálené plochy k serveru tserver.ucn.muni.cz. Návod je na
http://www.muni.cz/ics/services/ups/tserver. Přihlašovat se lze z domény MU nebo pomocí
VPN z vlastního počítače.
GeoMedia (Intergraph), MapInfo (Pitney Bowes Software), ...
Open software
- QuantumGIS, GRASS, OpenJUMP, JanMap, ...
Data
ArcČR 500 - digitální vektorová databáze ČR firmy ARCDATA PRAHA ve verzi 2.0. Platí pro ni
přísné licenční podmínky, využití je možné jen v rámci školy, v závěrečných pracích apod.
Rozlišení dat je optimální v měřítku 1 : 500 000. Použití těchto dat je nutné citovat v tiráži
minimálně textem "Zdroj dat: ArcČR 500" (ideálně "Zdroj dat: ArcČR 500 2.0, ARCDATA
PRAHA, s.r.o., 2003).
Umístění: V:\DATA\ArcCR500_20_JTSK\...
Vždy je nutno uvádět zdroje dat v tiráži!
Základy ovládání ArcGISu
Načtení dat, definování pracovního adresáře (Connect to Folder), práce s vrstvami
Ovládání mapového okna (Zoom In, Zoom Out, Full Extent, Pan, ...), zobrazování informací o
prvcích (Identify), měření vzdáleností (Measure)
Atributová tabulka (PTM na vrstvu → Open Attribute Table)
Výběr dat (na pozadí SQL dotazy)
- Selection → Select By Location - výběr na základě prostorových dotazů (průnik, dotyk, ...)
- Selection → Select By Attributes - výběr na základě atributů (města s více než 100 000
obyvateli, úseky vodních toků s názvem 'Morava' apod.)
- výběr v mapovém okně pomocí ikony Select features, výběr v atributové tabulce
- export vybraných dat do nového shapefilu: PTM na vrstvu Data → Export Data
- odznačení vybraných prvků: Selection → Clear Selected Features
Vizualizace znaků
- PTM → Properties → záložka Symbology
• Features - Single Symbol - stejný znak pro všechny prvky ve vrstvě
• Categories - Unique Values - chorochromatická mapa; kvalitativní rozdělení
datové vrstvy podle zadaného atributu (Value Field)
• Quantilies - Graduated Colors - kartogram; kvantitativní rozdělení datové
vrstvy podle zadaného atributu (Value Field) do několika kategorií (Classes;
možnost nastavit způsob rozdělení - Classify) lišících se barvou
• Quantilies - Graduated Symbols - kvantitativní rozdělení bodové datové vrstvy
podle zadaného atributu (Value Field) do několika kategorií (Classes; možnost
nastavit způsob rozdělení - Classify) lišících se velikostí
• Quantilies - Proportional Symbols - proporcionální symboly; kvantitativní
určení velikosti podle symbolu podle hodnoty atributu
• Quantilies - Dot density -tečková metoda u areálových vrstev
• Charts - Pie/Bar-Column/Stacked - kartodiagram; graf vztahující se k danému
prvku
Editace jednotlivých symbolů - Symbol Selecter → Edit Symbol
Převzetí stylu z jiné vrstvy – Layer Properties → záložka Symbology → Import.
Nastavení průhlednosti – Layer Properties → záložka Display → Transparent, 0% značí
neprůhlednost, 100% neviditelnost.
Umísťování popisků
- PTM → Layer Properties → záložka Labels
Pro zobrazení různých popisků pro jednu vrstvu vybereme v poli Method Define classes of
features and label each class differently. Dalším krokem je přidání a nadefinování tříd
pomocí tlačítek Add a SQL Query (funguje podobně jako výběr podle atributů). Třídu Default
je lepší smazat. Pro každou z vytvořených tříd se pak definuje vzhled popisků (Label Field –
sloupec atributové tabulky obsahující požadovaný popisek, font, barva, velikost apod.).
Ruční úprava popisků je možná po konverzi popisků na grafické objekty (pravým tlačítkem
myši na vrstvu → Convert Labels To Annotation, v nabídce Store Annotation zvolit In the
map). Tato operace je nevratná, po ní je možné posunovat či jinak měnit popisky
v mapovém poli, avšak ne již Properties vrstvy.
Kromě popisků lze na grafiku převést (Convert To Graphics) a rozbít na elementární prvky
(Ungroup) i další kompoziční prvky včetně legendy či grafického měřítka. Elementy lze zase
spojit do jednoho objektu pomocí Group.
Kreslení obrazců (př. obdélníků) pro zakrytí nežádoucích objektů v layoutu – např. překrytí
„N“ u směrovky a následné nahrazení písmenem „S“ – pomocí nástrojů lišty Draw nakreslíme
obdélník barvy layoutu přes oblast, kterou chceme zakrýt. Následně vložíme text –
požadované „S“, nastavíme styl písma a posuneme na obdélník. Tyto tři objekty je též možné
sloučit do jednoho (Group).
Layout
- finální prostředí pro vytvoření mapy, "plátno"
Nastavení formátu a orientace papíru - File → Page and
Print Setup
- Portrait na výšku, Landscape na šířku
Guides
- vodítka pro přichytávání a srovnávání objektů v mapové
kompozici
Přidání základních kompozičních prvků mapy
Insert → Data Frame (rám) / Title (název) / Text (tiráž, popisek apod.) / Legend / North
Arrow (směrovka) /Scale Bar (grafické měřítko) / Scale Text (číselné měřítko) / Picture
Název mapy a příjmení autora v tiráži píšeme KAPITÁLKAMI! Do legendy se v českém
prostředí nevkládají slova jako "legenda" či "vysvětlivky".
U grafického měřítka dbáme o to,
aby jednotky (km, m) byly za čísly!
Také by se u měřítka neměly
vyskytovat desetinná čísla.
Změnit pozadí, ohraničení, ... lze
jak u rámu, tak legendy apod. PTM
→ Properties.
Export mapy
- File → Export Map
- výběr formátu - nejvhodnější PNG, PDF či GIF nebo TIFF (JPG nevhodný)
Uložení projektu
- File → Save, standardně jako jiné dokumenty uložit ve formátu .mxd do vlastního adresáře
na disku K. V projektu se vám uloží načtené vrstvy, symbologie apod., k práci je pak možné se
vrátit i vzdáleně.
Zadání úkolu
S použitím programu ArcMap vytvořte mapu lesoparku Chrasť v Žilině s použitím dodaných
vektorových vrstev (bodových, liniových i plošných). Využijte při tom bohaté vizualizační
možnosti tohoto softwaru, pracujte s přiloženým Návodem na ArcGIS. Zamyslete se
vhodným vyjádřením zobrazovaných prvků pro potenciálního uživatele a grafickou úpravou
mapy. Buďte kreativní! Body za estetickou hodnotu mapy budou tvořit významnou část
hodnocení.
Data
Ve studijních materiálech v ISu najdete ZIP soubor (data.zip), který obsahuj několik
vektorových vrstev, které budete k vypracování potřebovat. Jako zdroj dat uveďte "OZ
Preles". Kódy k "typu" objektů a cest jsou následující:
Objekty: 0 - neznámý objekt
1 - zastávka MHD
2 - altánek
3 - piknikový stůl a lavičky
4 - vstupní místo do lesoparku
5 - informační tabule
6 - dětské prolézačky
7 - kaple, kříž
8 - TIM - turistické informační místo
9 - jiné
10- stanovisko naučného chodníku
11- lanový park
12- WC
13- stanoviště sportovního okruhu
14- navrhované ohniště
Cesty: 0 - neznámý povrch
1 - cesta (asfaltová)
2 - cesta (polní, nezpevněná)
3 - chodník (asfalt, zámková dlažba)
4 - chodník (zpevněný - štěrk, kámen)
5 - chodník (pěšina)
Odevzdání
Výslednou kompozici vyexportujte do formátu PNG o velikosti A4 a rozlišení 100DPI a vložte
do odevzdávárny. Měřítko by mělo být v rozmezí 1 : 4 000 a 1 : 8 000. Mapa musí obsahovat:
• tematický obsah: les, budovy, parkoviště, zahrádkářskou kolonii, dětské hřiště, cesty
(různé kategorie podle atributu "Typ"), objekty (vybrat minimálně 8), turistické
značení, naučný chodník
• popis vrstvy objektů (atribut "zobraz")
• kartografické náležitosti (název, legenda, popis, měřítko, tiráž, popř. směrovku)
• promyšlenou kompozici (nestačí vše jen nechat dafaultně "naházené" do výstupu)
Odevzdat do 14 dnů od zadání, tj. do půlnoci 11., 12. resp. 13.3.2013!!!