ArcGIS 10. Zajęcia nr 5 Temat 1: Budowanie geobazy (Jednostki Urbanistyczne Miasta Krakowa)

Transkrypt

1 ArcGIS 10 Zajęcia nr 5 Temat 1: Budowanie geobazy (Jednostki Urbanistyczne Miasta Krakowa) I. Wstęp Celem realizowanego tematu będzie zbudowanie geobazy i wypełnienie jej danymi pozyskanymi w wyniku wektoryzacji z podkładu rastrowego granic jednostek urbanizacyjnych miasta Krakowa. Wektoryzacja zostanie wykonana trzema sposobami: A) wektoryzowane granice jednostek urbanizacyjnych będą typu liniowego, a następnie po sprawdzenie błędów topologicznych zostaną utworzone na ich postawie poligony B) - wektoryzowane granice jednostek urbanizacyjnych będą typu poligon, a kontrola topologiczna będzie polegała na znalezieniu luk pomiędzy narysowanymi poligonami oraz miejsc, w których poligony nakładają się na siebie C) wektoryzowane granice jednostek urbanizacyjnych będą typu poligon, a rysowanie poligonów będzie przeprowadzone z opcją auto-uzupełniania. Geobaza (ang. Geodatabase): Wszystkie atrybuty obiektów tj. informacje o ich położeniu czy kształcie, są zapisywane w tabeli relacyjnej baz danych. Każdy obiekt jest zapisywany jako jeden wiersz w tabeli. W tabeli mieści się kolumna geometrii przechowująca kształt obiektu oraz inne kolumny przechowujące jego atrybuty. Każda klasa obiektów ma swoją tabelę, a klasy obiektów grupowane są w zestawy danych. II. Tworzenie nowego pliku geobazy 1. Utwórz nową geobazę osobistą geobaza_ju_nazwisko.mdb : (ArcCatalog) Wskazać folder, w którym ma zostać utworzona geobaza [PKM] Nowy (New) Nowa Geobaza Osobista (Personal Geodatabase) 2. Definiowanie zestawu danych w geobazie zdefiniuj zestaw danych zestaw_ju_nazwisko i przypisz mu układ współrzędnych ETRS_1989_Poland_CS92: (ArcCatalog) Wskaż plik geobazy [PKM] Nowy (New) Zestaw Danych (Feature Dataset ) określ nazwę, wybierz odpowiedni układ współrzędnych płaskich (XY) z folderu Projected Coordinate System\National Grids\Europe. Nie określaj układu współrzędnych wysokościowych (pionowych) i pozostaw bez zmian proponowane wartości tolerancji. Przypisany do zestawu danych układ współrzędnych będzie również automatycznie stosowany do zapisanych w nich zestawie klas obiektów. 3. Zaimportuj do geobazy obraz rastrowy raster_ju.jpg : (ArcCatalog) Wskaż raster raster_ju.jpg [PKM] Eksportuj (Export) Raster Do Innego Formatu (Raster to Diffrent Format) Wynikowy zestaw danych rastrowych (Output Raster Dataset): geobaza_ju_nazwisko.mdb\raster [OK]. 4. Określ dla rastra jego układ współrzędnych: (ArcCatalog) Wskaż w geobazie zestaw raster [PKM] Własności (Properties ) Odniesienie przestrzenne (Spatial Reference) [Edytuj] (Edit) wybierz ten sam układ współrzędnych jak dla zestawu danych. 5. W zestawie danych utwórz puste klasy obiektów: a. ju2 i ju3 typu poligon, b. ju_linie typu linia

2 (ArcCatalog) Wskaż zestaw danych, w którym ma zostać utworzona klasa obiektów [PKM] Nowy (New) Klasa Obiektów (Feature Class) określ nazwę klasy obiektów i typy obiektów przechowywanych w tej klasie [Dalej >] W kolejnych pustych wierszach w kolumnie Nazwa Pola (Field Name) podaj nazwy nowych atrybutów Nazwa oraz Symbol, a ich Typ Danych (Data Type) wybierz z rozwijanej listy w kolumnie jako [Text]. Usunięcie zbędnego atrybutu odbywa się poprzez wskazanie szarego prostokąta położonego na lewo od nazwy i skorzystaniem z klawisza [Delete]. Można też zaimportować definicje kolumn z innej tabeli lub zbioru danych (skorzystaj z tej opcji przy tworzeniu kolejnych klas obiektów). [Zakończ] (Finish) 6. Stwórz nowy dokument mapy ju_krakow_nazwisko dodaj z geobazy raster oraz wszystkie klasy obiektów. Przypomnienie: przeciągnij wszystkie pliki z aplikacji ArcCatalog lub okna Katalog (dokującgo po prawej stronie) do tabeli zawartości mapy (legendy) aplikacji ArcMap położonego po lewej stronie ekranu tabeli zawartości mapy. Innym sposobem jest posłużenie się przyciskiem w ArcMap. III. Kalibracja 7. Wykonaj kalibrację rastra, wpasowując jego punkty charakterystyczne do podziału administracyjnego Polski wczytanego jako warstwa WMS. Następnie dokonaj kalibracji na podstawie siatki topograficznej z rastra. Porównaj wartość błędu RMS obydwoma metodami. Kalibracja jest to wpasowanie obrazu w układ współrzędnych tak, aby odczytane współrzędne obiektów na nim przedstawionych odpowiadały ich lokalizacji w terenie. Kalibracja polega na dodawaniu wektorów połączeo (łączników) pomiędzy punktami kontrolnymi na obrazie rastrowym, a odpowiadającymi im lokalizacjami określonymi przez współrzędne wprowadzone z klawiatury lub punkty charakterystyczne obiektów. Do transformacji obiektu wymagane są przynajmniej 3 łączniku, ale dobrze jest zdefiniowad przynajmniej 4, bo daje to możliwośd kontroli. (ArcMap) W oknie Katalog (Catalog) przejdź do GIS Servers Add WMS Server w polu URL: wprowadź: (aktualne serwery WMS znajdziecie m. in. na stronie geodane) [Get Layers] [OK] w oknie Catalog przejdź do GIS Servers Usługa przeglądania (WMS) Layers Powiaty i przeciągnij warstwę do zawartości mapy (pamiętaj o kolejności warstw Państwowy Rejestr Granic powinien być nad rastrem). Przejdź do widoku w skali 1: i odszukaj granice administracyjne powiatu m. Kraków.

3 (ArcMap) Wyświetl pasek narzędziowy Geoodniesienie (Georeferencing) wstępnie ulokuj raster w pobliżu docelowej lokalizacji: ustal odpowiednie powiększenie danych podkładowych do kalibracji i Geoodniesienie (Georeferencing) Dopasuj do Wyświetlania (Fit To Display) Geoodniesienie (Georeferencing) Dopasuj Automatycznie ( Auto Adjust) dodaj co najmniej cztery punkty kontrolne (łączniki od lokalizacji na rastrze do punktów docelowych). Pomocne jest wykorzystanie lupy, która dostępna jest w Okno (Windows) > Lupa (Magnifier). Na liście łączników przywołanej przyciskiem sprawdź odchyłki oraz zanotuj całkowity błąd RMS. Następnie usuń wszystkie łączniki przyciskiem, albo po zaznaczeniu [Delete]. Przy kalibracji na podstawie siatki topograficznej uwzględniamy punkty przecięcia siatki mapy w czterech narożnikach. Gdybyśmy korzystali ze skanu mapy, musielibyśmy brać pod uwagę wszystkie przecięcia siatki na treści mapy. Korzystamy jednak z mapy cyfrowej, która została wyeksportowana z programu typu GIS, dlatego wystarczą tylko 4 punkty dopasowania. Po kliknięciu przycisku wprowadź współrzędne w skrajnych punktach przecięcia siatki poprzez opcje menu kontekstowego pod prawym przyciskiem myszy [Input X i Y ] Na liście łączników przywołanej przyciskiem sprawdź, czy całkowity błąd i odchyłki nie przekraczają dopuszczalnej wartości 0.3 mm w skali mapy. Gdy odchyłki i błąd mieszczą się w dopuszczalnych granicach: Geoodniesienie (Georeferencing) Zaktualizuj Geoodniesienie (Update Georeferencing). IV. Wektoryzacja A metoda pierwsza 8. Na warstwie ju_linie narysuj granice jednostek urbanistycznych o symbolach I.1 - I.9 (ArcMap) Wyświetl pasek narzędziowy Edytor (Editor) [Edytor] (Editor) Zacznij Edycję (Start Editing) wywołaj okno Create Features przyciskiem z paska Edytor zaznacz warstwę ju_linie w oknie Construction Tools zaznacz narysuj jeden obiekt [PKM] Zakończ Szkic (Finish Sketch) albo [F2] po narysowaniu wszystkich obiektów: [Edytor] (Editor) Zakończ Edycję (Stop Editing) zapisz zmiany. Pomiń punkty 9-13!!!

4 9. Zbuduj topologie na podstawie granic(wersja Basic ArcView nie jest wyposażona w narzędzia topologii). W programie ArcGIS topologia przyjmuje postad klasy obiektów (w zestawie danych) geobazy, która opisuje wzajemne związki obiektów pochodzących z innych klas tego samego zestawu danych. Związki te zapisywane są w postaci reguł, które są sprawdzane podczas budowania topologii. W opisywanych tu zagadnieniach topologia nie musi byd stale przechowywana, bo wykorzystywana jest tylko na etapie sprawdzania poprawności rysunku. (ArcCataog) Wskazać zestaw danych [PKM] Nowy (New) Topologia (Topology ) [Dalej >] (Next >) podaj nazwę topologii [Dalej >] (Next >) zaznaczyć klasę obiektów, z której ma być zbudowana topologia [Dalej >] (Next >) [Dalej >] (Next >) dodać odpowiednie reguły dla linii: Nie Mogą się Przecinać Ani Dotykać Wnętrza (Must Not Intersect Or Touch Interior) Nie Mogą Mieć Węzłów Wiszących (Must Not Have Dangles) Nie Mogą Mieć Psełdowęzłów (Must Not Have Pseudo Nodes) Nie Mogą się Nakładać Na Siebie (Must Not Overlap) Nie Mogą się Przecinać Ze Sobą (Must Not Intersect) [Dalej >] (Next >) [Zakończ] (Finish) oceń topologię 10. Po dodaniu topologii mapy popraw występujące błędy (ArcMap) Do nowej mapy wczytaj topologię wraz z klasami obiektów biorących w niej udział (w tym przypadku tylko uj_linie ) w zakładce Symbolizacja własności warstwy topologicznej można zmodyfikować sposób wyświetlania błędów tak, aby każdy ich rodzaj był przedstawiony innym symbolem rozpocząc edycję podświetl warstwę uj_linie (to w niej będą poprawiane błędy) wyświetl pasek narzędziowy Topologia (Topology) do dyspozycji mamy dwa narzędzie - można bezpośrednio wskazać błąd lub zaznaczyć oknem jeden błąd [PKM] Powiększ Do (Zoom To) lub Przesuń Obraz Do (Pan To) [PKM] wybierz jedną z opcji: Dociągnij (Snap), Rozciągnij (Extent), Przytnij (Tim), Rozdziel (Split), Połącz z Najwiekszym (Merge To Largest) lub Połącz (Merge). Wymienione opcje dostępne są w zależności od rodzaju wybranego błędu. i - w polu Pokaż można wybrać odpowiedni rodzaj błędu lub pozostawić domyślnie <Błędy ze wszystkich reguł> (Errors From All Rules) [Przeszukaj] (Search Now) powinna się pojawić lista błędów (chyba, że ich nie ma) wskaż błąd [PKM] dalej procedura taka jak przy Uwagi: Nadmiar obiektów można usunąć poprzez wskazanie narzędziem i klawisz [Delete] Może się okazać, że potrzebna będzie ręczna modyfikacja kształtu i połączenia obiektów wtedy narzędziem wskaż obiekt, domyślnie można go przesunąć, natomiast [PKM] Edytuj Wierzchołki (Edit Vertices) pozwoli Ci uchwycić koniec lub wierzchołek i zmodyfikować jego położenie. Po usunięciu wszystkich błędów należy skorzystać z przycisku Oceń Topologię (Validate Topology In Current Extent), ponieważ poprawienie jednych błędów może powodować powstanie nowych. Jeśli pojawiły się nowe błędy, popraw je i powtórz Ocenę Topologii, aż kolejne błędy nie będą się pojawiać. 11. Utwórz tymczasowe poligony na podstawie granic jednostek urbanistycznych (czyli poprawionej warstwy ju_linie )

5 (ArcCatalog) Uruchom ArcToolbox Zarządzanie danymi (Data Management Tools) Obiekty (Features) Obiekty do Poligonu (Feature To Polygon) wybierz klasę obiektów z granicami jednostek urbanistycznych jako obiekty wejściowe wynik zapisz do zestaw_ju_nazwisko jako robocze_poligony 12. Utwórz ostateczną klasę obiektów poligonowych ju1 poprzez przestrzenne złączenie atrybutów warstw ju_linie oraz robocze_poligony. (ArcMap) Do mapy muszą być dodane dwie klasy obiektów: ju_linie oraz robocze_poligony wskaż warstwę poligonów [PKM] Złączenie i relację (Joins And Relates) Złącz (Join) Co chcesz dołączyć do tej warstwy? (What do you want to join to this layer) Dołącz dane z innej warstwy w oparciu o położenie przestrzenne (Join data from anather besed on spatial location) 1. Warstwa liniowa ju_linie 2. Każdy poligon otrzyma atrybuty linii (Each poligon will be given all the attributes from the line ) 3. Podaj nazwę wynikowej klasy obiektów jako ju1 [OK] 13. Uzupełnij atrybut Nazwa o nazwy jednostek urbanistycznych oraz Symbol na podstawie odczytanych z mapy oznaczeń oraz załącznika do ćwiczenia nr 1. Budowanie topologii z wykorzystaniem ET GeoWizards (ET GW) 14. Zbuduj topologie na podstawie granic korzystając (ArcMap) Customize Customize Mode Toolbars: Close wyświetl pasek narzędziowy ET GW Polyline (zapoznaj się z metodą działania narzędzia w oknie pomocy) Clean Polyline Layer 1. z rozwijanego paska wybierz warstwę ju_linie 2. wskaż miejsce zapisu nowej warstwy (w folderze, gdzie znajduje się geobaza) jako ju_linie1 Next > 3. Ustaw zakres tolerancji (w zależności od dokładności wykonania, zalecane 1m) Next > Finish [OK] Uwaga: o dyspozycji jest więcej narzędzi, którymi możemy zlikwidować błędy topologiczne np.: Clean Dangling Nodes, Clean Pseudo Nodes, Split Polyline With Layer, Split Polyline, Polyline Global Snap, Clean Contour Gaps. 15. Utwórz klasę obiektów poligonowych ju1 poprzez zbudowanie poligonów z granic jednostek urbanistycznych (czyli poprawionej warstwy ju_linie ) (ArcMap) ET GW Polygon Build polygons (zapoznaj się z metodą działania narzędzia w oknie pomocy) 1. z rozwijanego paska wybierz warstwę ju_linie1 2. wskaż miejsce zapisu nowej warstwy (w folderze, gdzie znajduje się geobaza) jako ju_tymczasowy 3. pozostaw domyślny zakres tolerancji (jeśli nie jesteś pewny poprawności topologicznej zaznacz Clean Polylines before build) Finish [OK] 16. Zaimportuj klasę obiektów poligonowych ju_tymczasowy do geobazy. (ArcMap) W oknie Katalog (Catalog) przejdź do katalogu z geobazą i wskaż plik ju_tymczasowy [PKM] Export To Geodatabase (single) Output Location : geobaza_ju_nazwisko.mdb\zestaw_ju_nazwisko (podświetl) [Add] Output Feature Class : ju1 [OK]

6 17. Do klasy obiektów ju1 dodaj atrybuty Nazwa i Symbol (patrz pkt 5) oraz uzupełnij je o nazwy jednostek urbanistycznych na podstawie odczytanych z mapy oznaczeń oraz załącznika do ćwiczenia nr 1. Wypełnianie atrybutów danymi można zrealizować (zawsze w trybie edycji) na dwa sposoby: 1 poprzez Tabele Atrybutów lub 2. poprzez przycisk na wstążce edycji. 1. (ArcMap) Wyświetl pasek narzędziowy Edytor (Editor) [Edytor] (Editor) Zacznij Edycję (Start Editing) wskaż warstwę ju1 w tabeli zawartości (Table Of Contents) mapy [PKM] Open Attribute Table po podwójnym kliknięciu w odpowiedniej komórce, można wprowadzać dane, lub je edytować. 2. (ArcMap) Wyświetl pasek narzędziowy Edytor (Editor) [Edytor] (Editor) Zacznij Edycję (Start Editing) przyciskiem z wstążki edycji przywołaj okno Attributes po wybraniu poligonu przyciskiem lub wprowadź dane do odpowiednich komórek. B metoda druga 18. Na warstwie ju2 narysuj poligony reprezentujące poszczególne jednostki urbanistyczne o symbolach II.1 - II.6 (patrz pkt 8), a do kolumn Nazwa oraz Symbol wpisz odczytane z mapy oznaczenia oraz nazwy z załącznika do ćwiczenia nr (Poprzez zbudowanie topologii (reguły: Nie Mogą się Nakładać (Must Not Overlap) i Nie Mogą Mieć Luk (Must Not Have Gaps)), wykryj błędy w klasie obiektów ju2 i popraw je.) a. Poprzez sprawdzenie poprawności topologicznej skontroluj czy w rysunku nie wystąpiły błędy (skorzystaj z ET GeoWizards). (ArcMap) ET GW Polygon (zapoznaj się z metodą działania narzędzia w oknie pomocy) Clean Polygon Layer ( postępuj analogicznie do pkt 14) C metoda trzecia 20. Na warstwie ju3 narysuj poligony reprezentujące poszczególne jednostki urbanistyczne o symbolach XIV.1 - XIV.5, a do kolumn Nazwa oraz Symbol wpisz odczytane z mapy oznaczenia oraz nazwy z załącznika do ćwiczenia nr 1. Rysując na warstwie ju3 wybierz w oknie Narzędzia Konstrukcyjne (Constructions Tools) narzędzie Dopełnienie Poligonu (Auto Complete Polygon), które pozwala na rysowanie wyłącznie nowych fragmentów granic, bez konieczności powtarzania już istniejących. UWAGA! Narzędzie Dopełniania Poligonu działa tylko w zakresie jednej klasy danych (w tym przypadku będzie to warstwa ju3. Dopełnienie nie zadziała z pozostałymi warstwami! 21. Poprzez zbudowanie topologii (patrz pkt 19a), wykryj ewentualne błędy w klasie obiektów ju3. D połączenie jednostek urbanistycznych 22. Na tym etapie zadania dysponujesz trzema warstwami poligonowymi z jednostkami urbanistycznymi dzielnic: Stare miasto (I), Grzegórzki (II) oraz Czyżyny (XIV), łącznie 20 jednostek. Dla sprawnego wykonywania na nich operacji należy połączyć je w jedną klasę obiektów. W tym celu trzeba zdefiniować w zestawie danych nową klasę obiektów ju4, która musi posiadać takie same atrybuty jak klasy złączane (patrz pkt 5). Następnie połącz w jedną klasę obiektów warstwy ju1, ju2, ju3 :

7 (ArcCatalog) Wskaż klasę obiektów ju4 [PKM] Wczytaj (Load) Ładuj dane (Load Data) [Dalej >] przyciskiem wybrać klasę obiektów ju1 [Dodaj] [Dalej >] gdy występuje niezgodność kolumn (atrybutów), można dopasować źródłowe do docelowych [Dalej >] Ładuj wszystkie źródła danych (Loaud all of the source data) [Dalej >] [Zakończ] (Finish) powtórzyć wczytywanie dla klas obiektów ju2 oraz ju3 23. Poprzez zbudowanie topologii, wykryj błędy w klasie obiektów ju4, popraw ewentualne błędy. E Uzupełnij klasę obiektów ju4 o pozostałe jednostki urbanistyczne Krakowa (wybraną metodą).

8 Załącznik 1 LP Nazwa jednostki Symbol 1 Stare Miasto I.1 2 Kleparz I.2 3 Piasek Północ I.3 4 Piasek Południe I.4 5 Nowy Świat I.5 6 Stradom I.6 7 Kazimierz I.7 8 Wesoła Zachód I.8 9 Warszawskie I.9 10 Wesoła Wschód II.1 11 Grzegórzki Zachód II.2 12 Grzegórzki Wschód II.3 13 Grzegórzki Północ II.4 14 Osiedle Oficerskie II.5 15 Dąbie II.6 16 Olsza III.1 17 Rakowice III.2 18 Prądnik Czerwone III.3 19 Krowodrza Wschód IV.1 20 Bronowice Wielkie IV Krowodrza Północ IV.2 22 Azory Wschodnie IV.3 23 Azory Zachód IV.4 24 Prądnik Biały Południe IV.5 25 Witkowice - Górka Narodowe Wschód IV.6 26 Witkowice - Górka Narodowa Zachód IV.7 27 Prądnik Biały Północ IV.8 28 Tonie IV.9 29 Błonia V.1 30 Czarna Wie V.2 31 Nowa Wie Południe V.3 32 Krowodrza - Nowa Wie V.4 33 Krowodrza Południe V.5 34 Małe Błonie V.6 35 Bronowice Małe Wschodnie VI.1 36 Widok VI.2 37 Bronowice Małe Północ VI.3 38 Bronowice Małe Południe VI.4 39 Mydlniki Południe VI.5 40 Mydlniki Północ VI.6 41 Półwsie Zwierzynieckie VII.1 42 Zwierzyniec VII.2 43 Przegorzały Wschód VII.3 44 Przegorzały Zwierzyniec VII.4 45 Przegorzały Południe VII.5 46 Przegorzały Północ VII.6 47 Wola Justowska - Chełm VII.7 48 Las Wolski VII.8 49 Bielany VII.9 50 Olszanica VII Dębniki VIII.1 52 Ludwinów VIII.2 53 Dębniki Zachód VIII.3 54 Zakrzówek VIII.4 55 Pychowice VIII.5 56 Kobierzyn VIII.6 57 Bodzów VIII.7 58 Skotniki VIII.8 59 Sidzina VIII.9 60 Olszyny VIII Tyniec VIII Kostrze VIII Cegielniana IX.1 64 Łagiewniki IX.2 65 Borek Fałęcki Zachód IX.3 66 Borek Fałęcki Wschód IX.4 67 Kliny X.1 68 Jugowice X.2 69 Opatkowice Zachód X.3 70 Opatkowice Wschód X.4 71 Swoszowice X.5 72 Wróblowice X.6 73 Zbydniowice X.7 74 Rajsko - Sobniowice X.8 75 Kosocice X.9 76 Wola Duchacka Zachód XI.1 77 Wola Duchacka Wschodnia XI.2 78 Kurdwanów XI.3 79 Piaski XI.4 80 Stary Prokocim XII.1 81 Kozłówek XII.2 82 Nowy Prokocim XII.3 83 Rżąka XII.4 84 Nowy Bieżanów XII.5 85 Bieżanów Kolonia XII.6 86 Stary Bieżanów XII.7 87 Bonarka XIII.1 88 Mateczny XIII.2 89 Stare Podgórze XIII.3 90 Zabłocie XIII.4 91 Kopiec Krakusa XIII.5 92 Płaszów XIII.6 93 Kabel XIII.7 94 Heltmana XIII.8 95 Zarzecze XIII.9 96 Podgaje XIII Rybitwy XIII Przewóz XIII Czyżyny Lotnisko XIV Czyżyny Park XIV Czyżyny XIV Beszcz XIV Czyżyny Łęg XIV Mistrzejowice XV Batowice XV Osiedle Albertyńskie XVI Bieńczyce Nowe XVI Bieńczyce Stare XVI Zesławice XVII Wzgórza Krzesławickie XVII Krzesławice XVII Grębałów XVII Kantorowice XVII Lubocza XVII Łuczanowice - Wadów XVII Węgrzynowice XVII Spółdzielcze - Kolorowe XVIII Teatralne XVIII Krakowiaków - Górali XVIII Sportowe - Zielone XVIII Szkolne XVIII Stołowe - Willowe - Wandy XVIII Urocze XVIII Słoneczne XVIII Centrum D - Handlowe XVIII Centrum C - Zgody XVIII Centrum B - Szklane Domy XVIII.11 Centrum A - Hutnicze Ogrodowe XVIII Na Skarpie XVIII Mogiła XVIII Ogródki XVIII Kombinat HTS XVIII Mogiła Wschód XVIII Pleszów Kujawy XVIII Branice XVIII Ruszcza XVIII Wyciąże Zachód XVIII Przylasek Rusiecki XVIII Walica _Przylasek Rusiecki XVIII Wyciąże Wschód XVIII Kocielnik XVIII.25