ArcGIS 3: Wykonywanie analiz Podręcznik szkoleniowy 1
Prawa autorskie 2014 Esri Wszystkie prawa zastrzeżone. Wersja kursu 1.1. Data publikacji wersji: luty 2014 r. Wydrukowano w Polsce. Informacje zawarte w niniejszym dokumencie stanowią wyłączną własność Esri. To dzieło podlega ochronie z tytułu praw autorskich, które obowiązują w Stanach Zjednoczonych oraz innych międzynarodowych traktatów i konwencji w sprawie praw autorskich. Żadnej części tego dzieła nie wolno powielać, ani przekazywać w jakiejkolwiek formie bądź przy użyciu jakichkolwiek nośników elektronicznych lub mechanicznych, włączając kopiowanie i nagrywanie, ani przechowywać w jakimkolwiek systemie przechowywania i odtwarzania informacji, jeśli nie jest to wyraźnie dozwolone w formie pisemnej przez Esri.. Informacje podane w niniejszym dokumencie mogą ulec zmianie bez uprzedzenia. @esri.com, 3D Analyst, ACORN, Address Coder, ADF, AML, ArcAtlas, ArcCAD, ArcCatalog, ArcCOGO, ArcData, ArcDoc, ArcEdit, ArcEditor, ArcEurope, ArcExplorer, ArcExpress, ArcGIS, ArcGlobe, ArcGrid, ArcIMS, ARC/INFO, ArcInfo, ArcInfo Librarian, ArcLessons, ArcLocation, ArcLogistics, ArcMap, ArcNetwork, ArcNews, ArcObjects, ArcOpen, ArcPad, ArcPlot, ArcPress, ArcPy, ArcReader, ArcScan, ArcScene, ArcSchool, ArcScripts, ArcSDE, ArcSdl, ArcSketch, ArcStorm, ArcSurvey, ArcTIN, ArcToolbox, ArcTools, ArcUSA, ArcUser, ArcView, ArcVoyager, ArcWatch, ArcWeb, ArcWorld, ArcXML, Atlas GIS, AtlasWare, Avenue, BAO, Business Analyst, Business Analyst Online, BusinessMAP, CityEngine, CommunityInfo, Database Integrator, DBI Kit, EDN, Esri, Esri Team GIS, Esri The GIS Company, Esri The GIS People, Esri The GIS Software Leader, FormEdit, GeoCollector, Geographic Design System, Geography Matters, Geography Network, GIS by Esri, GIS Day, GIS for Everyone, GISData Server, JTX, MapIt, Maplex, MapObjects, MapStudio, ModelBuilder, MOLE, MPS Atlas, PLTS, Rent-a-Tech, SDE, SML, Sourcebook America, SpatiaLABS, Spatial Database Engine, StreetMap, Tapestry, the ARC/INFO logo, the ArcGIS logo, the ArcGIS Explorer logo, the ArcPad logo, the Esri globe logo, the Esri Press logo, the GIS Day logo, the MapIt logo, The Geographic Advantage, The Geographic Approach, The World's Leading Desktop GIS, Water Writes, www.arcgis.com, www.esri.com, www.geographynetwork.com, www.gis.com, www.gisday.com oraz Your Personal Geographic Information System to znaki towarowe, znaki usługowe lub znaki zarejestrowane w Stanach Zjednoczonych, Unii Europejskiej lub w niektórych innych jurysdykcjach. CityEngine to zarejestrowany znak towarowy firmy Procedural AG, rozprowadzony przez Esri na podstawie licencji. Inne firmy, produkty lub usługi wymienione w niniejszym tekście mogą być znakami towarowymi, znakami usługowymi lub znakami zarejestrowanymi, które należą do odpowiednich właścicieli. 2
Wprowadzenie... 7 Cele kursu... 7 Dodatkowe źródła... 8 Instalacja danych szkoleniowych... 8 Oznaczenia używane w tym podręczniku... 9 1. Rozpoczęcie pracy z analizami przestrzennymi... 11 Wprowadzenie... 11 Czym są analizy przestrzenne?... 12 Analizy bliskości... 13 Analizy nakładania... 14 Analizy statystyczne... 15 Analizy czasowe... 16 Schemat pracy z zastosowaniem analiz przestrzennych... 17 Formułowanie pytania... 19 Ćwiczenie 1: Zastosowanie schematu analiz przestrzennych w celu rozwiązania problemu... 21 Etap 1: Formułowanie pytania... 22 Etap 2: Zapoznanie się z danymi... 22 Etap 3: Wybór metod i narzędzi... 23 Etap 4: Przeprowadzenie analiz... 28 Etap 5: Zapoznanie się z wynikami... 29 Etap 6: Udostępnianie wyników... 30 Podsumowanie... 35 2. Planowanie i przygotowywanie danych do analiz... 37 Wprowadzenie... 37 Planowanie analizy... 38 Dane... 38 Narzędzia... 39 Zagadnienia dotyczące danych rastrowych... 40 Rozmiar komórki rastra... 40 Wybór narzędzi i metod analizy... 43 Jakość danych... 44 Standaryzacja odniesienia przestrzennego... 46 Praca ze środowiskiem geoprzetwarzania oraz dokumentacją... 49 Ćwiczenie 2: Przygotowanie danych do analizy wyboru lokalizacji... 51 Etap 1: Przegląd danych... 52 Etap 2: Tworzenie maski dla obszaru badań... 54 Etap 3: Ustawienia środowiska... 55 Etap 4: Wycinanie dróg do badanego obszaru... 56 Etap 5: Wycinanie rastra wysokości do badanego obszaru... 59 Etap 6: Konwersja poligonów pokrycia terenu do formatu rastrowego... 61 Etap 7: Tworzenie maski obszarów rolniczych... 62 Podsumowanie... 64 3. Wykonywanie analiz bliskości... 67 3
Wprowadzenie... 67 Czym są analizy bliskości?... 68 W jakich przypadkach należy stosować analizy bliskości?... 69 Kategorie analiz bliskości... 71 W jaki sposób narzędzia aplikacji ArcGIS mierzą bliskość?... 74 Buforowanie w skali świata... 76 Typ danych i analizy bliskości... 77 Obliczenia poziomu hałasu w decybelach przy wykorzystaniu rastrowych analiz bliskości... 79 Ćwiczenie 3: Zastosowanie analizy bliskości w ratownictwie medycznym... 81 Etap 1: Alokacja zasobów do każdej szkoły... 82 Etap 2: Określenie liniowej odległości między szpitalami a placówkami edukacyjnymi... 85 Etap 3: Obliczanie czasu lotu śmigłowca pogotowia lotniczego... 88 Etap 4: Określenie obszarów kontroli ruchu... 90 Etap 5: Identyfikacja dróg w obrębie obszarów kontroli ruchu... 92 Podsumowanie... 95 Odpowiedzi do Ćwiczenia 3... 96 4. Wykonywanie analizy nakładania danych wektorowych... 97 Czym są analizy nakładania?... 98 Sumuj (Union)... 100 Przetnij (Intersect)... 100 Identyczność (Identity)... 101 Wykonywanie analiz... 102 Podział atrybutów... 103 Analizy nakładania z użyciem reguł współczynnika... 104 Ćwiczenie 4: Zastosowanie analiz nakładania do oceny ryzyka wystąpienia zniszczeń spowodowanych tornadem.. 107 Etap 1: Przegląd danych... 108 Etap 2: Określenie miejsc krytycznych znajdujących się na drodze tornada... 109 Etap 3: Szacowanie zniszczeń dróg... 111 Etap 4: Tworzenie nowego modelu... 113 Etap 5: Dodanie iteracji... 114 Etap 6: Tworzenie warstwy obiektów... 115 Etap 7: Nałożenie obiektów działkowych ze ścieżką tornada... 116 Etap 8: Dodanie pola w celu przechowywania danych na temat wartości utraconego majątku... 117 Etap 9: Obliczenie wartości szkód... 118 Etap 10: Podsumowanie wielkości całkowitych szkód materialnych... 119 Etap 11: Przygotowanie modelu do uruchomienia jako narzędzia... 119 Etap 12: Uruchomienie modelu oraz zapoznanie się z wynikami... 120 Etap 13: Dzielenie się modelem w postaci pakietu geoprzetwarzania... 121 Etap 14: Test pakietu geoprzetwarzania... 123 Podsumowanie... 125 5. Wykonywanie analizy nakładania danych rastrowych... 127 Wprowadzenie... 127 Czym jest rastrowa analiza nakładania?... 128 W jaki sposób nakładanie rastrów może pomóc w rozwiązywaniu problemów?... 128 Różnice pomiędzy analizą nakładania danych rastrowych i wektorowych... 128 4
Pozyskiwanie powierzchni ze źródeł rastrowych... 129 Pozyskiwanie powierzchni rastrowych ze źródeł wektorowych... 130 Proces lokalizacji winnicy za pomocą rastrowej analizy nakładania... 132 Binarna analiza nakładania... 133 Ważona analiza nakładania... 134 Schemat pracy w analizach ważonych... 136 Reklasyfikacja... 139 Zagadnienia dotyczące reklasyfikacji... 140 Ćwiczenie 5: Zlokalizowanie miejsca pod założenie winnicy za pomocą analizy nakładania rastrów... 143 Etap 1: Eksploracja i przygotowanie danych...144 Etap 2: Modyfikacja ustawień środowiska...145 Etap 3: Pozyskanie wartości spadków terenu z danych o wysokości...146 Etap 4: Zapoznanie się z warstwą rastrową odległości od dróg szybkiego ruchu...147 Etap 5: Zapoznanie się z wartościami pikseli rastrów...148 Etap 6: Ręczna reklasyfikacja rastra wysokości...149 Etap 7: Reklasyfikacja odległości za pomocą mapowania pliku...152 Etap 8: Reklasyfikacja nachylenia stoku za pomocą pliku mapowania...154 Etap 9: Analiza nakładania warstw rastrowych...155 Etap 10: Zmiana wartości wag w analizie i ponowne uruchomienie narzędzia...158 Etap 11: Użycie narzędzia CON w celu zmiany wartości komórek w zakresie 4 i 5...160 Podsumowanie... 162 6. Analiza wzorców przestrzennych... 163 Wprowadzenie... 163 Cele ćwiczenia... 163 Czym jest wzorzec przestrzenny?... 164 Statystyka opisowa... 166 Średni środek (Mean center)... 167 Elipsa odchylenia standardowego... 169 Praca z rozkładem danych... 171 Średni najbliższy sąsiad... 173 Zapoznanie się z wzorami... 177 W jaki sposób statystyki przestrzenne mogą Ci pomóc w wykonywaniu analiz?... 177 Analizy Hot Spot... 179 Dlaczego warto stosować analizę Hot Spot?... 179 Schemat pracy przy analizach Hot spot dla zdarzeń o charakterze wypadków... 181 Określenie skali analizy... 182 Ćwiczenie 6: Analiza rozkładu zdarzeń wezwań policji przy użyciu statystyk przestrzennych... 185 Etap 1: Zapoznanie z danymi...186 Etap 2: Budowanie modelu i kopiowanie danych źródłowych...187 Etap 3: Integracja obiektów...188 Etap 4: Dodanie narzędzia Zbierz zdarzenia (Collect Events) do modelu...189 Etap 5: Użycie Przyrostowej autokorelacji przestrzennej (Incremental Spatial Autocorrelation) do określenia obszaru badań...190 Etap 6: Dodanie do modelu narzędzia Hot spot...192 Etap 7: Interpolowanie powierzchni z HotSpotów...193 Etap 8: Uruchomienie modelu i zapoznanie się z wynikami...193 5
Etap 9: Tworzenie usługi geoprzetwarzania... 197 Etap 10: Zastosowanie usługi geoprzetwarzania... 199 Podsumowanie... 202 Odpowiedzi na pytania do lekcji 6... 203 7. Analiza wzorców czasowych... 205 Wprowadzenie... 205 Czym są analizy czasowe?... 206 Korzyści wynikające z dodawania komponentu czasowego do analiz... 207 Praca na danych czasowych... 208 Analizy czasowe w charakterystyce zjawiska piractwa... 210 Wzorce czasowe i statystyki przestrzenne... 213 Pomiary statystyk w czasie... 215 Ćwiczenie 7: Analiza wzorców czasowych na przykładzie danych dotyczących ataków piratów... 217 Etap 1: Wizualna analiza wzorców na podstawie istniejących danych... 218 Etap 2: Użycie suwaka czasu do przeanalizowania incydentów według daty... 219 Etap 3: Analiza wzorców czasowych... 221 Etap 4: Tworzenie animacji serii czasowych... 224 Ćwiczenie 7B: Analizy grupowanie danych w kontekście przestrzeni i czasu... 228 Etap 1: Przegląd danych... 229 Etap 2: Agregacja danych... 230 Etap 3: Tworzenie okien czasu... 231 Etap 4: Przeprowadzenie analizy hot spot z uwzględnieniem przedziałów czasowych... 232 Ćwiczenie 7C: Przeprowadzenie analiz grupowania... 236 Etap 1: Wizualna analiza danych 997... 237 Etap 2: Uruchamianie wielozmiennej analizy grupowania... 238 Etap 3: Uruchomienie analizy grupowania na każdy dzień tygodnia... 242 Podsumowanie... 244 Odpowiedzi na pytania do lekcji 7... 245 Odpowiedzi na pytania... 249 6