ALEŠ DRÁB HYDROINFORMATIKA...

VYSOKÉ U�ENÍ TECHNICKÉ V BRN� FAKULTA STAVEBNÍ

ALEŠ DRÁB

HYDROINFORMATIKA I MODUL M04

VODOHOSPODÁ�SKÝ PROJEKT V GIS

STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

Hydroinformatika I · Modul 4

- 2 (39) -

© Aleš Dráb, Brno 2005

Obsah

- 3 (39) -

OBSAH

1 Úvod ...............................................................................................................5 1.1 Cíle ........................................................................................................5 1.2 Požadované znalosti ..............................................................................5 1.3 Doba pot�ebná ke studiu .......................................................................5 1.4 Klí�ová slova.........................................................................................5 1.5 Metodický návod na práci s textem ......................................................5

2 Návrh projektu GIS .....................................................................................7 2.1 Cíle projektu..........................................................................................7

3 Vytvo�ení databáze projektu.......................................................................8 3.1 Vytvo�ení struktury adresá�� ................................................................8 3.2 P�íprava dat v ArcCatalog...................................................................10

3.2.1 Prohlížení dat ........................................................................10 3.2.2 Kopírování dat z geodatabáze...............................................12 3.2.3 Vrstvy (Layers) .....................................................................13 3.2.4 Export dat z geodatabáze ......................................................13

3.3 Kontrola dat v ArcMap ......................................................................15 3.3.1 P�idání dat do mapy ..............................................................16 3.3.2 Zm�na zp�sobu zobrazení dat...............................................18 3.3.3 Sou�adný systém mapy .........................................................19 3.3.4 Nastavení zobrazení rastrových dat ......................................20

4 P�íprava dat ................................................................................................22 4.1 Georeferencování ................................................................................23 4.2 Digitalizace hranic rozlivu ..................................................................27

4.2.1 Vytvo�ení nového souboru shapefile ....................................28 4.3 Definice sou�adného systému .............................................................28 4.4 Editace.................................................................................................29 4.5 Nástroje Toolbox.................................................................................30 4.6 Export dat ............................................................................................30

5 Analýza dat..................................................................................................33 5.1 Vhodné umíst�ní �OV........................................................................33 5.2 Nevhodné umíst�ní �OV ....................................................................34

6 Prezentace výsledk� analýzy .....................................................................38 7 Záv�r ............................................................................................................39

7.1 Shrnutí .................................................................................................39 7.2 Studijní prameny .................................................................................39

7.2.1 Seznam použité literatury .....................................................39 7.2.2 Seznam dopl�kové studijní literatury ...................................39 7.2.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny ...........................39

Úvod

- 5 (39) -

1 Úvod

Geografické informa�ní systémy (GIS) mají dnes již své nezastupitelné místo p�i �ešení úloh vodního hospodá�ství. Poskytují velice ú�inné nástroje pro sprá-vu dat, provád�ní analýz a prezentaci výsledk�. Úloha �ešená v tomto modulu byla navržena s ohledem na získání základní dovedností v programu ArcGIS 9. V tomto modulu byste m�li využit vaše znalosti o vstupních datech p�i jejich konkrétní aplikaci.

1.1 Cíle

Cílem tohoto modulu je seznámení se základními postupy p�i práci na projektu s využitím programového vybavení ArcGIS. V rámci tohoto modulu se nau�í-te:

• Jak postupovat p�i plánování projektu GIS.

• Jak p�ipravit vstupní data pro projekt.

• Jak provád�t základní typy analýz nad vstupními daty.

• Jak prezentovat výsledky analýz.

1.2 Požadované znalosti

K usp�šnému absolvování se p�edpokládá základní znalost práce v prost�edí Windows, kancelá�ských aplikací a CAD. Výhodou je rovn�ž alespo� základní orintace v problematice databází. Pro práci s literaturou, nápov�dou programových aplikaci, internetem a dalšími zdroji informací je nutná pasivní znalost anglického jazyka. U�ební text rovn�ž p�edpokládá absolvování úvodní ho seznámení student� s programovým vybavením ArcGIS, které usnad�uje pochopení textu a �ešení zadaných úloh.

1.3 Doba pot�ebná ke studiu

Doba pot�ebná ke zvládnutí textu odpovídá 6 výukovým hodinám, tedy cca 6 x 50 min.

1.4 Klí�ová slova

Geografické informa�ní systémy, GIS, databáze, analýza

1.5 Metodický návod na práci s textem

Text modulu je t�eba procházet postupn� (nep�eskakovat mezi kapitolami) a pr�b�žn� zpracovávat uvedené p�íklady a úlohy. Spln�ním úlohy je mnohdy


- 6 (39) -

podmín�no pochopení dalšího textu, který navazuje na poznatky získané b�hem jejího �ešení.

Student by m�l p�i pro�ítání textu sou�asn� realizovat nazna�ené postupy na po�íta�i v programu ArcGIS 9.

Návrh projektu GIS

- 7 (39) -

2 Návrh projektu GIS

Realizace ur�itého projektu v GIS probíhá v n�kolika krocích :

1. Definice cíl� a zp�sobu realizace projektu.

2. Vytvo�ení databáze projektu v�etn� p�ípravy dat.

3. Analýza dat.

4. Prezentace výsledk�.

Správná definice cíl� a návrh zp�sobu realizace projektu m�že v budoucnu ušet�it mnoho úsilí, �asu i finan�ních prost�edk�. Je t�eba zejména ú�eln� defi-novat kritéria budoucích analýz a následn� zvolit vhodná vstupní data. Podstat-né je rovn�ž hledisko kone�né podoby výstup� projektu.

V rámci tohoto modulu budete pracovat na jednoduchém projektu, b�hem kte-rého si osvojíte základní znalosti práce v aplikacích ArcCatalog, ArcMap, Arc-Toolbox, které jsou sou�ástí rodiny program� ArcGIS (ArcView, ArcEditor, ArcInfo).

2.1 Cíle projektu

Cílem projektu je navrhnout vhodný stavební pozemek pro umíst�ní nové �is-tírny odpadních vod (�OV) v dané lokalit�. P�i výb�ru pozemk� je nutno dodr-žet kritéria, která jsou uvedena v tabulce 2.1.

Tab. 2.1– Kritéria pro výb�r vhodného pozemku pro �OV.

Kritérium Datová sada Nezbytné atributyNadmo�ská výška mén� než 463 m n.m. Nadmo�ská výška Nadmo�ská výška v m n.m.

Mimo záplavové území Q 100 Záplavové územíDo 150 m od �eky �eka

Alespo� 150m od bytové zástavby Budovy Využití budovAlespo� 50m od parku Katastrální mapa Využití území

Nezastav�né území Katastrální mapa Využití územíDo 150 - 300 m od uzlu kanalizace Uzly kanalizace

Do 30m od komunikace UlicePlocha alespo� 2500 m 2

Katastrální mapa Plocha

Výstupem projektu bude papírová mapa, která by m�la znázornit nejvhodn�jší, mén� vhodná a zcela nevhodná umíst�ní budoucí �OV.


- 8 (39) -

3 Vytvo�ení databáze projektu

3.1 Vytvo�ení struktury adresá��

P�ed vytvo�ením databáze projektu je t�eba rozhodnout, zda zvolíme souborový systém, geodatabázi nebo kombinaci obou možností. V našem p�ípad� se p�i-kloníme ke t�etí možnosti a navrhneme vhodnou strukturu adresá��, jejichž sou�ástí bude i geodatabáze. Zvolená struktura adresá�� je patrná z obrázku 3.1.

Obr. 3.1- Navržená struktura adresá�� projektu GIS.

Uvedenou strukturu adresá�� vytvo�íme v aplikaci ArcCatalog. Postup je ob-dobný jako nap�íklad v Pr�zkumníkovi systému Windows (viz obrázek 3.2). Ozna�íme p�íslušný adresá�, klikneme pravým tla�ítkem myši a z místní na-bídky vybereme New | Folder. V našem p�ípad� adresá� nazveme COV_Projekt. Obdobn� vytvo�íme i další podadresá�e: Analyza, Mapy, Mes-to_vrstvy, Teren.

Poznámka

Povšimn�te si, že v názvech adresá�� není použita diakritika. I když ji ArcCa-talog podporuje, doporu�ujeme ji nepoužívat. N�které pokro�ilejší nástroje ArcGIS nemusí s takto nazvanými soubory správn� fungovat.

Obr. 3.2- Vytvo�ení struktury adresá�� v ArcCatalog.

Analýza dat

- 9 (39) -

Abychom m�li k adresá�i COV_Projekt p�i další práci snadn�jší p�ístup a ne-

museli jej pracn� vyhledávat, použijeme tla�ítko pro p�ipojení adresá�e projektu.

Obr. 3.3- P�ipojený adresá� projektu.

V tuto chvíli máme p�ipravenu strukturu adresá�� našeho projektu. Zbývá ješt� vytvo�it osobní geodatabázi, do které budeme ukládat n�která data projektu. Ozna�íme p�ipojený adresá� projektu a pravým tla�ítkem myši vyvoláme míst-ní nabídku, ze které vybereme New | Personal Geodatabase (obrázek 3.4). Nov� vytvo�enou geodatabázi pojmenujeme COV_Projekt.

Obr. 3.4- Vytvo�ení nové osobní geodatabáze ve složce projektu.

Poznámka

Bylo by samoz�ejm� možné veškerá data projektu uložit do geodatabáze. Kombinace souborového systému a geodatabáze je zde zvolena z výukových ú�el�, abyste si vyzkoušeli oba p�ístupy.

Obr. 3.5- Obsah adresá�e projektu.


- 10 (39) -

3.2 P�íprava dat v ArcCatalog

Nyní je struktura adresá�e kompletní (viz obrázek 3.5) a m�žeme do ní za�ít kopírovat data projektu. Data máte k dispozici v adresá�i Vstupni_Data, jehož obsah je patrný na obrázku 3.6.

Obr. 3.6- Vstupní data projektu.

Úkol 3.1

Otev�ete obsah adresá�e Vstupni_data v Pr�zkumníkovi systému Windows. Srovnejte zobrazovaný obsah adresá�� s ArcCatalog a vysv�tlete rozdíly.

Informace

V rámci tohoto výukového projektu jste obdrželi veškerá data nezbytná k jeho úsp�šné relizaci. Zde je nutno poznamenat, že volba vhodných vstupních dat a jejich shromážd�ní p�edstavuje v praxi zpravidla �asov� i finan�n� nejnáro�n�jší �ást z celého �ešení projektu GIS.

3.2.1 Prohlížení dat

Adresá� Vstupni_data obsahuje celou �adu soubor�, se kterými se dále podrob-n�ji seznámíme. Za�neme adresá�em ZVM50, na kterém si ukážeme základní možnosti ArcCatalog p�i prohlížení dat.

Analýza dat

- 11 (39) -

Obr. 3.7- Prohlížení dat v ArcCatalog.

Adresá� ZVM50 obsahuje dva soubory:

• 2334.tif – mapový list Základní vodohospodá�ské mapy 1 : 50 000 v rastrové podob� (viz modul 1).

• KLZM50.shp – klad mapových list� ZVM50 ve vektorovém for-mátu.

Úkol 3.2

Vyberte soubor 2334.tif ve stromové struktu�e adresá�� (levá �ást okna ArcCatalog) a vyzkoušejte postupn� jednotlivá tla�ítka ozna�ená na obráz-ku 3.7 v r�zných kombinacích a ov��te jejich funkce. M�li byste být schopni dosáhnout grafického náhledu na zvolená data a provád�t zm�ny zobrazení pomocí lupy.

Krom� grafické reprezentace je možné v ArcCatalog prohlížet i tabulkovou formu dat. Vyberte soubor KLZM50.shp a p�epn�te se na kartu Preview (viz p�edchozí úkol 3.2). Ve spodní �ásti obrazovky (viz obrázek 3.8) se zp�ístupní rozbalovací nabídka, která umož�uje volbu formy zobrazení dat. Zvolte mož-nost Table a získáte možnost náhledu na tabulková (atributová) data zvoleného souboru.

Obr. 3.8- Náhled na tabulková data v ArcCatalog.


- 12 (39) -

Kontrolní otázky

Zamyslete se nad tím co znamenají jednotlivé �ádky v tabulce zobrazené na obrázku 3.8.

Úkol 3.3

Prozkoumejte zbývající obsah adresá�e Vstupni_data v ArcCatalog a vy-sv�tlete obsah datových soubor�. Uve�te rovn�ž, kde byste uvedená data v praxi získali. K zodpov�zení otázek využijte modul 1 a konzultace s vyu�u-jícím. Odpov�di na otázky zpracujte ve form� tabulky. Do jednotlivých sloupc� uve�te (název souboru, obsah, zdroj dat).

3.2.2 Kopírování dat z geodatabáze

Do p�ipravené struktury adresá�� a geodatabáze COV_projekt nyní nakopíru-jeme vybraná data, shromážd�ná v adresá�i Vstupni_data.

Obr. 3.9- Geodatabáze Data_mesto.mdb.

Nejprve si ukážeme postup kopírování dat mezi geodatabázemi. Otev�ete si v ArcCatalog strukturu geodatabáze Data_mesto.mdb, jak to vidíte na obráz-ku 3.9. Než provedeme kopírování dat zmíníme se o struktu�e zmi�ované geo-databáze. Na obrázku 3.9 jsme schopni rozeznat tzv. datové sady, které slouží k seskupování p�íbuzných t�íd prvk� uvnit� geodatabáze. K lepšímu pochopení m�žeme použít analogie se strukturou a adresá�� a jednotlivými soubory.

Nyní kurzorem myši uchopíme t�ídu prvk� budovy a p�etáhneme je do geoda-tabáze projektu COV_Projekt.mdb. P�esun potvrdíme tla�ítkem OK (viz obrá-zek 3.10).

Obr. 3.10- Potvrzení p�esunu dat mezi geodatabázemi.

Datová sada (Feature Dataset

T�ída prvk� (Feature Class)

Analýza dat

- 13 (39) -

Stejným zp�sobem provedeme nakopírování t�íd prvk� ul a ulsit z datové sady Ulice.

3.2.3 Vrstvy (Layers)

Dále si vysv�tlíme k �emu v ArcCatalog slouží tzv. vrstvy (layers). Klikn�te pravým tla�ítkem na t�ídu prvk� ulsit v geodatabázi COV_Projekt a zvolte Create Layer (viz obrázek 3.11).

Obr. 3.11- Vytvo�ení vrstvy (Layer).

Novou vrstvu uložte do adresá�e M�sto_vrstvy (název m�žete ponechat nezm�-n�ný). Vrstva (layer) p�edstavuje pouze zástupce (op�t analogie se systémem Windows) t�ídy prvk�. Soubor vrstvy neobsahuje žádná konkrétní geografická data, ale pouze cestu a nastavení formátu jejich zobrazení v aplikaci ArcMap. Podrobn�ji se použitím vrstev seznámíme dále.

3.2.4 Export dat z geodatabáze

Krom� kopírování dat mezi geodatabázemi �asto pot�ebujeme data importovat z jiných soubor� do geodatabáze nebo naopak exportovat data z geodatabáze do souboru. Druhou možnost si nyní prakticky provedeme. Klikn�te pravým tla�ítkem (obrázek 3.12) na t�ídu prvk� dkm1 v geodatabázi COV_Projekt a zvolte Export | To Shapefile (single).


- 14 (39) -

Obr. 3.12- Export t�ídy prvk� do shapefile.

Umíst�ní shapefile s exportovanými daty nastavíme dle obrázku 3.13 (adresá� COV_Projekt\Mesto_vrstvy pod jménem dkm1.shp). Stejným zp�sobem nyní prove�te export t�ídy prvk� jh_dkm2 do dkm2.shp.

Obr. 3.13- Nastavení vlastností shapefile.

Úkol 3.4

V dialogu na obrázku 3.13 si povšimn�te nápov�dy v pravé �ásti okna, která se vztahuje vždy k položce, ve které se nachází kurzor. Zjist�te k �emu slouži položky (Expression) a (Field Info).

V tuto chvíli již zbývá provést kopírování posledních n�kolika soubor� do ad-resá�e projektu COV_Projekt z adresá�e vstupní data. Tuto �ást provedete sa-mostatn� v ArcCatalog tak, aby jste dosáhli kone�ného obsahu, jak je vid�t na obrázku 3.14.

Analýza dat

- 15 (39) -

Informace

Kopie složek a soubor� je možné vytvo�it uchopením levým tla�ítkem myši a p�etažením do nového umíst�ní za sou�asného držení klávesy CTRL (klávesa CTRL musí být stisknuta ješt� p�ed uchopením objektu)

Obr. 3.14- Kone�ný obsah adresá�e COV_projekt.

Na tomto míst� prozatím p�erušíme práci v ArcCatalog a spustíme ArcMap (Arc Catalog m�žete ponechat spušt�ný).

3.3 Kontrola dat v ArcMap

ArcMap lze spustit i p�ímo z ArcCatalog tla�ítkem . Po spušt�ní vytvo�íme v ArcMap novou prázdnou mapu a obrazovka by m�la vypadat jako na obrázku 3.15.


- 16 (39) -

Obr. 3.15- Aplikace ArcMap.

3.3.1 P�idání dat do mapy

Práci zahájíme p�idáním dat ze složky projektu COV_projekt do mapy. Na pa-nelu nástroj� klikneme na tla�ítko . V dialogu na obrázku 3.16 vybereme soubory dkm1.shp a dkm2.shp.

Obr. 3.16- Výb�r dat k p�idání do mapy.

Data z vybraných soubor� se zobrazí v ArcMap tak, jak vidíte na obrázku 3.17.

Seznam datových vrstev

(Table of Contens)

Panely nástroj�

(Toolbars)

Hlavní menu

Analýza dat

- 17 (39) -

Obr. 3.17- Data z dkm1.shp a dkm2.shp v ArcMap.

Informace

Pokud p�idáte do mapy nová data, ArcMap je zobrazí ve formátu, který jim sám p�id�lí (barva, tlouš�ka �ar atd.). Vyjimkou je p�idání vrstvy (layer), která je zmi�ována v kapitole 3.2.3. Soubor vrstvy totiž v ob� obsahuje i informace o formátu zobrazení. Jetliže tedy p�edáváte n�komu data a chcete zajistit, aby se mu po p�idání v ArcMap zobrazila daným konkrétním zp�sobem, pak je jednou z možností p�ipojit k datovému souboru nebo geodatabázi i soubory vrstev(layer).

Krom� tla�ítka je možné k p�idání dat do mapy použít i aplikaci ArcCata-log. Ponechte spušt�ný ArcMap a p�epn�te se do okna ArcCatalog, jehož veli-kost menšete tak, aby jste sou�asn� vid�li ob� aplikace p�ibližn� jako na obráz-ku 3.18.


- 18 (39) -

Obr. 3.18- P�idání dat do ArcMap pomocí ArcCatalog.

Dále uchopte t�ídu prvk� ulsit a p�etáhn�te ji do seznamu datových vrstev v ArcMap (viz obrázek 3.18).

3.3.2 Zm�na zp�sobu zobrazení dat

Informace

Je možné, že i když je nov� p�idaná vrstva ulsit v seznamu datových vrstev, vy p�esto nevidíte její grafické zobrazení.

Obr. 3.19- Zm�na po�adí datových vrstev seznamu.

M�že to být dáno tím, že grafické zobrazení závisí na po�adí vrstev v seznamu (viz obrázek 3.19). Pokud je tedy datová vrstva ulsit uvedena v seznamu jako poslední, pak ji vrstvy dkm1 a dkm2 p�ekrývají. Po�adí vrstev lze jednoduše m�nit prostým uchopením a p�etažením v seznamu.

Analýza dat

- 19 (39) -

Úkol 3.5

Vyzkoušejte funkci tla�itek panelu nástroj� uvedeném na obrázku 3.20.

Obr. 3.20- Tla�ítka pro zm�nu zobrazení panelu nástroj� Tools.

Úkol 3.6

Zm��te barvu výpln� u datových vrstev dkm1 a dkm2. Zjist�te jak je možné výpl� odstranit. Vše provetede kliknutím pravým tla�ítkem myši na symbol barevného obdelníka pod p�islušnou vrstvou, jak je patrné z obrázku.

Obr. 3.21- Zm�na barvy výpln� datové vrstvy.

3.3.3 Sou�adný systém mapy

Do mapy dále p�idejte data ze souboru do_463_WGS84.shp. Na obrazovce se vám následn� objeví výstraha, která �íká, že p�idávaná data jsou v jiném sou-�adném systému, než je aktuální sou�adný systém v map�. Výstrahu potvr�te OK.

Obr. 3.22- Výstraha v p�ípad� odlišného sou�adného systému p�idávané datové vrstvy.


- 20 (39) -

Informace

Sou�adný systém v map� se automaticky nastavuje podle první p�idané datové vrstvy. V našem p�ípad� to byl sou�adný systém S-JTSK, zatímco soubor do_463_WGS84.shp je v systému WGS84. Pokud potvrdíme v okn� výstrahy OK, ArcMap provede automaticky konverzi nov� p�idávaných dat do aktuální-ho sou�adného systému mapy (S-JTSK). Konverze je provedena pouze v rámci zobrazení v ArcMap a soubor do_463_WGS84.shp si uchovává p�vodní sou-�adný systém WGS84. S použitím p�íslušných nástroj� je však možné provést konverzi i v rámci souboru s daty nebo geodatabáze.

Obr. 3.23- Výstraha pokud datová vrstva nemá p�i�azenu informaci o sou�adném systému.

P�idejme do mapy další vrstvu projektu. Budou to rastrová data dmt_grid. Vý-straha, která se objeví na obrazovce se zobrazuje vždy, když datová vrstva ne-má p�i�azenu informaci o sou�adném systému (viz obrázek 3.23). Pokud jsou však data vytvo�ena v aktuálním sou�adném systému mapy, pak se zobrazí správn�. Pokud by však byla vytvo�ena v systému odlišném, bylo by nutné datové vrstv� tuto informaci p�i�adit, aby ArcMap mohl zvolit správné vztahy pro konverzi do aktuálního sou�adného systému. Výstrahu potvr�te OK a zkontrolujte správnost zobrazení.

Použijte tla�ítko , aby jste dosáhli zobrazení celé datové vrstvy dmt_grid, která je digitálním modelem terénu v rastrové podob�.

3.3.4 Nastavení zobrazení rastrových dat

Škála šedé, ve které se datová vrstva dmt_grid, zobrazuje, není p�íliš vhodná. Proto provedeme její zm�nu. Pravým tla�ítkem myši klikn�te na název vrstvy v seznamu (viz obrázek 3.24) a z místní nabídky vyberte Properties.

Obr. 3.24 – Zm�na vlastností zobrazení datové vrstvy.

Analýza dat

- 21 (39) -

V dialogovém okn� nejprve na kart� Symbology zm�níme barevnou škálu a klikn�te na Použít, aby jste mohli ov��it provedené nastavení p�ímo v map�.

Obr. 3.25– Zm�na barevné škály u rastrových dat.

Pokud se nám zdají zobrazované barvy p�íliš výrazné, m�žeme na kart� Dis-play nastavit pr�hlednost vrstvy (obrázek 3.26).

Obr. 3.26– Nastavení pr�hlednosti rastrové vrstvy.

Úkol 3.7

Ov��te nastavenou pr�hlednost vrstvy nap�. zm�nou po�adí v seznamu datových vrstev.


- 22 (39) -

4 P�íprava dat

Jedním z kritérií pro umíst�ní �OV je i požadavek na její umíst�ní mimo rozliv p�i pr�toku Q100. Jak jste si však mohli v p�edchozí kapitole všimnout, mezi vstupními daty nebyla žádná vrstva, která by obsahovala informace o záplavo-vých územích. Mezi daty v adresá�i projektu se však nachází soubor s názvem UPD_jh.jpg. Podívejme se na n�ho podrobn�ji v aplikaci ArcCatalog.

Obr. 4.1– Náhled (Preview) na soubor UPD_jh.jpg.

Jak m�žeme vid�t na obrázku 4.1, jedná se o �ást územn� plánovací dokumen-tace (ÚPD) Jind�ichova Hradce. Pokud se detailn�ji podíváme do oblasti poblíž vodního toku, zjistíme že v ÚPD je rovn�ž zakreslen rozliv p�i pr�toku Q100.

Obr. 4.2– Detail ÚPD s rozlivem p�i Q100.

Rozliv p�i Q100

Analýza dat

- 23 (39) -

4.1 Georeferencování

Tento rastrový podklad však není pro další analýzy p�íliš vhodný a je t�eba ho upravit. Prvním vážným problémem je, že není georeferencovaný, tj. není správn� umíst�n v sou�adném systému.

Spus�te ArcMap a do prázdné mapy p�idejte datové vrstvy budovy a UPD_jh.jpg.

Obr. 4.3– Datová vrstva budovy.

Vrstva UPD_jh.jpg však v zájmové lokalit� není zobrazena. Pokud použijeme tla�ítko , pro zobrazení všech dat, zjistíme na map� dva body. Jedná se o velmi zmenšené datové vrstvy.

Obr. 4.4– Datové vrstvy budovy a UPD_jh.jpg.

budovy

UPD_jh.jpg


- 24 (39) -

Úkol 4.1

Pomocí nástroje ov��te, že se v map� skute�n� nachází vrstva UPD_jh.jpg.

S použitím ArcMap je možné rastrová data georeferencovat. Slouží k tomu panel nástroj�, který zapneme z hlavního menu volbou View | Toolbars | Geo-referncing.

Obr. 4.5– Zapnutí panelu nástroj� Georeferencing.

Podstatou georeferencování je vybraným bod�m (zpravidla posta�ují 3) na rastru (zde UPD_jh.jpg) p�i�adit údaje o sou�adnicích X, Y. To lze provést dv�ma zp�soby. První možností je, že u konkrétních bod� známe p�ímo hodno-ty sou�adnic (nap�. z geodetického m��ení), a tyto zadám �íseln� z klávesnice.

Druhou možností je použití datové vrstvy, která je již umíst�na v sou�adném systému. Ta však musí obsahovat jednozna�n� identifikovatelné body, které se nacházejí sou�asn� i na georeferencovaném rastru (nap�. rohy budov, k�ižovat-ky komunikací, apod.).

V našem p�ípad� p�ipadá v úvahu možnost druhá, p�i�emž jako referen�ní pou-žijeme vrstvu budovy. Polygony budov jsou identifikovatelné v obou podkla-dech.

V map� si zobrazíme data z vrstvy budovy, a to kliknutím pravým tla�ítkem na název budovy v seznamu a volbou Zoom To Layer.

Analýza dat

- 25 (39) -

Obr. 4.6– Zobrazeni obsahu vrstvy pomocí Zoom To Layer.

Protože se vrstva UPD_jh.jpg nachází mimo zájmovou oblast provedeme její p�esun volbou z panelu nástroj� georeferencig, jak je vid�t na obrázku 4.7.

Obr. 4.7– Zobrazeni obsahu vrstvy pomocí Zoom To Layer.

Dále je t�eba vybrat vhodné body pro georeferencování. Princip je patrný z obrázku 4.8.

Obr. 4.8– P�íklad bod� na referen�ní vrstv� budovy a rastru UPD_jh.jpg.

1

2


- 26 (39) -

Nejprve provedeme kontrolu správného nastavení názvu vrstvy pro georeferen-cování dle obrázku 4.9.

Obr. 4.9– Kontrola nastavení správného názvu vrstvy pro georeferncování.

Pro p�esn�jší orientaci na map� m�žeme použít nástroj z hlavního menu Win-dow | Magnifer.

K volb� bod� 1 a 2 z obrázku 4.8 použijeme tla�ítko . Další postup je násle-dující:

1. Okno Magnifer p�esuneme zám�rným k�ížem na bod 1.

2. Klikneme na tla�ítko .

3. Kurzorem klikneme na roh budovy ozna�ený bodem 1. Lze kliknout p�ímo do okna Magnifer. Body lze samoz�ejm� zadávat i p�ímo do mapy bez okna Magnifer. Je to však pracn�jší, protože musíme neustá-le p�ibližovat na místo zadání bodu a naopak zp�t pro lepší orientaci v map�.

4. P�esuneme okno Magnifer na bod 2.

5. Klikneme kurzorem na roh budovy ozna�ený bodem 2.

M�žete si všimnout, že rastr se nyní p�esunul tak, aby bod 1 ležel na bod� 2. Tato úprava však zatím není dostate�ná, a proto stejný postup ješt� dvakrát opakujte pro další body, které je vhodné volit v r�zných �ástech mapy. Kone�-ný výsledek by m�l odpovídat p�ibližn� obrázku 4.10.

Obr. 4.10– Georeferencovaný rastr UPD_jh.jpg.

Analýza dat

- 27 (39) -

Po úsp�šném zadání referen�ních bod� je t�eba zvolit na panelu nástroj� Geo-referencing | Update Georeferencing. Tento krok je nezbytný, aby se údaje o georeferencování trvale p�i�adily k souboru UPD_jh.jpg.

Informace

Údaje o georeferencování se ukládají zpravidla do textových soubor�, které mají stejný název jako rastrový soubor, avšak odlišnou koncovku. Nap�. pro formát *.jpg je to textový soubor *.jgw a v p�ípad� *.tif pak *.tfw. Do t�chto soubor� se ukládají údaje o sou�adnicích roh� rastru, úhlu nato�ení, velikosti jednoho pixelu apod. Existují samoz�ejm� i datové formáty, u kterých je geore-ferencování p�ímo sou�ástí souboru rastru.

Úkol 4.2

Ov��te, zda došlo k vytvo�ení souboru UPD_jh.jpg. Prohlédn�te si jeho obsah pomocí Poznámkového bloku (Notepad).

Úkol 4.3

Prove�te georeferencování mapového listu Základní vodohospodá�ské mapy z adresá�e ZVM50. Jako referen�ní vrstvu použijte klad mapových list�.

4.2 Digitalizace hranic rozlivu

Georeferencovaný rastr UPD_jh.jpg využijeme jako podklad pro vytvo�ení nové vektorové vrstvy, do které bude zakreslen rozliv p�i povodni Q100.

Nejprve v ArcCatalog vytvo�íme nový soubor shapefile do kterého rozliv za-kreslíme. Pravým tla�ítkem klikneme na adresá� M�sto_vrstvy a z místní na-bídky zvolíme položky dle obrázku 4.11.

Obr. 4.11– Vytvo�ení nového souboru *.shp v aplikaci ArcCatalog.


- 28 (39) -

4.2.1 Vytvo�ení nového souboru shapefile

Následn� nastavíme vlastnosti nov� vytvá�eného souboru jako je jméno a typ dle obrázku 4.12.

Obr. 4.12– Nastavení vlastností nového souboru *.shp.

4.3 Definice sou�adného systému

Zbývá ješt� nastavit sou�adný systém S-JTSK pomocí tla�ítka Edit. Na násle-dujícím dialogovém panelu stiskneme Select. Dále vybereme soubor *.prj s údaji o sou�adném systém v adresá�i Projected Coordinate Systém/National Grids/S-JTSK Krovak EastNorth.prj.

Obr. 4.13– Volba sou�adného systému.

V ArcMap otev�eme prázdnou mapu a vložíme do datové vrstvy UPD_jh.jpg a Rozliv_Q100.shp.

Analýza dat

- 29 (39) -

4.4 Editace

Abychom mohli editovat grafická nebo tabulková data je t�eba se p�epnout do edita�ního režimu. To provedeme zapnutím panelu nástroj� Editor tla�ítkem

. Na panelu nástroj� dále zvolíme Editor | Start Editing.

Obr. 4.14– Panel nástroj� Editor.

Rozbalovací nabídky na panelu nástroj� Editor by m�ly být nastaveny stejn� jako na obrázku 4.14 (Task: informuje o provád�né akci, Target: udává, která vrstva je editována).

Klikn�te na tla�ítko za�n�te postupn� zakreslovat hranici rozlivu dle vrst-vy UPD_jh. Zadávání bod� obrysu vám usnadní nástroje . Jejich použití nep�eruší zakreslování obrysu. Pokud si nap�íklad p�iblížíte ur�i-tou �ást obrazu pomocí , v zakreslování rozlivu pokra�ujte op�tovným stis-kem tla�ítka .

Rozliv zakreslete pouze pro vodní tok Nežárka p�ibližn� tak, jak je uvedeno na obrázku 4.15.

Kreslení polygonu ukon�íte po zadání posledního bodu obrysu klávesou F2. Edita�ní režim vypneme volbou Editor | Stop Editing. Tímto máme p�iprave-nu další vrstvu pro pozd�jší analýzu.

Obr. 4.15– Digitalizovaný rozliv p�i povodni Q100.


- 30 (39) -

4.5 Nástroje Toolbox

Jak jste si jist� povšimli, data digitální katastrální mapy jsou rozd�lena do dvou samostatných soubor�. Pro analýzu však bude vhodn�jší data z obou soubor� slou�it. Na tomto p�íklad� si sou�asn� ukážeme použití další aplikace z rodiny ArcGIS - Toolbox.

Tla�ítkem spustíme Toolbox, který se zobrazí p�ímo v ArcMap.

Obr. 4.16– Nástroj Union v Toolbox.

Toolbox obsahuje samostatné nástroje, které jsou podle funkce rozd�leny do skupin. Vybereme nástroj Union, jak vidíme na obrázku 4.16 a spustíme ho poklikáním. V dialogu nástroje vybereme vrstvy ke slou�ení dkm1.shp a dkm2.shp. Výsledkem bude vrstva dkm_union.shp (viz obrázek 4.17).

Obr. 4.17– Dialog nástroje Union.

4.6 Export dat

Jedním z kritérií pro umíst�ní �OV je maximální vzdálenost od �eky. Mezi daty, která máme k dispozici je soubor VODNI_PLOCHY.dxf. Ten však obsa-

Výb�r datových vrstev ke slou�ení

Výsledná vrstva vzniklá slou�ením

Analýza dat

- 31 (39) -

huje veškeré vodstvo zájmové oblasti. Proto nyní vytvo�íme soubor nový, který bude obsahovat pouze vodní plochu �eky Nežárky.

Do mapy v ArcMap p�idáme data ze souboru VODNI_PLOCHY.dxf a výb�ro-vým nástrojem ozna�íme vodní plochu �eky podle obrázku 4.18.

Obr. 4.18– Výb�r vodní plochy �eky Nežárky.

Pro export zvoleného prvku klikneme pravým tla�ítkem na vrstvu VOD-NI_PLOCHY.DXF Polygon a z místní nabídky zvolíme položky dle obráz-ku 4.19.

Obr. 4.19– Export dat.

V dialogu zvolíme export vybraných dat a výstupní soubor nazveme Reka.shp (obrázek 4.20).


- 32 (39) -

Obr. 4.20– Dialog exportu dat.

Tímto posledním krokem jste úsp�šn� dokon�ili p�ípravu vstupních dat a nyní p�istoupíme analýze.

Analýza dat

- 33 (39) -

5 Analýza dat

Analýza podklad� se bude skládat ze t�í krok�. Nejprve se seznámíme s nástro-ji, které budeme b�hem analýzy pot�ebovat. Dále si nazna�íme postup analýz a po té již bude následovat vaše samostatná práce, jejímž cílem bude nalezení vhodné parcely pro umíst�ní �OV.

5.1 Vhodné umíst�ní �OV

Nejprve ur�íme oblast, v níž by �OV m�la ležet, tj. oblast do 150 m od b�eho-vé �áry �eky a v nadmo�ské výšce menší než 463 m n.m. Postup ur�ení této oblasti je zachycen schématem na obrázku 5.1.

Informace

P�i kreslení schémat bude v následujícím textu dodržována tato konvence:

• modrá elipsa = vstupní datové vrstvy

• zelená elipsa = nové vrstvy vytvo�ené b�hem analýzy (tyto vrstvy budeme ukládat do adresá�e Analyza)

• žlutý obdélník = nástroj aplikace Toolbox.

Obr. 5.1– Schéma analýzy – nalezení vhodné oblasti pro �OV.

Úkol 5.1

Prove�te analýzu dle schématu na obrázku 5.1. Použijte nástroje z Toolbox, které jsou uvedeny ve schématu. Informace o použití nástroj� získejte z ná-pov�dy a uživatelských manuál�. Nov� vytvo�ené soubory ukládejte do ad-resá�e Analyza. Výsledkem bude polygon v souboru Reka_Do_463.shp, kte-rý bude ohrani�ovat oblast vhodnou pro umíst�ní �OV (viz obrázek 5.2).

Hydroinformatika · Modul 4

- 34 (39) -

Obr. 5.2– Výsledek analýzy- vhodná oblast pro umíst�ní �OV.

Informace

Postup analýzy nazna�ený na obrázku 5.1 m�žeme realizovat n�kolika zp�soby :

1. Postupné “ru�ní” spoušt�ní jednotlivých nástroj� z Toolbox.

2. Použití tzv. model� (viz nápov�da – klí�ové slovo ModelBuilder).

3. Spoušt�ní nástroj� z p�íkazového �ádku (viz nápov�da – klí�ové slovo Command Line).

Úkol 5.2

Prove�te výše uvedenou analýzu s použitím nástroje ModelBuilder.

5.2 Nevhodné umíst�ní �OV

Analýza nevhodného umíst�ní �OV je obdobn� jako v p�edchozím odstavci zachycena pomocí schématu na obrázku 5.3.

Analýza dat

- 35 (39) -

Obr. 5.3– Schéma analýzy- nalezení nevhodné oblasti pro umíst�ní �OV.

Zastavme se nyní podrobn�ji u nástroje Select (Výb�r). ArcMap umož�uje dv� základní možnosti výb�ru prvk�:

• výb�r podle údaj� v atributové tabulce,

• výb�r na základ� prostorových vztah� prvk�.

Výb�r podle údaj� v atributové tabulce lze provád�t pomocí nástroje Select v aplikaci Toolbox nebo z hlavního menu ArcMap volbou Selection | Select By Attributes.

Následuje zobrazení dialogového panelu, který umož�uje intuitivní zadání kri-téria (tzv. SQL dotazu) pro výb�r prvk�.


- 36 (39) -

Obr. 5.4– Zadání dotazu pro výb�r prvk� z vrstvy dkm_union.

Na obrázku 5.4 je uveden p�íklad dotazu, který nám umožní vybrat z vrstvy dkm_union parcely na kterých se nachází parky. Uvedená vrstva totiž obsahuje sloupce Vyuziti a Vyuziti_1 ve kterých jsou uvád�ny t�i r�zné hodnoty:

• 0 – nerozlišené využití,

• 100 – na parcele leží park,

• 123 – parcela je nezastav�ná.

Obdobným postupem sestavíme dotaz pro výb�r bytové zástavby z vrstvy bu-dovy. V tomto p�ípad� hodnota 10 ve sloupci Využití ozna�uje bytovou zástav-bu.

Kontrolní otázky

Pro� se v atributové tabulce vrstvy dkm_union nacházejí sloupce ozna�ené �íslem 1? Ke zjišt�ní odpov�di znovu projd�te postup vzniku uvedené vrstvy popsaný v kapitole 4.5.

Analýza dat

- 37 (39) -

Obr. 5.5– Zadání dotazu pro výb�r prvk� z vrstvy budovy.

Výsledek analýzy pro nalezení oblastí nevhodných k výstavb� �OV je uveden na obrázku 5.6.

Obr. 5.6– Výsledek analýzy- nevhodná oblast pro umíst�ní �OV.


- 38 (39) -

Nyní zbývá posoudit tato zbývající kritéria pro umíst�ní �OV:

• nezastav�ná parcela s plochou minimáln� 2 500 m2,

• do 150 – 300 m od uzlu kanalizace,

• do 30 m od komunikace.

Úkol 5.3

Dokon�ete analýzu a prove�te výb�r vhodných parcel dle výše uvedených kritérií. Využijte v maximální možné mí�e literatury [1], nápov�dy a interne-tu.

Pozn.: P�i výb�ru vhodných parcel uvažujte i možnost slu�ování menších pozemk�.

6 Prezentace výsledk� analýzy

Úkol 6.1

Výsledky analýzy budeme prezentovat formou mapy, jak bylo specifikováno v cílech projektu. Navrhn�te její vhodnou formu. Jako pom�cku využijte lite-raturu [1].

Analýza dat

- 39 (39) -

7 Záv�r

7.1 Shrnutí

V rámci tohoto modulu jste se seznámili se základy práce v prost�edí ArcGIS, formou jednoduchého projektu.

Prakticky jste si vyzkoušeli všechny základní funkce GIS, tj. správu, analýzu a prezentaci dat. Zvládli jste rovn�ž samostatnou práci se zdroji informací, jako je literatura, nápov�da program�, internet atd.

7.2 Studijní prameny

7.2.1 Seznam použité literatury

[1] Crosier, S. et al. ArcGIS 9 – Za�ínáme s ArcGIS. ESRI Press 2004.

7.2.2 Seznam dopl�kové studijní literatury

[2] Using ArcMAP. ESRI Press 2000.

[3] Bailey, J. Using ArcCatalog. ESRI Press 2001.

7.2.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny

[4] ESRI - http://www.esri.com/

[5] Stránky zam��ené na virtuální výuku GIS - http://campus.esri.com/

ALEŠ DRÁB HYDROINFORMATIKA...

Documents

Transcript of ALEŠ DRÁB HYDROINFORMATIKA...