Создание карты в программе Arcgis

ArcMap ожидает, что информация о системе координат  будет храниться вместе с источником  данных. Для слоя базы геоданных  эта информация является частью  метаданных слоя. Для покрытий, шейп/файлов  и растров она хранится на  диске в отдельном файле, названном  по имени источника данных, но  с расширением .prj. Эти файлы являются  необязательными; таким образом, может  все же потребоваться определить  систему координат для одного  из таких источников данных. Создать  файл .prj можно с помощью ArcCatalog. Если  с источником данных не связана  информация о системе координат, ArcMap оценивает значения координат, чтобы проверить, находятся ли  они в интервале от 1800 до 1800 для  значений x и от 900 до 900 для значений y. Если «да», ArcMap считает, что это  географические координаты, широта  и долгота.Если значения не  находятся в этом интервале, ArcMap считает их плоскими координатами x,y.

 

 

 

1.4 Изучение данных и представление проекта ГИС

 

ArcGIS может  хранить и использовать географические  данные в нескольких форматах. Одним из способов представления  географической информации - в виде  точек, линий и полигонов. Такое  представление называется векторной  моделью данных. Она особенно  удобна для хранения и представления  дискретных объектов, таких как  здания, трубопроводы или границы  участков.

ГИС можно назвать базой данных, воспринимающей геометрическую информацию, ГИС позволяет связывать таблицу и пространственные данные. Этот формат называется табличные данные.

Значительная часть географических данных сегодня хранятся в шейп-файлах. В них хранятся два типичных точечных объектов: точечные и многоточечные. Базы геоданных реализуют объектно-ориентировачную модель данных ГИС - модель данных, где каждый пространственный объект хранится в виде строки таблицы.

При выполнении типичного аналитического проекта ГИС мы выполняли следующие этапы:

- определение цели анализа;

- создание базы данных объекта (проектирование базы данных, ввод и загрузка данных в базу и управление базой данных);

- анализ данных с помощью функций ГИС;

- представление результатов анализа (в виде карты).

 

Необходимые для проекта данные находятся в разных местах и представлены в разных форматах. Чтобы выполнить анализ нужно найти данные, получить информацию о них, и скопировать их в соответствующую рабочую область. ArcCatalog позволяет изучить данные и организовать их так как угодно. На этом этапе работы мы построили базу данных проекта, которая будет содержать все данные, которые мы получили. Мы просмотрели и скопировали данные с помощью ArcCatalog и создали папки для хранения данных и слои для представления удаленных данных. Далее с помощью ArcMap отобразили наборы из базы данных проекта, чтобы изучить географические взаимосвязи между наборами данных, с которыми мы будем работать в процессе анализа. Добавление данных в папку проекта состоит из следующих этапов:

- добавление к карте слоя участков;

- добавление к карте остальных данных города;

- добавление к карте шейп-файла реки;

- добавление данных высот;

- создание  грида высот.

Теперь, когда мы собрали и организовали все доступные данные, нужно подготовить данные для анализа. Данные ГИС представлены в разных системах координат, их нельзя правильно наложить и отобразить. Поэтому важно было сохранить данные в той же системе координат и в том же формате, что и другие данные. Объекты, которые хранились в виде наборов серий карт, мы соединили и работали с ними, как с единым целым.

Подготовка данных к анализу состояла из следующих шагов:

1. Определение системы координат для данных высот.

2. Выполнение проецирование шейп-файла реки в систему координат базы геоданных города.

3. Экспортирование шейп-файла реки.

4. Оцифровка нового парка в класс объектов парка.

5. Выполнение слияния слоев участков.

Выполнение анализа

На этапе планирования мы определили, какие данные потребуются для соблюдения заданных критериев, собрали данные и подготовили их к анализу. Далее выполнили анализ. В анализе участки должны удовлетворять определенным критериям для строительства. В пределах которых станция должна стоять и объекты, в пределах которых станция должна находится. Таким образом, определяют пригодные и непригодные области.

Работа на этом этапе состояла из следующих шагов:

- подготовка к анализу;

- определение области, где должна быть станция;

- поиск участков по пространственному критерию;

- поиск свободных участков;

- поиск пригородных участков вблизи дорог и узлов сети водостока;

- поиск пригородных участков, удовлетворяющих критерию площади;

- просмотр результатов анализа;

- представление результатов.

На этом этапе проекта мы создали карту-постер для представления результатов анализа. Постер содержит три карты. На первой - географическое положение пригодных участков относительно остальной части города. На другой - показаны все пригодные участки. На третьей - отображены наиболее пригодные участки. Также добавили список критериев и картографические элементы. Окончательная карта представлена на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 – Окончательная карта по проекту

2. NETWORK ANALIST

 

2.1 Обзор Network Analyst

 

Основная техническая характеристика Network Analist

Расширение Network Analyst ArcGIS позволяет построить сетевой набор данных (Network Analyst dataset - NDS) и выполнять анализ на сетевом dataset. Это расширение сформировано из множества частей: Мастер создания NDS (в ArcCatalog), плавающее окно (Window) Network Analyst (в ArcMap), Панель инструментов (toolbar) (в ArcMap), и множество инструментальных средств геообработки содержимых в составе ArcToolbox (в ArcCatalog и в ArcMap) .

Мастер создания NDS создает NDS из элементов множественных и точечных классов и устанавливает связь этот NDS в базу геоданных или множество в виде шейп-файла. Этот Мастер помогает идентифицировать классы пространственных объектов, которые будут использованы как источники и роль, которую они играют в сети, определить связность в пределах сети и идентифицировать атрибуты сети. Network Analyst Window помогает управлять входными данными для анализа и результатами. Оно отображает такие объекты, как барьеры, остановки и маршруты.Network Analyst toolbar - комбинация меню и кнопок для дополнения и модификации позиций на сети, создания направлений, идентификации сетевых объектов, построения сети, и выполнения анализа на базе наборов сетевых данных (network datasets).содержит инструментальные средства, поддерживающие разнообразные операции Network Analyst.

Расширение Network Analyst также поддержит использование и создание слоев в ArcMap, включая слой набора данных и слой сетевого анализа. Слой набора данных позволяет отображать и запрашивать базовый набор сетевых данных. Слой сетевого анализа является слоем, созданным посредством одной из операций Network Analyst. Этот слой может быть использован в дальнейшем анализе, как в пределах интерфейса пользователя ArcMap, так и в пределах конструктива геообработки. Он может быть также сохранен как постоянный слой.

Элементы Сети (Network elements)

Наборы сетевых данных (Network datasets - NDS) формируются из элементов сети. Элементы сети сгенерированы из источников, используемых для создания network dataset. Геометрия исходных данных используется, чтобы устанавливать связность. Кроме того, элементы сети имеют атрибуты, которые управляют навигацией по сети.

Есть три типа элементов сети: ребра, соединения, и повороты (edges, junctions, and turns). Ребра являются элементами, которые подключаются к другим элементам (соединениям) и являются связями, по которым текут ресурсы. Соединения соединяют ребра и обеспечивают навигацию от одного ребро к другому. Повороты - факультативные элементы, которые хранят информацию о движениях между двумя или более ребрами.

Ребра и соединения формируют базовую структуру любой сети. Связность в сети имеет дело с соединением ребер и соединений друг с другом. Повороты являются дополнительными элементами, которые хранят информацию о конкретном поворотном движении; например, левый поворот с одного конкретного ребра на другое ограничен.

Источники сети (Network sources)

Есть три типа источников сети, которые принимают участие в создании набора сетевых данных (network dataset (NDS)): источники пространственных объектов-ребер (edge feature sources), источники пространственных точек-соединений (junction feature sources) и источников пространственных объектов Поворот (turn feature sources). Классы линейных пространственных объектов участвуют в сети как edge feature sources. Классы точечных пространственных объектов участвуют в сети как junction feature sources. Классы пространственных объектов Поворот участвуют в сети как turn feature sources. Источников пространственных объектов Поворот моделирует исключительно поднабор возможных перемещений между элементами-ребрами в процессе навигации.

Каждый класс пространственных объектов, который участвует в сети как источник, генерирует элементы, основанные на предназначенной им роли. Например, класс линейных пространственных объектов используется как источник для элементов-ребер, а класс точечных пространственных объектов используется для генерации элементов-соединений. Элементы Поворота создаются из класса пространственных объектов Поворота. Созданные соединения-элементы, ребра-элементы и элементы Поворота формируют базовый (основной) граф, который и является сетью.

Все классы пространственных объектов, которые размещены в наборе классов пространственных объектов (feature dataset), входящем в NDS, могут участвовать в образовании сети в качестве источников. Но в шейп-файловом NDS только два источника могут принимать участие в его образовании - линейный шейп-файл и шейп-файловый класс пространственных объектов Поворот.

Повороты в сетевом наборе данных

(Turns in the network dataset (NDS))

Повороты могут быть сделаны в любой точке, где соединяются ребра. Количество возможных поворотов n²±1 в каждой точке сети, где n число ребер соединенных в точке. Даже в точке с единственным ребром, есть возможность сделать один разворот.

Мультиреберные повороты (Multiedge turns)

ArcGIS Network Analyst поддерживает моделирование  мультиреберных поворотов. Мультиреберный  поворот есть движение от одного  элемента-ребра сети к другому  через последовательность связанных  промежуточных элементов-ребер. Эти  промежуточные ребра считаются  внутренними ребрами поворота. В  УДС внутренние ребра поворота  обычно те элементы-ребра, которые  представляют интерьер пересечения  дорог с раздельным движением.

Развороты (U-turns)

Разворот (U-turn) это движение с выходом из одного конца элемента-ребра обратно на этот конец этого ребра. Обычно это моделируется как поворот с двумя входами в последовательности ребер, где оба входа - это один и тот же элемент ребра.

Строго определенные повороты

Повороты могут быть использованы в сети только, если они строго определены. Строго определенные повороты должны отвечать следующим 5-ти правилам:

.Поворот - это последовательность по крайней  мере двух ребер. Разворот представляет  движение от ребра к нему  самому.

.Первое  и последнее ребро (любое внешнее  ребро) в повороте не может  быть внутренним ребром другого  поворота.

.Каждое  ребро в последовательности соединяется  со следующим ребром в последовательности, с тем чтобы сформировать неразветвлетвленную  цепь соединенных ребер. В пределах  поворота, любое ребро (внутреннее  или внешнее) может быть соединено  только с одним (другим) ребром.

.Внутренние  ребра могут быть поделены  между поворотами (использоваться  разными поворотами). Ребра, являющиеся  внутренними для одного поворота  становятся внутренними для всех  поворотов.

Два поворота (как два пространственных объекта) не могут представлять одно и тоже поворотное движение. Это означает, что два поворота не могут иметь одни и те же первое и последнее внешние ребра.

Пространственные объекты Повороты (Turn features)

В ArcGIS Network Analyst повороты моделируются как пространственные объекты (features) в классе пространственных объектов Поворотов (turn feature class). Turn feature class является пользовательским (определяемым пользователем) классом полилинейных пространственных объектов типа ESRI Turn Feature.

Вне сети, turn feature class не имеет смысла. Чтобы сделать возможным использование его содержательной (оцениваемой) информации, необходимо иметь возможность добавить этот класс к сетевому набору данных (NDS). Чтобы добавить turn feature class к сети, он должен быть в том же NDS что и другие источники сетевого набора данных. Элемент-источник пространственного объекта поворота (turn feature source) не может принимать участия в группах связности (connectivity groups), как и не может содержать поля с высотной информацией.

Когда создается turn feature class, можно определить максимальное число ребер, поддерживаемых в повороте. Поворот имеет минимум два ребра. ArcGIS NA поддерживает повороты, которые могут иметь максимум 20 ребер. Встроенное по умолчанию максимальное число ребер соответствует пяти.

Атрибуты Поворотов (Turn attributes)

Повороты могут иметь атрибуты, содержащие информацию о продвижении по сети. Обычный пример атрибутов включает в себя время, необходимое для совершения этого движения и является ли движение ограниченным для конкретного вида транспорта.