Создание карты в программе Arcgis

Обзор Network Analyst Window

The Network Analyst Window предназначено помогать пользователям  быстро и легко управлять их  сетевыми слоями анализа и  сетевыми классами анализа.

Обзор Network Analyst toolbar

Network Analyst toolbar обеспечивает командами для  создания новых слоев анализа, инструментальными средствами для  работы с этими слоями анализа, и инструментальными средствами  для работы и построения NDS.

Обзор Network Analyst toolbox

Network Analyst использует стандартный интерфейса  геообработки ArcGIS. Любое средство  из Network Analyst Tools toolbox может быть использовано  в модели.

 

 

 

2.2 Создание NDS и изучение Network Analyst

 

Создание NDS из шейп-файла

Новый набор сетевых данных (NDS), который назвали Streets_ND из шейп-файла. Связность и атрибуты были заданы автоматически. Отвечаем «ДА» на вопрос «Вы хотите моделировать повороты в этой сети?» (Рисунок 2.1).

 

Рисунок 2.1 Окно создания NDS

 

В ArcCatalog просматриваем получившуюся картинку, нажав на «Просмотр».

Создание NDS из класса пространственных объектов

В упражнении мы создали новую NDS под названием ParisNet из класса пространственных объектов - ребер, соединений, Поворотов. Упражнение заключается в создании дополнительного атрибута (ограничение поворота). Вначале мы устанавливаем связность. В группе связности содержится 3 источника улиц (магистрали, дороги городского значения и местного значения); для магистралей и дорог городского значения устанавливаем правило связности «конечная точка» для дорог местного значения «любая вершина». Далее отвечаем «ДА» на вопрос «Вы хотите моделировать повороты в этой сети?»

Добавляем новый атрибут к тем, что были заданы по умолчанию, называем TurnRestriction (ограничение поворота) и задаем ему тип применения «ограничение». Затем заходим в меню «Оценки», выбираем атрибут TurnRestriction и для ParisTurns в столбце «тип» выбираем «константа», а для «значение» - «ограничить». Далее нажимаем все по умолчанию. Мы создали новую NDS ParisNet.

Создание NDS из набора классов пространственных объектов

В упражнении мы создаем multimodal network dataset из множества классов пространственных объектов (улицы, линии метро, станции метро и др.). Далее мы присваиваем к какой группе связности относится каждый из этих источник (к первой или второй). По умолчанию появляются атрибуты Meters, Minutes, Oneway. Атрибут Minutes переименовываем Drive Time (время движения), выполняем операции в разделе «Оценки», выбрав нужные параметры столбцах «тип» и «значение»

Затем создаем ещё один атрибут Pedestrian Time (время движения пешехода), далее выполняем операции в разделе «Оценки», выбрав нужные параметры столбцах «тип» и «значение».

В итоге мы построили новую NDS, которая называется ParisMultiNet.

Нахождение оптимального маршрута в наборе сетевых данных

Нахождение оптимального маршрута заключается в нахождении оптимального маршрута на сети. В ArcMap в окне Network Analyst создаем новый маршрут (new route). В окне (Window) появляется три слоя: Stops, Routes, Barriers (остановки, маршруты, препятствия). Добавляем 3 остановки на улично-дорожную сеть. Затем в свойствах задаем параметры, необходимые для анализа (Рисунок 2.2).

Рисунок  2.2 - Свойства слоя

 

Затем в Network Analyst toolbar нажимаем на кнопку создать маршрут . На сети появляется маршрут, который соединяет все три остановки.

Потом мы создаем препятствие на маршруте (Barrier), с помощью кнопки Create Network Location tool (на панели NA Toolbar). Ещё раз создаем маршрут (нажав на ), который будет проходит в обход препятствия (Рисунок 2.3).

Рисунок  2.3 - Построение маршрута без препятствия (в объезд препятствия)

3. ARCGIS 3D ANALYST

 

3. 1 Отображение изображения на поверхности рельефа

 

3D Analyst, дополнительный  модуль ArcGIS для визуализации и  анализа трехмерных (3D) данных. 3DAnalyst добавляет специальную приложение ArcScene для просмотра данных 3D, а  также добавляет новые возможности  в ArcCatalog и ArcMap.позволяет создавать  сцены с перспективными видами, где мы можем перемещать и  взаимодействовать с данными  географической информационной  системы (ГИС). Мы можете представлять  на поверхности растровые и  векторные данные, а также вытягивать  по высоте векторные объекты  для придания им трехмерных  свойств. Мы можете также использовать  инструменты 3D Analyst в ArcScene для создания  и анализа поверхностей.

D Analyst позволяет  осуществлять предварительный просмотр  и навигацию по данным 3D. Мы  можем создавать слои данных  ГИС и определять для них  свойства трехмерного изображения.

Мы можем просмотреть сцены, созданные в ArcScene, а также создать метаданные для 3D данных ГИС, включая 3D образцы для сцен и данных. Мы можем создавать в ArcCatalog пустые классы объектов или шейп-файлов, которые потом можно будет заполнить путем оцифровки 3Dобъектов в ArcMap.

У нас есть TIN земной поверхности и растровое изображение по данным спутниковой съемки, показывающее неровности земной поверхности. Изображение очень информативно, но мы можем увеличить информативность, разместив изображение на земной поверхности. Изображение Долины Смерти было предоставлено.

Подключив модуль 3D Analyst, мы имеем возможность просмотра данных 3D в Arc Catalog с помощью набора инструментов 3D вида (Рисунок 3.1).

 

 

Рисунок 3.1 - Панель инструментов

 

Это позволяет нам строить сложные сцены по нескольким источникам данных.

Наложением 2D изображения на рельеф, мы можем воспользоваться для большей ясности о поверхности (свойства слоя - базовые высоты) (Рисунок 3.2).

 

Рисунок 3.2- TIN земной поверхности и растровое изображение по данным спутниковой съемки

 

Чтобы усилить ощущение глубины в сцене и выделить мелкие детали, мы используем масштабирование высоты рельефа (свойства сцены - вертикальный масштаб).

 

3.2 Визуализация загрязненности грунтовых вод

 

Мы наложим растр концентрации VOC на TIN выбросов загрязняющих веществ, чтобы показать объем и интенсивность загрязнения водоносного горизонта.

Имея колодцы разной глубины, мы можем определить, какие из них подвергаются загрязнению, «вытянув» и представив их на сцене вертикальными линиями соответствующей их глубине.

Таким образом, мы можем наглядно увидеть места, которые нуждаются в отчистке в первую очередь.

 

3.3 Визуализация радиоактивного загрязнения и заболеваемости раком

 

Один набор точек содержит значения измерений концентрации CS137 в почве. CS137 один из радиоактивных изотопов, выброшенных в результате аварии. Второй набор точек показывает число заболеваний раком щитовидной железы, суммированное по районам, точки измерений помещены в центрах соответствующих районов.

Создание трехмерных точечных объектов

Измерения CS137 в почве - это 2D точки с некоторыми атрибутами. Один из способов представить 2D точки в 3D виде - задать выражение вытягивания или базовые высоты. Мы можем также включить значения z в геометрическую форму объектов, чтобы их можно было просматривать в 3D виде без установки базовых высот, исходя из поверхности или атрибута. Это можно сделать используя функцию Конвертирования Объекты в 3D. Более яркую картину мы получим, если снова сделаем масштабирование по высоте.

Другой способ изучения данных - вытягивание точек в столбцы. Мы вытянем точки частоты заболевания раком щитовидной железы в столбцы, чтобы сравнить их с данными о заражении почвы (свойства сцены - вытягивание).

Создание поверхность из точек измерений

Нам известна концентрация CS137 в точках измерений, однако, мы не знаем ее уровня между точками. Один из способов получения информации об участках между точками измерения - интерполяция растровой поверхности по точкам замеров. Это можно сделать при нажатии 3D Analyst и выборе функций Интерполировать в растер и Обратно взвешенные расстояния.

В результате мы видим интерполированную поверхность заражения почв CS137.

 

Рисунок 3.3 -  Интерполированная поверхность заражения почв

 

С помощью меню Выборки и функции Выбрать по атрибуту мы можем выбрать центры районов с наибольшей зараженностью, они будет подсвечены голубым цветом по сравнению с остальными.

Можно выполнить просмотр атрибутов выбранных объектов с помощью таблицы атрибутов.

 

3.4 Построение модели TIN для представления рельефа

 

Создание TIN из точечных данных.

Имея слой точек, мы создим модель поверхности триангуляционной нерегулярной сети - TIN, используя функция 3D Analyst создать TIN из объектов.

Теперь можно выполнить добавление объектов (дороги) в TIN, также используя функцию 3D Analyst Добавить объекты в TIN.

Устанавливаем базовые высоты для объектов TIN (свойства слоя объекта - базовые высоты). Аналогичным способом можно установить базовые высоты для растра.

Создание профиля рельефа.

Чтобы лучше понять форму рассматриваемого объекта, создадим профиль поперек TIN. Запустив Arc Map и скопировав туда TIN, используем инструмент Интерполировать линию. Проведя диагональ по TIN, нажимаем кнопку Создать график профиля. Таким образом, мы получили график профиля и можем его добавить к компоновке карты.

Создание линии взгляда на рельефе.

Другой способ изучения рельефа - создания линии взгляда. Линия взгляда показывает, какие части поверхности видны и какие скрыты вдоль линии от точки наблюдения до точки цели.

На панели инструментов есть кнопка Создать линию взгляда, нажав ее, указав «уровень глаз» наблюдателя и расставив точки наблюдателя и цели, мы видим на TIN зеленые и красные сегменты - видимые и скрытые участки для обозревателя.

 

Рисунок 3.4 - Модель TIN для представления рельефа

 

 

 

3.5 Работа с анимациями в ArcScene

 

Работать с анимацией необходимо подключиться в панели инструментов Анимация, с помощью которой мы будем просматривать будущие анимации.

Существует три типа кадров, которые могут использоваться для построения анимации. Первый тип - это кадр камеры. Кадр камеры является мгновенным снимком вида, который мы видим в сцене. Второй - кадр слоя, является снимком свойств слоя. Третий тип представляет кадр сцены, хранящий свойства сцены.

Запись перспективных видов в качестве кадров для построения анимации

Сделав несколько кадров с разных положений нажатием кнопки Запись вида мы сделали анимацию. Чтобы ее просмотреть надо просто нажать Открыть элементы управления и на появившейся панели нажать кнопку плей.

Анимация проигрывается путем интерполяции позиции камеры между кадрами в ролике. В этом случае анимация покажет виртуальный переход между видами, которые мы записали. Запись результатов управления.

Нажатием кнопки Полет на панели управления и кнопки Запись вы можете начинать запись. Указывайте направление, в котором вы хотите двигаться движение мышки. При нажатии кнопки спот запись остановиться.

И нажатием кнопки запуск мы можем посмотреть анимацию, которую записали.

Рисунок 3.5 - Фрагмент из анимации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В процессе изучения программы ArcGIS были получены ценные знания при работе с картой, построению и прокладыванию маршрутов из одной заданной точки к другой, создавая на пути различные препятствия и запреты. Была изучена возможность просматривать и накладывать слои на карте, просматривать это в 3D формате, где можно было прокрутить и просмотреть полученный результат с различных ракурсов.

Также были рассмотрены такие опции как работа с анимациями в ArcScene, NetWork Analisis, 3D Routing, где могли проложить маршрут и просмотреть его в 3D формате, а также:

- были  изучены особенности выбора картографических проекций;

- структуры программного продукта ArcGIS и организацию данных о системах координат;

- выполнен анализ карторграфических проекций, поддерживаемых программным продуктом ArcGIS.