Systemy Informacji Przestrzennej

Adam Inglot
Adiunkt w Katedrze Geodezji
Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska
adam.inglot@pg.edu.pl

2023-01-01, aktualizacja 2023-01-03

ciemne-jasne

Analizy przestrzenne

Jedną z domen specjalizty GIS, geoinformatyka czy specjalisty geoinformacji to przeprowadzenie analiz GIS w oparciu o różne źródła danych oraz modele danych. Analizy przestrzenne łaczą w sobie dwa modele danych które zostały przedstawione we wcześniejszych ćwiczeniach (model danych wektorowych i rastrowych). Częstym zadaniem jakie specjalista GIS wykonuje to wskazanie terenu spełniającego wyznaczone warunki. Na przykładzie poniższego zadania, przyglądniemy się jak wykorzystać dane z różnych źródeł i przeprowadzać analizy przestrzenne z wykorzystaniem różnych modeli danych.

Dla powiatu kartuskiego wyznacz obszary $1x1km$ spełniające warunki:

• minimum 30% powierzchni to grunty orne (na podstawie danych CLC) oddalone od rzeki 100 metrów ale nie dalej niż 1500,
• średni spadek dla obszarów $1x1km$ jest poniżej $5^{\circ}$,
• grunty orne znajdujące się w każdym z obszarów $1x1km$ mają mieć kierunek nachylenia WS, S lub ES co najmniej w 40%.

1. Przejdź do ArcGIS Pro.

2. Dodaj do projektu dane z geobazy kartuski.gdb.

3. Z warstwy clc18_PL_kartuski wybierz obiekty których kod jest równy 21 dla poziomu drugiego. Można to wykonać narzędziem Select. Zwróć uwagę że pole w którym zapisany jest kod CLC jest typu tekstowego. Zapytanie do bazy SQL należy sformułować jak dla tekstów CODE_18 LIKE '21%'.

Mamy wybrane obiekty reprezentujące grunty orne:

4. Wykonaj dwie warstwy buforowe od rzek na odległość 100 i 1500 metrów. Pamiętaj o łączeniu obiektów ze sobą podczas budowania warstw (Dissolve Type - nie pamiętasz co to znaczy, powtórz skrypt Analiza danych wektorowych cz.1.

5. Usuń geometrię bufora 100 metrowego w buforze 1500, wykorzystaj narzędzie (Eras).

6. Przytnij grunty orne do obszaru uzyskanej strefy od rzek, użyj narzędzia Clip lub Intersect.

7. Na podstawie numerycznego modelu terenu - DEM_kartuski - wykonaj raster spadków. Przejdź do narzędzia Slope, wprowadź NMT i pozostaw wynik w stopniach.

8. Następnie wykonaj raster ekspozycji terenu. Przejdź do narzędzia Aspect i wprowadź NMT.

9. Chcąc zbudować warstwę z poligonami 1x1km należy przejść do narzędzia Create Fishnet. Wprowadź ścieżkę oraz nazwę warstwy, w Template Extent wskaż np. DEM_kartuski, dzięki temu zostaną uzupełnione współrzędne początku oraz kierunku siatki kwadratów. Uzupełnij Cell Size Width/Height, odznacz Create Label Points i zmień typ geometrii na Polygon.

10. Oblicz statystyki z rastra spadków za pomocą Zonal Statystic as Table.

11. Przetnij ze sobą warstwę gruntów ornych przygotowaną do dalszej analizy (OrneKartuski_Clip) i siatka kwadratów - narzędzie Intersect.

12. Zwróć uwagę że w wyniku przecięcia przestrzennego warstw, dla niektórych kafelków może być więcej niż jeden obiekt reprezentujący grunty orne. Należy połączyć te obiekty w jeden obiekt jednocześnie rozróżniać indywidualny numer kafelka (FID_Siatka1k).

13. Chcąc połączyć obiekty w jeden rekord (multipolygon) użyj narzędzia Dissolve.

14. W nowo utworzonej warstwie dodaj pole w którym obliczysz procent powierzchni np. nazwa ProcArea, typ Double. Wykonaj obliczenie w Calculate Field.

15. Wykonaj reklasyfikację raster kierunków nachylenia terenu Aspect, przejdź do narzędzia Reclassify. Uwaga - dodając warstwę do narzędzia może pojawić się błąd, należy wtedy zmienić symbolizację rastra na Stretch - wskaż raster, przejdź w menu głównym do Raster Layer, rozwinąć Symbology, należy wybrać Stretch.

16. Wrócić do narzędzia Reclassify. Może być konieczne ponowne uruchomienia narzędzia i wpisania wartości bez części dziesiętnej.

Spełnienie ostatniego warunku dotyczy gruntów rolnych, nie oczka siatki. Z tej przyczyny jako strefy do statystyk (pomiaru powierzchni) należy wykorzystać grunty orne podzielone przez oczka siatki - (połączone w pojedyncze rekordy narzędziem Dissolve - OrneKartuski_Diss)

17. Wykonaj konwersję danych wektorowych do rastra - Feature to Raster jako pole z którego będzie pobierana wartość do komórki rastra wybierz identyfikator siatki.

18. Przemnóż raster Feature_Orne1 i Reclass_Aspect, wykonaj to w raster kalkulatorze.

19. Oblicz pole powierzchni komórek rastra przypadających na dany kafelek, użyj narzędzia Zonal Statystic as Table, możesz wprowadzić do narzędzia ten sam raster dwukrotnie.

20. Do uzyskanej tabeli przyłącz dane gruntów ornych OrneKartuski_Diss. PPM na tabele, przejdź do Joins and Relates/Add Join.

21. Oblicz procent powierzchni wykorzystując pole AREA. PPM na nagłówek pola, przejdź do Calculate Field.

22. Wyłącz połączenie Joins and Relates/Remove Join.

23. Dodaj 4 pola do warstwy siatki kwadratów, War1, War2, War3 i War. W menu głównym zapisz wprowadzone zmiany.

24. W dodanych polach wprowadź wartość 0 - przelicz używając Calculate Field.

25. Narzędziem Add Join przyłącz informacje o powierzchni gruntów ornych do warstwy siatki kwadratów.

26. Wybierz kafelki spełniające warunek pierwszy - 30% - i w kolumnie War1 wpisz wartość 1. Po wykonaniu usuń połączenie Joins and Relates/Remove Join. Pamiętaj o czyszczeniu selekcji po każdym obliczeniu warunku.

27. Analogicznie przyłącz informacje o spadku i kierunku nachylenia terenu (tabela - rys. 27)- rys. 36 i 37.

28. W polu War wprowadź wartość jeden gdy wszystkie warunki spełnione są jednocześnie - Select By Attributes.

29. Zamknij i zapisz ArcGIS Pro.

Wynik przeprowadzonej analizy przestrzennej - 146 obszarów