VŠB

Cvičení č. 3. – Základy práce v ArcGIS II.

Cíle cvičení:

Zopakovat si práci v ArcGIS.
Vyzkoušet si výběr prvků pomocí atributů a na základě polohy v prostoru.
Naučit se pracovat s výkrysem mapy a připravit mapu pro export.
Exportovat mapu.

Data pro cvičení:

V rámci tohoto cvičení budete pracovat s daty z cvičení č. 2.

Výběr geoprvku na základě tvaru geoprvků jiné třídy geoprvků

Jedná se o metodu výběru na základě polohy prvku v prostoru. Výběr se provádí spuštěním funkce Select by Location z menu Selection.

Při výběrů je nutné postupně definovat:

Typ výběru

- Nový výběr.

- Výsledky výběru přidat k již aktuálně vybrané podmnožině geoprvků (OR).

- Výsledky výběru odstranit z již aktuálně vybrané podmnožiny geoprvků (AND NOT).

- Výběr provést z již aktuálně vybrané podmnožiny geoprvků (AND).

Nad kterými vrstvami se má výběr aplikovat
Pravidlo výběrů (více detailů včetně grafického znázornění uvádí stránky ESRI)

- Protíná výběrový geoprprvek.

- Je do vzdálenosti X od výběrového geoprvku.

- Musí zcela obsahovat výběrový geoprvek.

- Musí být zcela obsažen ve výběrovém geoprvku.

- Má své těžiště uvitř výběrového geoprvku.

- Sdílí liniový segment s výběrovým geoprvkem.

- Dotýká se výběrového geoprvku (Nesmí se křížit!).

- Je identický s výběrovým geoprvkem.

- Kříží se s výběrovým geoprvkem.

- Obsahuje výběrový geoprvek (Připouští společnou hranici!).

- Musí být obsažen ve výběrovém geoprvku (Připouští společnou hranici!).

Výběr (vrstvy) geoprvků

Úkol: Jste správce komunikace a chcete provést údržbu zeleně. Nalezněte všechny stromy a keře v areálu VŠB-TUO a ostatní budovy, které leží do vzdálenosti 10m od komunikací.

Výsledný výběr exportujte jako novou vrstvu-shapefile s pojmenováním spravce.shp (pravé tlačítko myši – data - export data). Po exportu si vrstvu přidejte do datového rámce.

Výběr na základě hodnot atributů

Výběry geoprvků prováděné na základě hodnot atributů v jejich popisné složce jsou druhým z velmi často prováděných výběrů. Naleznete je v menu Selection/Select By Attributes…. Výběry jsou dnes prováděny na základě jazyka pro dotazování nad daty SQL. Pro jednoduché dotazy v rámci ArcMap nemusíte syntaxi tohoto jazyka znát, protože zatím budete používat grafické rozhraní pro tvorbu dotazů.

Základní schéma dotazu je:

SELECT Atribut FROM Tabulka WHERE Podmínka

Atribut -   nebo seznam atributů, jehož hodnoty budou vráceny uživateli

            jako výsledek dotazu. V případě, že mají být dotazem vráceny

            všechny atributy dotazované tabulky (celý záznam), tak se

            nevypisuje seznam, ale použije se znak *.

Tabulka -   nad kterou se dotazujeme.

Podmínka -  definující, které hodnoty z původní tabulky budou dotazem

            vráceny. Aby byl záznam vrácen jako výsledek dotazování,

            musí být splněny všechny nadefinované podmínky za klauzuli WHERE.

Příklad: SELECT * FROM str00 WHERE ZDROJ=„Mapování laser“

Příklad: SELECT * FROM bud00 WHERE „NazevKod“ LIKE ‚%Kol%‘

Poznámka: %Kol% – je uzavřeno v apostorfech, Mapování laser a NazevKod v uvozovkách.

Při sestavování dotazu v ArcMap postupně sestavujete celou klauzuli a to v těchto krocích (obrázek 1):

Vybrat vrstvu nebo tabulku, nad níž má výběr proběhnout z příkladu výše Tabulka.
Typ výběru (shodné s typy u výběrů geoprvků na základě tvarů geoprvků jiné vrstvy).
Pole s atributy pro sestavení Podmínky.
Pole pro sestavení podmínky na základě operátorů a funkcí jazyka SQL (Podporované prvky jazyka SQL zjistíte ze stránek ESRI. Při definování podmínky je nutné brát na zřetel i velikosti písmen. Zápis podmínky je tzv. Case Sensitive.

Poznámka: Atributy, které má dotaz vracet, v ArcMap nedefinujete! ArcMap automaticky vrací celý záznam, proto je za klauzulí SELECT znak *, který nemůžete změnit!

O jazyce SQL se můžete dozvědět více W3SCH0OLS.

Obrázek 1: Ukázka menu pro atributový výběr

Úkol: Podle zadání cvičícího sestavte dotaz.

Příprava mapy pro export v zobrazení Layout View (výkres)

V minulém cvičení jste si osvojili základy práce v ArcGIS. Dosud jste se však nedozvěděli, jak připravit mapu pro export. Tvorba vlastní mapy není jednoduchým úkolem, protože je nutné dodržovat zásady tématické kartografie. Tedy pravidel o tom, jak se mapa tvoří, co musí obsahovat a splňovat. V následujících odstavcích jsou základní pravidla uvedena a prostudujte je.

Základní pravidla pro tvorbu tématické mapy

Kartografie, jako obor zabývající se tvorbou map a vším co s mapami, jejich vznikem a užíváním souvisí, má celou řadu ověřených postupů a pravidel pro tvoru různých typů map. Níže jsou uvedeny jen základní pravidla určená pro tvorbu tématických map. Pro detailnější nastudování problematiky se můžete obrátit na publikaci prof. Voženílka jako na minimální základ. Níže uvedený text byl připraven na základě posledně uvedeného zdroje. Řadu příkladu a ukázek tématických map naleznete v prezentacích (přednášky) O. Čerby.

Při tvorbě tématické mapy se uplatňují tzv. základní a nadstavbové kompoziční prvky. Zatímco základní kompoziční prvky musí být v mapě vždy přítomny a je velmi přesně popsáno, jak mají vypadat. Přítomnost nadstavbových kompozičních prvků je daná potřebami konkrétní mapy, která je sestavována

K základním kompozičním prvkům patří:

název mapy
měřítko
legenda
tiráž
mapové pole

K důležitým nebo často používaným nadstavbovým prvkům tématické mapy patří:

směrovka
textové pole
citace

Název mapy

Název mapy musí obsahovat:

Obsahově věcné vymezení, jinak řečeno CO mapa znázorňuje, jaké téma nebo témata jsou mapou vyjádřena?
Prostorové vymezení , jinak řečeno KDE se, to co mapa zachycuje, nachází?
Pokud je téma mapy časově proměnlivé musí mít mapa i časové určení. Tedy KDY?

Nadpis se rozděluje na hlavní nadpis a podnadpis. Pro hlavní nadpis se používá

VELKÉ TISKACÍ BEZPATKOVÉ PÍSMO.

V podnadpisu se používá

pak malé tiskací bezpatkové písmo s menším řezem písma než nadpis.

Nadpis musí být vyveden největším řezem písma, jde o prvek, který musí být čitelný i z větší vzdálenosti.

Nadpis neobsahuje slova jako například: Mapa, Plánek apod. Dále by se v nadpisu nemělo objevit vyjádření metody jako například: Interpolovaná data, Data měřená GPS, apod. Metodu můžete uvést v tiráži.

Měřítko

Měřítko je dalším základním prvkem mapy. V digitálních mapách je upřednostňováno grafické měřítko před textovým měřítkem. U měřítka se používá dělení na 10-ky, 100-ky, 1000-ce atd. Popis jednotek grafického měřítka se uvádí zkratkou km, m, mm a to za posledním textovým popiskem grafického měřítka.

Pokud používáte současně měřítko textové i grafické, umisťuje se textové měřítko na opačnou stranu, než jsou umístěny u grafického měřítka popisky. Pokud má měřítko popisky dole, je textové měřítko umístěno nad grafickým měřítkem a naopak. U textového měřítka se používá mezera jako oddělovač tisíců a milionů.

Legenda

U tematických map se nepoužívá nadpis Legenda! Popisky u prvků legendy se uvádí v jednotném čísle. Legenda musí být:

Úplná – to co je v mapě musí být v legendě.
Nezávislá (jednoznačná) – nemohou být v mapě dva objekty, jevy se shodným vyjádřením v legendě.
Uspořádaná – objekty a jevy spolu související jsou v legendě seskupovány do skupin. Dále se legenda uspořádává od nejdůležitějšího k méně důležitému.
Soulad legendy s označením v mapě – symbol v legendě musí vypadat naprosto shodně se symbolem použitým v legendě (tvarem a polohou znaků, velikostí, odstíny barvy).
Srozumitelná – legenda musí být srozumitelná nejen vám, ale i budoucím uživatelům mapy.

Tiráž

Tiráž obsahuje soubor informací o tvorbě mapy. K těmto informacím vždy patří:

Jméno a příjmení autora, autorů mapy. Pro odlišení se zapisuje příjmení velkým tiskacím písmem.
Místo vydání (sestavení) mapy.
Rok vydání (sestavení) mapy.
Kartografické zobrazení, copyright a podkladové zdroje jsou jedny z dalších prvků, které se umísťují v tiráži.

Při citování zdroje musíte provést úplnou citaci zdroje, nestačí uvést: „Jako podklad byla použita data z databáze z adresy xyz.“ Musíte uvést, kdo data vydal, jejich oficiální název, popřípadě obsah.

Mapové pole

Bez mapového pole byste zřejmě mapu nesestavili. Pokud budete sestavovat mapu, pamatujte, že vlastní mapové pole nemá být asi jako dopisní známka na dopise, v poměru k celé ploše mapy! Snažte se využít celou plochu média, na které mapu připravujete. Nejde zde jen o pravidla, co má být a co nemá být, ale také o jistou míru estetického cítění. Příklady kompozic tématické mapy naleznete na obrazku 2.

Obrázek 2: Příklady kompozic tématické mapy. Zdroj Voženílek (2002)

Směrovka

Jedním z nejdůležitějších nadstavbových kompozičních prvků, které budete používat téměř vždy, je směrovka. Udává vždy orientaci ke skutečnému severu. Ve dvou případech severku v tématické mapě nemusíte používat:

Zobrazujete obecně známé území, například Evropu.
V mapě je znázorněná síť zeměpisných rovnoběžek a poledníků.

Textové pole

Textové pole je dalším často používaným prvkem mapy, kde můžete umístit vysvětlující texty, definice, popis metod aktuálnost atd.

Citace

Pokud jste používali při sestavovaní mapy cizí podklad nebo data, je nedílnou součásti mapy citace.

Další pravidla pro sestavování mapy

Celá mapa musí být sestavena v jednotném jazyce. Nejčastější chybou bývá anglický popis směrovky. V mapě používejte maximálně dva rody nezdobného písma, které jsou jasně odlišitelné.

Výběr metody znázornění symbolů

Volba symbolů by měla odpovídat jevu, který je zobrazován. Z hlediska povahy vstupních dat lze symboly rozdělit pro všechny typy geoprvků do několika skupin. Názvy typu symbolů odpovídají terminologii použité v ArcMap. Problematika volby metody vyjádření je velmi obšírná a je této problematice věnováno hodně publikací. Začít můžete například v prezentacích O. Čerby Kartogramy, Kartodiagramy a Kartografické znaky. Z níže uvedených metod nejčastěji využijete možnost Quantities Graduate color (kartogram), Charts Pie-Bar/Column-Stacked a Features Single symbol, které naleznete ve vlastnostech vrstvy pod záložkou Symbology.

Obrázek 3: Ukázky nastavení symbologie v aplikaci ArcMap

Features Single symbol – tento typ symbolů se používá v případě, že v mapě potřebujete jeden typ geoprvků zobrazit stejným způsobem, bez ohledu na jeho kvantitativní nebo kvalitativní parametry. Tento typ zobrazení geoprvků je možné chápat jako základní a setkáte se s ním prakticky v každé programové aplikaci GIS. Nejčastěji jej budete používat pro data topografického podkladu. Příkladem mohou být vodní toky, které jsou všechny znázorněny modrou barvou.

Categories Unique values (many fields) – Tento typ zobrazení symbolů umožňuje v rámci jednoho typu geoprvků zobrazovat různé kvalitativně různé typy daného geoprvku, různými symboly. Zobrazení se provádí na základě jednoho nebo více atributů, který geoprvek má. Příkladem může být rozdělení typů budov areálu VŠB-TUO s ohledem na užití.

Categories Match to symbols in a style – jde o speciální verzi Unique values. Zatímco v případě předešlých metod musí uživatel definovat symbol. Tento typ zobrazení předpokládá, že má uživatel vytvořený klíč symbolů v souboru. V klíči je každý symbol identifikován číselnou hodnotou. Vrstva geoprvku pak obsahuje v jednom z atributů, právě identifikátor požadovaného symbolu z klíče symbolů.

Quantities Graduate color – Tento typ zobrazení symbolu umožňuje v rámci jednoho typu geoprvků vyjádřit kvantitativní hodnotu sledovaného atributu různou barvou nebo šrafováním, který geoprvek reprezentuje. Metoda je použitelná pro bodové, liniové i plošné geoprvky. Pokud je touto metodou zobrazována hodnota atributu plošného geoprvku (areálu), která je přepočtena statisticky vůči jiné veličině, tak aby byla použitelná při relativním kvantitativním porovnání jednotlivých areálů, pak jde o kartogram.

Příklad vyjádření míry nezaměstnanosti v absolutních číslech (počet nezaměstnaných) nebude vypovídat o tom jak vysoká je nezaměstnanost v regionech s různým počtem obyvatel. Aby bylo možné stanovit, kde je míra nezaměstnanosti vysoká a kde nízká, je nutné přepočítat absolutní hodnotu počtu nezaměstnaných například na celkový počet obyvatel v produktivním věku v regionu. Tím získáte relativní vyjádření, které umožní srovnání míry nezaměstnanosti.

Quantities Graduate symbol – metoda umožňuje v rámci jednoho typu geoprvků vyjádřit kvantitativní rozsah hodnot sledovaného atributu, různou velikostí symbolů. Například malý symbol – malá hodnota, velký symbol – velká hodnota. Z velikosti symbolu není možné zpětně přepočíst přesně kvantitu. Například hloubka vrtu nebo počet přepravených osob. Uvedené příklady lze považovat za metodu kartodiagramu. V případě polygonových geoprvků je v polygonu umístěn bodový symbol.

Quantities Proportional symbols – používá se pro metodu kartodiagramů. Velikost hodnoty je reprezentována proporcionálně velikosti symbolu. Hodnota je buď přepočtena na šířku, respektive poloměr symbolu nebo na plochu symbolu. Existuje tedy úměra mezi velikosti hodnoty atributu a velikosti symbolu, který jej reprezentuje. Metodu je možné aplikovat na bodové liniové i polygonové geoprvky. V případě polygonových geoprvků je v polygonu umístěn bodový symbol.

Quantities Dot Density – Kvantitu hodnoty atributu polygonového geoprvku je reprezentována hustotou tečkování. Každá tečka zastupuje určitou část hodnoty. Geoprvky jejichž hodnota daného atributu je vyšší jsou vyplněny větším množstvím teček a naopak.

Charts Pie-Bar/Column-Stacked – Tento typ zobrazení symbologie umožňuje zobrazit složené informace týkající se bodového nebo polygonového geoprvku pomocí diagramu. Zobrazované hodnoty jsou absolutní. Pomocí těchto nástrojů je možné realizovat některé bodově a plošně lokalizovatelné kartodiagramy. Strukturní, součtový a složený kartodiagram. Například celkový počet obyvatel města bude reprezentován velikosti výsečového diagramu, zatímco počty obyvatel spadající do věkových skupin po 25 letech budou reprezentovány velikostí výseče v diagramu.

Základní rozvržení mapy

Pro přechod z mapového režimu do režimu náhledu na rozvržení mapy přepněte prostředí v menu View na Layout View. V režimu rozvržení mapy proveďte následující činnosti:

Nastavení velikosti tiskového výstupu menu File položka Page and Print Setup na A4 a zvolte Landscape nebo Portrait (na výšku/šířku)
Nastavte si zarážky (pravítka), které vám umožní vymezit ve vaší budoucí mapě oblasti pro jednotlivé kompoziční prvky. Záložky nastavíte kliknutím do místa s pravítky zobrazující v návrhovém okně.

Vložení legendy a dalších kompozičních prvků

Základní i nadstavbové kompoziční prvky provádíme shodně v zobrazení Layout View ve sloupci Insert a zvolíme chtěný kompoziční prvek. Na Obrázku 4 bychom vkládali legendu.

Obrázek 4: Ukázka vložení základních a nadstavbových kompozičních prvků, v tomto případě legendy.

Vložení legendy

Legenda je v prostředí ArcMap generována po spuštění průvodce automaticky. Názvy a symboly jsou přebírány z tabulky obsahu a jsou automaticky aktualizovány, tak jak jsou v tabulce obsahu měněny uživatelem.

Legendu přidáte pomocí položky Legend… v menu Insert. Konfiguraci legendy můžete provést v průvodci po spuštění, zbytek konfigurace pak provedete dodatečně. Postupujte v těchto krocích:

Spustit přidání legendy.
Ze seznamu tématických vrstev v datovém rámci přesuňte do pravé části formuláře ta data, která chcete mít zobrazená v legendě. Uspořádejte je do pořadí, ve kterém je chcete mít v legendě zobrazená.
Titulek legendy nemusíte vůbec modifikovat. Při tvorbě tématické mapy se nepoužívá.
Definice pozadí, rámu a stínu komponenty legendy.
Nastavení velikosti jednotlivých znaků v klíči legendy (možno přeskočit).
Nastavte grafické uspořádání legendy. Zde je možné provést nastavení uspořádání a zároveň vidět, kterých částí legendy se bude týkat (dále už tuto možnost nebudete mít).

Po dokončení průvodce budete mít připravenou hrubou kostru legendy, kterou je třeba upravit. Dvojklikem do vygenerované legendy aktivujete nastavení legendy. V první řadě vypněte popisek legendy a dále můžete upravit velikost grafického symbolu pro všechny znaky v klíči legendy. Pokud nejste spokojeni s rozložením legendy, je možné ji nechat převést na grafiku (pravé tlačítko myši na legendě) a nechat ji rozložit. Pak je možné pracovat s každou položkou legendy zvláště a přeskupovat ji.

Nastavení měřítka a směrovky

Vložení měřítka a směrovky se provádí položkami v menu Scale Bar… a North Arrow…. Nezapomeňte, při přidávání měřítka na základní pravidla pro tvoru grafického měřítka, jak jsou uvedena výše. Měřítko je vždy nutné upravit, aby bylo vhodně děleno, bylo v metrech či kilometrech (v závislosti na měřítku).

Při výběru severky volte podle dvou kritérií:

Severka musí být jednoduchá a nezdobná (nepoužívejte zdobnou, která se hodí na námořní mapu ze 17. století).
Život si ulehčíte, když budete vybírat severku, která nemá v grafice písmena udávající směr, ale zároveň jednoznačně směr k severu určuje.

Další doplňky

Doplňkem mapy může být například logo, graf. Vkládání těchto objektů do mapy naleznete v položkách Picture a Object. Grafický design map můžete vylepšit také podbarvením jednotlivých komponent mapy.

K závěrečným činnostem bude také patřit zarovnání komponent a prvků mapy, které jste do mapy neumísťovali pomocí zarážek a pravítek. Zarovnání se provádí výběrem příslušných prvků v kompozici a zavoláním funkce Align z plovoucího menu.

Tisk mapy nebo její export

Finálním krokem je provedení tisku mapy nebo její export do souboru, který může být později vytištěn. Při tisku máte na výběr z celé řady formátů a nastavení. Formát exportu mapy závisí na požadavcích na výslednou mapu. Jeden parametr je shodný pro většinu formátů a tím je parametr DPI, který určuje kvalitu obrazu. Při exportu nastavte vyšší hodnotu, než je nastavena systém defaultně (96 DPI) a to na 300 DPI.

Při exportu máte na výběr mezi formáty, které umožňují další práci s mapou (PDF, EPS, AI, SVG) a klasickými rastrovými formáty, které jsou vhodné „jen“ pro archivaci výsledné mapy a její tisk (TIF, JPEG, BMP, PNG, GIF). Rozumným výsledkem poměru „cena/výkon“ je formát PNG, který dosahuje lepších kvalit než JPEG zároveň při zachování rozumné velikosti souboru.

Úkol:

Při formulování dotazu na základě polohy geoprvku jste si vytvořili vrstvu spravce.shp s výsledným výběrem. Vaším úkolem bude nyní připravit mapu a vyexportovat mapu, na které budou znázorněny stromy a keře určeny k ošetření správcem komunikace.

Vytvořte tedy mapu vhodně orientovanou (na výšku/šířku) a doplněnou o vrstvy z adresáře vektor. Pro tento účel si založte nový projekt a nastavte vlastní vhodnou symbologii. Mapu nezapomeňte doplnit o základní a nadstavbové kompoziční prvky, tak aby se skutečně jednalo o mapu! Výsledek předejte vyučujícímu ke kontrole.