Skip to main content

Cvičení 8

Posted in

Úkolem tohoto cvičení bude několika způsoby vygenerovat digitální model terénu, získat několik odvozených charakteristik (sklon, expozici,...) a ukázat si několik doplňkových nástrojů extenze 3D Analyst. K této nadstavbě je k dispozici nápověda, kterou jazykově zdatnějším doporučuji jako doplňující materiál ke cvičení. Dalším vhodným materiálem jsou návody na cvičení ze ZČU.
Prvním úkolem je vytvořit digitální model terénu z dodaných vrstevnic a vytvořit některé odvozené charakteristiky digitálního modelu jako jsou sklon, expozice, stínování. Nastudujte postup podle následujícího grafu.

Z dodaných vektorových dat bude vytvořena vázaná nepravidelná trojúhelníková sí». Zlomovými liniemi jsou pro nás vrstevnice. Trojúhelníková sí» je speciální datový typ, který je možné použít do dalších nástrojů 3D Analyst. Pro mnoho úloh je vhodnější pracovat s rastrovým modelem, použijte nástroj TIN to Raster. Území má cca 15*20 km, rozumná bude velikost pixelu 10 m, rastr potom bude mít rozměry 1500x2000 pixelů, cože je ještě rozumná velikost. Rastr si pojmenujte vhodným jménem, při nedostatku nápadů použijte název z diagramu. Na základě vygenerovaného rastru můžeme odvozovat další rastry, viz schéma.

vstupní bodové pole + zlomové linie (vrstevnice):

Vygenerovaný TIN se zvýrazněným průběhem terénu pomocí hypsometrie a souřadnicemi:

Struktura TIN včetně zlomových linií - nikde neprotíná hranice trojúhelníku vrstevnici:

Expozice svahu vzhledem ke světovým stranám:

Sklon terénu ve stupních:

Porovnání sklonu terénu získaného odvozením z TIN a z vygenerovaného rastru:

Dalším úkolem bude vygenerovat digitální model terénu v rastrové podobě přímo z bodových dat - v praxi mnohem častější případ. Body byly získány dalším ořezem zájmové oblasti z předchozí a náhodně zředěny na třicetinu původního počtu. Nevystihují vhodně tvar terénu, dokonce jsou velmi nevhodně umístěny. Cíl je ukázat že velmi záleží na výběru metody interpolace a jejích parametrů.

Nevhodně zvolené body, nevystihují dostatečně významné morfologické body reliéfu:

Veškeré parametry jednotlivých nástrojů ponechte původní s výjimkou názvu výsledného rastru a rozlišení (5 m/px).
Poslední částí cvičení je ukázka nástrojů 3D Analyst - vytvoření vrstevnice, linie pohledu, vyhledání spádnice,...

Pokud zbyde čas, vizualizace pomocí ArcScene.
Data vytvořená během cvičení uložte do svého adresáře pro případnou kontrolu.

----------------------------
Video - 1.část cvičení
Video - 2.část cvičení

V této části cvičení dále už použijeme pokročilejší funkce pro analýzy DMT. V první části hodiny provedeme analýzu pokrytí oblasti pěti plánovanými vysílači GSM signálu. Použijeme oblast z předchozího cvičení a na předchozím cvičení vygenerovaný digitální model terénu.
Abychom si ušetřili práci, otevřeme si hotový projekt. Pokud byste měli potíže s místem, smažte v ArcCatalogu (nikoliv přímo v souborovém manažeru) digitální model terénu z předchozího cvičení). Rastrová data ve formátu ESRI GRID tvoří několik souborů a takto máte zaručeno bezpečné smazání všech, kterých se to týká.
Celý projekt by měl po otevření vypadat zhruba takto:

Klikni pro zvětšení

Zadáním je určit viditelné (= signálem pokryté oblasti dané lokality). Protože v samotném nástroji pro analýzu přímé viditelnosti není k dispozici tolik parametrů, které je možné při analýze využít, na tomto odkazu naleznete bližší vysvětlení jak nadefinovat doplňující parametry jako jsou například minimální a maximální výškový úhel, výška zdroje, výška cíle atd. V našem případě můžeme uvažovat různou výšku vysílačů (například na základě vyjádření CHKO a stavebního úřadu) , mohli bychom uvažovat směrovost jednotlivých antén, na základě výkonu vysílače i maximální dosah atd... V tomto případě stačí výška vysílače, která je uložené v atributu OFFSET1 - vytvoříme tedy nový atributové sloupec s názvem OFFSET1 a do něj vložíme smyšlené hodnoty výšek jednotlivých stožárů. Další možná atributová pole vysvětlena v nápovědě, případně v náčrtku.

Schéma našeho pracovního postupu:

Klikni pro zvětšení

Stejný modul Viewshed použitý na digitálním modelu terénu ve formě TIN a rastru dá mírně odlišné výsledky. Posoudit která z variant je správnější závisí na detailních znalostech jednotlivých metod plošné interpolace a vhodnosti rozložení bodů v terénu tak aby byly dostatečným způsobem popsány morfologické tvary terénu.

V druhé části cvičení se pokusíme sestavit mapu s plošným rozložením průměrných teplot v letech 2000 a 2005. Dále nás zajímá rozdíl teplot mezi těmito lety. Je potřeba si uvědomit několik faktů - pro interpolaci má bodové pole poměrně nedostatečnou hustotu, nejsou započteny závoslosti průměrných teplot na mikroklimatických jevech a vlivu například nadmořské výšky. Také pro určování trendů etc. by bylo potřeba podstatně zpracovat podstatně větší soubory dat z delšího časového období. Považujte tuto úlohu (jako většinu dalších) za cvičení, nikoliv za skutečnou analýzu.
Uložte si na svůj síťový disk data se kterými budeme pracovat. Po rozbalení získáte kromě souboru teploty_data.dbf stejně pojmenovaný soubor s koncovkou cpg - je to pouze trik jak doplnit název kódové stránky ve které jsou uloženy texty v souboru DBF tak aby se správně zobrazovaly v ArcGIS.
Data byla získána z webu ČHMU, kde ovšem nemáme k dispozici přímo geodata. máme ale k dispozici souřadnice měřících míst ve formátu DD°MM'SS" na elipsoidu WGS-84. Z neprostorové tabulky s atributy zeměpisné šířky a délky musíme vyrobit shapefile a přetranformovat ho do souřadnicového systému S-JTSK. Viz diagram s pracovním postupem:


Klikni pro zvětšení


Klikni pro zvětšení

Vytvoření geometrické složky na základě atributových dat
( FI = φ , LA = λ)

Výsledkem je vrstva s bodovou geometrií, ze které už můžeme interpolovat plošný průběh teploty jak za rok 2000 tak za rok 2005 (viz schéma):


Klikni pro zvětšení

K výsledným průběhům teplot několik poznámek - bodové pole není dostatečně husté a v okrajových částech dochází k extrémním chybám způsobených extrapolací. V praxi by se řešilo zhuštěním bodového pole a doplněním dat měřených na území sousedních států.
Tyto dvě vrstvy od sebe můžeme rastrovou algebrou odečíst a získat tak mapu s průběhem rozdílu ročních průměrných teplot v rozmezí pěti let.:

Protože lze poměrně často v GIS řešit stejnou úlohu několika způsoby, zkusíme si alternativní postup - v atributové tabulce vypočítat pro každou stanici rozdíl mezi lety 2000 a 2005 a provést interpolaci z tohoto rozdílu. Předpoklad je že získáme přesně stejná data. Ověřte.
Výsledná data uložte do svého adresáře, v případě problémů s místem zálohujte, případně smažte zdrojová data z první části cvičení.

 

Copyright © 2007 V. Honzik.