Giới thiệu về ARCGIS doc

GIÁO TRÌNH ArcGIS Nội dung chính giới thiệu chung về arcgis 6 chơng 1: khái niệm cơ bản về dữ liệu GIS 9 1. Các mô hình dữ liệu địa lý 9 Vector model 9 Raster models 9 TIN models 10 Dữ liệu dạng bảng 10 2. Các dạng Format của feature data 10 Coverages 10 Shapefiles 12 Các đối tợng của geodatabases 13 3. Geodatabases 13 Topology trong geodatabase 14 Lu các đối tợng của geodatabase 15 Chơng II: thực hiện dự án GIS mẫu bằng công nghệ Arcgis 16 1. Phân tích GIS là gì? 16 2. Các bớc của dự án GIS 17 Bớc 1: Xác định mục tiêu của dự án 17 Bớc 2: Tạo cơ sở dữ liệu cho dự án 17 Bớc 3: Phân tích dữ liệu 17 Bớc 4: Hiển thị kết quả 18 3. Xây dựng dự án cụ thể 18 Chơng III: Xây dựng cơ sở dữ liệu 22 1. Tổ chức cơ sở dữ liệu cho dự án 22 2. Bổ sung dữ liệu vào project folder 23 3. Khảo sát dữ liệu bằng ArcMap 23 Mở một bản đồ mới 23 Bổ sung parcel layers vào bản đồ 24 Lu bản đồ 24 Chơng 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích 25 1. Chuẩn bị dữ liệu 25 2. Khai báo hệ tọa độ cho elevation data 25 2 Kiểm tra thông tin về coordinate system 26 Khai báo coordinate system cho lowland shapefile 26 3. Xác định lại lới chiếu cho river shapefile 27 Khai báo coordinate system cho river shapefile 27 Chiếu shapefile 28 Xuất river shapefile vào geodatabase 29 4. Số hóa historic park 29 Tìm công viên trên streets layer 30 Nắn ảnh 30 Hiển thị park boundary và parcels 31 Chuẩn bị số hóa park boundary 32 Số hóa đờng bao công viên 32 Đặt vertex dới một góc và độ dài nào đấy 32 Dựng đờng vuông góc 33 Thêm điểm ngay tại giao điểm của các đờng 33 Kết thúc số hóa 33 Biên tập thuộc tính cho đối tợng 33 5. Nhập hai parcel layers lại thành một layer 34 Chơng 5: Thực hiện phân tích 35 1. Chuẩn bị cho phân tích 35 Tìm vùng đợc phép xây dựng trạm xử lý nớc thải 36 Tìm vùng không đợc phép xây dựng trạm xử lý nớc thải 37 Tìm thửa đáp ứng các tiêu chí đặt ra 39 2. Tìm các thửa còn trống 40 Tìm theo thuộc tính loại đất (trờng LANDUSE) 40 Xuất các thửa đợc chọn ra shapefile mới 40 3. Tìm các thửa thích hợp nằm gần đờng và gần điểm có nớc thải 41 Thêm trờng cho parcels layer 41 Tìm những thửa nằm trong vòng 50m của đờng 42 Gán giá trị cho trờng ROAD_DIST 42 4. Tìm các thửa thích hợp có diện tích theo yêu cầu 43 Sắp xếp các thửa theo diện tích 43 Tìm các thửa liền kề với diện tích tổng là 150,000m 2 43 3 5. Xem lại kết quả phân tích 44 Hiển thị các thửa đang chọn với các layers tiêu chí 45 Tạo layer chứa alternate site 45 Dọn sạch table of contents 45 Chơng 6: Trình bày kết quả 47 1. Thiết kế bản đồ 47 2. Thiết đặt trang bản đồ 49 Chuyển từ data view sang layout view 49 Thay đổi kích thớc trang 49 Thay đổi kích thớc của data frame 49 Sao chép data frame 50 Đổi tên data frame 50 Thêm một data frame mới 50 3. Tạo overview map 51 Loại bỏ những layers không cần thiết khỏi data frame 51 Trình bày các tuyến đờng chính 51 Thay đổi ký hiệu cho đờng 51 Hiển thị layers river và elevation 51 4. Tạo bản đồ cho các thửa thích hợp 52 Thiết đặt môi trờng hiển thị 52 Thay đổi ký hiệu cho thửa 52 Hiển thị các thửa thích hợp 53 Thay đổi ký hiệu cho alternate site 53 Hiển thị river và wastewater junction 53 Hiển thị và gắn nhãn cho junction buffers 53 5. Tạo bản đồ trình bày các thửa thích hợp nhất 53 Chép các layers từ Study Area data frame 54 Tạo layer cho các thửa thích hợp nhất 54 Đổi màu cho các thửa của layer highly suitable 54 Thay đổi symbol colors 55 Thay đổi tiêu đề và nhãn 55 Gắn nhãn cho highly suitable parcels 56 Tạo nhãn cho alternate site 56 Thay đổi thuộc tính của nhãn và hiện nhãn 56 6. Tạo báo cáo thửa đất 57 4 Thiết kế báo cáo 57 Phát sinh báo cáo 57 7. Bổ sung danh sách các tiêu chuẩn chọn của dự án lên bản đồ 58 8. Bổ sung các đối tợng của bản đồ 58 Thêm một khung hình chữ nhật vào City Overview map 58 Bổ sung ký hiệu bản đồ 58 Thêm thớc tỷ lệ 59 Bổ sung mũi tên chỉ hớng 60 Bổ sung tựa bản đồ 60 Thêm City logo 60 Bổ sung thông tin tham chiếu bản đồ 60 Gióng thẳng các đối tợng của bản đồ 61 9. Lu và in bản đồ 61 5 Giới thiệu chung về ArcGIS Tài liệu này giới thiệu về ArcGIS của ESRI - phần mềm xây dựng dự án thông tin địa lý GIS. Tài liệu đợc chia làm hai phần. Phần đầu, chơng 1: Tìm hiểu về ArcGIS, sẽ giới thiệu những kiến thức cơ bản của ArcGIS và dữ liệu GIS. Phần hai, bắt đầu từ chơng 2: Xây dựng dự án GIS, là một dự án mẫu để bạn đọc thực hành. Dự án đợc thiết kế theo cách để ngời đọc có thể tự làm theo tài liệu mà không cần trợ giúp. Trớc khi khởi động, cần phải có sẵn ArcGIS trên máy. Ngoài ra, cần cài đặt các bài tập mẫu ArcTutor. Có thể làm gì với ArcGIS? Xác định vùng u tiên cần sửa chữa cống thoát nớc sau trận động đất. Tạo bản đồ các tuyến đờng dành cho xe buýt, xe đạp Quản lý cầu, đờng và lập các bản đồ dự phòng trong trờng hợp xảy ra thiên tai. Khoanh vùng tội phạm để nhanh chóng triển khai nhân sự và quản lý các chơng trình giám sát tội phạm. Xác định các van để khóa một đờng ống nớc bị vỡ. Tạo bản đồ sử dụng đất để phục vụ công tác định giá và kế hoạch sử dụng đất. Dự báo bão. Nghiên cứu ảnh hởng của công trình xây dựng đến mạch nớc ngầm. Quản lý chất lợng nớc. Tạo mô hình lới điện để giảm thất thoát năng lợng và lập kế hoạch đặt các thiết bị mới. Xây dựng tuyến dẫn dầu rẻ nhất. Nghiên cứu địa hình để xác định vị trí đặt trạm thu phát trong thông tin liên lạc. Đánh giá về khả năng phát triển của một vị trí bán lẻ mới dựa trên số lợng khách hàng lân cận. Dò tìm ngợc theo nguồn nớc để xác định nguồn bị ô nhiễm. Tìm đờng đi nhanh nhất đến vị trí xảy ra sự cố. Dự đoán cháy rừng dựa trên những nghiên cứu về địa thế và thời tiết. Có thể sử dụng ArcGIS theo nhiều cách khác nhau phụ thuộc vào mức độ phức tạp của công việc. Một số ngời dùng ArcGIS để làm dự án - tức là một ngời làm bản đồ và sử dụng công cụ phân tích độc lập. Một số ngời khác dùng ArcGIS trong môi trờng nhiều ngời dùng, phục vụ cho các hệ 6 thống thông tin địa lý. Tài liệu này giới thiệu về ArcGIS trong khuôn khổ của dự án GIS. Dự án GIS Trong một dự án GIS, phân tích viên sẽ phải thực hiện rất nhiều công việc mà có thể gộp thành 4 nhóm công việc chính - 4 bớc cơ bản của dự án. Bớc đầu tiên là trả lời cho các câu hỏi đặt ra trong thiết kế CSDLvà kế hoạch phân tích GIS nh: Đâu là vị trí tốt nhất để xây dựng nhà cao tầng? Có bao nhiêu lợng khách hàng tiềm năng gần cửa hàng? Công việc này giúp xác định đợc những lớp dữ liệu nào cần có để trả lời cho từng phần của dự án và phát triển chiến lợc tập hợp các câu trả lời của từng phần thành một kết quả cuối cùng. Bớc thứ hai là tạo cơ sở dữ liệu chứa dữ liệu địa lý cần để trả lời cho những câu hỏi đặt ra. Có thể phải số hóa từ bản đồ có sẵn, thu thập và chuyển đổi dữ liệu từ nhiều nguồn và nhiều dạng, kiểm tra chất lợng của các lớp dữ liệu, đa các lớp dữ liệu về một hệ tọa độ thống nhất, bổ sung các trờng mới vào dữ liệu để lu kết quả phân tích. Bớc thứ ba là phân tích dữ liệu. Các thao tác thờng dùng là chồng xếp các lớp dữ liệu khác nhau, tìm kiếm đối tợng theo thuộc tính và theo vị trí, tổng hợp các kết quả trung gian để có đợc kết quả cuối cùng. Bớc cuối cùng trong phân tích dự án là trình bày kết quả cho những ngời không sử dụng GIS và cho công chúng xem. Bản đồ, bảng thống kê, biểu đồ cũng đợc sử dụng phối hợp để tạo kết quả cuối cùng. GIS nhiều ngời dùng Trong hệ GIS nhiều ngời dùng, dữ liệu đợc lu trữ trong những hệ quản lý CSDL quan hệ thơng mại nh Oracle, Informix Dynamic Server, và Microsoft SQL Server và đợc kết nối thông qua phần mềm ArcSDE. ArcSDE cho phép nhiều ngời cùng hiện chỉnh dữ liệu GIS đồng thời. Để tăng khả năng làm việc trên hệ thống mạng, nhiều ứng dụng đã đợc phát triển cho máy tính để bàn nh ArcCatalog, ArcMap, và ArcToolbox. Các máy chủ giữ nhiệm vụ cung cấp dữ liệu và thực hiện vai trò xử lý dữ liệu. Các chức năng của hệ GIS nhiều ngời dùng cũng giống nh của một dự án GIS, nhng ở qui mô lớn hơn và thao tác theo chu kỳ liên tục. Công tác lập kế hoạch trong môi trờng nhiều ngời dùng là rất quan trọng, vì sẽ giúp 7 tăng hiệu suất thao tác, phân phối tài nguyên tốt hơn, đảm bảo tính chặt chẽ của thông tin Dù là làm việc trong môi trờng nào thì ngời dùng cũng đều sử dụng bộ 3 ứng dụng của ArcGIS desktop là ArcCatalog, ArcMap, và ArcToolbox để làm việc. ArcCatalog là ứng dụng để quản lý dữ liệu không gian, quản lý thiết kế CSDL, tạo và xem metadata. ArcMap đợc sử dụng trong mọi thao tác biên tập và thành lập bản đồ, cũng nh là để phân tích bản đồ. ArcToolbox dùng để chuyển đổi dữ liệu và thực hiện các phép xử lý về địa lý. Sử dụng cả 3 ứng dụng cùng với nhau, ngời dùng có thể thực hiện bất kỳ nhiệm vụ GIS nào, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm thành lập bản đồ, quản lý dữ liệu, phân tích địa lý, biên tập dữ liệu và các phép xử lý khác liên quan đến địa lý. 8 chơng 1: khái niệm cơ bản về dữ liệu GIS Khảo sát ArcCatalog và ArcMap, chúng ta nhận thấy đối tợng làm việc là bản đồ và các layers. Các layers trên một bản đồ chính là dữ liệu GIS. Khi thêm các đờng ống nớc vào bản đồ tức là ta đã bổ sung dữ liệu từ một lớp đặc trng của geodatabase. Những kiểu dữ liệu GIS khác là shapefiles, coverages, và rasters. Dữ liệu GIS đa dạng, nhng tất cả đều lu giữ cả thông tin thuộc tính lẫn không gian. Chơng này giới thiệu với bạn đọc các kiểu dữ liệu GIS và các mô hình cơ sở dữ liệu. 1. Các mô hình dữ liệu địa lý ArcGIS lu trữ và quản lý dữ liệu địa lý ở nhiều khuôn dạng. Ba mô hình dữ liệu cơ bản mà ArcGIS sử dụng là vector, raster, và TIN. Ngoài ra, ngời dùng có thể nhập dữ liệu bảng vào GIS. Vector model Một cách để biểu diễn các hiện tợng địa lý là dùng points, lines, và polygons. Cách biểu diễn thế giới nh thế này đợc gọi là mô hình dữ liệu vector. Mô hình vector đợc dùng chủ yếu để mô tả và lu trữ những đối tợng rời rạc nh nhà, đờng ống dẫn, đờng bao thửa Points là cặp tọa độ x,y. Lines là tập hợp của các tọa độ định nghĩa một hình dạng. Polygons là tập hợp các tọa độ khai báo cho đờng bao của một vùng. Tọa độ thông thờng là một cặp (x,y) hay bộ ba (x,y,z) với z và giá trị biểu diễn cho độ cao. ArcGIS lu dữ liệu vector trong các lớp đối tợng (feature classes) và trong tập hợp của các lớp đối tợng quan hệ tôpô. Các thuộc tính của đối tợng đợc lu trong bảng. ArcGIS sử dụng 3 mô hình vector để biểu diễn dữ liệu đặc trng là: coverages, shapefiles, và geodatabases. Raster models Trong raster model, thế giới đợc biểu diễn nh một bề mặt đợc chia thành những ô lới bằng nhau. Raster model đợc dùng để lu trữ và phân tích dữ liệu liên tục trên một vùng nào đấy. Mỗi ô ảnh chứa một giá trị có thể biểu diễn cho một giá trị đo đợc. Dữ liệu raster gồm các loại ảnh (ảnh hàng 9 không, ảnh vệ tinh, ảnh quét dùng để số hóa, làm nền) và grid (dùng để phân tích và lập mô hình). Grid có thể đợc tạo từ dữ liệu vector. Grids có thể chứa các dữ liệu liên tục, nh một lớp bề mặt. Chúng có thể lu giữ các thông tin thuộc chủ đề và thuộc tính của chủ đề. Ví dụ, ảnh grid về kiểu phân bố thực vật lu giữ số hiệu mã hóa cho từng loại thực vật, tên loại thực vật Kích thớc ô ảnh càng nhỏ, thì bản đồ có độ chính xác càng cao và càng chi tiết. Tuy nhiên, sẽ làm tăng kích thớc file ảnh. TIN models Trong một mô hình mạng các tam giác bất thờng, thế giới đợc biểu diễn dới dạng một mạng các tam giác kết nối với nhau qua các điểm với giá trị x, y, và z. TINs là cách lu trữ và phân tích bề mặt rất hiệu quả. Cũng nh ảnh rasters, có thể bổ sung các tập dữ liệu TIN vào bản đồ trong ArcMap và quản lý chúng bằng ArcCatalog. Dữ liệu dạng bảng Có thể xem GIS nh là một CSDL hình học. Cũng giống nh các CSDL khác, ArcGIS cho phép kết nối các bảng dữ liệu với nhau. 2. Các dạng Format của feature data ArcGIS hỗ trợ cả hai mô hình đối tợng file-based và mô hình đối tợng DBMS. Hai mô hình file-based là coverages và shapefiles. Coverages và shapefiles là mô hình dữ liệu quan hệ địa lý (georelational data model). Những mô hình này lu dữ liệu vector cho các đối tợng trong các tập tin nhị phân và sử dụng số định danh duy nhất để liên kết đối tợng với thuộc tính nằm trong bảng thuộc tính. Mô hình đối tợng DBMS đợc ArcGIS hỗ trợ là mô hình dữ liệu geodatabase (geodatabase data model). Trong mô hình này, các đối tợng đợc lu thành các hàng của bảng CSDL quan hệ. Các hàng trong bảng chứa cả thông tin tọa độ và thông tin thuộc tính cho đối tợng. Coverages Coverages là dạng format chính sử dụng trong những phép xử lý phức tạp, để xây dựng các tập dữ liệu địa lý chất lợng cao, và để thực hiện phân tích không gian lớn. 10 [...]... cập cơ sở dữ liệu thông qua ứng dụng của ArcGIS nh ArcMap và ArcCatalog Mỗi lớp đối tợng của geodatabase chứa một kiểu đối tợng hình học Các lớp đối tợng có quan hệ với nhau đợc tổ chức thành các tập dữ liệu đối tợng (feature datasets) 15 Chơng II: Xây dựng dự án GIS bằng công nghệ Arcgis Chơng này sẽ hớng dẫn bạn thực hiện một dự án GIS mẫu Bạn sẽ đợc giới thiệu về một số kỹ thuật phân tích GIS và cách... rằng elevation grid nằm trong hệ tọa độ thuộc lới chiếu Lambert_Azimuthal_Equal_Area Kiểm tra thông tin về coordinate system dành cho lowland shapefile 7) Trong State_share folder, nhấn vào lowland 8) Nhấn thẻ Spatial Metadata chỉ liệt kê các tọa độ về ranh giới của shapefile và không có thông tin về coordinate system Khai báo coordinate system cho lowland shapefile Coordinate system của lowland shapefile... về th mục làm việc hoặc tạo mới dữ liệu ArcCatalog cho phép khai thác và tổ chức dữ liệu một cách có hiệu quả Chơng này giới thiệu cách tạo và tổ chức cơ sở dữ liệu bằng ArcCatalog Bạn cũng sẽ đợc hớng dẫn sử dụng ArcMap để hiển thị các tập dữ liệu của CSDL và thấy đợc mối quan hệ về mặt địa lý giữa chúng 1 Tổ chức cơ sở dữ liệu cho dự án Có nhiều cách tổ chức CSDL cho dự án Cách tốt nhất là tạo một... một cơ sở dữ liệu của project và đã khảo sát qua dữ liệu Một số dữ liệu sẽ phải đợc xử lý bổ sung trớc khi đa vào phân tích: hai layer về thửa đất liền kề sẽ đợc hợp thành một layer; river shapefile cần đợc đa về cùng một hệ tọa độ với các dữ liệu khác; vì dữ liệu về độ cao (elevation data) sẽ chỉ sử dụng cho dự án này nên không cần phải chuyển đổi, nhng phải khai báo hệ tọa độ cho lowland shapefile;... rasters ArcGIS cho phép hiển thị và kết hợp các dạng formats này mà không cần phải chuyển đổi Do đó, chúng ta chỉ cần khai báo hệ tọa độ cho lowland shapefile để có thể hiện thị nó và kết hợp đợc với các dữ liệu khác Sau đó, chúng ta sẽ chiếu river shapefile về cùng hệ tọa độ với dữ liệu có sẵn của City và xuất nó vào geodatabase WaterProject Chúng ta cũng sẽ cập nhật parks feature class với thông tin về. .. Sau cùng, chúng ta sẽ nhập hai layers về parcels thành một Sau đây là các bớc chuẩn bị dữ liệu: Khai báo hệ tọa độ cho elevation data Đa river shapefile về cùng hệ tọa độ của City Xuất river shapefile vào geodatabase WaterProject Số hóa historic park vào trong parks feature class Nhập các parcel layers thành một layer 2 Khai báo hệ tọa độ cho elevation data ảnh về độ cao (Elevation grid) và file lowland... độ của elevation grid đã đợc khai báo, còn lowland shapefile đợc tạo từ grid thì cha có thông tin về hệ tọa độ Do vậy, chúng ta cần khai báo hệ tọa độ cho shapefile Kiểm tra thông tin về coordinate system Trớc khi khai báo coordinate system cho lowland shapefile, chúng ta sẽ kiểm tra lại những định nghĩa về coordinate system của dữ liệu City data và của elevation grid bằng cách xem metadata của các tập... và thích hợp nhất với dự án Bản đồ sẽ giới thiệu với công chúng các thửa đất dự định chọn, mô hình độ cao ở dạng grid để công chúng có thể thấy đợc những thửa đất ở vùng cao và vùng trũng của thành phố 21 Chơng III: Xây dựng cơ sở dữ liệu Dữ liệu cần cho dự án có thể nằm ở nhiều nơi và ở nhiều khuôn dạng khác nhau Cần phải tìm kiếm dữ liệu thích hợp, sao chép về th mục làm việc hoặc tạo mới dữ liệu... cho ArcGIS biết phép chiếu nào sẽ đợc sử dụng cho dataset và đơn vị tọa độ là gì Khi ta thực hiện phép chiếu một dataset, ArcGIS sẽ tạo một dataset mới với tọa độ chuyển đổi từ những đơn vị tọa độ hiện có (trong trờng hợp này là decimal degrees) sang một hệ tọa độ mới (trong trờng hợp này là Transverse Mercator meters) Chúng ta chỉ cần khai báo dataset đầu vào và coordinate system cần chiếu đến, và ArcGIS. .. bao công viên 1) Chọn công cụ Create New Feature 2) Di chuyển con trỏ biên tập về phía góc Đông-Bắc của Homestead Historic Park Bắt dính vào đờng bao thửa hiện có 3) Nhấn trái chuột vào góc đông-bắc để bắt đầu vẽ 4) Di chuyển con trỏ về góc đông-nam của công viên, rồi nhấn trái chuột vào vetex ở dới 5) Di chuyển con trỏ về góc tây-nam của công viên ở đây có hai vertices Nhấn trái chuột vào vertex nằm . 5 Giới thiệu chung về ArcGIS Tài liệu này giới thiệu về ArcGIS của ESRI - phần mềm xây dựng dự án thông tin địa lý GIS. Tài liệu đợc chia làm hai phần. Phần đầu, chơng 1: Tìm hiểu về ArcGIS, . GIÁO TRÌNH ArcGIS Nội dung chính giới thiệu chung về arcgis 6 chơng 1: khái niệm cơ bản về dữ liệu GIS 9 1. Các mô hình dữ liệu địa lý 9 Vector. phân tích độc lập. Một số ngời khác dùng ArcGIS trong môi trờng nhiều ngời dùng, phục vụ cho các hệ 6 thống thông tin địa lý. Tài liệu này giới thiệu về ArcGIS trong khuôn khổ của dự án GIS.