tai-lieu-huong-dan-su-dung-arcgis pps

VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỊA CHÍNH TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CAO TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ARCGIS Dịch và biên soạn: Đặng Thị Mỹ Lan Hà nội, 7-2003 NỘI DUNG CHÍNH NỘI DUNG CHÍNH 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ARCGIS 6 Dự án GIS 7 CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DỮ LIỆU GIS 10 1.CÁC MÔ HÌNH DỮ LIỆU ĐỊA LÝ 10 VECTOR MODEL 10 RASTER MODELS 11 TIN MODELS 11 DỮ LIỆU DẠNG BẢNG 11 2.CÁC DẠNG FORMAT CỦA FEATURE DATA 12 COVERAGES 12 Các đối tượng chính trong coverages 13 Đối tượng phức trong coverages 13 Đối tượng phụ trong coverages 14 Coverage topology 14 Cất giữ coverages 15 SHAPEFILES 15 Các đối tượng trong shapefiles 15 Cất giữ shapefiles 15 CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA GEODATABASES 16 3.GEODATABASES 16 TOPOLOGY TRONG GEODATABASE 18 LƯU CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA GEODATABASE 18 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG DỰ ÁN GIS BẰNG CÔNG NGHỆ ARCGIS 19 1.PHÂN TÍCH GIS LÀ GÌ? 19 2.CÁC BƯỚC CỦA DỰ ÁN GIS 20 BƯỚC 1: XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN 20 BƯỚC 2: TẠO CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO DỰ ÁN 21 BƯỚC 3: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU 21 BƯỚC 4: HIỂN THỊ KẾT QUẢ 21 3.XÂY DỰNG DỰ ÁN CỤ THỂ 22 BƯỚC 1: XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN 22 BƯỚC 2: TẠO CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO DỰ ÁN 23 Tập hợp dữ liệu cho dự án 23 Chuẩn bị dữ liệu để phân tích 23 BƯỚC 3: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU 24 3 giai đoạn của quá trình phân tích: 25 BƯỚC 4: HIỂN THỊ KẾT QUẢ 25 2 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 26 1.TỔ CHỨC CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO DỰ ÁN 26 2.BỔ SUNG DỮ LIỆU VÀO PROJECT FOLDER 27 3.KHẢO SÁT DỮ LIỆU BẰNG ARCMAP 28 MỞ MỘT BẢN ĐỒ MỚI 28 BỔ SUNG PARCEL LAYERS VÀO BẢN ĐỒ 28 LƯU BẢN ĐỒ 29 CHƯƠNG 4: CHUẨN BỊ DỮ LIỆU ĐỂ PHÂN TÍCH 30 1.CHUẨN BỊ DỮ LIỆU 30 2.KHAI BÁO HỆ TỌA ĐỘ CHO ELEVATION DATA 31 KIỂM TRA THÔNG TIN VỀ COORDINATE SYSTEM 31 KHAI BÁO COORDINATE SYSTEM CHO LOWLAND SHAPEFILE 32 3.XÁC ĐỊNH LẠI LƯỚI CHIẾU CHO RIVER SHAPEFILE 33 KHAI BÁO COORDINATE SYSTEM CHO RIVER SHAPEFILE 33 CHIẾU SHAPEFILE 34 XUẤT RIVER SHAPEFILE VÀO GEODATABASE 35 4SỐ HÓA HISTORIC PARK 36 MỞ MỘT BẢN ĐỒ MỚI 36 TÌM CÔNG VIÊN TRÊN STREETS LAYER 37 NẮN ẢNH 38 HIỂN THỊ PARK BOUNDARY VÀ PARCELS 39 CHUẨN BỊ SỐ HÓA PARK BOUNDARY 39 SỐ HÓA ĐƯỜNG BAO CÔNG VIÊN 40 ĐẶT VERTEX DƯỚI MỘT GÓC VÀ ĐỘ DÀI NÀO ĐẤY 41 DỰNG ĐƯỜNG VUÔNG GÓC 41 THÊM ĐIỂM NGAY TẠI GIAO ĐIỂM CỦA CÁC ĐƯỜNG 41 KẾT THÚC SỐ HÓA 42 BIÊN TẬP THUỘC TÍNH CHO ĐỐI TƯỢNG 42 5.NHẬP HAI PARCEL LAYERS LẠI THÀNH MỘT LAYER 42 CHƯƠNG 5: THỰC HIỆN PHÂN TÍCH 44 1.CHUẨN BỊ CHO PHÂN TÍCH 45 TÌM VÙNG ĐƯỢC PHÉP XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 45 Lấy Buffer cho sông 45 Xếp chồng river buffer và lowland area 46 TÌM VÙNG KHÔNG ĐƯỢC PHÉP XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 46 Lấy Buffer cho parks 47 Chọn các thửa dân cư 47 Tạo Buffer quanh các thửa được chọn 48 Chồng xếp buffers của công viên và đất ở 49 Chồng xếp residential/park buffers và flood zone 49 TÌM THỬA ĐÁP ỨNG CÁC TIÊU CHÍ ĐẶT RA 49 Chọn các parcels nằm ngoài residential/park buffer và vùng flood zone 50 Chọn các thửa nằm trong river buffer và lowland area 50 2.TÌM CÁC THỬA CÒN TRỐNG 51 TÌM THEO THUỘC TÍNH LOẠI ĐẤT (TRƯỜNG LANDUSE) 51 XUẤT CÁC THỬA ĐƯỢC CHỌN RA SHAPEFILE MỚI 52 3 3.TÌM CÁC THỬA THÍCH HỢP NẰM GẦN ĐƯỜNG VÀ GẦN ĐIỂM CÓ NƯỚC THẢI 52 THÊM TRƯỜNG CHO PARCELS LAYER 53 TÌM NHỮNG THỬA NẰM TRONG VÒNG 50M CỦA ĐƯỜNG 53 GÁN GIÁ TRỊ CHO TRƯỜNG ROAD_DIST 54 4.TÌM CÁC THỬA THÍCH HỢP CÓ DIỆN TÍCH THEO YÊU CẦU 56 SẮP XẾP CÁC THỬA THEO DIỆN TÍCH 56 TÌM CÁC THỬA LIỀN KỀ VỚI DIỆN TÍCH TỔNG LÀ 150,000M2 56 5.XEM LẠI KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 57 HIỂN THỊ CÁC THỬA ĐANG CHỌN VỚI CÁC LAYERS TIÊU CHÍ 58 TẠO LAYER CHỨA ALTERNATE SITE 58 DỌN SẠCH TABLE OF CONTENTS 59 CHƯƠNG 6: TRÌNH BÀY KẾT QUẢ 60 1)THIẾT KẾ BẢN ĐỒ 60 2.THIẾT ĐẶT TRANG BẢN ĐỒ 62 CHUYỂN TỪ DATA VIEW SANG LAYOUT VIEW 62 THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC TRANG 63 THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC CỦA DATA FRAME CHO NHỎ HƠN 63 SAO CHÉP DATA FRAME 63 ĐỔI TÊN DATA FRAME ĐANG ĐƯỢC CHỌN 64 ĐỔI TÊN DATA FRAME BAN ĐẦU 64 THÊM MỘT DATA FRAME MỚI 64 3.TẠO OVERVIEW MAP 65 LOẠI BỎ NHỮNG LAYERS KHÔNG CẦN THIẾT KHỎI DATA FRAME 65 TRÌNH BÀY CÁC TUYẾN ĐƯỜNG CHÍNH 65 THAY ĐỔI KÝ HIỆU CHO ĐƯỜNG 66 HIỂN THỊ LAYERS RIVER VÀ ELEVATION 66 4.TẠO BẢN ĐỒ CHO CÁC THỬA THÍCH HỢP 67 THIẾT ĐẶT MÔI TRƯỜNG HIỂN THỊ 67 THAY ĐỔI KÝ HIỆU CHO THỬA 68 HIỂN THỊ CÁC THỬA THÍCH HỢP 68 THAY ĐỔI KÝ HIỆU CHO ALTERNATE SITE 68 HIỂN THỊ RIVER VÀ WASTEWATER JUNCTION 68 HIỂN THỊ VÀ GẮN NHÃN CHO JUNCTION BUFFERS 69 5.TẠO BẢN ĐỒ TRÌNH BÀY CÁC THỬA THÍCH HỢP NHẤT 69 CHÉP CÁC LAYERS TỪ STUDY AREA DATA FRAME 69 TẠO LAYER CHO CÁC THỬA THÍCH HỢP NHẤT 70 ĐỔI MÀU CHO CÁC THỬA CỦA LAYER HIGHLY SUITABLE 70 THAY ĐỔI SYMBOL COLORS 71 THAY ĐỔI TIÊU ĐỀ VÀ NHÃN 72 GẮN NHÃN CHO HIGHLY SUITABLE PARCELS 72 TẠO NHÃN CHO ALTERNATE SITE 73 THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CỦA NHÃN VÀ HIỆN NHÃN 73 6.TẠO BÁO CÁO THỬA ĐẤT 74 THIẾT KẾ BÁO CÁO 74 PHÁT SINH BÁO CÁO 74 7.BỔ SUNG DANH SÁCH CÁC TIÊU CHUẨN CHỌN CỦA DỰ ÁN LÊN BẢN ĐỒ 75 8.BỔ SUNG CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA BẢN ĐỒ 75 THÊM MỘT KHUNG HÌNH CHỮ NHẬT VÀO CITY OVERVIEW MAP 75 THÊM KÝ HIỆU BẢN ĐỒ VÀO CITY OVERVIEW MAP 76 THÊM THƯỚC TỶ LỆ VÀO CITY OVERVIEW MAP 77 BỔ SUNG CÁC KÝ HIỆU VÀ THƯỚC TỶ LỆ KHÁC 77 4 BỔ SUNG MŨI TÊN CHỈ PHƯƠNG BẮC 77 THÊM TỰA BẢN ĐỒ 78 THÊM CITY LOGO 78 BỔ SUNG THÔNG TIN THAM CHIẾU BẢN ĐỒ 78 GIÓNG THẲNG CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA BẢN ĐỒ 79 THÊM KHUNG CHỮ NHẬT 79 9.LƯU VÀ IN BẢN ĐỒ 80 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 được chia làm hai phần. Phần đầu, chương 1: Tìm hiểu về ArcGIS, sẽ giới thiệu những kiến thức cơ bản của ArcGIS và dữ liệu GIS. Phần hai, bắt đầu từ chương 2: Xây dựng dự án GIS, là một dự án mẫu để bạn đọc thực hành. Dự án được thiết kế theo cách để người đọc có thể tự làm theo tài liệu mà không cần trợ giúp. Trước 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 ưu tiên cần sửa chữa cống thoát nước sau trận động đất.  Tạo bản đồ các tuyến đường dành cho xe buýt, xe đạp  Quản lý cầu, đường và lập các bản đồ dự phòng trong trường hợp xảy ra thiên tai.  Khoanh vùng tội phạm để nhanh chóng triển khai nhân sự và quản lý các chương trình giám sát tội phạm.  Xác định các van để khóa một đường ống nước 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 hưởng của công trình xây dựng đến mạch nước ngầm.  Quản lý chất lượng nước.  Tạo mô hình lưới điện để giảm thất thoát năng lượng 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. 6  Đánh giá về khả năng phát triển của một vị trí bán lẻ mới dựa trên số lượng khách hàng lân cận.  Dò tìm ngược theo nguồn nước để xác định nguồn bị ô nhiễm.  Tìm đường 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 người dùng ArcGIS để làm dự án - tức là một người làm bản đồ và sử dụng công cụ phân tích độc lập. Một số người khác dùng ArcGIS trong môi trường nhiều người dùng, phục vụ cho các hệ 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 bước cơ bản của dự án. Bước đầu tiên là trả lời cho các câu hỏi đặt ra trong thiết kế CSDLvà kế hoạch phân tích GIS như:  Đâu là vị trí tốt nhất để xây dựng nhà cao tầng?  Có bao nhiêu lượng khách hàng tiềm năng gần cửa hàng?  Công việc này giúp xác định được những lớp dữ liệu nào cần có để trả lời cho từng phần của dự án và phát triển chiến lược tập hợp các câu trả lời của từng phần thành một kết quả cuối cùng. Bước 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 lượng của các lớp dữ liệu, đưa các lớp dữ 7 liệu về một hệ tọa độ thống nhất, bổ sung các trường mới vào dữ liệu để lưu kết quả phân tích. Bước thứ ba là phân tích dữ liệu. Các thao tác thường dùng là chồng xếp các lớp dữ liệu khác nhau, tìm kiếm đối tượng theo thuộc tính và theo vị trí, tổng hợp các kết quả trung gian để có được kết quả cuối cùng. Bước cuối cùng trong phân tích dự án là trình bày kết quả cho những người không sử dụng GIS và cho công chúng xem. Bản đồ, bảng thống kê, biểu đồ cũng được sử dụng phối hợp để tạo kết quả cuối cùng. GIS nhiều người dùng Trong hệ GIS nhiều người dùng, dữ liệu được lưu trữ trong những hệ quản lý CSDL quan hệ thương mại như Oracle, Informix Dynamic Server, và Microsoft SQL Server và được kết nối thông qua phần mềm ArcSDE. ArcSDE cho phép nhiều người cùng hiện chỉnh dữ liệu GIS đồng thời. Để tăng khả năng làm việc trên hệ thống mạng, nhiều ứng dụng đã được phát triển cho máy tính để bàn như 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 người dùng cũng giống như của một dự án GIS, nhưng ở qui mô lớn hơn và thao tác theo chu kỳ liên tục. Công tác lập kế hoạch trong môi trường nhiều người dùng là rất quan trọng, vì sẽ giúp 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 trường nào thì người 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 8 và xem metadata. ArcMap được sử dụng trong mọi thao tác biên tập và thành lập bản đồ, cũng như 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, người 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. 9 CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DỮ LIỆU GIS Khảo sát ArcCatalog và ArcMap, chúng ta nhận thấy đối tượng làm việc là bản đồ và các layers. Các layers trên một bản đồ chính là dữ liệu GIS. Khi thêm các đường ống nước vào bản đồ tức là ta đã bổ sung dữ liệu từ một lớp đặc trưng của geodatabase. Những kiểu dữ liệu GIS khác là shapefiles, coverages, và rasters. Dữ liệu GIS đa dạng, nhưng tất cả đều lưu giữ cả thông tin thuộc tính lẫn không gian. Chương 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 lưu 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, người dùng có thể nhập dữ liệu bảng vào GIS. Vector model Một cách để biểu diễn các hiện tượng địa lý là dùng points, lines, và polygons. Cách biểu diễn thế giới như thế này được gọi là mô hình dữ liệu vector. Mô hình vector được dùng chủ yếu để mô tả và lưu trữ những đối tượng rời rạc như nhà, đường ống dẫn, đường 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 đường bao của một vùng. Tọa độ thông thường là một cặp (x,y) hay bộ ba (x,y,z) với z và giá trị biểu diễn cho độ cao. 10