Hướng dẫn sử dụng ArcGIS

ARC GIS nâng cao

viện nghiên cứu địa chính trung tâm công nghệ cao tài liệu h ớng dẫn sử dụng arcgis Dịch và biên soạn: Đặng Thị Mỹ Lan Hà nội, 7-2003 2 Nội dung chính giới thiệu chung về arcgis 6 ch ơng 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 12 2. Các dạng Format của feature data . 12 Coverages 12 Shapefiles 15 Các đối tợng của geodatabases .16 3. Geodatabases . 17 Topology trong geodatabase . 18 Lu các đối tợng của geodatabase 19 Ch ơng II: thực hiện dự án GIS mẫu theo công nghệ Arcgis . 20 1. Phân tích GIS là gì? 20 2. Các b ớc của dự án GIS 21 Bớc 1: Xác định mục tiêu của dự án . 21 Bớc 2: Tạo cơ sở dữ liệu cho dự án . 22 Bớc 3: Phân tích dữ liệu 22 Bớc 4: Hiển thị kết quả . 23 3. Xây dựng dự án cụ thể 23 Ch ơng III: Xây dựng cơ sở dữ liệu 28 1. Tổ chức cơ sở dữ liệu cho dự án 28 2. Bổ sung dữ liệu vào project folder 29 3. Khảo sát dữ liệu bằng ArcMap 30 Mở một bản đồ mới . 30 Bổ sung parcel layers vào bản đồ 31 Lu bản đồ 31 Ch ơng 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích 32 1. Chuẩn bị dữ liệu . 32 2. Khai báo hệ tọa độ cho elevation data . 33 3 Kiểm tra thông tin về coordinate system 33 Khai báo coordinate system cho lowland shapefile 34 3. Xác định lại l ới chiếu cho river shapefile . 35 Khai báo coordinate system cho river shapefile . 35 Chiếu shapefile . 36 Xuất river shapefile vào geodatabase 38 4. Số hóa historic park 38 Tìm công viên trên streets layer 39 Nắn ảnh . 40 Hiển thị park boundary và parcels 42 Chuẩn bị số hóa park boundary 42 Số hóa đờng bao công viên . 43 Đặt vertex dới một góc và độ dài nào đấy 43 Dựng đ ờn g vuông góc . 44 Thêm điểm ngay tại giao điểm của các đờng 44 Kết thúc số hóa . 44 Biên tập thuộc tính cho đối tợng . 45 5. Nhập hai parcel layers lại thành một layer 45 Ch ơng 5: Thực hiện phân tích . 47 1. Chuẩn bị cho phân tích 48 Tìm vùng đợc phép xây dựng trạm xử lý nớc thải .48 Tìm vùng không đợc phép xây dựng trạm xử lý nớc thải . 50 Tìm thửa đáp ứng các tiêu chí đặt ra . 53 2. Tìm các thửa còn trống 54 Tìm theo thuộc tính loại đất (trờng LANDUSE) . 54 Xuất các thửa đợc chọn ra shapefile mới 55 3. Tìm các thửa thích hợp nằm gần đ ờng và gần điểm có n ớc thải . 56 Thêm trờng cho parcels layer . 57 Tìm những thửa nằm trong vòng 50m của đờng . 57 Gán giá trị cho trờng ROAD_DIST 58 4. Tìm các thửa thích hợp có diện tích theo yêu cầu . 59 Sắp xếp các thửa theo diện tích . 60 Tìm các thửa liền kề với diện tích tổng là 150,000m 2 .60 4 5. Xem lại kết quả phân tích . 61 Hiển thị các thửa đang chọn với các layers tiêu chí 62 Tạo layer chứa alternate site . 62 Dọn sạch table of contents 63 Ch ơng 6: Trình bày kết quả 64 1. Thiết kế bản đồ 64 2. Thiết đặt trang bản đồ . 66 Chuyển từ data view sang layout view 66 Thay đổi kích thớc trang . 67 Thay đổi kích thớc của data frame 67 Sao chép data frame 68 Đổi tên data frame 68 Thêm một data frame mới . 69 3. Tạo overview map 69 Loại bỏ những layers không cần thiết khỏi data frame . 69 Trình bày các tuyến đờng chính 70 Thay đổi ký hiệu cho đờng . 70 Hiển thị layers river và elevation 70 4. Tạo bản đồ cho các thửa thích hợp . 71 Thiết đặt môi trờng hiển thị 71 Thay đổi ký hiệu cho thửa . 72 Hiển thị các thửa thích hợp . 73 Thay đổi ký hiệu cho alternate site . 73 Hiển thị river và wastewater junction . 73 Hiển thị và gắn nhãn cho junction buffers 73 5. Tạo bản đồ trình bày các thửa thích hợp nhất 74 Chép các layers từ Study Area data frame 74 Tạo layer cho các thửa thích hợp nhất 74 Đổi màu cho các thửa của layer highly suitable . 75 Thay đổi symbol colors . 76 Thay đổi tiêu đề và nhãn . 76 Gắn nhãn cho highly suitable parcels . 77 Tạo nhãn cho alternate site . 77 Thay đổi thuộc tính của nhãn và hiện nhãn 78 6. Tạo báo cáo thửa đất . 79 5 Thiết kế báo cáo 79 Phát sinh báo cáo 79 7. Bổ sung danh sách các tiêu chuẩn chọn của dự án lên bản đồ 80 8. Bổ sung các đối t ợng của bản đồ . 80 Thêm một khung hình chữ nhật vào City Overview map 81 Bổ sung ký hiệu bản đồ . 81 Thêm thớc tỷ lệ . 82 Bổ sung mũi tên chỉ hớng . 83 Bổ sung tiêu đề của bản đồ . 83 Bổ sung hình ảnh logo 83 Bổ sung thông tin tham chiếu bản đồ 84 Dóng thẳng các đối tợng của bản đồ 84 9. L u và in bản đồ 86 6 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, ch ơn g 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 đ ờn g 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 l ợn g nớc. Tạo mô hình lới điện để giảm thất thoát năng lợng và lập kế hoạch đặt các thiết bị mới. 7 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 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. 8 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 ng ờ i 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 tăng hiệu suất thao tác, phân phối tài nguyên tốt hơn, đảm bảo tính chặt chẽ của thông tin . 9 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. 10 ch ơng 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 đ ờn g 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. Ch ơng 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 . nghệ cao tài liệu h ớng dẫn sử dụng arcgis Dịch và biên soạn: Đặng Thị Mỹ Lan Hà nội, 7-2003 2 Nội dung chính giới thiệu chung về arcgis. ................................................ 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