Знакомство с ГИС ArcView 3.2.

В данной ГИС пользователь всегда работает в рамках какого-либо проекта. Как только пользователь запускает ГИС, в памяти компьютера образуется объект – приложение, по отношению к которому все последующие объекты будут дочерними. Среди них в первую очередь следует упомянуть графический интерфейс пользователя и проект. ГИС при запуске по умолчанию спрашивает пользователя: следует ли открыть существующий проект и создать новый? Проект представляет собой объектно-ориентированную базу данных, в которой хранится внешний вид окон, легенды, характеристики проектов электронных карт, применяемые программы и ссылки на файлы с данными. Проект записывается в файл с расширением apr. Характерная студенческая ошибка – переписать только файл проекта на другой компьютер и затем удивляться: «Почему проект не работает?». Проект можно сравнить с деканатом: в нем хранятся данные по всем студентам, однако сами студенты там не присутствуют постоянно.

Знакомство с ГИС ArcView 3.2 лучше всего начать с просмотра существующих проектов, в которых следует рассмотреть типы документов: виды, таблицы, диаграммы, компоновки, редакторы скриптов. Существующие проекты можно сохранять под другими именами. Электронные карты в ГИС ArcView 3.2 называются Видами. В проекте может быть программно неограниченное количество Видов. Любой Вид имеет следующие свойства: картографическую проекцию, единицы карты и единицы расстояния. Единицы карты – это те единицы, в которых рассчитываются координаты географических объектов на плоскости карты, единицы длины – это те единицы, которые используются для измерения расстояний на карте при помощи специального инструмента интерфейса. Пользователь имеет право изменять проекции Видов в том случае, если координаты объектов в файлах записаны в градусах широты и долготы. Если в Виде единицами карты также являются градусы, то Вид является неспроецированным, к нему не применена никакая картографическая проекция. Формально считается, что Вид в данном случае имеет картографическую проекцию, в которой везде градус широты равен градусу долготы. Поэтому географические полюса здесь не точки, а линии по длине равные экватору. В любом другом случае, если Вид имеет какую-либо картографическую проекцию, то он является спроецированным. В ГИС ArcView 3.2 применяются два способа хранения координат пространственных объектов: в географических координатах и декартовых координатах проекции данного Вида (единицы карты).

Слои электронной карты (Вида) в ГИС ArcView 3.2 имеют название тем. Возможны три вида тем: векторные, растровые и гриды. Последние представляют собой двумерные матрицы, в каждой ячейке которых храниться единственное числовое значение. Источниками векторных тем могут служить шейпфайлы ArcView и покрытия ArcInfo. Необходимо отметить, что в литературе по ГИС допускаются два варианта написания термина «шейпфайл»: слитно и через дефис («шейп-файл»). Вероятно, более правомерно слитное написание, поскольку именно так пишется этот термин в англоязычной литературе по ГИС: «shapefile». Также возможен импорт пространственных данных внешних форматов, например, файлов систем автоматизированного проектирования (САПР), т.е. электронных чертежей, например, файлов, созданных в системе AutoCAD. Темы могут быть активными и пассивными, видимыми и невидимыми. Все команды, подаваемые пользователем компьютеру с помощью интерфейса, относятся только к активной теме. Если же в Виде несколько активных тем, то команда будет относиться только к той из них, которая в легенде Вида расположена выше остальных. Источник темы (слоя) и название темы – разные вещи, хотя по умолчанию названием вновь добавленной в Вид темы служит название являющегося источником пространственных данных файла. Однако затем пользователь может изменить название темы в её «Свойствах», при этом допустимо использование кириллицы.

Специфический для ArcView формат хранения информации, имеющей пространственную привязку – это шейпфайлы. Три составные части шейпфайла – отдельные файлы с расширениями shp, shx, dbf. В файлах *.shp хранятся координаты и форма объектов, в *.dbf – семантические характеристики пространственных объектов. Файлы *.shx обеспечивают взаимосвязь между файлами *.shp и *.dbf. Для поиска сущности (объекта) в реляционной таблице файла формата dBASE (расширение *.dbf) не важно его положение в таблице, однако каждая запись (строка) таблицы, относящаяся к определённому объекту, расположена в совершенно определённом месте этого файла и имеет вполне определённый номер. В файле с расширением «shx» содержится последовательный список расстояний в единицах памяти (байтах) от начала файла с расширением «shp» до начал областей памяти этого файла, содержащих координаты пространственных объектов. Благодаря этому ГИС разыскивает в файле с расширением «shp» области пространственных характеристик, относящиеся к конкретным записям (объектам) реляционной таблицы файла с расширением «dbf».

Для каждого векторного слоя (темы) в памяти компьютера создается особый объект: виртуальная таблица атрибутов FTAB (Feature table) – именно через нее осуществляется обработка данных. Векторные данные можно копировать с помощью опции «Преобразовать в шейпфайл» ниспадающего меню «Тема». Для большинства предложенных в этом пособии заданий используются данные, входящие в стандартную ГИС ArcView. Все действия следует производить исключительно с созданными копиями исходных шейпфайлов.

Ниже приводится список типов практических занятий, направленных на выработку элементарных навыков работы в среде ГИС ArcView 3.2.

Редактирование атрибутивной таблицы темы. Добавление полей, уничтожение полей, редактирование значений в конкретных записях, удаление записей и соответствующих им пространственных объектов.

Редактирование пространственных объектов темы. Слияние объектов и расчленение единого объекта на отдельные объекты, изменение конфигурации линейных и площадных объектов путем «перетаскивания и добавления вертексов».

Создание запросов с помощью их «Построителя (Конструктора)». Выбор объектов при его помощи, а также «вручную с помощью курсора» в Виде и таблице. Основные кнопки Панели Инструментов: увеличение и уменьшение масштаба, экстент всех тем Вида, экстент активной темы, экстент выбранного объекта активной темы. Подписывание объектов. Копирование шейпфайлов. Копирование выделенных объектов в новый шейпфайл.

Редактирование легенды активной темы (слоя). Различные способы изображения точечных, линейных и площадных объектов. Типы легенд: отдельный символ, цветовая шкала, уникальное значение, плотность точек, локализованная диаграмма. Типы заливок и штриховок площадных объектов. Упражнения: создать легенды карт США, представляющие особенности полового, национального, возрастного, социального состава населения, наиболее информативно отражающие выбранные характеристики. Сохранить в файле легенд формата *.avl.

К зачету: уметь разработать легенду карты, отражающую экологические характеристики объектов, например, содержание какого-либо ингредиента в среде, класс экологического состояния и т.п.

Создание диаграмм. В качестве источника данных можно использовать атрибутивную таблицу слоя штатов США states.shp. Серии данных и группы данных.

К зачету: уметь создать диаграмму по содержащимся в реляционной таблице данным.

Создание компоновки (макета страницы). Добавление в макет карт (видов), таблиц, графиков (диаграмм), растровых изображений. Редактирование легенды и надписей. Создание масштабной линейки и стрелки указателя на север (розы ветров). Подключение модулей «Конструктор легенды» и «Координатные сетки». Два способа создания легенд в компоновке: с помощью кнопки «Рамки легенды» Панели Инструментов и модуля «Конструктор легенды». В первом случае любые изменения Вида немедленно отражаются в легенде Компоновки, т.е. существует динамическая связь между Видом и Компоновкой, во втором – легенда остается прежней, несмотря на любые изменения Вида. Экспорт изображения компоновки во внешние форматы изображений и дальнейшая вставка изображений в файлы формата Microsoft Word.

К зачету: уметь создать компоновку и экспортировать изображение в качестве иллюстрации в текстовой файл.