Работа с семантическими характеристиками

Специфика ГИС заключается в возможности обработки как пространственной, так и семантической информации. ГИС ArcView 3.2 может использоваться как информационно-справочная система: для этого при открытом окне Вида следует сделать активной крайнюю слева кнопку в нижнем ряду Панели инструментов (всплывающая подсказка при наведении курсора – «Идентифицировать», сообщение внизу окна ArcView – «Выводит информацию об объекте», на кнопке изображён символ "i"). После этого курсор на электронной карте принимает форму перекрестья с маленьким символом "i". Если навести курсор на интересующий пространственный объект карты (не забудьте сделать активным содержащий его слой!) и нажать левую кнопку манипулятора «мышь», то на экране появится окно «Информация об объекте». В этом окне представлены два списка: в левом – название слоя и идентификатор объекта, правом – список значений всех полей объекта. Этот инструмент используется при оперативной работе с картой, когда нужно посмотреть характеристики определенного пространственного объекта.

Атрибутивные таблицы векторных слоёв можно редактировать. Для этого следует открыть таблицу активной темы нажатием соответствующей кнопки в верхнем ряду кнопок Панели Инструментов. На этой кнопке изображена таблица, на соседней кнопке справа – изображение бинокля, выше кнопки – ниспадающее меню «Редактировать», всплывающая подсказка при наведении курсора – «Открыть таблицу темы», сообщение внизу окна ArcView – «Открывает таблицы активных тем». Другой способ открытия таблицы, единственно возможный для добавленных в проект или созданных в нём таблиц: в окне проекта сделать активным тип документов «Таблицы», выбрать в списке справа нужную таблицу и нажать кнопку «Открыть». Разумеется, таким образом можно открывать и атрибутивные таблицы тех тем, которые ранее уже открывались в Видах вышеупомянутым способом. Далее в ниспадающем меню «Таблицы» окна ArcView включить опцию «Начать редактирование». Если необходимы изменения структуры таблицы, добавление новых записей, то следует в ниспадающем меню «Редактировать» выбрать соответствующие опции: «Добавить поле», «Добавить запись», «Удалить поле». Если требуется изменить уже существующие значения, или заполнить новую запись, то нужно нажать кнопку «Редактировать» в нижнем ряду кнопок Панели Инструментов, при этом внизу окна ArcView появляется подсказка «Изменяет значения ячеек». На кнопке изображены символы "I" и стрелки, это средняя из трёх кнопок нижнего ряда. Теперь можно наводить курсор на любое значение любого семантического поля таблицы и редактировать его. Разумеется, невозможно редактировать значения поля "Shape". Если редактируется много значений или вводятся новые данные, то периодически следует включать опцию «Сохранить изменения» ниспадающего меню «Таблица». По окончании редактирования нажать опцию «Прекратить редактирование» и ответить «Да» на вопрос «Сохранить изменения?»

Зачастую требуется получить основные статистические характеристики значений какого-либо числового поля для совокупности выбранных объектов или всех объектов слоя. Для этого можно воспользоваться опциями ниспадающего меню «Поле». Опция «Статистика» выводит на экран окно с результатами статистической обработки числовых значений выбранного поля, хранящихся в выбранных записях, или во всех записях таблицы, если ни одна запись не выбрана. На экран выводится следующая информация: сумма всех значений, количество обработанных значений, среднее, максимальное и минимальное значения, диапазон изменения значений, т.е. разница между максимальным и минимальным значениями, величина дисперсии и стандартного отклонения (среднее квадратичное отклонение).

Также бывает необходимо сделать подсчет статистических характеристик числовых параметров для групп объектов, содержащихся в общей таблице, например, населенных пунктов по регионам, проб воды по речным бассейнам, водоемам и акваториям, значений, почвенных проб для ландшафтных и почвенных таксонов и т.п. В этом случае следует открыть анализируемую таблицу, выделить поле, по значениям которого необходимо выполнить группировку объектов, а затем либо нажать на Панели Инструментов кнопку с изображением символа «Σ» (всплывающая подсказка – «Статистики», подсказка внизу окна ArcView – «Создает сводную таблицу, резюмированную по активному полю»), либо в ниспадающем меню «Поле» выбрать опцию «Резюме». В обоих случаях на экране появится диалоговое окно «Создание таблицы». В этом окне нужно определить место размещения создаваемого табличного файла формата dBASE, создать список анализируемых числовых полей и рассчитываемых по ним характеристик (среднее, сумма, минимальное и максимальное значения, стандартное отклонение, дисперсия, первое и последнее значение, количество объектов в группе). В созданной таблице по умолчанию будет присутствовать поле Count – количество объектов в группе и остальные заказанные поля с подсчитанными результатами. Наименования полей определяются следующим образом: слева к названию исходного поля, по значениям которого выполнялись расчеты, добавляется идентификатор определенной характеристики: Ave - среднее, Sum - сумма, Min - минимум, Max - максимум, StdDev - стандартное отклонение, Var - дисперсия, First - первое и Last - последнее значение, Count – счёт (количество объектов в группе). Между идентификатором и названием проанализированного поля ставится символ «_».

С помощью опций «Сортировать по возрастанию» и «Сортировать по убыванию» меню «Поле» или соответствующих кнопок Панели Инструментов, на которых изображены удлиняющиеся или убывающие сверху вниз строчки (подсказки: «Сортировать по возрастанию» и «Сортировать по убыванию») выполняется сортировка таблицы по значениям выбранного числового поля. Данные процедуры очень полезны в геоэкологических исследованиях для ранжирования объектов по степени содержания загрязняющих веществ.

Очень полезной является возможность расчёта и определения значений полей. Например, по значениям загрязняющих веществ рассчитать индексы загрязнения воды, почв, атмосферы и т.д. Для этого следует рассчитать отношения концентраций к величинам ПДК, определить загрязняющие вещества, у которых эти отношения максимальны. Естественно, сначала нужно создать новое поле, значения которого будут вычисляться. Для этого открыть таблицу, в ниспадающем меню «Таблица» выбрать опцию «Начать редактирование», далее с помощью опции «Добавить поле» ниспадающего меню «Редактировать» создать в таблице новое поле. Затем следует выбрать в таблице это вновь созданное поле, наведя курсор на его название и нажав левую клавишу манипулятора «мышь». Имена полей, доступных для вычислительных операций представляются нормальным шрифтом, остальных - курсивом. Затем следует вызвать диалоговое окно «Калькулятор поля». Это можно выполнить двумя способами: при помощи опции «Вычислить» ниспадающего меню «Поле» или нажатием кнопки «Вычислить» в нижнем ряду Панели Инструментов, правее кнопки с изображением символа «Σ». На кнопке «Вычислить» (подсказка внизу окна ArcView – «Вычисляет значения поля») помещено изображение калькулятора.

В нижней части появившегося диалогового окна «Калькулятор поля» имеется пустой блок, в котором нужно сформировать выражение для расчета значений поля. Над этим блоком в квадратных скобках представлено название поля, значения которого будут рассчитываться, и знак «=». В блоке прокрутки «Поля» представлены все поля таблицы. Блок переключателей «Тип» содержит 3 возможности: «Число», «Символ» и «Дата». По умолчанию выбран вариант «Число» - выполнение операций с числовыми значениями. Разумеется, при геоэкологических исследованиях чаще всего будет востребован именно этот вариант, хотя не исключается использование и остальных возможностей. Выбор варианта «Символ» необходим при соединении двух строк, если нужно в новом поле отразить принадлежность площадного объекта двум таксонам. Например, нужно соединить названия ландшафтных и почвенных таксонов. Оператор «++» сцепляет две строки и вставляет одиночный пробел между ними.

В блоке прокрутки «Запросы» содержатся все возможные операции для конструирования выражения расчета. Чтобы поместить название поля или запроса (операции) в блок выражения, нужно навести курсор на имя поля или запроса и дважды нажать на левую кнопку манипулятора «мышь». Другой способ – просто сформировать выражение «вручную» при помощи клавиатуры. При этом следует не забывать, что имена полей должны стоять в квадратных скобках.

После формирования выражения расчёта нажать кнопку «ОК». Расчёты будут выполнены. Значения одного и того же поля можно пересчитывать неоднократно.

Выражение для вычисления, которое вводит пользователь - фактически является выражением на алгоритмическом языке Avenue. Поэтому при его создании необходимо следовать правилам этого алгоритмического языка. В самой простой форме выражение может быть числом, строкой символов, датой или логическим значением. Эта возможность может быть полезна в том случае, если требуется заполнить какое-либо поле таблицы большим количеством одинаковых значений. Введите это значение в поле ввода диалогового окна и нажмите кнопку «ОК»: оно будет введено во все записи редактируемого поля. Вам останется только изменить значения в тех записях, где они должны отличаться.

Вообще выражение может состоять из любой комбинации имен полей, заключенных в квадратные скобки, и запросов Avenue, которые можно применять к данному типу поля. Возможность включения запросов Avenue в выражение расчета значений полей таблицы обеспечивает высокую гибкость составления выражений. Для преобразования символьных значений в числовые используется запрос «AsNumber», обратного - «AsString».

Тексты созданных программ Avenue также можно использовать в выражениях вычисления. Для этого следует набрать текст типа av.run("Название скрипта").

Если таблица является таблицей атрибутов векторной темы, то в ней присутствует поле «Shape». В случае линейной или полигональной темы есть возможность расчёта площади и периметра полигональных объектов, длины линейных объектов. При этом надо помнить, что значения будут рассчитаны в тех же единицах, что и исходные данные слоя. Это означает, что, если координаты пространственных объектов хранятся в градусах широты и долготы, то даже, если проекция Вида отличается от географической и единицы карты не являются градусами, то всё равно площадь объектов будет рассчитана в квадратных градусах, а периметр полигонов и длина линейных объектов – в градусах. Разумеется, результаты подобных расчетов не имеют смысла нигде, за исключением, пожалуй, приэкваториальных областей, где градус долготы приблизительно равен градусу долготы. Выход из этой ситуации: определять картометрические характеристики только спроецированных объектов, т.е. объектов, координаты которых записаны в файловых структурах в декартовой системе координат определённой картографической проекции. Если же координаты пространственных объектов хранятся в градусах, а проекция Вида отличается от географической, то следует записать объекты в новую файловую структуру с координатами в единицах карты данного Вида. Для этого следует при открытом окне Вида и активной теме (слое), картометрические характеристики объектов которого необходимо получить, в ниспадающем меню «Тема» окна ArcView выбрать опцию «Преобразовать в шейпфайл». В появившемся диалоговом окне «Преобразовать (Имя преобразовываемой Темы)» определить название и размещение создаваемого шейпфайла. Затем появится информационное сообщение «Преобразовать», в котором задается вопрос: «ArcView обнаружил, что этот Вид спроектирован. Хотите сохранить новый шейп-файл в единицах проекции?» Ответ по умолчанию – «Нет», т.е. запись координат в градусах широты и долготы. Нам же следует нажать кнопку «Да». Произойдет запись координат объектов в новый шейпфайл в единицах карты. На экране появится информационное сообщение: «Поскольку Вид спроектирован, данные проекции не будут добавлены к Виду. Вид был сохранён на диске». Это не совсем верный перевод англоязычного сообщения, суть которого заключается в следующем: проекция данного Вида отлична от географической, единицы карты Вида – не градусы, а линейные единицы (метры, километры, мили и т.д.). Однако исходные данные пространственных объектов данного Вида – градусы широты и долготы. Координаты же объектов вновь созданного шейпфайла – единицы карты данного Вида, они не могут быть добавлены в Вид, так как над ними нельзя для размещения на карте совершить преобразование градусов в единицы карты, которое выполнено для всех векторных слоев данного Вида. Поэтому следует создать новый Вид и добавить в него созданный шейпфайл. ГИС ArcView воспримет систему нового Вида как плановую, единицы карты – как неизвестные. Для определения размерности единиц карты следует установить в диалоговом окне «Свойства Вида» те же единицы карты, что и в исходном Виде. Единицы длины можно установить любыми. После этого ГИС будет правильно воспринимать координаты объектов.

Для расчета длин линейных объектов и периметров полигональных следует ввести в блок расчетов диалогового окна «Калькулятор поля» выражение [Shape].ReturnLength, а для расчета площадей полигональных объектов: [Shape].ReturnArea. Необходимо заметить, что при вычислениях картометрических характеристик многосвязных объектов возможны ошибки. Поэтому лучше предварительно превращать многосвязные объекты в односвязные. Для этого необходимо применить разработанное на языке Avenue ГИС-при-ложение.