Использование инструментов геообработки

Инструменты геообработки необходимы для пространственного анализа, хотя их также можно использовать для других целей. Пространственный анализ включает такие задачи, как сравнение местоположений, определение связи между ними, поиск наилучших местоположений и путей, определение закономерностей и предсказание развития событий. Большинство инструментов геообработки работают с входным набором данных для создания выходного набора данных. Некоторые инструменты изменяют атрибуты или геометрию входного набора данных. Несколько инструментов работают иначе, например, создавая выборки для слоев или сообщения и отчеты.

Обзор

Use geoprocessing tools overview video

• Продолжительность видео: 7:26.
• Это видео было создано с помощью ArcGIS Pro 2.8.

В этом учебном руководстве пространственные проблемы решаются с помощью инструментов геообработки.

• Предполагаемое время: 45 минут
• Требования к программному обеспечению: ArcGIS Pro Basic

Примечание:

Краткие руководства обновляются в каждой версии программного обеспечения. Для получения наилучших результатов используйте версию онлайн-справки, соответствующую версии вашего программного обеспечения.

Открытие проекта

Nassella tussock - это инвазивный сорняк, случайно завезенный в Новую Зеландию в конце 1800-х гг. Сейчас он широко распространен в районах Мальборо и Кентербери на о. Южный. Оно быстро распространяется, вытесняет другие виды трав и искореняется с большим трудом. Непригоден для крупного скота, что делает его угрозой для фермеров. Семена Nassella tussock разносятся в основном ветром, но также могут разноситься животными, людьми и транспортом.

Инвазивный сорняк Nassella tussock. Фотография Harry Rose, South West Rocks, Australia. Загружена из Wikimedia Commons и использована с лицензией Creative Commons 2.0.

В данном упражнении вы будете искать Nassella tussock, произрастающий рядом с коммерческими палаточными лагерями (кемпингами для домов на колесах). Туристы, контактирующие с сорняком во время пеших походов, могут случайно зацепить семена одеждой или туристическим снаряжением и способствовать их распространению. Если ваш анализ покажет, что Nassella tussock растет около коммерческих кемпингов, должностные лица из департамента сельского хозяйства смогут предоставить информацию, которая поможет туристам опознать этот сорняк и избежать контакта с ним.

Анализ состоит из трех частей. Сначала вы создадите буферы или зоны близости вокруг коммерческих кемпингов. Далее, вы определите, какой из этих буферов содержит Nassella tussock. И наконец, вы рассчитаете количество Nassella tussock внутри этих буферов.

1. Запустите ArcGIS Pro и выполните вход, если необходимо.
2. Откройте диалоговое окно обзора, чтобы выполнить поиск проекта одним из следующих способов:
   • На начальной странице щелкните Открыть другой проект .
   • В открытом проекте щелкните вкладку Проект на ленте. В списке боковых вкладок щелкните Открыть. На странице Открыть щелкните Открыть другой проект .

   

3. В диалоговом окне Открыть проект на панели навигации в разделе Портал щелкните ArcGIS Online .

   Примечание:

   Если вы вошли в ArcGIS Enterprise , вы должны настроить свой активный портал ArcGIS Online на доступ к учебным данным. Если вы не можете этого сделать, можете загрузить данные из браузера.

4. Вверху диалогового окна в поле поиска наберите Use geoprocessing tools и нажмите клавишу Enter.
5. В списке результатов поиска щелкните Использовать инструменты геообработки, чтобы выбрать пакет проекта.

   Примечание:

   Если с этим именем есть несколько пакетов проекта, выберите пакет с отметкой Достоверный . В столбце Владелец имя владельца - ArcGISProTutorials. Если вы не получаете никаких результатов, см. Нет результатов поиска.

6. Нажмите OK.

   Откроется проект, отображающий район Мальборо в Новой Зеландии. Коммерческие кемпинги отображены вместе данными о распространении сорняка Nassella tussock на настоящий момент.

   Слой Nassella Tussock Range не отображает плотность растения в интересующем нас местоположении. Обозначенная территория может быть сильно заражена или на ней может встречаться только несколько растений.

   

Откройте панель Геообработка

Чтобы выполнить анализ, вы будете запускать инструменты с панели Геообработка. Сначала вы увидите, как эти инструменты собраны в ArcGIS Pro.

1. Щелкните вкладку Вид на ленте. В группе Окна нажмите Сбросить панели и нажмите Сбросить панели для геообработки.

   Это гарантирует, что панели Содержание, Каталог и Геообработка открыты, тогда как остальные панели закрыты. На панели Геообработка, на вкладке Избранное вам будут доступны некоторые часто используемые инструменты геообработки.

   Подсказка:

   Можно открыть панель Геообработка без сброса панелей. Для этого, на вкладке Анализ на ленте, в группе Геообработка щелкните Инструменты .

2. На панели Геообработка, щелкните вкладку Наборы инструментов.

   Есть два отдельных заголовка для набора инструментов проекта и системного набора инструментов. Под заголовком Проект отображается панель инструментов по умолчанию, а также другие панели инструментов, которые вы добавили в проект. Под заголовком Система находится список наборов инструментов в алфавитном порядке, установленных с ArcGIS Pro. Каждый набор инструментов содержит ряд связанных инструментов, которые в дальнейшем могут быть организованы в наборы инструментов .

   

3. Под заголовком Система выберите Инструменты анализа > Попарное наложение.

   

   Набор инструментов или группа инструментов может содержать встроенные инструменты , инструменты-скрипты или инструменты-модели . Группа инструментов Попарное наложение содержит несколько встроенных инструментов, которые обеспечивают большую функциональность и производительность, чем классические инструменты наложения.

   Подробнее о словаре геообработки

4. В группе Попарное наложение щелкните Попарный буфер.

   Откроется инструмент Попарный буфер на панели Геообработка. Некоторые параметры пустые, для других указаны значения по умолчанию. Некоторые параметры помечены красными звездочками.

5. Наведите курсор на кнопку Справка инструмента.

   Подсказка описывает и иллюстрирует инструмент. Инструмент Попарный буфер создает зоны определенного расстоянием вокруг объектов. Буферы часто используются для поиска объектов в одном слое, которые включают или исключают объекты в другом слое. В данном случае вы будете искать кочки с ковылем Nassella tussock в пределах указанного расстояния от кемпингов.

   Подсказка:

   Нажмите кнопку Справка , чтобы открыть раздел справки по инструменту геообработки.

Построение буфера вокруг кемпингов

Теперь вы установите параметры и запустите инструмент.

1. В инструменте Попарный буфер щелкните список Входные объекты и выберите Commercial Campgrounds.
2. В параметре Выходной класс объектов измените имя выходного набора данных с CommercialCamp_PairwiseBuffe на Campground_Buffers.

   Вы можете либо выделить и удалить имя набора данных в конце строки пути, либо удалить весь путь и ввести новое имя для класса объектов. Полный путь будет восстановлен автоматически при запуске инструмента.

   Подсказка:

   Наведите курсор мыши на параметр Выходной класс объектов, чтобы увидеть путь к выходному набору данных.

3. Введите в поле Расстояние [значение или поле] значение 1,5.
4. Нажмите ниспадающий список единиц расстояния рядом и выберите Километры.

   Инструмент создаст класс полигональных объектов, содержащий буферный объект для каждого кемпинга. Буферы будут кругами 1,5-километрового радиуса с центрами в кемпингах. Вы предполагаете, что туристы, скорее всего, будут контактировать с Nassella tussock во время пеших и велосипедных прогулок в пределах этого расстояния.

5. Задержите курсор над любым параметром инструмента, например, Метод или Тип слияния.

   Рядом с параметром появится информационный значок .

   

   При наведении указателя мыши на значок информации появляется экранная подсказка, описывающая параметр и его настройки. Вы подтвердите значения по умолчанию для параметров Метод и Тип слияния.

6. В нижней части панели Геообработка щёлкните Запустить .

   По завершении работы инструмента в нижней части панели Геообработки появится сообщение об успешном выполнении.

   Подсказка:

   В сообщении о выполнении щелкните или наведите курсор на строку Просмотреть подробности, чтобы увидеть информацию о выполнении процесса.

   В базе геоданных по умолчанию будет создан новый класс пространственных объектов с именем Campground_Buffers, и на карту добавится слой. При текущем масштабе карты буферы, скорее всего, скрыты символами кемпинга.

   Примечание:

   На панели Геообработка появится предупреждение рядом с параметром Выходной класс объектов. Это означает, что название этого класса объектов уже используется. Если вы запустите этот инструмент снова, не изменив имя класса, вы перезапишете существующие данные.

7. На панели Ресурсы отключите слой Commercial Campgrounds.
8. Щелкните правой кнопкой мыши слой Campground_Buffers и щелкните Приблизить к слою .

   Символ буфера по умолчанию частично прозрачен. Вы измените его на рамку, чтобы лучше видеть Nassella tussock в пределах буфера.

9. На панели Содержание щелкните символ для слоя Campground_Buffers.

   

   Откроется панель Символы, на которой отображаются параметры форматирования полигональных символов.

10. Вверху панели Символы щелкните вкладку Галерея если необходимо.
11. Рядом с окном поиска щелкните стрелку ниспадающего меню Все стили и выберите Стили проекта.

    Настройка Стили проекта включает стили ArcGIS Pro, добавляемые в проект по умолчанию, а также все стили, которые вы добавили. Настройка Все стили включает все системные стили, которые устанавливаются с ArcGIS Pro. Выбор Стилей проекта сужает область поиска символов.

12. В поле поиска введите outline и нажмите Enter.

    В стиле ArcGIS 2D есть несколько символов. Вы можете получить больше сведений, если наведете на эти символы указатель мыши.

13. Щелкните символ Black Outline (1pt), чтобы выделить его.

    

    Символы на карте будут обновлены.

14. На панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши слой Campground_Buffers и выберите Таблица атрибутов .

    В таблице Campground_Buffers атрибуты названия и адреса скопированы из слоя Commercial Campgrounds - входного слоя для инструмента Попарный буфер. Поле BUFF_DIST показывает буферное расстояние, выраженное в метрах.

15. Закройте таблицу атрибутов.
16. На ленте щелкните вкладку Карта. Приблизьтесь и изучите некоторые буферы, чтобы увидеть, содержат ли они Nassella tussock.
17. Когда закончите, в группе Навигация щелкните Закладки и выберите Campgrounds.

    

18. На Панели инструментов быстрого доступа нажмите Сохранить проект .

Выбор буферов, содержащих Nassella tussock

Визуальный осмотр полезен, но анализ — более надежный способ выявления буферов, содержащих Nassella tussock. Вы будете использовать инструмент Выбрать по местоположению , чтобы найти объекты в одном слое (Campground_Buffers), которые имеют общую площадь с объектами в другом слое (Nassella Tussock Range).

1. На панели Содержание щелкните слой Campground_Buffers, чтобы выделить его, если необходимо.
2. На ленте, на вкладке Карта в группе Выборка щелкните Выбрать по местоположению .

   Откроется окно Выбрать по расположению.

   Примечание:

   Для удобства некоторые инструменты геообработки открываются в плавающем окне. Эти инструменты также можно открыть на панели Геообработка.

   Ключевой параметр этого инструмента - используемое пространственное отношение. В зависимости от ситуации вы можете узнать, какие объекты пересекают, содержат, касаются или лежат в пределах определенного расстояния от других.

   В этом случае содержание может показаться правильным отношением, так как вы хотите найти полигоны буферов лагерного лагеря, которые содержат Nassella tussock. Однако этот выбор является слишком ограниченным. Представьте себе ситуацию,что какой-то полигон Nassella tussock лежит частично внутри, а частично вне полигона буфера. Этот полигон важен для вас, но буферная зона его не содержит; только пересекает буфер. С другой стороны, если участок находится полностью внутри буфера, то буфер будет одновременно и содержать, и пересекать его. Поэтому вам необходимо использовать отношение Пересечение.

   

   Этот буфер содержит только один из двух объектов, но пересекает оба этих объекта. Пересечение включает частичное и полное наложение.

   Подсказка:

   См. раздел Выбрать по местоположению: графические примеры, чтобы узнать об определении пространственных отношений объектов различных типов (точек, линий и полигонов).

3. В инструменте Выбрать по местоположению убедитесь, что параметр Входные объекты имеет значение Campground_Buffers, а для параметра Отношение задано Пересечение.
4. Щелкните ниспадающий список Вспомогательные объекты выборки и выберите Nassella Tussock Range.

   

   Будут выбраны только объекты из входного слоя объектов. Вы хотите увидеть буферы кемпингов, пересекаемые участками растительности, а не объекты растительности, пересекаемые буферами кемпингов.

   Параметр выходного класса объектов отсутствует, так как инструмент Выбрать по местоположению не создает новый набор данных – он только выбирает объекты во входном слое.

5. Нажмите OK.

   

   На карте выбраны 4 буферных полигона. Число также указано в сообщении в нижней части вида карты.

   Два выбранных буфера лежат в областях, где превалирует Nassella tussock, а другие два - нет. Возникает вопрос, имеют ли эти четыре выбранных буфера какое-либо географическое отношение, которое выделяет их из всех остальных.

6. На панели Содержание включите Roads и раскройте его.

   Четыре выбранных буфера связаны основными автомагистралями. Это подтверждает предположение о том, что дорожная сеть способствует распространению Nassella tussock. С другой стороны многие буферные зоны, которые не были выбраны, тоже связаны автомагистралями.

   Интересно узнать, какие кемпинги наиболее популярны, и посещают ли туристы сразу несколько кемпингов, но эти вопросы в данном упражнении рассматриваться не будут.

7. Отключите слой Roads и включите слой Populated Places.

   Три из четырех выбранных буферов пересекают населенные пункты. При этом, многие из населенных мест не имеют очагов Nassella tussock рядом. Хотя это поверхностное исследование и не дало убедительных результатов, пространственные выборки позволяют выявить значимые закономерности в ваших данных и предлагают идеи для дальнейшего анализа.

8. Отключите слой Populated Places.
9. На Панели инструментов быстрого доступа нажмите Сохранить проект .

Количественная оценка Nassella tussock внутри буферов

Наконец, вы будете определять количество Nassella tussock, находящихся внутри выбранных буферов. Этой информацией можно поделиться с кемпингами: она может помочь определить приоритетные для лечения области. Для исследователей количественное измерение является базовой отметкой для дальнейшего годового сравнения.

Вы откроете Суммировать в пределах в галерее Анализ. Галерея Анализ облегчает доступ к часто использующимся инструментам анализа.

1. Щелкните вкладку Анализ на ленте.
2. В группе Инструменты разверните галерею Анализ.

   

   Примечание:

   В зависимости от размера окна ArcGIS Pro галерея Анализ может отображаться в виде кнопки на ленте.

3. В галерее Анализ в разделе Суммировать данные наведите курсор на инструмент Суммировать в пределах и ознакомьтесь с его описанием.

   Одна из функций этого инструмента заключается в вычислении площадей полигонов, попадающих в пределы полигонов другого слоя. Это именно то, что вы хотите сделать.

4. Щелкните Суммировать в пределах, чтобы открыть этот инструмент на панели Геообработка.
5. В раскрывающемся списке Входные полигоны щелкните на Campground_Buffers.

   Если во входном слое есть выборка, инструменты геообработки по умолчанию работают только с выбранными объектами. В данном случае только четыре выбранных буфера кемпингов будут обработаны и записаны в выходной класс объектов

   Примечание:

   Можно щелкнуть переключатель Использовать выбранные записи, чтобы вместо этого обработать все объекты слоя.

6. Щелкните ниспадающий список Входные суммируемые объекты и выберите Nassella Tussock Range.
7. Измените имя Выходного класса объектов на Tussock_Within_Buffers.

   Подобно инструменту Попарный буфер, инструмент Суммировать в пределах создает новый класс объектов. Выходные объекты будут иметь ту же форму, что и входные объекты. Единственная разница будет заключаться в таблице атрибутов.

8. В раскрывающемся списке Единицы измерения объекта выберите Гектары.

   

   Гектар - это метрическая единица площади, равная 10 000 квадратным метрам или (приблизительно) двум с половиной акрам.

9. Щелкните Запустить .

   По окончании выполнения инструмента в базе геоданных по умолчанию будет создан класс пространственных объектов Tussock_Within_Buffers и на карту будет добавлен слой.

10. На ленте щелкните вкладку Карта. В группе Выборка щелкните Очистить .
11. На панели Содержание отключите слой Campground_Buffers.

    Слой Tussock_Within_Buffers содержит четыре объекта, соответствующие четырем выбранным буферам кемпингов.

12. На панели Содержание щёлкните правой кнопкой слой Tussock_Within_Buffers и выберите Таблица атрибутов .
13. В таблице щелкните правой кнопкой имя поля BUFF_DIST и выберите Скрыть поле . Также скройте следующие поля:

    • ORIG_FID
    • Shape_Length
    • Shape_Area
    • Count of Polygons

    

    Поле Summarized Area in HECTARES содержит результаты анализа. (Учтите, что слой Nassella Tussock Range представляет области, где растение было обнаружено, но не реальную плотность его распространения.)

    Подсказка:

    Чтобы показать скрытые поля, щелкните кнопку Меню в виде таблицы и нажмите Показать все поля.

14. Закройте таблицу.
15. На Панели инструментов быстрого доступа нажмите Сохранить проект .

Визуализация результатов анализа

Вы создадите диаграмму для визуализации результатов анализа.

1. На панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши слой Tussock_Within_Buffers. Нажмите Создать диаграмму и щелкните Столбчатая диаграмма .

   Появится панель Свойства диаграммы. Также откроется вид диаграммы. Этот вид будет пустым, пока вы не настроите параметры на панели Свойства диаграммы.

2. Выше панели Свойства диаграммы щелкните при необходимости вкладку Данные. Откройте ниспадающий список Категория или Дата и выберите Имя.

   В виде диаграммы рядом с осью X появится имя кемпинга. В данный момент на диаграмме отображается число названий ля каждого кемпинга (то есть 1). Вам необходимо выбрать числовое поле для диаграммы и изменить настройки агрегации.

3. На панели Свойства диаграммы в разделе Числовые поля щелкните Выбрать и отметьте опцию Суммировать данные по гектарам. Щелкните Применить.
4. В разделе Агрегация щелкните раскрывающийся список и выберите <none>.

   

   Ось Y диаграммы и столбцы данных обновлены и показывают область распространения Nassella tussock вокруг каждого палаточного лагеря.

   Примечание:

   Агрегация необходима только когда значения в категории для диаграммы представлены несколькими записями в атрибутивной таблице слоя. В данном случае имя каждого кемпинга соответствует отдельной записи в таблице, и агрегирование не требуется. Более подробно об агрегации значений категорий.

5. В нижней части панели, под Подписями данных отметьте опцию Подписать столбцы.

   Столбцы подписаны точными значениями, но вам не требуется столько знаков после запятой. Вы измените это позже, когда будете форматировать оси.

6. В верхней части панели Свойства диаграммы щелкните вкладку Общие. (Если панель слишком узка для отображения вкладки, щелкните Дополнительно и Общие в ниспадающем списке.)
7. В окне Заголовок диаграммы замените текущий заголовок на Nassella Tussock Near Commercial Campgrounds и нажмите Enter.

   Заголовок диаграммы будет обновлен.

8. В строке Заголовок по оси X замените текущий заголовок на Имя кемпинга и нажмите Enter.
9. В окне Заголовок по оси Y замените текущий заголовок на Ассортимент растений в гектаре и нажмите Enter.

   По умолчанию названия кемпингов на оси x отображаются горизонтально. Вместо этого вы будете отображать их по диагонали.

10. Щелкните вкладку Оси. Под заголовком Ось X щелкните ниспадающий список Ориентация надписи и выберите По диагонали.
11. Разверните окно ArcGIS Pro. Либо можно отключить вид диаграммы, перетащив вкладку ее вида в новое место. Измените размер диаграммы, перетащив один из углов ее плавающего вида.

    

    Обратите внимание, что названия кемпингов обрезаны. Это происходит потому, что по умолчанию надписи по оси x ограничены 11 символами.

12. В разделе Ось X измените настройку Ограничение символов надписи на 30 и нажмите Enter.

    Теперь отображается полное название каждого кемпинга.

13. В Числовом формате щелкните Задать форматирование отображения для типов числовых полей .
14. В открывшемся окне щелкните Категория и выберите Числовой. В разделе Округление измените число десятичных знаков на 2.

    

15. Щелкните Применить, чтобы обновить метки столбцов на диаграмме.

    По умолчанию символы панели данных соответствуют слою Tussock_Within_Buffers. Символ рамки удобен на карте, но не подходит для диаграммы.

16. На панели Свойства диаграммы перейдите на вкладку Серии. В таблице полей, в столбце Символ, щелкните символ, чтобы открыть палитру цветов.

    

17. В палитре выберите подходящий цвет.

    На диаграмме обновляется цвет столбцов данных.

    

18. Закройте вид диаграммы.

    Подсказка:

    Чтобы позже работать с диаграммой, разверните на панели Содержание слой Tussock_Within_Buffers. В разделе Диаграммы щелкните диаграмму правой кнопкой мыши и выберите Открыть .

19. На Панели инструментов быстрого доступа нажмите Сохранить проект .

Просмотр истории геообработки

ArcGIS Pro сохраняет запись всех инструментов геообработки, которые использовались в проекте. Эта история геообработки показывает порядок, в котором запускались инструменты, и сохраняет настройки параметров инструментов. История геообработки поможет вам запомнить выполненные действия, а также запустить инструменты с другими настройками для получения других результатов и изменения рабочего процесса. Можно также использовать историю для создания модели геообработки или пакета инструментов геообработки, чтобы совместно использовать их с другими.

1. Щелкните вкладку Анализ на ленте. В группе Геообработка щелкните История .

   

   Откроется панель История. На вкладке Геообработка, на вкладке История инструментов , перечислены запущенные вами инструменты геообработки. Зеленая отметка подтверждает, что инструмент был успешно выполнен.

   В этом анализе вы использовали только инструменты геообработки. Если вы запускали функции растра, вы можете увидеть эти элементы истории на вкладке Функции растра.

2. На панели История щелкните правой кнопкой инструмент Попарный буфер и выберите Просмотреть детали.

   

   В окне отображены настройки параметров, параметры среды, а также другая информация. Сообщения об ошибках или предупреждения, связанные с инструментом, также будут отображаться здесь. (Ту же информацию можно увидеть в сообщении об успешном выполнении инструмента в панели Геообработка.)

3. Закрывает окно сообщения.

   Вы также можете щелкнуть инструмент правой кнопкой мыши, чтобы открыть и запустить его, добавить в модель геообработки или сохранить в виде скрипта Python.

Один и тот же рабочий процесс часто может быть выполнен несколькими способами. Например, вы могли бы отказаться от использования инструмента Выбрать по местоположению и сразу запустить инструмент Суммировать в пределах для слоя буферных полигонов кемпингов. В этом случае ваш выходной класс пространственных объектов содержал бы 14 записей вместо четырех. Десять записей имели бы значения 0 в поле Summarized area in HECTARES. Но одним из преимуществ инструмента Выбрать по местоположению является то, что он обеспечивает визуальное отображение пространственных закономерностей и прогнозирование новых направлений для анализа.

Чтобы увидеть, как рабочий процесс анализа, описанный в этом руководстве, может быть представлен в виде модели и запущен в качестве инструмента геообработки, попробуйте руководство Создание модели геообработки.