Более

Установить создание набора классов объектов как предварительное условие для итеративного процесса с использованием ArcGIS ModelBuilder?


При использовании ArcGIS ModelBuilder, как вы установите создание набора классов объектов в качестве предварительного условия для итеративного процесса и не заставите его повторно создавать набор классов объектов каждый раз?

Это модель, которую я использую:

Мне нужна модель, чтобы сначала создать набор классов объектов Test_FD, а затем заполнить его классами объектов в TestGDB. Однако модель создает набор классов объектов каждый раз на итерации. Как я могу заставить его создать набор классов объектов только один раз, а затем запустить итерационный процесс?


Я бы попробовал вложить итерационную часть в подмодель - как было предложено в предыдущем вопросе: как предотвратить запуск части модели при использовании итератора?


Этот инструмент предназначен для использования в ModelBuilder, а не в сценариях Python.

Параметр Data Type используется в ModelBuilder, чтобы помочь связать выходные данные инструмента Calculate Value с другими инструментами. Например, если вы используете инструмент «Вычислить значение» для расчета расстояния, которое будет использоваться в качестве входных данных для параметра «Расстояние буфера» инструмента «Буфер», укажите линейные единицы для параметра «Тип данных».

Переменные, созданные в ModelBuilder, могут использоваться этим инструментом, но переменные, желаемые для использования в параметре выражения, не могут быть связаны с инструментом Calculate Value. Чтобы использовать их в выражении, заключите имя переменной в знаки процента (%). Например, если вы хотите разделить переменную с именем «Input» на 100, ваше выражение будет% Input% / 100.

Примечание: в предыдущем выражении, если Input = 123, выражение вернет 1. Чтобы получить десятичные разряды, добавьте десятичные дроби к значениям в выражении. Например:% Input% / 100.00 вернет 1,23. На рисунке ниже показан еще один пример использования переменных в выражении.

Осторожность:

Встроенная переменная типа строка должна быть заключена в кавычки ("% строковая переменная%") в выражении. Встроенные переменные чисел типа (double, long) не требуют кавычек (% double%).

Выражения можно создавать только в стандартном формате Python. Другие языки сценариев не поддерживаются.

Инструмент «Вычислить значение» может вычислять простые математические выражения. Например:

Инструмент «Вычислить значение» позволяет использовать математический модуль Python для выполнения более сложных математических операций. Для доступа к математическому модулю необходимо указать математическую функцию перед желаемой функцией. Например:

Константы также поддерживаются математическим модулем. Например:

  • Вычислить случайное целое число от 0 до 10: random.randint (0, 10)
  • Вычислить случайное значение, полученное из нормального распределения со средним значением 10 и стандартным отклонением 3: random.normalvariate (10, 3)
Наследие:

arcgis.rand () больше не поддерживается в ArcGIS Pro 2.0. Вместо этого следует использовать сопоставимые функции, использующие модуль Python random. Чтобы успешно использовать случайный модуль, добавьте его как импорт в параметр Code Block.

Обычно вы вводите выражения в параметре Expression. Более сложные выражения, такие как многострочные вычисления или логические операции (если, то), потребуют использования параметра Code Block. Параметр «Блок кода» нельзя использовать отдельно, его следует использовать вместе с параметром «Выражение».

На переменные, определенные в параметре Code Block, можно ссылаться из выражения.

Функции могут быть определены в параметре Code Block и вызваны из выражения. В приведенном ниже примере функция возвращает строку направления ветра на основе случайного входного значения. В Python функции определяются с помощью ключевого слова def, за которым следует имя функции и входные параметры функции. В данном случае это функция getWind с одним параметром wind. Значения возвращаются из функции с использованием ключевого слова return.

Вы можете передать переменную через параметр Expression и использовать логику if-else со встроенными переменными в блоке кода, как показано ниже. Блок кода проверяет, пуста ли переменная размера входной ячейки, а затем возвращает значение на основе условия.

Методы Python можно использовать непосредственно в параметре Expression инструмента. Например, если у вас есть входное значение с десятичным числом (в данном случае значение поля входной таблицы) и вы хотите использовать значение в выходном имени другого инструмента посредством подстановки встроенной переменной, десятичное число можно заменить с помощью метода Python replace в выражении инструмента Вычислить значение.

Модули Python и методы, такие как замена, могут быть объединены или сложены в параметре блока кода. В приведенном ниже примере модуль времени импортируется в блок кода, который возвращает текущую дату и время, например Fri Mar 19 2010 09:42:39. Это возвращаемое значение используется как имя в инструменте «Создать папку» для присвоения имени папке. Поскольку имя папки не может содержать пробелов или знаков препинания, метод replace в Python используется путем объединения метода для каждого элемента, который необходимо заменить. Результирующее имя папки в этом примере - FriMar192010094239.

  • вернуть линейную единицу в кодовом блоке вместе со значением расстояния,
  • измените тип данных возвращаемых значений, как показано ниже, и
  • установите для параметра типа данных значение линейной единицы, чтобы результат выражения был преобразован в значение линейной единицы.

Вы можете использовать выходные данные инструмента Calculate Value непосредственно в любых инструментах Spatial Analyst, которые принимают растр или постоянное значение, например Plus, Greater Than и Less Than (эти инструменты находятся в наборе инструментов Spatial Analyst / Math). Чтобы использовать выходные данные функции «Вычислить значение», измените тип выходных данных на «Формулированный растр». Этот формат типа выходных данных представляет собой растровую поверхность, значения ячеек которой представлены формулой или константой.

В Python частью синтаксиса является правильный отступ. Уровень отступа (два или четыре пробела) не имеет значения, если он согласован во всем блоке кода.

Вы не можете получить доступ к переменным модели из блока кода. Такие переменные необходимо передать в блок кода из выражения. Это может быть достигнуто путем создания определения в блоке кода и ссылки на определение в поле «Выражение».

При написании скриптов Python используйте стандартные операторы Python вместо инструмента Calculate Value.


Присоединяйтесь к нам практически на Esri UC 2020!

Автор: Брюс Гарольд

Конференция пользователей Esri 2020 состоит из множества сессий на открытой платформе ArcGIS. Мы хотим упростить вам успешную работу в неоднородной среде. Чтобы создать открытую и совместимую систему, Esri применила многогранный подход, включая поддержку: стандартов, прямой интеграции с технологиями, не относящимися к ГИС, прямого чтения и записи сотен форматов данных, открытых инструментов разработчиков, инструментов ETL, метаданных, открытых исходных кодов, общего доступа к открытым данным и SDI. .

Открытая платформа: стандарты и совместимость Esri Expo Area

Ссылки потребуют регистрации на конференцию, пока они не станут общедоступными. Не зарегистрирован? Щелкните здесь, чтобы зарегистрироваться на Esri UC 2020, 13–16 июля 2020 г. | Крупнейшее в мире мероприятие по виртуальным ГИС.

Посмотрите эти сеансы в Virtual UC:

Презентации демонстрационного театра

Чтобы узнать больше о подходе Esri Open Platform и нашем рабочем SDI нового поколения, посетите:

Оставайтесь на связи в GeoNet

Другие источники

Esri UC 2020: вопросы и ответы

Esri UC 2020 Q & ampA - это мел того, что вы хотите знать. Чтобы узнать больше о нашем подходе к открытой платформе, начните с «Компоненты ArcGIS - Open / Standards / Interoperability / Metadata».

Компоненты ArcGIS - ArcGIS Pro

Компоненты ArcGIS - ArcGIS Enterprise

Компоненты ArcGIS - ArcGIS for Developers

Возможности ArcGIS - Пространственный анализ и наука о данных

Возможности ArcGIS - Изображения и дистанционное зондирование

Возможности ArcGIS - 3D-визуализация и аналитика

Возможности ArcGIS - Управление данными

Возможности ArcGIS - AEC и Asset Management?

Подготовлено с помощью моих коллег jfoust-esristaff и jsaligoe-esristaff‌


Установить создание набора классов объектов как предварительное условие для итеративного процесса с использованием ArcGIS ModelBuilder? - Географические информационные системы

А Язык визуального программирования (VPL) - это язык программирования, использующий графические символы и графические соединители для разработки алгоритмов. В случае с ГИС алгоритмы нацелены на обработку пространственных данных. Противоположностью языков визуального программирования являются текстовые языки программирования. И визуальные, и текстовые языки имеют синтаксис и семантика. Текстовый язык программирования используйте последовательности символов. Последовательности являются допустимыми и недопустимыми строками. Синтаксически допустимые программы состоят из конкретных символов или строк символов, например, таких ключевых слов, как define, if, for или class. Ключевые слова - это слова, "зарезервированные для использования" в языке программирования. Ключевое слово не может использоваться в качестве идентификатора, такого как имя переменной, функции или метки. Последовательности символов для идентификаторов - это предложения пользователя, которые относятся только к некоторым соглашениям или ограничениям. Новые пользователи должны запомнить список ключевых слов на текстовом языке и усвоить правила синтаксиса для написания программы.

  • Визуальный язык (или визуальная нотация, графическая нотация, нотация диаграмм): набор графических символов (визуальный словарь) и связанный с ними визуальный синтаксис и семантика.
  • Визуальныйсловарный запас: набор из графические символы (элементы и соединители). Элементы узлы на схеме и соединители соединяют узлы.
  • Визуальная семантика: набор определений значения каждого графического символа.
  • Визуальный синтаксис (визуальная грамматика): определяет формальную структуру программы. Это набор композиционных правил о том, как формировать и соединять символы из визуального словаря вместе.
  • Графические символы используются для обозначения (визуального представления) семантические конструкции, как правило, определяется метамоделью. Значения графических символов определяются путем их сопоставления с конструкциями, которые они представляют. Примерами семантических конструкций являются «точечные данные» или «буфер пространственных операций», и обе имеют свои графические представления.
  • Допустимое выражение в визуальной записи называется визуальное предложение или диаграмма. Диаграммы состоят из экземпляров символов (токенов), упорядоченных в соответствии с правилами визуальной грамматики. Программное обеспечение ГИС и ДЗ использует следующие термины для визуального предложения: ГеообработкаМодель, Диаграмма, и Рабочий процесс. Эти три термина можно считать синонимами в контексте VPL для ГИС.

VPL предоставляют протоколы не только для разработки алгоритма как последовательности операций, но также позволяют пользователю взаимодействовать с самой системой и, таким образом, в конечном итоге представляют отдельные исполняемые модели.

Преимущества графической формы включают простоту дизайна (очень часто с помощью функции перетаскивания), удобочитаемость, понимание и повторное использование. Графическая форма помогает пользователям четко представить алгоритм так же, как инструменты CASE для графического дизайна структур базы данных. Языки визуального программирования автоматизируют утомительные и повторяющиеся задачи и позволяют пользователю быстрее запускать длительные рабочие процессы вместо ручного выполнения изолированных операций. Рабочий процесс может стать пакетным. Более того, снимок экрана с диаграммой можно использовать для документирования и архивирования шагов рабочего процесса. Визуальное программирование обладает высокой способностью самооценки, что означает, что другие комментарии или тексты могут не понадобиться для объяснения этапов рабочего процесса: иногда достаточно изображения рабочего процесса.

Согласно Hexagon Geospatial (2015), преимущества языков визуального программирования включают:

  • Эксперты создают процесс один раз, а другие могут использовать его повторно.
  • Рабочие процессы могут быть переданы неспециалистам.
  • Подготовленные рабочие процессы экономят время, деньги и ресурсы.
  • Обработка данных с использованием одних и тех же рабочих процессов обеспечивает стандартизацию и согласованность.

Основными преимуществами VPL по сравнению с текстовым программированием являются:

  • VPL более интуитивно понятен, чем текстовое программирование.
  • VPL легче изучить, чем текстовое программирование.
  • VPL как отправная точка для расширенного текстового программирования.

С точки зрения процесса обучения визуальное программирование может быть ценным предварительным шагом для начала изучения текстового программирования. Можно преобразовать большинство существующих диаграмм рабочих процессов в функциональную текстовую программу, такую ​​как Python (доступная в ArcGIS ModelBuilder, QGIS Processing Modeler и GRASS GIS Graphical Modeler).

Обзор языков визуального программирования представлен ниже (Таблица 1). Таблица содержит основную информацию о визуальных словарях (символы и соединители), функциях и доступных конструкциях программирования. Параметризация связана со статусом данных. На некоторых языках можно разработать рабочий процесс только для существующих конкретных данных (хранящихся на диске). Рабочий процесс неизменно привязан к конкретным данным, нет возможности изменять входные данные в различных применениях. Когда возможна параметризация рабочего процесса (устанавливается для некоторых входов - данных или переменных), входы не нужно назначать конкретным данным до момента запуска рабочего процесса. Когда рабочий процесс запущен, входные данные могут быть выбраны произвольно. Параметризация и параметры отображаются в различных формах в VPL. Модель обработки QGIS является лучшей с этой точки зрения, поскольку во всех случаях модель с самого начала спроектирована как параметрический рабочий процесс. Таким образом, QGIS не требуется никакого описания того, что является параметром. В противном случае ArcGIS ModelBuilder позволяет пользователям переключаться между параметрическими и непараметрическими входами, что обозначается буквой P рядом с символом в интерфейсе ModelBuilder.

Фактическая форма соединителей имеет значение, потому что интерпретация изогнутых соединителей иногда затрудняется из-за перекрытий и пересечений, особенно когда функция автоматического выравнивания недоступна. Этот обзор основан в первую очередь на документации и практическом опыте автора в области проектирования рабочих процессов. Более подробная информация об этих и других VPL представлена ​​ниже в разделе 4.

Таблица 1. Обзор языков визуального программирования, используемых с ГИС
Программного обеспечения Название VPL Форма символа Цвет символа Параметризация Разъемы Предпочтительная ориентация Вставка подмоделей Циклы и условия Отключить операцию из потока
ArcGIS Построитель моделей различные формы разные цвета Y линейный H (В) Y Итератор If-Then-Else (ArcGIS Pro) N
ArcGIS 10.x ArcGIS Pro
IDRISI Разработчик макросов прямоугольник и ромб разные цвета N линейный ЧАС N N N
ERDAS IMAGINE Создатель моделей различные формы ч / б N линейный V N N N
Редактор пространственной модели прямоугольник 4 различных цвета, большая внутренняя иконка Y изогнутый ЧАС Y Y N
ENVI ENVI Modeler прямоугольник разные цвета Y линейный, изогнутый ЧАС Y Итератор N
AutoCAD MAP 3D Дизайнер рабочего процесса составные прямоугольные символы серый, зеленый СТАРТ, красный КОНЕЦ Y линейный только V Y Y Y
QGIS Разработчик моделирования прямоугольник 3 цвета Y по умолчанию изогнутый D (В / В) Y N Y
версия 2 версия 3
ТРАВА ГИС Разработчик графического моделирования различные формы разные цвета Y линейный В / Ч Y Y N

Примечания: Y = Да N = Нет V = Вертикально (сверху вниз) H = По горизонтали (слева направо) D = По диагонали.

Несмотря на их преимущества, необходимо признать недостатки VPL. У VPL есть ограничения, такие как реализация циклов. Некоторые конструкции не полностью реализованы в VPL, такие как цикл FOR, условие WHILE или переключатель SELECT CASE. Обычно они недоступны в VPL и появляются только в последних версиях некоторых (например, в ModelBuilder в ArcGIS Pro 2.x есть новый инструмент If-Then-Else). Управление циклом, например Итератор частично реализованы в ModelBuilder и ENVI Modeler, но не как чистый цикл для повторения набора команд. И есть дополнительные ограничения. В ModelBuilder разрешен только один итератор для каждой модели. Некоторые операции доступны только как методы программирования в текстовом программировании. Например, в ModelBuilder трудно выразить порядок процессов в VPL, поэтому конструкция Предварительное условие доступен. С точки зрения текстового императивного программирования это странная конструкция.

Некоторые положительные особенности VPL стали спорными в случае огромных диаграмм и сложной обработки (хорошая читаемость, модульность - разделение на чанки как процедуры, группировка). Иногда бывает сложно найти начало и конец диаграммы рабочего процесса. Только в AutoCAD Map Workflow Designer есть символы НАЧАЛО и КОНЕЦ.

У VPL есть ограничения, и некоторые задачи требуют перехода на текстовый язык в качестве необходимого следующего шага. Инструменты отладки и управление лицензиями (для некоторых функций) обычно недоступны через VPL. В этих случаях обычно необходимо переключение на текстовое программирование, такое как сценарии Python. Опытные пользователи в конечном итоге используют на практике только текстовое программирование в случае частой потребности в различной пакетной обработке пространственных данных. Дальнейшее обсуждение пригодности визуального и текстового программирования для различных типов сценариев использования - интересная тема, но выходит за рамки этой статьи.

В этом кратком хронологическом обзоре представлена ​​история VPL от первого выпуска VPL до последних реализаций в области ГИС и RS (но нынешняя ситуация быстро развивается). ERDAS IMAGINE был одним из первых коммерческих пакетов программного обеспечения, который предлагал инструмент для моделирования графических геопространственных данных и рабочих процессов: Model Maker был представлен в 1993 году как редактор построения графических блок-схем (ERDAS 1993). Затем редактор Macro Modeler появился в программном обеспечении IDRISI 32 Release 2 от Clark Labs в 2001 году для создания диаграмм рабочих процессов. ESRI последовала примеру и выпустила компонент ModelBuilder в 2004 году для своего программного обеспечения ArcGIS, версия 9. Workflow Designer появился в 2009 году в AutoCAD Map 3D, разработанном Autodesk (Добесова, 2014). ERDAS IMAGINE v. 2013 содержит новый компонент для VPL, названный «Редактор пространственной модели». Оба редактора (Model Maker и Spatial Model Editor) одновременно присутствуют в интерфейсе, и их можно использовать по желанию пользователя. Можно преобразовать существующие модели из старого редактора в более новый.

В 2013 году были выпущены два новых графических редактора: Processing Modeler для QGIS (2.0 Dufour) и Graphical Modeler для GRASS GIS, оба являются программами ГИС с открытым исходным кодом. QGIS Processing Modeler был переделан и улучшен в версии 3.0 в 2018 году. Программное обеспечение для дистанционного зондирования ENVI от Harris Geospatial Solutions представило новый VPL, ENVI Modeler, в версии 5.5 в 2018 году.

Другие VPL существуют в виде плагинов для Rhino3D Grasshopper 3D (Bison, Groundhog, Docofossor). В области процессов ETL (извлечение, преобразование, загрузка) для обработки данных на складах доступно программное обеспечение FME и GeoKattle.

Обратите внимание, что VPL также существуют для многих целей, помимо ГИС и RS.Области применения: образование, мультимедиа, видеоигры, моделирование, хранилище данных, бизнес-аналитика, интеллектуальный анализ данных, гражданское строительство, робототехника и т. Д. Динамический список из почти сотни приложений VPL можно найти на https://en.wikipedia.org/ вики / Visual_programming_language.

В разделе 4 подробно описывается каждый VPL, чтобы представить визуальные языки и соответствующие им словари, в том числе то, как словарь отличается не только по форме и цвету основных символов (семантика), но также значительно по синтаксису и количеству функциональных возможностей. Основное отличие синтаксиса - это чередование (или отсутствие чередования) символов геообработки с символами данных. ModelBuilder - это типичное синтаксическое представление процессов и чередования символов данных. В противном случае программа моделирования обработки QGIS представляет группы процессов, которые связаны напрямую. Только окончательные данные могут иметь символ в рабочем процессе. В случае AutoCAD Map Workflow Designer синтаксис разрешает только соединение операций.

Обзор начинается с коммерческого программного обеспечения, за которым следует программное обеспечение с открытым исходным кодом. Программное обеспечение также можно разделить на группы GIS и RS. Но в некоторых случаях один программный пакет предлагает использовать геоалгоритмы как для векторных, так и для растровых данных на своем визуальном языке. Например, ERDAS IMAGINE - это программное обеспечение RS, но можно использовать векторные операции, заимствованные из Geomedia, в редакторе пространственных моделей. QGIS Processing Modeler также предлагает большое количество алгоритмов как для обработки растров (из SAGA, GRASS GIS), так и для векторной обработки (из QGIS и GRASS GIS).

4.1 ModelBuilder для ArcGIS Desktop

ModelBuilder и модели геообработки очень часто используются специалистами по ГИС. ModelBuilder - это типичная VPL и, возможно, самая известная реализация VPL в ГИС. На рисунке 1 ниже показан интерфейс ModelBuilder и пример модели в ArcMap v. 10.x. Графический словарь состоит из синих овалов для входных данных и зеленого овала для производных / результирующих данных. Процессы (инструменты) представлены желтыми прямоугольниками. Кроме того, графический символ Итератор (оранжевый шестиугольник) представляет повторение или циклы (Добесова, 2013б). Основные соединители - это черные линии со стрелками, которые представляют поток данных. Существуют дополнительные соединители (например, предварительное условие, среда и обратная связь). Пользователи могут изменять метки символов. Более того, можно установить входные данные или переменные в качестве параметров модели. Параметр обозначается буквой P рядом с овальным символом. Это позволяет пользователю изменять входные данные и повторно использовать модель для других данных. Модели хранятся в именованном пользовательском наборе инструментов, файлах * .tbx, которые можно просто скопировать для использования другими. Также можно вставить вложенную модель - другую существующую модель в основную модель (например, подпрограмму). Более того, скрипты Python также могут быть вставлены в модель.

Рисунок 1. Пример модели в ModelBuilder for ArcGIS v. 10.x. Источник: автор.

ModelBuilder также доступен в ArcGIS Pro v. 2.x. Графические символы имеют немного другой (более светлый) цвет (рисунок 2). Одной из новых функций является возможность группировать символы как подмножество. Также были введены новые инструменты логического IF. Десять различных условий IF проверяют наличие данных, тип данных атрибута и т. Д. Символ логического элемента IF - желтый ромб. Обе версии ModelBuilder позволяют автоматически конвертировать модели в скрипты Python.

Рисунок 2. Пример модели в ModelBuilder for ArcGIS Pro v. 2.x (та же модель, что и на рисунке 1). Источник: автор.

4.2 Macro Modeler для IDRISI

Графический словарь в IDRISI Macro Modeler от Clark Lab состоит из простых острых прямоугольников для данных и ромба для операций. Ромб имеет заливку розового цвета. Цветовая заливка прямоугольников различается в зависимости от типа данных: фиолетовый - растр, зеленый - вектор, желтый - атрибут (рисунок 3). Кроме того, есть прямоугольники для динамических групп (красные метки) и групповых файлов (не показаны на рисунке 4). Размер элемента одинаков для всех символов, но текстовые надписи различаются по толщине. Ярлыки операций выделены жирным шрифтом, другие имеют нормальный шрифт. Фон модели желтый.

Соединяющие линии представляют собой прямые или прямоугольные темно-синие линии со стрелкой на конце. Необычной функциональностью является возможность построения процессов с обратной связью в этом моделисте. Линии обратной связи красные. Ориентация потока может изменяться в редакторе, но предпочтительнее слева направо. Можно вставить подмодель. Модели хранятся в файлах * .imm. TerrSet, как последняя версия IDRISI, включает Spatial Decision Modeler в качестве инструмента графического моделирования для поддержки многокритериальных и многоцелевых решений.

Рисунок 3. Пример модели в Macro Modeler для IDRISI. Источник: автор.

4.3 Создатель моделей и редактор пространственных моделей для ERDAS IMAGINE

И старый редактор Model Maker, и новый редактор, Spatial Model Editor, в настоящее время доступны в Erdas Imagine. Model Maker использует только черно-белые графические символы. Формы символов эффективно выражают различные типы данных, предлагая их значение. Форма для растровых данных напоминает набор каналов, символ для таблиц и матриц представляет собой прямоугольник с одним или несколькими столбцами и строками. Функции обозначены кружком (Добесова, 2014), универсальным символом функций. Разъемы - сплошные прямые стрелки (рисунок 4). Ориентация потока варьируется: пользователи могут построить модель, ориентированную сверху вниз, модель, ориентированную влево-вправо, или их сочетание. Автоматическое выравнивание недоступно. Метки символов имеют фиксированное положение и не подлежат изменению. Модель сохраняется в структурированном текстовом файле с расширением * .gmd.

Рисунок 4. Пример модели в Model Maker для Erdas Imagine. Источник: автор.

Редактор пространственной модели имеет совершенно другие обозначения. У символов есть цвета и большой внутренний значок. Все символы представляют собой прямоугольники с закругленными углами, заполненные цветом (рис. 5). Розовый цвет - для данных (растр ввода / вывода, скаляр, таблица, вектор и т. Д.). Светло-зеленый цвет - для операторов и операций. В каждом прямоугольнике есть порты, маленькие стрелки в местах соединения линий. Цветовая заливка стрелок зависит от состояния настройки: красная заливка для неустановленного значения, серая для установленного значения, желтая для выходных / производных значений. Каждый прямоугольник с закругленными углами имеет внутренний цветной значок, который отображает тип данных или тип операции (например, значок π означает скаляр). Значки визуально значимы (вызывают воспоминания) и помогают объяснить диаграмму. Каждый символ имеет внутреннюю метку, которая добавляется автоматически - например, название операции. Пользователи могут переименовывать метки, чтобы лучше отображать определенные значения или операции. Размер прямоугольников варьируется и зависит от количества портов (их можно добавлять) или от длины внутренних текстовых меток (Добесова, 2014). Подмодели могут быть включены в основную модель. Коричневый символ подмодели можно дважды щелкнуть, чтобы открыть его прямо из основной модели. Значок предварительного просмотра позволяет сразу просмотреть данные результата в конце цепочки операций. Модели хранятся в XML-файле с расширением * .gmdx.

Старые модели из Model Maker можно автоматически преобразовать в новый формат редактора пространственных моделей.

Рисунок 5. Пример модели в редакторе пространственных моделей для Erdas Imagine. Источник: автор.

4.4 Средство моделирования ENVI

ENVI, программное приложение для обработки данных дистанционного зондирования, также имеет графический редактор под названием ENVI Modeler. Все графические символы (узлы) представляют собой прямоугольники со скругленными углами. Символы различаются по цвету. Операции обозначены желтыми прямоугольниками. Разъемы представляют собой прямые или изогнутые линии (рисунок 6). Версия ENVI 5.5.2 имеет новый оранжевый графический элемент, Filter Iterator, который выполняет операцию только при соблюдении указанного условия. Эта операция выполняет итерацию по сбору данных, одновременно применяя указанное условие. Несколько узлов агрегатора можно объединить, например, используя один узел агрегатора для закрытия цикла, созданного узлом итератора, и используя другой узел агрегатора для сбора элементов в массив. Полученные данные можно просмотреть в модели, подключив их к узлу просмотра.

Рисунок 6. Два примера моделей из ENVI Modeler. Источник: L3HARRIS.

4.5 Конструктор рабочих процессов для AutoCAD Map 3D

Конструктор рабочих процессов основан на технологии Microsoft Windows Workflow Foundation. Графические символы представляют собой большие серые прямоугольники. Нет четких символов для операций и данных, в отличие от графических словарей ранее описанных VPL. Дизайнер рабочего процесса использует составные графические символы. Серый прямоугольник обозначает операции с настройками, входными данными, параметрами и выходными данными. Соединители - это очень короткие черные линии, которые автоматически добавляются к диаграмме. Ориентация диаграммы зафиксирована сверху вниз, но можно увеличивать / уменьшать масштаб диаграммы, чтобы увидеть детали. Схема начинается с зеленой стрелки и заканчивается красным символом остановки (Рисунок 7).

Текст в прямоугольнике передает набор информации. Первая жирная строка - название операции. Следующие строки - это названия и значения установленных параметров. Первая строка также содержит в верхнем левом углу небольшой цветной значок, обозначающий тип операции. Для аналитических операций и операций наложения весь процесс иллюстрируется графиком в нижней части прямоугольника (рис. 7 - последняя операция «Выполнить наложение»). Подробно операции устанавливаются с помощью функциональных значков, всплывающих с правой стороны прямоугольника. На рисунке 7 показаны функциональные значки для операции создания буфера, которая выбрана и отображается в синем прямоугольнике. Функциональные значки справа видны только после выбора.

Отдельные операции можно исключить из обработки. Символ прямоугольника затем покрывается светло-зеленым прямоугольником, и его не нужно удалять с диаграммы.

Рабочий процесс хранится в структурированном текстовом файле с расширением * .xoml.

Рисунок 7. Схема рабочего процесса в AutoCAD Map 3D. Источник: автор.

4.6 Средство моделирования обработки (средство графического моделирования) в QGIS

В ГИС с открытым исходным кодом есть две реализации VPL. Первый - это средство моделирования обработки для QGIS, также называемое разработчиком графического моделирования, автором которого является Виктор Олайя, а второе - средство построения графического моделирования для GRASS GIS. В программе Processing Modeler в QGIS используются только три графических символа - все прямоугольники с одинаковыми размерами. Прямоугольники различаются цветом заливки. Заливка входных данных синего цвета. Процесс имеет белую заливку, а выходные данные - голубую (бирюзовую) заливку (рисунок 8). В новой версии 3.x цвета изменились: входные данные - желтые, выходные - зеленые (рисунок 9). Операции остаются белыми. Processing Modeler предлагает операции из другого программного обеспечения и библиотек. Их можно использовать в одной модели. Символ операций содержит небольшой значок с левой стороны, указывающий, из какой библиотеки взят инструмент (QGIS, GDA / ORGL, SAGA, Orfeo, GRASS и т. Д.). Таким образом, Processing Modeler служит общей VPL для различных программ ГИС с открытым исходным кодом. В правой части символа ввода и символа, представляющего операцию, можно найти значки для удаления (крестик) и редактирования (карандаш или точки в v 3.x). Прямоугольник выходных данных не имеет этих двух значков, потому что при удалении или изменении операции автоматически удаляется синий символ выходных данных. В версии 3.x значок позволяет установить выходные данные как временные.

Соединители представляют собой изогнутые линии во всех версиях Processing Modeler. Соединители начинаются и заканчиваются в точках, обозначенных Out / In.

Значок «плюс» над символами операции используется для расширения списка параметров операции. Однако значения параметров не отображаются, а отображаются только их названия. Простой список имен параметров не очень полезен для пользователей, фактические значения параметров были бы более полезными.

В отличие от ранее представленного визуального синтаксиса (ModelBuilder, Macro Modeler, Spatial Model Editor), операции не связаны промежуточными символами данных, а белые прямоугольники операций подключаются напрямую. Можно встроить существующую модель в качестве подмодели. Скрипты Python также могут быть включены в модель. Возможно временное отключение операций в модели (как на схеме рабочего процесса AutoCAD).

Модель сохраняется в структурированном текстовом файле с расширением * .model.

Важной особенностью Processing Modeler (в отличие от ModelBuilder и других) является то, что модель не предназначена для существующих конкретных данных. Входные данные должны быть параметрическими - пользователи должны вводить данные для запуска модели. Средство моделирования обработки в QGIS v. 3.x предлагает больше типов входных данных и больше геоалгоритмов, чем более старые версии 2.x. Заметны улучшения в функциональности Processing Modeler.

Рисунок 8. Модель в Processing Modeler в QGIS, версия 2.x. Источник: автор.

Рисунок 9. Пример модели из QGIS Processing Modeler, версия 3. Источник: автор.

4.7 Средство графического моделирования в GRASS GIS

В GRASS GIS есть средство графического моделирования (Landa n.d.). Графический словарь был вдохновлен ArcGIS ModelBuilder. Для данных используется овальный символ (вектор - розовый, растр - фиолетовый, 3D растр - зеленый овал). Данные можно установить как временные, то есть данные между операциями, и они не будут храниться постоянно. Временные данные будут обозначены пунктирной рамкой. Символ операции - зеленый прямоугольник. Кроме того, можно определить петли (желтые прямоугольники с закругленными углами) и разветвление If-Then-Else (белый ромб). Комментарии могут быть написаны внутри прямоугольников операций или в виде отдельных прямоугольных символов с оранжевой заливкой и пунктирным контуром. Перед именем операции в скобках указан номер, который указывает порядок выполнения. Комментарии также пронумерованы (рисунок 10).

Модель может быть параметризована, что означает, что входные данные, аргументы операции и имена выходных данных могут быть введены в начале выполнения. Это обозначается жирным контуром вокруг прямоугольника операции и соответствующих овалов входных / выходных данных. Это можно наблюдать в первой операции (1) v.surf.rst на рисунке 10. Операции могут быть временно отключены в модели: их цветовая заливка изменится на серый, а граница станет пунктирной линией. Разъемы представляют собой прямые черные линии со стрелками на концах. Соединители автоматически поворачиваются на 90 ° при необходимости и для представления петель. Символы в модели необходимо выровнять вручную, так как автоматическое выравнивание символов недоступно.

Рисунок 10. Модель GRASS GIS в Graphical Modeler. Источник: автор.

4.8 Другие VPL для приложений ГИС

Существуют и другие VPL в ГИС. Но у автора этой статьи нет практического опыта работы с ними, чтобы полностью описать их и задокументировать графический словарь, синтаксис и функциональные возможности в этом тексте. Интересный Rhino3D Кузнечик 3D. Он очень популярен и широко используется в области дизайна. Он также достаточно зрелый, поскольку был запущен в 2007 году. Grasshopper использует такие плагины, как Докофоссор для моделирования местности, Бизон для сетки ландшафта и Сурок для моделирования ландшафта, потока и растений. Hurkxkens и Bernhard (2019) предоставляют хороший пример использования Docofossor.

Рисунок 11. Документация Grasshopper, демонстрирующая, как использовать анализ потока и водосбора для форм Surface и Mesh. Источник: Сурок.

Firm Safe Software создает программное обеспечение FME (Feature Manipulation Engine). FME - это комплексный программный пакет, предназначенный для помощи в управлении широким спектром пространственных баз данных и их преобразовании в формат файла, упрощающий обработку в других сторонних инструментах. Например, ArcGIS предлагает FME и его графический редактор в рамках расширения Data Interoperability. FME содержит более 450+ преобразователей данных. Среди форматов, которые можно преобразовать, - базы данных, такие как PostgreSQL, Geodatabase, ArcSDE, Oracle, JSON, SQL, Shapefile, а также неродные ГИС-приложения, такие как MapInfo или Smallworld, электронные таблицы Excel, проекты САПР, растровые изображения, LiDAR и Autodesk. форматы наборов данных. Детали преобразований разрабатываются графически с помощью VPL, где изогнутые линии соединяют исходный и целевой наборы данных и, в частности, соответствующие атрибуты для преобразования (рисунок 12).

Рисунок 12. Визуальный дизайн трансформации на предприятии. Источник: Softpedia.

Чтобы сравнить и оценить VPL, мы можем перечислить функциональные возможности или сравнить внешний вид графической лексики. Функциональные возможности очень часто зависят от количества функций пространственной геообработки и функций обработки изображений, реализованных в конкретном приложении ГИС.

Из настоящего обзора VPL в приложениях ГИС очевидно, что они различаются графическим словарем. Кроме того, различаются синтаксис (правила соединения элементов) и семантика. Помимо внешнего вида, оценка может быть сосредоточена на ряде функций графического редактора, таких как увеличение / уменьшение диаграммы, отключение выбранных функций и т. Д. Некоторые VPL обладают хорошими функциональными возможностями, такими как автоматическое выравнивание, настраиваемые метки или размеры элементов (Добесова 2013a Добесова и Добес 2014). Эти функции делают VPL более удобными для пользователей, особенно для новичков в программировании (Добесова, 2012).

Для систематической оценки VPL можно использовать метод Moody’s «Физика обозначений» (Moody 2009a Moody 2009b Moody 2010). Он подходит для построения любых диаграмм и, следовательно, для VPL в приложениях ГИС. Цель оценки - собрать информацию о том, как графические обозначения способствуют «эффективному познанию». Метод «Физика обозначений» оценивает графические обозначения по девяти принципам. Например, принцип «Perceptual Discriminability» рекомендует использовать разные формы и цвета для символов, как в ModelBuilder, где используются оранжевый для итератора, желтый для процесса и сине-зеленый овал для данных (рисунок 13) (Добесова 2013a).

Рисунок 13. Пример символов в ModelBuilder для отображения различий в формах и цветах. Источник: автор.

Редактор пространственных моделей в ERDAS IMAGINE имеет очень высокие баллы по принципам «семиотической ясности» и «семантической прозрачности». Большие внутренние значки помогают различать символы и помогают интуитивно понять их значения (рис. 14).

Рисунок 14. Пример некоторых основных графических элементов в редакторе пространственной модели с высокой семантической прозрачностью. Источник: автор.

Важной функцией является возможность вложения подмоделей. Также важна возможность разделить очень большую диаграмму на группы, как, например, модуляризация в AutoCAD Map 3D Workflow Designer (действие последовательности и параллельное действие) или группировка в ArcGIS Pro ModelBuilder. Эти функции следуют принципу «управляемой сложности».

Научная группа Университета Палацкого, Оломоуц, Чешская Республика (Департамент геоинформатики) провела систематическую оценку «Эффективного познания» шести VPL в ГИС в соответствии с физикой нотаций. Кроме того, восприятие и познание различных диаграмм (моделей) рабочего процесса оценивалось путем измерения взгляда с помощью айтрекера. Некоторые результаты представлены в статьях об измерениях в айтрекинг-лабораториях (Добесова, 2016, Добесова, 2017). Особенно интересно сравнение влияния формы разъемов на читаемость схемы, а также влияние цветов на распознавание символов.Паттерны чтения и ориентация диаграмм также влияют на познание (Добесова, 2016). На Рисунке 15 ниже толщина фиолетовых линий выражает количество взглядов читателей. Некоторые читатели пропускают строки потока, и при этом явно недооценивают правую часть диаграммы. Такое искажение чтения характерно и для строк текста.

Рисунок 15. Совокупность взглядов читателей, где толщина линии выражает количество взглядов. Источник: автор.

Последняя рекомендация для будущих пользователей VPL в ГИС: «Не стесняйтесь использовать языки визуального программирования для автоматизации простых повседневных задач».

Добесова З. (2012). Визуальное программирование для начинающих программистов в геоинформатике. В материалах 12-й Международной междисциплинарной научной географической конференции, Албена, Болгария, 17-23 июня 2012 г., стр. 433-440, DOI: 10.5593 / SGEM2012 / S11.V3012.

Добесова З. (2013а). Сильные и слабые стороны диаграмм потоков данных в ГИС. In Proceedings of Computer Sciences and Applications (CSA), Международная конференция 2013 г. Ухань, Китай, стр. 803-807. DOI: 10.1109 / CSA.2013.192.

Добесова, З. (2013б). Использование физики обозначений для анализа диаграмм ModelBuilder. В материалах 13-й Международной междисциплинарной научной геоконференции, Албена, Болгария, стр. 595-602. DOI: 10.5593 / SGEM2013 / BB2.V1 / S08.039.

Добесова З. (2014). Диаграммы потоков данных в геоинформационных системах: обзор. В материалах 14-й геоконференции SGEM по информатике, геоинформатике и дистанционному зондированию, Албена, Болгария, 19-25 июня 2014 г., стр. 705-712 DOI: 10.5593 / SGEM2014 / B21 / S8.069.

Добесова З. (2016). Стратегии чтения учащимися диаграмм рабочего процесса ГИС. Журнал достижений в области социальных наук, образования и гуманитарных исследований, 70: 319-325. DOI: 10.2991 / ichssr-16.2016.68

Добесова З. (2017). Эмпирическое тестирование изгибов в диаграммах рабочего процесса методом айтрекинга. In: Silhavy R., Silhavy P., Prokopova Z., Senkerik R., Kominkova Oplatkova Z. (eds) Тенденции и методы разработки программного обеспечения в интеллектуальных системах. CSOC 2017. Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений, том 575. Спрингер, Чам. DOI: 10.1007 / 978-3-319-57141-6_17

Добесова З., Добес П. П. (2014). Различия в визуальном программировании для ГИС. Прикладная механика и материалы, 519–520, 355–358. DOI: scientific.net/AMM.519-520.355.

ERDAS IMAGINE (1993). Журнал PE & ampRS. Бетесда, Мэриленд: Американское общество фотограмметрии и дистанционного зондирования (ASPRS), май, стр. 568.

Шестиугольник Геопространственный. (2015). Автоматизация рабочих процессов дистанционного зондирования с помощью Spatial Modeler. Доступно в Интернете: https://p.widencdn.net/im6mzj (по состоянию на 20 февраля 2020 г.).

Hurkxkens, I. и Bernhard, M. (2019). Вычислительное моделирование местности с функциями расстояния для крупномасштабного ландшафтного дизайна. Журнал цифровой ландшафтной архитектуры. DOI: 10.14627/537663024.

Ланда, М. (без даты). wxGUI Graphical Modeler. Доступно в Интернете по адресу https://grass.osgeo.org/grass77/manuals/wxGUI.gmodeler.html (по состоянию на 20 февраля 2020 г.).

Муди, Д. (2009a). Развитие теории в исследованиях визуального языка: помимо когнитивных аспектов обозначений. In Proceedings of Visual Languages ​​and Human-Centric Computing, 2009. VL / HCC 2009. IEEE Symposium 2009 pp. 151-154, DOI: 10.1109 / VLHCC.2009.5295275


Загрузите и откройте пакет проекта

Сначала вы загрузите и откроете пакет проекта в ArcGIS Pro. Вы будете использовать этот проектный пакет и содержащиеся в нем данные в качестве отправной точки для анализа потенциальных коридоров дикой природы горных львов.

В зависимости от вашего веб-браузера вам, возможно, было предложено выбрать местоположение файла перед началом загрузки. Большинство браузеров по умолчанию загружаются в папку "Загрузки" на вашем компьютере.

В зависимости от вашей операционной системы и файлового браузера внешний вид файлов в вашей папке может отличаться от изображения в примере.

Папка содержит начальные данные для проекта. Большая часть данных хранится в базах геоданных (.gdb) и наборах инструментов (.tbx), и к ним нельзя получить доступ в удобном формате за пределами программного обеспечения ArcGIS. В папке также находится файл проекта ArcGIS Pro (.aprx). Вы откроете файл в ArcGIS Pro, чтобы получить доступ к остальным данным.

Если у вас нет ArcGIS Pro или учетной записи ArcGIS, вы можете подписаться на бесплатную пробную версию ArcGIS.

Когда вы открываете ArcGIS Pro, вам предоставляется возможность создать новый проект или открыть уже существующий. В зависимости от того, создавали ли вы проект в ArcGIS Pro раньше, параметры могут немного отличаться.

В ArcGIS Pro вы можете персонализировать внешний вид пользовательского интерфейса, выбрав светлую или темную тему. В этих уроках в примерах изображений будет использоваться темная тема, но вы можете использовать ту тему, которая вам больше нравится. Если вы хотите изменить тему, на начальном экране щелкните Параметры, а затем щелкните Параметры. Либо из открытого проекта перейдите на вкладку «Проект», затем нажмите «Параметры». В окне "Параметры" перейдите на вкладку "Общие". В разделе «Тема приложения» измените тему в раскрывающемся меню. Вам потребуется перезапустить ArcGIS Pro, чтобы изменения вступили в силу.

Откроется окно «Открыть проект». Здесь вы можете просматривать проекты на вашем компьютере или проекты на вашем портале (для большинства пользователей порталом по умолчанию является ArcGIS Online).

Если вы использовали ArcGIS Pro раньше и настроили макет по умолчанию, ваш интерфейс может отличаться от изображений в примерах и пояснительного текста.

Проект содержит карту большого города Лос-Анджелеса, который включает пять округов: Вентура, Лос-Анджелес, Оранж, Сан-Бернардино и Риверсайд. Горные львы встречаются во всех этих округах (а также на большей части западной части Соединенных Штатов), хотя в центре внимания вашего анализа будут округа Лос-Анджелес и Вентура, где сообщалось о частых встречах с горными львами. [1]

Над картой находится лента, которая содержит несколько вкладок с различными инструментами и параметрами для навигации или работы с картой. Слева от карты находится панель «Содержание», которая содержит список всех элементов на карте. В настоящее время карта имеет три слоя: один для округов в районе Лос-Анджелеса, один для океанов, форм рельефа, ландшафта и водоемов, которые обеспечивают географический контекст для округов, и один под названием World Boundaries and Places, который в настоящее время отключен. Если слой выключен (отмечен флажком рядом с именем слоя), он не отображается на карте.

На карте отображаются национальные границы и границы штатов, а также важные города.

Добавленный географический контекст указывает на то, что большая столичная область Лос-Анджелеса расположена в Южной Калифорнии, недалеко от границы США и Мексики. Распределение городов примерно демонстрирует наиболее густонаселенное место: низменный прибрежный район на юго-западе мегаполиса.

Эта карта содержит некоторые данные, которые вы скачали, но не все. Справа от вида карты находится панель Каталог, в которой перечислены все карты, данные и папки, связанные с проектом.

Папка Mountain_Lion_Corridors, показанная на этой панели, совпадает с той, которую вы скачали и извлекли. Папка содержит те же базы геоданных и наборы инструментов, которые вы видели в проводнике файлов, но теперь вы можете использовать данные в ArcGIS Pro. База геоданных Results содержит примеры копий всех данных, которые вы создадите во время этих уроков. Если вы ошиблись, застряли или просто хотите пропустить шаг или два, вы можете использовать данные в этой базе геоданных, чтобы помочь вам. Аналогичным образом, набор инструментов Результаты содержит примеры копий моделей геообработки, которые вы создадите во время этих уроков.

Панель инструментов Mountain_Lion_Corridors в настоящее время пуста, но именно здесь вы будете хранить созданные вами модели. База геоданных Mountain_Lion_Corridors содержит все начальные данные для проекта.

База геоданных содержит восемь элементов. Каждый из этих элементов можно добавить на карту как слой. По названиям слоев вы можете получить довольно хорошее представление о том, что показывает каждый слой. Слой округов Лос-Анджелеса хранится в базе геоданных, а слои базовой карты - нет. Слои «Границы и места мира» и «Физическая карта мира» размещены в ArcGIS Online, что означает, что вы можете отображать их на своей карте, не сохраняя их на своем компьютере.


Анатомия анализа наложения

ГИС-анализ можно использовать для ответа на такие вопросы, как: Где наиболее подходящее место для жилой застройки? Горстка, казалось бы, не связанных между собой факторов - покров земли, относительный уклон, расстояние до существующих дорог и ручьев, а также состав почвы - каждый может быть смоделирован в виде слоев, а затем проанализирован вместе с использованием взвешенного наложения - метода, который часто приписывают ландшафтному архитектору Яну МакХаргу.


Определить критерии пригодности и данные

Одна из постоянных задач биологии дикой природы - определить, какие переменные среды обитания наиболее важны для данного вида. Практически нет ограничений на количество различных моделей, которые вы потенциально можете создать и протестировать. В этом случае вы сосредоточитесь на двух основных проблемах, с которыми сталкиваются городские горные львы: поиск добычи и избежание контакта с людьми [4]. Вы будете использовать следующие критерии:

  • Изрезанность местности - пересеченная местность служит двойной цели: помогая горным львам преследовать свою добычу и препятствуя развитию человека.
  • Плотный земной покров - он также обеспечивает укрытие для преследующей добычи.
  • Охраняемые территории - хотя сами горные львы не знают, находится ли территория под защитой, это гарантирует, что городское развитие не разрушит среду обитания в будущем.
  • Расстояние от дорог. Дороги не только опасны для горных львов, но и служат индикатором человеческого развития.

Вы будете использовать эти четыре критерия, чтобы определить, какие области могут стать подходящими коридорами для горных львов. Для представления этих критериев вам потребуются соответствующие данные. При загрузке проекта вы также загрузили несколько уровней данных, которые можно использовать для моделирования этих критериев. Вы изучите эти слои данных и определите, как лучше всего использовать их в своем анализе.

Эта карта содержит большую часть данных, которые вы скачали вместе с проектом. В настоящее время большинство слоев данных отключено.

Другой слой, который включен на этой карте, - это слой Elevation, который вы загрузили вместе с проектом. В отличие от большинства просмотренных вами слоев, которые изображают определенные формы, слой Elevation представляет собой сетку пикселей, причем каждый пиксель имеет уникальное значение (вот почему слой обозначен различными оттенками между белым и черным, а не к единственному цвету). Этот тип слоя называется растровым. Для слоя «Высота» каждый пиксель представляет собой высоту над уровнем моря, а области с более светлыми цветами имеют большую высоту. Информация о высоте жизненно важна для расчета неровности местности, но не помогает визуализировать внешний вид местности.

Слои отмывки являются производными от слоя высот и отображают изменения высот таким же образом, как и реальные горные формы рельефа. Слой указывает на то, что большая часть этой области представляет собой впечатляющую пересеченную местность, хотя между основными местообитаниями есть несколько низколежащих долин. Как и слой "Физическая карта мира", который вы видели на карте Большого Лос-Анджелеса, слой отмывки не был загружен на ваш компьютер. Вместо этого он размещен на ArcGIS Online как часть ArcGIS Living Atlas of the World, тщательно подобранной коллекции географических данных и информации.

Если вы когда-либо не уверены, где размещен слой на вашей карте, вы можете проверить его свойства. На панели «Содержание» дважды щелкните имя слоя, чтобы открыть окно «Свойства слоя». Щелкните вкладку Источник и разверните группу Источник данных. Параметр Location указывает URL-адрес или путь к файлу, в котором хранится слой.

Затем вы сравните слои высот и отмывки, проводя пальцем между ними напрямую.

При выборе слоя на ленте становятся доступными контекстные вкладки с параметрами, адаптированными к типу выбранных данных.

Когда вы указываете на карту, курсор меняется.

Сравнение показывает, что более светлые области в слое высот соответствуют более неровным областям в слое отмывки. Это сравнение также показывает, что эти слои основаны на схожих данных, только представленных по-разному. Эти слои помогут вам определить неровность местности, но вам нужно будет провести на них некоторый анализ, прежде чем их можно будет использовать для этой цели. Затем вы изучите данные, которые могут быть полезны для определения областей с густым растительным покровом, которые горные львы используют для охоты.

Land Cover - еще один растровый слой, хотя у него нет простого градиента от черного к белому, как у слоев высоты и отмывки. Чтобы понять, что показывает этот слой, вы исследуете его символы.

Цвет каждого пикселя соответствует определенному типу растительного покрова. Красные цвета - это развитые городские районы, а зеленые цвета, как правило, соответствуют лесам или лугам. Коричневые области - это кустарники или травянистые районы. Леса и кустарники являются идеальной защитой для горных львов и их добычи. Кроме того, голодные горные львы будут бродить по сельскохозяйственным и открытым территориям в поисках пропитания. Напротив, они будут избегать районов с высокой степенью активности человека.

При увеличении слой наземного покрова становится более пиксельным. Пиксели в растровом слое имеют заданный размер, соответствующий реальной области, которую покрывает каждый пиксель. Размер изображения в пикселях также называется его разрешением. Разрешение этого слоя составляет 30 метров, что означает, что каждый пиксель представляет собой реальную площадь в 30 квадратных метров.

Чтобы проверить разрешение растрового слоя, откройте его окно «Свойства слоя», дважды щелкнув его имя на панели «Содержание». Щелкните Источник и разверните Информация о растре. Параметры «Размер ячейки» задают разрешение слоя. Большинство растровых слоев в исходном наборе данных имеют разрешение 30 метров, хотя слои, размещенные в Living Atlas, имеют более подробное разрешение.

Каждый пиксель в этом слое обозначен одним из пяти оттенков красного, что соответствует статусу защиты области. (Как и в случае с данными о земном покрове, вы можете проверить символы этого слоя на панели Содержание). Статус защиты 0, 1 или 2 (самые светлые красные цвета) соответствует самому сильному статусу защиты, ограничивающему вмешательство и активность человека. Статус защиты 3 указывает на некоторый уровень защиты от разработки. Статус защиты 4 (самый темный красный цвет) указывает на отсутствие известного мандата на защиту.

Как и символы для слоя Land Cover, символы для слоя Protected Status просты, если вы с ними знакомы. Для пумы больше подходит большая защита. Наконец, вы исследуете некоторые данные, относящиеся к последнему критерию, который вы определили: удаленность от дорог.

Слой Roads - это не растровый слой, это векторный слой, что означает, что он содержит отдельные объекты. Для этого слоя объекты имеют форму линий, но другие векторные слои могут иметь точки или многоугольники. (Например, слой Core Mountain Lion Habitats представляет собой векторный слой с многоугольниками).

Каждая линия представляет собой дорогу. Хотя существуют разные виды дорог, от небольших горных троп до крупных автомагистралей, слой дорог в основном будет использоваться для описания и понимания распределения человеческой деятельности. Исходя из того, что вы уже узнали, дороги опасны для горных львов, а горные львы обычно стараются избегать людей. Таким образом, места, расположенные дальше от людей, будут более подходящими.

В отличие от многих других слоев, на которые вы смотрели до сих пор, вы не будете использовать этот слой при анализе подходящих коридоров горных львов. Вместо этого он предоставит контекстную информацию, которая поможет вам лучше понять, где находятся горные львы. Зеленые области указывают на текущее распространение горных львов. Как правило, горные львы не встречаются в районах с плотным дорожным покрытием, так как это часто районы большого проживания людей. Позже вы преобразуете объекты дороги в растровый слой, который можно будет использовать вместе с другими растровыми слоями в вашем анализе.

Ваше исследование исходных данных и области исследования ясно показало, что горному льву в районе Большого Лос-Анджелеса угрожает плотная застройка. В то же время остается много территорий, которые могут служить подходящей средой обитания горных львов. Чтобы обеспечить выживание вида, необходимо как можно скорее принять меры. Вы установили четыре ключевых критерия для оценки пригодности местности для обитания горных львов: пересеченная местность, густой растительный покров, статус защиты и удаленность от дорог. Затем вы подготовите свои данные для анализа и преобразуете некоторые из начальных слоев в более удобные наборы данных.


Моделирование подверженности оползням на больших территориях с нечетким наложением

Картирование восприимчивости к оползням наиболее эффективно, если подробную информацию о поверхности и недрах можно сочетать с авторитетными каталогами оползней или глубоким пониманием местных условий. Однако эти типы однородных входных данных и каталогов часто недоступны на больших территориях. В этом исследовании мы моделируем подверженность оползням в Центральной Америке и на Карибских островах путем объединения трех глобально доступных наборов данных и одного регионального набора данных с нечетким наложением. Эта преимущественно эвристическая модель обеспечивает гибкость для тестирования ряда различных влияющих переменных и возможность сравнения инвентаризаций оползней в рамках модели, которые сильно различаются по своему размеру, пространственно-временному охвату и методам сбора. Мы создаем карту региональной восприимчивости и оцениваем ее характеристики, используя рабочие характеристики приемника как для непрерывных, так и для дискретных значений восприимчивости. Эта карта восприимчивости формирует основу для системы оценки опасности оползней в режиме, близком к реальному времени, которая связывает восприимчивость с триггерами дождя и влажности почвы для оценки потенциальной активности оползней в региональном масштабе. Применение этой модели восприимчивости в региональном масштабе обеспечивает основу для переноса методологии в другие географические области.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение.


Абстрактный

Эффективный анализ данных в социальных сетях получает все большее признание благодаря своей ценности в информировании лиц, принимающих решения, об общественном благосостоянии. Однако существующие исследования не в полной мере используют основные достоинства больших данных. В этом исследовании мы разрабатываем управляемую данными структуру, которая объединяет машинное обучение с пространственной статистикой, а затем используем ее на острове Сямынь, Китай, для определения динамических моделей городского населения на основе почасовых данных тепловой карты Baidu, собранных с 25 августа по 3 сентября 2017 г. Результаты показали, что горячие сети в основном сгруппированы вдоль главной улицы через центр города в рабочие дни, тогда как холодные сети часто наблюдаются на окраине города в выходные дни. Смешанное использование (коммерческих и бытовых услуг, ресторанов и закусочных, офисов, зон отдыха и спортивных комплексов) является наиболее важным фактором. Перед саммитом Бразилии, России, Индии, Китая и Южной Африки возле мест проведения конференций возникла новая холодная сетка, что свидетельствует о сильном влиянии нормативных требований на динамику населения и его эволюцию.Это исследование демонстрирует, что предлагаемая основанная на данных структура может предложить новое понимание динамики городского населения и его движущего механизма в поддержку устойчивого городского развития.


Проект геопространственного анализа

В рамках этого курса, основанного на проектах, вы разработаете и проведете полный анализ на основе ГИС - от определения концепции, вопроса или проблемы, которую вы хотите разработать, вплоть до конечных продуктов данных и карт, которые вы можете добавить в свое портфолио. Ваш завершенный проект продемонстрирует ваше мастерство в содержании ГИС-специализации и разделен на четыре этапа: Этап 1: Проектное предложение - концептуализируйте и спроектируйте свой проект в абстрактной форме и напишите короткое предложение, которое включает описание проекта и ожидаемые данные. потребности, сроки и способы их выполнения. Этап 2: Разработка рабочего процесса - Разработайте рабочий процесс анализа для своего проекта, который обычно включает создание по крайней мере одного основного алгоритма для обработки ваших данных. Модель не обязательно должна быть сложной или сложной, но она должна позволять вам анализировать пространственные данные для получения новых выходных данных или создавать новую аналитическую карту определенного типа. Этап 3: Анализ данных - Получите и предварительно обработайте данные, прогоните их через свои модели или другие рабочие процессы, чтобы получить ваши грубые продукты данных, и приступите к созданию ваших окончательных картографических продуктов и / или анализа. Этап 4: Создание веб-карт и печатных карт - Завершите свой проект, отправив удобные и привлекательные карты, а также свои данные и алгоритм для экспертной оценки и обратной связи.

Получаемые навыки

Географическая информационная система (ГИС), анализ данных, проект, анализ карты, управление проектами

Рецензии

Отличный курс, мне очень понравилось заниматься выбранным мной проектом, преодолевать все трудности, с которыми я столкнулся на пути к завершению проекта.

Отличный класс, отзывчивый профессор и администратор! N nОпределенно поцарапал суть arcGIS, и в будущем мы будем проводить больше анализа!

На этом этапе у вас будет 3 неделя, чтобы попрактиковаться в разработке алгоритмов. На предыдущем этапе вы задали вопрос, на который хотите ответить, а теперь вы должны разработать план, свой алгоритм, как ответить на этот вопрос с помощью ГИС. На практике это означает, что вы разработаете модель ModelBuilder, которая отображает запланированный рабочий процесс анализа или его часть. Для тех из вас, кто проводит анализ, который не способствует созданию модели, вы можете вместо этого записать свою серию шагов. Тем не менее, к концу этого модуля у вас будет план того, как добиться ваших результатов.


Инструменты и итераторы ModelBuilder

1 Инструменты и итераторы ModelBuilder Модели в среде ArcGIS используются для автоматизации рабочих процессов геообработки и часто используются для выполнения повторяющихся задач. Модели могут быть сохранены в наборе инструментов для повторного использования и могут быть выполнены по мере необходимости. В этом руководстве представлен общий пример использования ModelBuilder для создания классов пространственных объектов, чтобы помочь новичкам в навигации по окну ModelBuilder. Этот пример также включает использование итератора и встроенных переменных для демонстрации концепций инструментов только для модели и подстановки переменных. Примечание. Текстовые файлы, использованные в этом примере, можно найти в Приложениях 1 и 2 этого документа. Если вы хотите использовать примеры файлов, просто скопируйте / вставьте каждый файл в Блокнот или аналогичный текстовый редактор и сохраните текстовые файлы в папке на локальном компьютере, убедившись, что в пути и именах файлов нет пробелов. Шаг 1 Настройте рабочую среду 1. Откройте ArcMap в новом документе и запустите ArcCatalog из главного меню. ArcMap имеет свойство, называемое базой геоданных по умолчанию, которое отмечает место, где должны храниться выходные данные инструментов и моделей. База геоданных по умолчанию (Default.gdb) создается автоматически, когда пользователь устанавливает программное обеспечение ArcGIS, и обычно находится в папке Мои документы & gt ArcGIS на компьютерах с Windows. Это свойство можно изменить на любой диск или каталог, который вы хотите использовать. Рекомендуется настроить базу геоданных по умолчанию для вашей модели. Это особенно полезно при запуске итеративной модели с множеством выходных данных. База геоданных по умолчанию сохранит ваши выходные данные в порядке, а заранее заданный путь по умолчанию сэкономит время и гарантирует, что вы точно знаете, где хранятся ваши результаты. 2. В окне ArcCatalog перейдите к рабочей области, в которой вы хотите сохранить данные. Если вы не видите диск или папку в дереве каталога, используйте кнопку «Подключиться к папке», чтобы установить соединение с вашим рабочим пространством. Щелкните правой кнопкой мыши рабочую область и выберите Создать & gt Файловую базу геоданных. Введите описательное имя и нажмите OK, чтобы создать базу данных. Затем щелкните новую базу геоданных правой кнопкой мыши и выберите Сделать базой геоданных по умолчанию. Примечание. У вас должны быть полные разрешения (чтение, запись и т. Д.) В папке, в которой вы создаете свою файловую базу геоданных. Если у вас нет прав на запись в эту папку, инструменты геообработки не смогут сохранить выходные данные в этом месте, и инструменты выйдут из строя. 3. Сохраните документ карты. Центр информации о картах, данных и правительственной информации библиотеки Трентского университета (MaDGIC) Пересмотрено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

2 Шаг 2 Добавление инструментов и параметров в ModelBuilder Запустите ArcToolbox и ModelBuilder из главного меню в ArcMap. В окне модели откроется новая пустая модель. В этом примере мы построим рабочий процесс для создания классов точечных объектов из значений координат, хранящихся в текстовых файлах. Мы создадим итеративный процесс, что означает, что мы будем структурировать модель, чтобы повторять рабочий процесс для каждого файла, хранящегося в соответствующем каталоге. Другими словами, модель будет перебирать файлы в папке и выполнять задачи геообработки для каждого из них в том порядке, в котором они встречаются. В ArcToolbox перейдите к набору инструментов Инструменты управления данными> Слои и представления таблиц. Выберите инструмент «Создать слой событий XY», удерживая кнопку мыши, перетащите инструмент в окно «Модель». Инструмент появится в виде белого прямоугольника, подключенного к его выходу. Примечание. Вы можете изменить размер окна модели, используя правый нижний угол диалогового окна. Центр информации о картах, данных и правительственной информации библиотеки Трентского университета (MaDGIC) Пересмотрено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

3 Дважды щелкните инструмент «Создать слой событий XY» в окне «Модель» и введите соответствующий параметр, как показано ниже. 1. Установите в таблице XY файл или таблицу, содержащую данные координат. 2. Установите в поле X столбец, содержащий значения долготы (поле 8 в файлах примеров). 3. Установите в поле Y столбец, содержащий значения широты (поле 7 в файлах примеров). 4. Установите в поле Z столбец, содержащий значения высоты, если применимо. 5. Установите Пространственную привязку на систему координат, используемую для сбора значений координат, если они известны. Щелкните OK, чтобы закрыть диалоговое окно инструмента и вернуться в окно модели. Примечание. ModelBuilder использует цвета для обозначения состояния инструментов и переменных. Белая фигура указывает на то, что инструменту по-прежнему требуется информация от пользователя, прежде чем его можно будет запустить. Обратите внимание, что инструмент «Создать слой событий XY» теперь окрашивается после заполнения параметров инструмента, что означает, что инструмент можно запустить в любое время. Синий представляет входы, желтый - инструменты, а зеленый - выходы. Шаг 3 Итерация Как уже упоминалось, эта модель представляет собой итеративный рабочий процесс. В ModelBuilder доступно несколько итерационных методов, к каждому из которых можно получить доступ через меню «Вставка» в окне «Модель». Здесь доступны описания и справочная документация для каждого итератора. Центр информации о картах, данных и правительственной информации библиотеки Трентского университета (MaDGIC) Пересмотрено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

4 Часто существует более одного метода для выполнения задачи в ArcGIS. В этом примере наши данные хранятся в виде текстовых файлов в папке и содержат информацию о значениях координат, которые мы хотим преобразовать в пространственный слой. Есть два отдельных метода, которые позволят нам достичь наших результатов, используя итератор Iterate Tables или используя встроенную логику списка Python. Оба эти процесса подробно описаны в оставшейся части этого руководства. 3а. Логика списка Python Сначала задайте вход инструмента в виде списка, который сообщает программе, что для инструмента будет несколько входов. Щелкните правой кнопкой мыши синий овал ввода и выберите «Свойства» в скрытом меню. В разделе «Общие» убедитесь, что установлен флажок «Список значений», а затем нажмите кнопку «ОК». Входные и выходные данные теперь будут отображаться как несколько сложенных фигур. Дважды щелкните синий вход, чтобы открыть сетку пакетной обработки. В этой сетке отображается запись для каждого элемента списка, который вы хотите обработать. Изначально вы увидите только первый ввод. Дважды щелкните номер строки, чтобы просмотреть ее свойства. Щелкните знак +, чтобы добавить еще один элемент в список, и перейдите в каталог, в котором хранятся ваши файлы. Выберите второй файл в списке, чтобы ввести его в сетку. Повторите этот шаг для каждой таблицы, которую вы хотите обработать. В нашем примере мы будем использовать только два файла, что делает сетку пакетной обработки быстрым и простым методом итерации. Однако, если вы пытаетесь запустить модель на относительно большом количестве файлов, этот метод может быстро занять много времени. В этом случае может быть лучшим вариантом использовать один из встроенных итераторов. Центр информации о картах, данных и правительственной информации библиотеки Трентского университета (MaDGIC) Пересмотрено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

5 3б. Итерировать таблицы. Откройте меню "Вставить итераторы" и выберите параметр "Итерировать таблицы", чтобы добавить процесс в окно модели. Дважды щелкните процесс Iterate Tables и введите следующие параметры. 1. Установите в качестве рабочей области каталог, в котором хранятся файлы, которые необходимо обработать. 2. Установите параметр Wildcard, если вы хотите ограничить модель перебором файлов, содержащих определенное слово или символ. Если оставить это поле пустым, будут обработаны все файлы в каталоге. 3. Установите параметр «Тип таблицы», если вы хотите ограничить модель для итерации по определенным типам файлов. Например, ввод здесь DBF гарантирует, что модель будет обрабатывать только файлы DBF. Если оставить этот параметр пустым, инструмент попытается обработать все допустимые типы файлов в каталоге. На этом этапе вы можете продолжить и удалить входные данные для инструмента Make XY Event Layer, который мы создали на шаге 2. Вместо этого дважды щелкните инструмент Make XY Event Layer, чтобы открыть его параметры, и щелкните стрелку раскрывающегося списка рядом с XY Параметр таблицы и выберите повторяющийся список таблиц в качестве входных данных. Центр информации о картах, данных и правительственной информации библиотеки Трентского университета (MaDGIC) Пересмотрено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

6 Итератор и инструмент теперь должны быть соединены, а выходной файл итератора выступает в качестве входных данных для инструмента Make XY Event Layer. Шаг 4 Добавление процессов. Первый итеративный процесс в нашей модели завершен и готов к выполнению. Однако наша конечная цель с этой моделью - создать классы пространственных объектов из координатной информации, хранящейся в наших текстовых файлах. Инструмент Make XY Event Layer создает временный слой событий для наших точечных данных. Чтобы впоследствии создать постоянный класс пространственных объектов, мы будем использовать инструмент Копировать объекты. В ArcToolbox перейдите к Инструменты управления данными> Объекты и перетащите инструмент Копировать объекты в окно Модель. Дважды щелкните инструмент Копировать объекты, чтобы открыть его диалоговое окно и установить следующие параметры. 1. Установите Входные функции на выход из процесса создания слоя события XY. 2. Установите Выходной класс пространственных объектов на путь, по которому вы хотите сохранить окончательные выходные данные. Примечание. В этом примере используется подстановка встроенных переменных для предоставления имени выходному классу пространственных объектов. Как видно из примеров модели, переменная Name создается с помощью инструмента Iterate Tables. Каждый раз, когда инструмент проходит итерацию, переменная заполняется именем файла, который в данный момент обрабатывается. Использование подстановки встроенных переменных в этом случае гарантирует, что каждый файл имеет уникальное имя, которое позволит нам идентифицировать выходные данные позже. В нашем примере при первой итерации модели переменная Name заполняется именем файла. Таким образом, нашим окончательным результатом будет CF_0403. Вторая итерация обрабатывает файл с именем 0406.txt, поэтому нашим следующим выводом будет CF_0406 и т. Д. Более подробную информацию можно найти здесь. Центр информации о картах, данных и правительственной информации библиотеки Трентского университета (MaDGIC) Пересмотрено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

7 Шаг 5 Установка параметров Параметры модели - это те, которые будут установлены пользователем во время выполнения. То есть, поскольку модели предназначены для повторного использования, вы, скорее всего, будете включать входные данные, которые должны устанавливаться пользователем при каждом запуске модели. Например, в нашей модели мы попросим пользователя установить рабочую область ввода для инструмента Iterate Tables. Чтобы установить параметр модели, просто щелкните правой кнопкой мыши входные данные, которые будут запрошены у пользователя, и выберите Параметр модели из скрытого меню. Рядом с выбранным входом появится буква P, указывая на то, что он был назначен как параметр модели. Теперь модель будет запрашивать у пользователя этот параметр перед выполнением. Шаг 6 Сохраните и запустите модель Чтобы сохранить модель, нажмите кнопку «Сохранить» в окне «Модель» и либо перейдите к существующему набору инструментов, либо используйте инструменты, представленные в диалоговом окне «Сохранить», для создания нового набора инструментов. Примечание. Модели необходимо сохранять в наборе инструментов. Вы можете сохранить модель в существующем наборе инструментов или, в качестве альтернативы, в дереве каталога доступно рабочее пространство «Мои наборы инструментов» по ​​умолчанию. Вы также можете создать новый набор инструментов в выбранной вами рабочей области (щелкните правой кнопкой мыши & gt New & gt Toolbox). У вас должны быть полные разрешения (в частности, доступ на запись) к каталогу, в котором сохранены ваши наборы инструментов и модели. Чтобы запустить модель, нажмите кнопку «Выполнить» в окне «Модель». Если вы пытаетесь отредактировать или запустить модель после того, как она была закрыта, просто перейдите к набору инструментов в ArcCatalog, щелкните модель правой кнопкой мыши и выберите Редактировать или Выполнить. Падающая тень появится за инструментами и входами / выходами, которые были успешно завершены, как показано ниже. Центр информации о картах, данных и правительственной информации библиотеки Трентского университета (MaDGIC) Пересмотрено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

8 Наш пример модели выполняет итерацию по двум текстовым файлам в указанной рабочей области и впоследствии создает два класса пространственных объектов в каталоге, который мы выбрали для наших выходных данных. Подстановка встроенных переменных гарантирует, что каждый файл имеет уникальное имя в соответствии с исходными таблицами, как показано ниже. Хотя это ни в коем случае не является исчерпывающим руководством, это руководство пытается проиллюстрировать некоторые из основных концепций, используемых при использовании ModelBuilder для создания многократно используемых итеративных рабочих процессов. Укороченные версии примеров текстовых файлов, использованных для создания и тестирования этой модели, представлены в качестве приложений к этому документу. Просто скопируйте текст для каждого файла в Блокнот или аналогичный текстовый редактор и сохраните файлы на свой локальный диск. Затем постройте модель в соответствии с инструкциями и замените пути и переменные на пути к локальным каталогам и имена файлов соответственно. Для получения дополнительной помощи по этому руководству или по другим темам, связанным с геопространственными и / или статистическими данными и программным обеспечением, свяжитесь с нами в Центре информации по картам, данным и правительственным данным Университета Трента (MaDGIC). Версия от июля 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

9 Приложение A: Файл 0403.txt Библиотека Trent University Maps, Data & amp; Правительственный информационный центр (MaDGIC) Исправлено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS

10 Приложение B: Файл 0406.txt Библиотека карт, данных и правительственного информационного центра Трентского университета (MaDGIC) Исправлено в июле 2015 г. Программное обеспечение: ArcGIS


Смотреть видео: Fixing ArcTools When Not Working in GIS. Tools Not Licenced Error at ArcMap (October 2021).