Андрющенко Т. І., Бревус С. М., Гальченко С. А., Кудляк В. М., Попова М. А., Рафальський О. О., Сидоренко В. І., Слюсаренко О. О., Стрижак О. Є., Стус Д. В.
Відображення культурної спадщини України з використанням електронних карт в середовищі геоінформаційної системи МАН України

Створення електронної карти з ArcMap 10.2

Для того, щоб виконувати практичні завдання з представлених нижче занять, Вам необхідно встановити ArcGis Desktop 10.2 та скопіювати папку «ArcTutor» на свій комп’ютер. Даний курс розроблений на основі української версії програми, проте в додатку А, Ви можете знайти переклад основних термінів програми на російську та англійську мови.

2.1. Загальні відомості

Мета

Сформувати поняття геоінформаційні системи (ГІС). Визначити їх роль в освітньому процесі та перспективи розвитку; ознайомити із функціями, структурою та етапами розвитку ГІС, а також з програмним додатком ArcMap; сформувати поняття: «шар», «таблиця змісту», «шейп-файл», «растрові дані», «векторні дані», ознайомити з інструментами в ArcMap.

Розвивати вміння аналізувати, порівнювати, робити логічні висновки; удосконалювати навички самостійної роботи з програмним забезпеченням (ПЗ) ArcMap.

Виховувати культуру поводження з технічними засобами навчання.

Тип заняття

Засвоєння нових знань

Матеріали та обладнання

Презентація, проектор, мультимедійна дошка, роздатковий матеріал (історія розвитку ГІС, структура та функції ГІС)

Література:

Хід заняття

?. Організація класу до заняття

  • знайомство з учнями;
  • перевірка наявності встановленого ПЗ і навчальної папки «ArcTutor»;
  • психологічна підготовка учнів до роботи;

ІІ. Повідомлення теми заняття. Постановка мети і завдань заняття

Бесіда:

  • Чи Ви використовуєте в навчанні та повсякденному житті електронні карти?
  • Які саме і як?

Розглянемо декілька популярних електронних картографічних джерел:

  • НЦ Мала академія наук України «Карта культурної спадщини Тараса Григоровича Шевченка»
    Можливість: Зміна базової основи карти; зміна масштабу карти з дрібномасштабної на крупномасштабну (двічі натиснути ліву кнопку мишки (ЛКМ); виклик контекстного меню (атрибутивна інформація) додаткової інформації про об’єкт.
  • GoogleMap
    Розглянемо територію Києва
    Можливості: Масштабування карти; заміна базової основи з картографічної на су-путникове зображення планети; можливість накладати шари: трафік, фотографії, погода, ландшафт та ін.
  • Карта громадського транспорту в Києві
    Можливості: Обрання оптимального маршруту; визначення часу руху транспортом і пішки; обрання альтернативного маршруту та альтернативного виду транспорту.

Електронні карти уже давно перестали бути ноу-хау та перетворилися на вимогу сучасного життя, задля отримання високоякісної та високоточної інформації про географічний об’єкт.

Національні геопортали сьогодні приходять на зміну Національним атласам. Це зовсім не GoogleMaps і не Яндекс карти. Вони відображають тематичні зрізи різнорідної інформації, що характеризують природу, населення, господарство та екологію держави. Такий проект існує і для нашої держави, мета його дати комплексну та багатогранну оцінку географічних умов нашої країни. Розглянемо такі національні геопроекти:

Всі вони відображають інфраструктуру просторових даних своїх країн, поєднуючи візуальне уявлення з можливістю завантаження даних.

Це складні Веб-сервіси, які напрямлені в більшій мірі в бік ГІС. Однак їх функціональність і всеосяжність робить їх універсальним джерелом даних для складання найрізноманітніших карт.

Ми навчимося створювати такі карти, практично побачимо можливості, які відкриваються перед користувачами при їх використанні.

ІІІ. Формування і засвоєння нових знань, умінь і навичок

Бесіда

  • Що потрібно для того щоб створити електронну карту? (Слайд 4) Користувач, ТЗ, ГІС, дані.
  • Що таке ГІС? Спробуйте самостійно розкласти даний термін на складові та дати визначення.

(Слайд 5) Геоінформаційна система – сучасна комп’ютерна технологія, що дозволяє поєднати модельне зображення території (електронне відображення карт, схем, космо-, аерозображень земної поверхні) з інформацією табличного типу (різноманітні статистичні дані, списки, економічні показники тощо).

(Слайд 6) Конкретніше, це комп’ютерна система, що забезпечує можливість використання, збереження, редагування, аналізу та відображення географічних даних.

За допомогою ГІС можна отримати таку інформацію (Слайд 7):

  • Що знаходиться в…? (визначається місце).
  • Де це знаходиться? (просторовий аналіз).
  • Що змінилося починаючи з…? (визначити тимчасові зміни на певній площі).
  • Які просторові структури існують?
  • Що буде якщо? (моделювання, що станеться, якщо додати нову дорогу).
  • Які це дані? Пригадайте, коли Ви креслите звичайну паперову карту, які дані лежать в основі карти? (різноманітні статистичні дані, списки, економічні показники тощо).

Задля того, щоб ГІС розпізнало дані з якими Вам потрібно працювати їх зашифровують за певними правилами, зокрема:

Для того, щоб нанести інформацію на карту вона повинна бути географічно прив’язаною (містити інформацію про довготу та широту розміщення об’єкта) (Слайд 8). Уся сукупність об’єктів розбита на однотипні групи — музеї, пам’ятники, гідрографічні, адміністративні границі, дороги, населені пункти та ін. Такі групи об’єктів цифруються, зберігаються й обробляються у вигляді окремих наборів даних. При візуалізації кожний файл даних подається як окремий картографічний шар. Це схоже на торт, який складається з декількох коржів, кожен корж несе інформацію про свій шар, а при їх накладанні утворюється карта – торт.

Картографічний шар є представленням просторових об’єктів однієї тематики на карті (річки, озера, населені пункти, шляхи сполучення, рельєф).

Як представляються просторові об’єкти на карті? (Слайд 9)

  1. Растрові дані
  2. Векторні дані

Растри – це набори даних, засновані на пікселях (комірках), які мають безперервне розповсюдження на земній поверхні.

Растрові дані зберігаються у вигляді наборів значень, упорядкованих у формі прямокутної сітки.

Пікселі мають квадратну форму, і упорядковані у формі прямокутної сітки.

Кожен піксель має своє певне значення, наприклад, колір. Таким чином, коли ми дивимось на растр, який складається з маси пікселів, формується зображення, так само як з мозаїки.

Найпоширенішими типами векторних об’єктів є:

  • Точки – використовуються для позначення географічних об’єктів, для яких важливим є розташування, а не їх форма або розміри. Вони можуть представляти адресу будівлі або гірську вершину.
    Точка має одну пару координат: широту і довготу.
  • Лінії – використовуються для зображення об’єктів, що мають довжину, але не мають площі, таких, як лінії контуру, кордону (дороги, залізничні колії, річки, вулиці, водопровід).
    Лінія – це серія попарно з’єднаних між собою вершин, які мають координати.
  • Багатокутники (полігони) – набір однорідних багатосторонніх об’єктів, що мають певну площу та характеризуються формою і місцем розташування. Прикладами можуть служити озера, парки, будівлі, країни, континенти. Характеризуються площею і периметром.
    Полігон – це серія попарно з’єднаних між собою вершин, при чому координати першої і останньої співпадають.

Растрові чи векторні об’єкти зберігаються у програмі у вигляді окремих файлів – названі «шейп-файлами». Ми будемо вивчати процес створення електронних карт на основі ПЗ ArcGIS 10.1. – багатогранної ГІС, в якій електронні карти можна створювати на основі таких модулів:

  • ArcGISforDesktop – настільний ГІС – доступ до Інтернету не обов’язковий,
  • ArcGISfor Server – створення карт відбувається в режимі on-line на платформі ESRI Server,
  • EsriMapsForOffice – створення електронних карт на платформі Microsoft Office,

ArcGIS for Desktop – складається з компонентів ArcMap, ArcCatalog та ArcToolbox. ArcMap – основний додаток програмного забезпечення.

Після встановлення програмного забезпечення, запустіть його (Слайд 10):

Запуск ArcMap відбувається при натисканні на кнопку ПУСК (Start) ? Програми (Programs) ? ArcGis ? ArcMap.

Перед Вами відкриється інтерфейс ArcMap (Слайд 11).

Інтерфейс діалогового вікна «Початок роботи» в ArcMap 10.2
Рис. 1. Інтерфейс діалогового вікна «Початок роботи» в ArcMap 10.2

Зазвичай вікно виглядає так, як на слайді, або при вже відкритій програмі вікно «Початок роботи в ArcMap» можна викликати комбінацією клавіш CTRL+N.

ArcMap – основний додаток ArcGIS for Desktop для створення та редагування карт. ArcMap застосовується для відображення і дослідження наборів геоданих, за його допомогою можна створити умовні позначення, підготувати карту до друку і публікації. ArcMap представляє географічну інформацію як набір шарів та інших елементів карти.

Позиції, які Ви можете вибрати у вікні «Початок роботи в ArcMap»:

  • Існуючі карти
    1. Останні. Якщо Ви запустили ArcMap вперше, то список останніх відкритих файлів буде порожній. Якщо Ви працювали в ArcMap, то можете обрати останні збережені карти на Вашому комп’ютері.
    2. Знайти. Карти можна знайти у пам’яті Вашого комп’ютера, якщо такі були попередньо збережені
  • Нові карти
    1. Мої шаблони
      • Шаблони – стандартні розміри сторінки на якій буде друкуватися карта.
        • Стандартні розміри сторінки. Визначають розміри електронного аркуша на якому буде створюватися карта. Включає пункти «Architectural Page Sizes»; «ISO (A) Page Sizes»; «North American (ANSI) Page Sizes».
        • Традиційні макети. Містять уже існуючі шаблони карт, такі як: «Industry»; «USA»; «World».
    2. Знайти. Через діалогове вікно «Відкрити шаблон ArcMap» можна завантажити збережений на Вашому комп’ютері шаблон карти.

Розглянемо основні елементи інтерфейсу вікна ArcMap (Слайд 12)

Інтерфейс ArcMap 10.2
Рис. 2. Інтерфейс ArcMap 10.2

Панель інструментів можна переміщувати за допомогою курсора (Слайд 13), який наводиться на крайню ліву межу лінійки інструментів , після чого зі стрілочки він перетворюється на чотиринаправлений хрестик, що дозволяє переміщувати панель інструментів в зручне для Вас місце (так можна переміщати будь-які панелі).

Інтерфейс панелі інструментів в ArcMap 10.2
Рис. 3. Інтерфейс панелі інструментів в ArcMap 10.2

Додавати панелі редагування можна шляхом:

Налаштування (панель меню) ? Панель інструментів.

IV. Узагальнення і систематизація сформованих знань, умінь і навичок

Репродуктивна бесіда

Що таке:

  • шар,
  • таблиця змісту,
  • шейп-файл,
  • растрові дані,
  • векторні дані

V. Організація домашньої роботи

Опрацювати додатковий матеріал (папка «ArcTutor» ? «Вступ» ? «Роздатковий матеріал» )

VІ. Підведення підсумків заняття

Що нового Ви дізналися на сьогоднішньому занятті?

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом