Ein Bevölkerungs-Raster erstellen
Ein Bevölkerungs-Raster ist ein Raster-Layer, der aus Pixeln einheitlicher Form und Größe besteht und Informationen zur Anzahl der Menschen enthält, die in jedem Pixel leben. Diese Raster sind nützlich, um die Verteilung und Dichte der Bevölkerung zu verstehen. Sie können Behörden dabei helfen, fundierte Entscheidungen über die Ressourcenzuteilung und Planung zu treffen. Zudem sind sie ein entscheidender erster Schritt, um den Grad der Urbanisierung eines Gebiets zu bestimmen.
Zunächst laden Sie die Daten für dieses Lernprogramm herunter. Außerdem laden Sie eine Suite frei verfügbarer Werkzeuge herunter, die von der Europäischen Kommission entwickelt wurde und für standardisierte Analysen der Urbanisierung verwendet wird, und installieren diese. Anschließend führen Sie ein Werkzeug aus, um ein Bevölkerungs-Raster für Neukaledonien zu erstellen.
Die Daten herunterladen
Die Daten für dieses Lernprogramm sind in einem ArcGIS Pro-Projektpaket enthalten.
- Laden Sie das Projektpaket New_Caledonia_Degree_of_Urbanization herunter.
- Suchen Sie die heruntergeladene Datei auf Ihrem Computer.
Hinweis:
Je nach Web-Browser wurden Sie möglicherweise vor dem Herunterladen aufgefordert, den Speicherort der Datei auszuwählen. In den meisten Browsern werden heruntergeladene Dateien standardmäßig im Ordner "Downloads" gespeichert.
- Wenn ArcGIS Pro auf Ihrem Computer installiert ist, doppelklicken Sie auf New_Caledonia_Degree_of_Urbanization.ppkx, um das Projekt zu öffnen. Melden Sie sich mit Ihrem lizenzierten ArcGIS-Konto an, falls Sie dazu aufgefordert werden.
Hinweis:
Wenn Sie über keinen Zugriff auf ArcGIS Pro oder über kein ArcGIS-Organisationskonto verfügen, informieren Sie sich über die Optionen für den Zugriff auf die Software.
Das Projekt enthält eine Karte von Neukaledonien, einer zu Frankreich gehörenden Insel im Pazifik. Die Karte nutzt die flächentreue Mollweide-Projektion (Welt). Um in der Analyse genaue Flächenberechnungen zu erreichen, ist der Einsatz einer flächentreuen Projektion wichtig.
Das Projekt enthält zwei Daten-Layer, die zum Erstellen eines Bevölkerungs-Rasters erforderlich sind. Beide Layer sind standardmäßig deaktiviert.
- Aktivieren Sie im Bereich Inhalt das Kontrollkästchen neben NC 2019 Population, um den Layer zu aktivieren.
Der Layer wird auf der Karte angezeigt.
Dieser Layer zeigt die 33 Gemeinden in Neukaledonien. Zu den Gemeinden zählen auch Stadtteile und Wohngebiete, und sie sind als Verwaltungseinheit zur Bestimmung der Urbanisierung geeignet. Beim Erstellen eines Bevölkerungs-Rasters sind die kleinsten verfügbaren Gebietskörperschaften die beste Wahl.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf NC 2019 Population, und wählen Sie Attributtabelle aus.
Die Attributtabelle des Layers wird angezeigt. Sie listet die einzelnen Gemeinden und deren Bevölkerungszahl basierend auf der Zählung von 2019 auf. Beim Erstellen eines Bevölkerungs-Rasters gehören genaue Bevölkerungsdaten zu den entscheidenden Eingaben.
- Schließen Sie die Tabelle. Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer NC 2019 Population, und aktivieren Sie GHS Built 2020 NC 100.tif.
Dieser Layer ist ein Raster-Layer des bebauten Raumes von Neukaledonien. Er zeigt, wo sich (zumeist von Menschen) erbaute Bauwerke befinden. Dunkle Pixel sind Orte ohne Bauwerke, helle Pixel sind Orte mit Bauwerken.
Der größte Cluster heller Pixel befindet sich im Südwesten der Insel. Hier liegt die Hauptstadt und die bevölkerungsreichste Stadt von Neukaledonien: Nouméa. Orte, an denen mehr Menschen leben, weisen mehr bebauten Raum auf. Dadurch ist ein Raster des bebauten Raumes ein guter Indikator für die Bevölkerungsdichte und Urbanisierung.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf GHS Built 2020 NC 100.tif, und wählen Sie Eigenschaften aus.
Das Fenster Layer-Eigenschaften wird angezeigt.
- Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf die Registerkarte Quelle. Blenden Sie Raster-Information ein.
Dieser Abschnitt enthält wichtige Informationen über die Daten. Der Betrag für Zellengröße X und Zellengröße Y ist jeweils 100. Außerdem ist im Abschnitt Datenquelle die Eigenschaft Vertikale Einheiten auf Meter festgelegt. Diese Information bedeutet, dass die Auflösung des Layers (oder die Größe der einzelnen Pixel) 100 Quadratmeter beträgt. Wenn Sie Analysen mit Raster-Layern durchführen, müssen Sie sicherstellen, dass die Ausgabe-Layer keine kleinere Auflösung als der Eingabe-Layer haben.
- Schließen Sie den Bereich Layer-Eigenschaften. Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer GHS Built 2020 NC 100.tif.
Sie haben die beiden Layer erkundet, die zum Erstellen eines Bevölkerungs-Rasters erforderlich sind. In diesem Lernprogramm wird Neukaledonien als Untersuchungsgebiet verwendet. Derselbe Workflow kann jedoch für beliebige Gebiete verwendet werden, sofern Sie über die folgenden Datasets verfügen:
- Ein Shapefile (in der Regel ein Polygon-Shapefile, aber auch ein Punkt-Shapefile kann verwendet werden), das Volkszählungsdaten der Bevölkerung im Interessenbereich enthält
- Ein Raster des bebauten Raumes oder ein Volumen-Raster desselben Bereichs
Hinweis:
Von der Download-Seite "Global Human Settlement Layer (GHSL)" können Sie für fast jeden besiedelten Ort weltweit ein kostenfreies Raster des bebauten Raumes herunterladen. Durch Kombinieren dieses Layers mit den Volkszählungsdaten für Ihren Interessenbereich können Sie diesen Workflow für jede Position der Welt durchführen.
Die Werkzeuge herunterladen
Als Nächstes laden Sie eine Suite kostenloser Werkzeuge herunter und installieren diese. Sie wurde von der Europäischen Kommission entwickelt, um die Methode zur Bestimmung des Urbanisierungsgrades anzuwenden.
- Wechseln Sie zur Download-Seite für GHSL-Werkzeuge.
Diese Seite enthält Download-Links für vier Werkzeuge zur Bestimmung des Urbanisierungsgrades. Sie können die Werkzeuge getrennt oder als Gruppe herunterladen. In diesem Lernprogramm verwenden Sie drei der vier Werkzeuge. Daher laden Sie das gesamte Toolkit als Gruppe herunter.
Hinweis:
Es wird empfohlen, dass Sie die Endbenutzer-Lizenzvereinbarung lesen, die auf der Seite verlinkt ist, bevor Sie die Werkzeuge herunterladen und verwenden.
- Wählen Sie im Abschnitt GHS-DEGURBA Toolkit unter Select the version and the type of installation and click download für Version die Version ArcGIS aus. Wählen Sie für Installation type die Option Online aus.
Hinweis:
Diese Site wird regelmäßig aktualisiert, daher stimmt das Bild möglicherweise nicht genau mit dem überein, das Sie in Ihrem Browser sehen.
- Klicken Sie auf Download GHS_DEGURBA_Toolkit ArcGIS toolbox online.
Hinweis:
Der Download ist 333 MB groß, und das Herunterladen kann einige Minuten dauern.
- Suchen Sie nach Abschluss des Downloads die heruntergeladene Datei auf Ihrem Computer. Doppelklicken Sie auf GHS_DEGURBA_Toolkit_arcgis_toolbox_installer.
Ein Assistent wird angezeigt, der Ihnen bei der Installation hilft.
- Folgen Sie den Anweisungen im Assistenten. Notieren Sie sich, wo die Werkzeuge installiert werden, und führen Sie die Installation aus.
Hinweis:
Die Installation kann einige Minuten dauern.
- Klicken Sie nach Abschluss der Installation auf Finish.
Als Nächstes fügen Sie ArcGIS Pro die heruntergeladenen Werkzeuge hinzu.
- Klicken Sie in ArcGIS Pro im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Toolboxes, und wählen Sie Toolbox hinzufügen aus.
- Navigieren Sie im Fenster Toolbox hinzufügen zum Speicherort, an dem Sie die Werkzeuge installiert haben, und öffnen Sie den Ordner GHS DEGURBA Toolkit ArcGIS Toolbox. Öffnen Sie den Ordner application, und wählen Sie GHS_Tools.pyt aus.
- Klicken Sie auf OK. Blenden Sie im Bereich Katalog die Option Toolboxes ein.
Die Toolbox wird zusammen mit der Standard-Toolbox des Projekts aufgeführt.
- Erweitern Sie GHS_Tools.pyt.
Die Toolbox enthält vier Werkzeuge. Drei davon nutzen Sie in diesem Workflow (GHS Population Warp verwenden Sie nicht). Mit dem Werkzeug GHS Population To Grid (GHS-POP2G) erstellen Sie ein Bevölkerungs-Raster.
- Klicken Sie auf der Symbolleiste für den Schnellzugriff auf die Schaltfläche Projekt speichern, um das Projekt zu speichern.
Das Werkzeug zum Erstellen des Bevölkerungs-Rasters ausführen
Sie führen das Werkzeug GHS Population To Grid aus, um Ihre Polygon-Volkszählungsdaten und das Raster des bebauten Raumes in ein Bevölkerungs-Raster zu konvertieren. Dieses Raster vermittelt wichtige Informationen über die Verteilung von Menschen in Ihrem Untersuchungsgebiet.
Wenn Volkszählungsdaten nach territorialen Einheiten wie den Gemeinden des Layers NC 2019 Population organisiert sind, kann das Werkzeug GHS Population To Grid die gemeldeten Bevölkerungszahlen mit der geographischen Verteilung der Bevölkerung, die auf dem Raster des bebauten Raumes basiert, kombinieren.
Hinweis:
Zur Ausführung der Werkzeuge benötigen Sie MATLAB Runtime 9.9 oder höher. Sie können die aktuelle Version von MATLAB Runtime von MATLAB Compiler herunterladen. Nachdem Sie die aktuelle Version installiert haben, speichern Sie das Projekt, und starten Sie ArcGIS Pro neu, bevor Sie das Werkzeug ausführen.
- Doppelklicken Sie im Bereich Katalog unter GHS_Tools.pyt auf GHS Population To Grid.
Das Werkzeug wird im Bereich Geoverarbeitung geöffnet. Wie bei den meisten Geoverarbeitungswerkzeugen legen Sie Parameter fest, damit das Werkzeug wie gewünscht ausgeführt wird. Zuerst bestimmen Sie den Ausgabe-Workspace, in dem die Ausgabe-Datasets gespeichert werden.
- Klicken Sie für Output workspace auf die Schaltfläche Durchsuchen.
Sie navigieren zum standardmäßigen Projektordner und nutzen ihn als Ausgabe-Workspace.
- Klicken Sie im Fenster Output workspace unter Projekt auf Ordner. Wählen Sie New_Caledonia_Degree_of_Urbanization aus.
- Klicken Sie auf OK.
- Überprüfen Sie, ob Output projection auf World_Mollweide und Output cell size auf 1000 festgelegt ist.
Die standardmäßige Ausgabeprojektion ist World_Mollweide, die gleiche Projektion wie das Projekt. Diese Projektion ist eine flächentreue Projektion, die für flächenbasierte Berechnungen ideal geeignet ist. Sie ändern sie daher nicht.
Die Standard-Ausgabezellengröße ist 1000. Beim Erkunden des Rasters des bebauten Raumes haben Sie festgestellt, dass die Zellengröße 100 Quadratmeter beträgt. Es ist wichtig, dass die Ausgabezellengröße nicht kleiner als die Zellengröße des Eingabe-Rasters ist, da das Werkzeug keine Details ergänzen kann, die im Original-Dataset nicht vorhanden sind. Da 1000 größer als 100 ist, ist es eine geeignete Zellengröße. Sie könnten die Zellengröße in 100 ändert, sodass sie mit dem Eingabe-Layer übereinstimmt. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Die Zellengröße 1000 Quadratmeter bzw. 1 Quadratkilometer entspricht internationalen Standards für Bevölkerungs-Raster.
- Stellen Sie sicher, dass Use population polygons aktiviert ist.
Ihr Eingabe-Bevölkerungs-Layer NC 2019 Population ist ein Polygon-Layer, daher ist diese Option geeignet.
Hinweis:
Wenn für Ihre Bevölkerungsdaten ein Punkt-Layer verwendet wird, würden Sie Use population points aktivieren und Use population polygons deaktivieren. Wenn Sie diesen Workflow unter Verwendung Ihrer eigenen Daten ausführen, müssen Sie die am besten geeignete Option aktivieren.
Als Nächstes fügen Sie den Bevölkerungs-Polygon-Layer hinzu.
- Klicken Sie für Population (polygons) layer auf die Schaltfläche Durchsuchen.
- Klicken Sie im Fenster Population (polygons) layer unter Projekt auf Ordner. Öffnen Sie New_Caledonia_Degree_of_Urbanization, commondata und new_caledonia_degree_of_urbanization1.
- Wählen Sie NC_2019_Population.shp aus.
Hinweis:
Der Eingabe-Bevölkerungs-Layer muss ein Shapefile sein. Wenn Ihre Bevölkerungsdaten eine File-Geodatabase-Feature-Class sind, können Sie sie mit dem Geoverarbeitungswerkzeug Feature-Class in Shapefile in ein Shapefile konvertieren.
- Klicken Sie auf OK.
Sie legen das Feld fest, das Bevölkerungsdaten enthält. In der Attributtabelle gibt es nur ein Bevölkerungsfeld.
- Wählen Sie für Population (polygons) count field das Feld populati_1 aus.
In diesem Lernprogramm legen Sie das Feld Population (polygons) stepwise group nicht fest. Mit diesem optionalen Parameter können Zähleinheiten basierend auf größeren Verwaltungsgrenzen oder anderen Kriterien gruppiert werden. Beispielsweise gibt eines der Felder in der Attributtabelle des Bevölkerungs-Layers die Provinz der einzelnen Gemeinden an. Sie könnten dieses Feld für den Parameter festlegen, um die Bevölkerung nach Provinz zu gruppieren. Dieser Parameter ist für die Handhabung großer Datasets und die Optimierung der Recheneffizienz nützlich.
- Wählen Sie für Built-up raster das Raster GHS Built 2020 NC 100.tif aus.
Die Werte Built-up MINIMUM value und Built-up MAXIMUM value entsprechen den minimalen und maximalen Werten im Raster des bebauten Raumes. Sie können die Richtigkeit überprüfen, indem Sie die minimalen und maximalen Werte für das Raster des bebauten Raumes im Bereich Inhalt vergleichen.
- Legen Sie bei Bedarf Built-up MINIMUM value auf 0 und Built-up MAXIMUM value auf 9040 fest.
- Stellen Sie sicher, dass Multicore aktiviert ist.
Mit diesem Parameter werden Softwareeinstellungen zur Optimierung der Recheneffizienz angepasst. Jetzt sind alle Parameter festgelegt.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Hinweis:
Wenn das Werkzeug fehlschlägt, ist möglicherweise nicht die aktuelle Version von MATLAB Runtime installiert. Sie können die aktuelle Version von MATLAB Compiler herunterladen. Nachdem Sie die aktuelle Version installiert haben, speichern Sie das Projekt, und starten Sie ArcGIS Pro neu, bevor Sie das Werkzeug erneut ausführen. Um die Werkzeugparameter nach dem Neustart schnell festzulegen, klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Analyse auf die Schaltfläche Verlauf. Doppelklicken Sie im Bereich Verlauf auf GHS Population To Grid, um das Werkzeug mit den zuvor verwendeten Parametern zu öffnen.
Das Werkzeug wird ausgeführt. Nach der Ausführung des Werkzeugs wird der Karte keine Ausgabe hinzugefügt. Sie fügen sie selbst hinzu.
- Erweitern Sie im Bereich Katalog die Option Ordner und dann New_Caledonia_Degree_of_Urbanization. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf New_Caledonia_Degree_of_Urbanization, und wählen Sie Aktualisieren aus.
Der Ordner wird aktualisiert. Danach werden die neuen Dateien angezeigt, die Sie mit dem Werkzeug erstellt haben.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf GHS-POP2G_1000m.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.
- Wenn das Fenster Statistiken für GHS-POP2G_1000m.tif berechnen angezeigt wird, klicken Sie auf Ja.
Das Bevölkerungs-Raster wird der Karte hinzugefügt.
Das Bevölkerungs-Raster symbolisieren
Standardmäßig zeigt das Bevölkerungs-Raster nicht viele Informationen an. Nur das Gebiet rund um Nouméa weist visuelle Unterschiede auf. Sie symbolisieren das Bevölkerungs-Raster, damit die Verteilung der Bevölkerung besser erkennbar ist.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf GHS-POP2G_1000m.tif, und wählen Sie Symbolisierung aus.
- Stellen Sie im Bereich Symbolisierung sicher, dass Primäre Symbolisierung auf Streckung festgelegt ist.
- Wählen Sie für Streckungstyp die Option Minimum-Maximum aus.
- Aktivieren Sie Min-/Max-Werte bearbeiten. Legen Sie den Maximalwert auf 1500 fest.
Als Nächstes fügen Sie den Daten eine Maske hinzu, sodass der Wert 0 transparent ist. Auf diese Weise werden nur Positionen auf der Karte angezeigt, an denen Menschen leben.
- Klicken Sie im unteren Teil des Bereichs auf die Registerkarte Maske. Aktivieren Sie Hintergrundwert anzeigen, und vergewissern Sie sich, dass 0 als Wert festgelegt ist.
Die Karte wird angepasst und zeigt nur für Gebiete Daten an, in denen Menschen leben.
- Schließen Sie den Bereich Symbolisierung. Zoomen Sie auf der Karte zu einer besiedelten Position.
Jedes Pixel bedeckt einen Quadratkilometer. Hellere Pixel weisen eine größere Bevölkerung auf, dunklere Pixel dagegen eine kleinere Bevölkerung. In Gebieten ohne Pixel leben keine Menschen.
Im Beispielbild, das auf die Hauptstadt Nouméa gezoomt ist, gibt es ein großes Cluster weißer Pixel. Dies deutet auf eine große Bevölkerungsdichte hin. Diese Verteilung ergibt für die bevölkerungsreichste Stadt der Insel Sinn. Dunklere Pixel außerhalb der Stadt legen ländliche Gebiete nahe. Die meisten Gebiete ohne Menschen sind bergige Regionen, in denen eine Besiedlung schwierig ist.
- Zoomen Sie wieder auf die volle Ausdehnung der Daten.
- Speichern Sie das Projekt.
Sie haben aus Volkszählungsdaten und einem Raster des bebauten Raumes ein Bevölkerungs-Raster erstellt, das die Anzahl der Personen zeigt, die in Einheiten mit standardisierter Form und Größe leben. Als Nächstes bestimmen Sie mit diesem Bevölkerungs-Raster den Urbanisierungsgrad.
Ein Urbanisierungsgrad-Raster erstellen
Sie erstellen ausgehend von Ihrem Bevölkerungs-Raster ein Urbanisierungsgrad-Raster, das auch als räumliches Siedlungsklassifizierungs-Raster bekannt ist. Auf der Grundlage von Bevölkerungsdichte und Größenschwellenwerten klassifiziert ein Urbanisierungsgrad-Raster 1 Quadratkilometer große Zellen nach der Art der Siedlung, die sie darstellen.
Es gibt zwei Klassifizierungsebenen. Die erste Ebene umfasst nur drei Klassen: Gitterzellen für urbane Zentren, Gitterzellen für Ballungsgebiete und Gitterzellen für ländliche Gebiete. Die zweite Ebene ist granularer und umfasst acht Klassen: Gitterzellen für urbane Zentren, Gitterzellen für dicht besiedelte Ballungsgebiete, Gitterzellen für halbdicht besiedelte Ballungsgebiete, Gitterzellen für Vorstädte oder Stadtrandgebiete, Gitterzellen für ländliche Ballungsgebiete, Gitterzellen für dünn besiedelte ländliche Gebiete, Gitterzellen für sehr dünn besiedelte ländliche Gebiete und Gitterzellen für Wasserflächen. Sie erstellen Raster auf beiden Klassifizierungsebenen und vergleichen diese.
Werkzeug "Degree of Urbanisation Grid" ausführen
Sie führen das Werkzeug GHS Degree of Urbanisation Grid (GHS-DUG) aus und verwenden Ihr Bevölkerungs-Raster und das Raster des bebauten Raumes als Eingaben. Das Werkzeug erstellt Ausgabe-Raster auf der ersten und zweiten Urbanisierungsgrad-Klassifizierungsebene. Es erstellt auch Tabellen, die Urbanisierungsstatistiken enthalten.
- Erweitern Sie im Bereich Katalog die Optionen Toolboxes und GHS_Tools.pyt. Doppelklicken Sie auf GHS Degree of Urbanisation Grid.
Der Bereich Geoverarbeitung wird mit den Parametern des Werkzeugs angezeigt. Zuerst bestimmen Sie den Ausgabe-Workspace wie beim Erstellen des Bevölkerungs-Rasters.
- Klicken Sie für Output workspace auf die Schaltfläche Durchsuchen.
- Klicken Sie im Fenster Output workspace unter Projekt auf Ordner. Wählen Sie New_Caledonia_Degree_of_Urbanization, und klicken Sie auf OK.
Sie legen Ihr Bevölkerungs-Raster als Eingabe-Bevölkerungs-Raster fest.
- Wählen Sie für Population raster die Datei GHS-POP2G_1000m.tif.
Hinweis:
Für dieses Werkzeug muss das Eingabe-Bevölkerungs-Raster eine Zellengröße von 1000 m bzw. 1 km haben. Zudem muss es in einer flächentreuen Projektion projiziert werden.
Stellen Sie anschließend sicher, dass das Werkzeug die Fragmentierung von urbanen Zentren reduziert, indem Sie einen optionalen Parameter verwenden. Auf diese Weise bezieht das Werkzeug Bereiche mit einer hohen Gebäudedichte als städtisch mit ein, auch wenn die Bevölkerungsdichte gering ist. In einigen städtischen Gebieten gibt es keine Wohnhäuser, sondern vorrangig Industriegebäude oder andere Geschäftsgebäude und Strukturen. Dennoch sind diese Gebiete als städtisch einzustufen. Mit dem Raster des bebauten Raumes kann das Werkzeug diese Gebiete berücksichtigen.
- Aktivieren Sie die Option Reduce Urban Centre fragmentation.
Die Option zur Auswahl eines Rasters des bebauten Raumes wird verfügbar.
- Wählen Sie für Built-up raster das Raster GHS Built 2020 NC 100.tif aus. Geben Sie für Built-up MAXIMUM value den Wert 9040 ein.
Jetzt berücksichtigt das Werkzeug auch Zellen, in denen die Bevölkerung unter 1500 liegt, aber der Raum überdurchschnittlich bebaut ist.
Sie können einen benutzerdefinierten Land-Layer als weitere Eingabe verwenden. Ein Land-Layer ist ein kontinuierliches Raster mit Werten von 0 für Wasser bis 100 für Land. Eine Standardversion dieses Layers ist bereits im Werkzeug vorhanden. Wenn Sie jedoch einen spezifischeren oder benutzerdefinierten Land-Layer haben, der auf Ihren Interessenbereich zugeschnitten ist, können Sie diesen stattdessen verwenden, indem Sie die Option Use custom land layer aktivieren und den nachfolgenden Parameter Land raster einstellen.
Die Option Create output for visualisation ist standardmäßig aktiviert. Über diesen Parameter wird ein Siedlungs-Raster erstellt, dessen Projektion dem im Parameter Visualisation output coordinate system authority code angegebenen Autorisierungscode entspricht. Bei Bedarf können Sie den Code anpassen, um ein Ausgabe-Raster zu erstellen, das eine andere Projektion als die standardmäßige Mollweide-Projektion (Welt) verwendet. Diese Ausgabe dient nur der Visualisierung und sollte nicht für weitere Analysen verwendet werden. Alle Eingabe-Layer für die Werkzeuge des Toolkits GHS-DEGURBA sollten in Mollweide projiziert werden.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Das Werkzeug wird ausgeführt und erfolgreich beendet.
Werkzeugausgaben erkunden
Wie zuvor werden die Ausgabe-Layer der Karte nicht automatisch hinzugefügt, daher fügen Sie sie manuell hinzu.
- Klicken Sie im Bereich Katalog unter Ordner mit der rechten Maustaste auf New_Caledonia_Degree_of_Urbanization, und wählen Sie Aktualisieren aus.
Es gibt mehrere Ausgabedateien: Tabellen, Shapefiles und Raster-Dateien.
Viele der Ausgabedateien konzentrieren sich auf eine spezifische Klasse wie dicht besiedelte städtische Ballungsgebiete, ländliche Ballungsgebiete und so weiter. Zu den Dateien zählen GHS-DUG_GRID_L1.tif und GHS-DUG_GRID_L2.tif, die das Urbanisierungsgrad-Raster für die erste und zweite Klassifizierungsebene enthalten. (In den Dateinamen ist Urbanisierungsgrad als DUG abgekürzt.) Diese Dateien untersuchen Sie zuerst.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf GHS-DUG_GRID_L1.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen. Wenn das Fenster Calculate statistics for GHS-DUG_GRID_L1.tif angezeigt wird, klicken Sie auf Ja.
Die erste Klassifizierungsebene umfasst drei Klassen:
- Klasse 1 (grün): Ländliche Gebiete
- Klasse 2 (orange): Kleinstädte und halbdicht besiedelte Gebiete
- Klasse 3 (rot): Städte
Nach dieser Klassifizierung ist der Großteil der Landoberfläche von Neukaledonien ländliches Gebiet. Das einzige urbane Zentrum ist die Hauptstadt Nouméa, die von einigen Gitterzellen für Ballungsgebiete umgeben ist. Diese Klassifizierungsebene kann verbessert und mit mehr Details angereichert werden. Sehen Sie sich dazu die zweite Klassifizierungsebene an.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf GHS-DUG_GRID_L1.tif, und wählen Sie Entfernen.
- Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf GHS-DUG_GRID_L2.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen. Wenn das Fenster Calculate statistics for GHS-DUG_GRID_L2.tif angezeigt wird, klicken Sie auf Ja.
Die zweite Klassifizierungsebene umfasst acht Klassen:
- Klasse 10 (blau): Gitterzellen für Wasserflächen
- Klasse 11 (hellgrün): Gitterzellen für sehr dünn besiedelte ländliche Gebiete
- Klasse 12 (grün): Gitterzellen für dünn besiedelte ländliche Gebiete
- Klasse 13 (dunkelgrün): Gitterzellen für ländliche Ballungsgebiete
- Klasse 21 (gelb): Gitterzellen für Vorstädte oder Stadtrandgebiete
- Klasse 22 (braun): Gitterzellen für halbdicht besiedelte Ballungsgebiete
- Klasse 23 (dunkelbraun): Gitterzellen für dicht besiedelte Ballungsgebiete
- Klasse 30 (rot): Gitterzellen für urbane Zentren
Hinweis:
Die Nummer jeder Klasse wird im Bereich Inhalt angezeigt.
Wie zuvor ist Nouméa das einzige Gebiet, das als urbanes Zentrum klassifiziert ist. Auf dieser Klassifizierungsebene sind jedoch mehrere kleinere Siedlungsklassen in Neukaledonien angegeben.
Sie erfahren mehr über die statistische Aufschlüsselung der einzelnen Klassen, wenn Sie sich die Tabelle ansehen, die zusammen mit den anderen Ausgaben des Werkzeugs erstellt wurde.
- Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf GHS-DUG_L2_stats.xls, und wählen Sie Im Datei-Explorer anzeigen.
Der Dateibrowser wird mit dem Speicherort der Ausgabedateien angezeigt.
- Wenn Sie Microsoft Excel oder ein anderes Programm haben, das Microsoft Excel-Dateien lesen kann, öffnen Sie die Datei GHS-DUG_L2_stats.xls.
Die Tabellenkalkulation zeigt die Gesamtbevölkerung und das Gebiet für jede Klasse an. Sie zeigt auch den Bevölkerungsanteil oder den Prozentsatz der Bevölkerung in jeder Klasse (als Bruchzahl ausgedrückt) an.
Hinweis:
Die Zahlen in Ihrer Tabelle weichen möglicherweise ab.
Wie erwartet wird die Bevölkerung für die unbewohnten Wasserflächen mit 0 angegeben, obwohl diese den Großteil der Gesamtfläche ausmachen. Etwa 13,7 Prozent der Bevölkerung leben in sehr dünn besiedelten ländlichen Gebieten, die im Vergleich zu anderen bewohnten Gebieten ebenfalls einen großen Teil der Fläche ausmachen. Obwohl Gitterzellen für urbane Zentren nur 56 Quadratkilometer abdecken, leben dort fast 28 Prozent der Gesamtbevölkerung – der größte Bevölkerungsanteil aller Klassen.
- Schließen Sie die Tabelle. Speichern Sie das Projekt in ArcGIS Pro.
Sie haben mithilfe Ihres Bevölkerungs-Rasters ein Urbanisierungsgrad-Raster erstellt, um die unterschiedlichen Siedlungsklassen in Neukaledonien zu verstehen. Als Nächstes klassifizieren Sie mit dem Urbanisierungsgrad-Raster die Verwaltungseinheiten von Neukaledonien nach Siedlungstyp.
Verwaltungseinheiten klassifizieren
Nachdem Sie das Urbanisierungsgrad-Raster erstellt haben, klassifizieren Sie die Gebietseinheiten. Ihre Ausgangsbevölkerungsdaten, NC 2019 Population, enthalten die Grenzen für die Gemeinden Neukaledoniens. Mithilfe dieses Dataset erstellen Sie eine Karte, die den vorherrschenden Siedlungstyp in jeder Gemeinde zeigt. Bei der Klassifizierung wird die Geographie der Gemeinde mit dem Bevölkerungs-Raster und dem Urbanisierungsgrad-Raster kombiniert, um die Art der Siedlung zu bestimmen, in der die meisten Menschen in den einzelnen Gemeinden leben.
Werkzeug "Territorial Unit Classifier" ausführen
Sie führen das Werkzeug GHS Degree of Urbanisation - Territorial Unit Classifier (GHS-DU-TUC) aus und wenden die Volkszählungsdaten, das Bevölkerungs-Raster und das Urbanisierungsgrad-Raster als Eingaben an. Dieses Werkzeug kann mit jeder Gebietseinheit, für die Sie Daten haben, ausgeführt werden, unabhängig davon, ob es sich um Zähl-, Verwaltungs- oder statistische Regionen handelt.
- Doppelklicken Sie im Bereich Katalog unter GHS_Tools.pyt auf GHS Degree of Urbanisation - Territorial Unit Classifier.
Der Bereich Geoverarbeitung wird mit den Parametern des Werkzeugs angezeigt. Zunächst legen Sie den Ausgabe-Workspace fest.
- Klicken Sie für Output workspace auf die Schaltfläche Durchsuchen.
- Klicken Sie im Fenster Output workspace unter Projekt auf Ordner. Wählen Sie New_Caledonia_Degree_of_Urbanization, und klicken Sie auf OK.
Wählen Sie anschließend das Dataset aus, das die Gebietseinheiten enthält, die klassifiziert werden sollen. In diesem Fall ist es das Dataset NC 2019 Population.
- Klicken Sie unter Territorial Units auf die Schaltfläche Durchsuchen.
- Klicken Sie im Fenster Territorial Units unter Projekt auf Ordner. Doppelklicken Sie auf New_Caledonia_Degree_of_Urbanization, commondata und new_caledonia_degree_of_urbanization1.
- Wählen Sie NC_2019_Population.shp aus, und klicken Sie auf OK.
Das Feld Territorial stepwise group ist optional und kann verwendet werden, um Einheiten zu Clustern zu gruppieren, um die Berechnung zu erleichtern. Wenn Ihre Gemeindedaten beispielsweise ein Feld für Provinzen haben, könnte dieses Feld zur Klassifizierung von Provinzen verwendet werden. In diesem Workflow geht es nur um die Klassifizierung von Gemeinden, darum lassen Sie das Feld unverändert.
Sie klassifizieren die Gebietseinheiten, indem Sie den Siedlungstyp bestimmen, in dem die Mehrheit der Bevölkerung in jeder Gebietseinheit lebt. Standardmäßig kann das Werkzeug die Gesamtbevölkerung jeder Gebietseinheit anhand des Bevölkerungs-Rasters schätzen. Um genauere Ergebnisse zu erhalten, können Sie das Feld auswählen, das die Bevölkerung jeder Gebietseinheit enthält. In Ihren NC 2019 Population-Daten enthält das Feld populati_1 die Bevölkerung jeder Gemeinde.
- Wählen Sie für Territorial population count field die Option populati_1.
Das Feld Territorial cross tabulation field ist optional und ermöglicht es dem Werkzeug, ein Siedlungsklassifizierungsfeld im Original-Dataset (z. B. eine nationale Klassifizierung als städtisch oder ländlich) mit der Siedlungsklassifizierung im Urbanisierungsgrad-Raster zu vergleichen. Wenn es beispielsweise im Dataset NC 2019 Population bereits ein Feld gab, das Gemeinden als ländlich oder städtisch klassifiziert hat, könnte dieses Feld für die Kreuztabellierung verwendet werden. Da es kein solches Feld gibt, lassen Sie diesen Parameter unverändert.
Zum Schluss fügen Sie das Eingabe-Bevölkerungs-Raster und das Eingabe-Urbanisierungsgrad-Raster hinzu.
- Wählen Sie für Population raster die Datei GHS-POP2G_1000m.tif. Wählen Sie für Degree of Urbanisation raster die Datei GHS-DUG_GRID_L2.tif.
Hinweis:
Optional können Sie das Werkzeug "Territorial Unit Classifier" stattdessen mit der Klassifizierung der Ebene 1 ausführen.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Das Werkzeug wird ausgeführt und erfolgreich beendet. Als Nächstes sehen Sie sich die Ergebnisse an.
Die Ergebnisse visualisieren
Wie zuvor werden die Ausgabe-Layer der Karte nicht automatisch hinzugefügt, daher fügen Sie sie manuell hinzu.
- Klicken Sie im Bereich Katalog unter Ordner mit der rechten Maustaste auf New_Caledonia_Degree_of_Urbanization, und wählen Sie Aktualisieren aus.
Es werden mehrere neue Dateien im Ordner angezeigt. Dazu gehören zwei Tabellen mit Statistiken über die Klassifizierung, vier Layer-Dateien mit der Klassifizierungssymbolisierung und ein Shapefile mit der Klassifizierung selbst.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf NC_2019_Population_GHS-DU-TUC.shp, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.
Dieser Layer zeigt die Gemeinden von Neukaledonien. Da sie derzeit nicht symbolisiert sind, sehen Sie die Klassifizierungen nicht. Sie wenden die Symbolisierung mithilfe der Layer-Dateien an, die das Werkzeug erstellt hat.
- Vergewissern Sie sich, dass im Bereich Inhalt der Eintrag NC_2019_Population_GHS-DU-TUC ausgewählt ist.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Feature-Layer. Klicken Sie in der Gruppe Darstellung auf Importieren.
- Klicken Sie im Fenster Symbolisierung importieren für Symbolisierungs-Layer auf die Schaltfläche Durchsuchen.
- Klicken Sie im Fenster Symbolisierungs-Layer unter Projekt auf Ordner. Doppelklicken Sie auf New_Caledonia_Degree_of_Urbanization.
- Wählen Sie GHS-DU-TUC-L2.lyr aus, und klicken Sie auf OK.
- Klicken Sie im Fenster Symbolisierung importieren auf OK.
Jede Gemeinde wird nach ihrem Urbanisierungsgrad symbolisiert.
In Neukaledonien gibt es nur eine Stadt: die Hauptstadt Nouméa. Es gibt jedoch auch Gemeinden, in denen der Großteil der Bevölkerung in Dörfern lebt, und eine Gemeinde, in der die Bevölkerung hauptsächlich in dichten Städten lebt. Die meisten anderen Gemeinden sind dünn besiedelte ländliche Gebiete.
Sie erkunden auch die Klassifizierungsstatistiken in den Tabellen, die mit dem Werkzeug erstellt wurden.
- Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf NC_2019_Population_GHS-DU-TUC.xlsx, und wählen Sie Im Datei-Explorer anzeigen.
- Wenn Sie Microsoft Excel oder eine andere Software installiert haben, die Excel-Tabellenkalkulationen öffnen kann, öffnen Sie in Ihrem Datei-Explorer die Datei NC_2019_Population_GHS-DU-TUC.xlsx.
Diese Datei zeigt die Bevölkerung und den Bevölkerungsanteil in jeder Siedlungsklasse für die einzelnen Gemeinden. Diese Daten wurden verwendet, um die Klassifizierung des Urbanisierungsgrads für jede Gemeinde zu bestimmen.
- Schließen Sie die Tabelle. Öffnen Sie in Ihrem Datei-Explorer die Datei NC_2019_Population_GHS-DU-TUC_statistics.xlsx.
Diese Summenstatistik schlüsselt die Gesamtbevölkerung und den prozentualen Anteil der Bevölkerung innerhalb jeder Siedlungsklasse sowohl auf Klassifizierungsebene 1 als auch auf Klassifizierungsebene 2 auf.
- Schließen Sie die Tabelle. Speichern Sie das Projekt in ArcGIS Pro.
In diesem Lernprogramm haben Sie die Inselgruppe Neukaledonien nach ihrem Grad der Urbanisierung klassifiziert. Der Urbanisierungsgrad ist ein Rahmen, der die Klassifizierung von Siedlungen auf der Grundlage der Bevölkerungsdichte und der bebauten Flächen standardisiert. Mithilfe dieser Klassifizierungsmethode haben Sie aufschlussreiche Urbanisierungsstatistiken für das Gebiet und die Gebietseinheiten erstellt.
Dieser Workflow kann auf jeden Ort der Welt angewendet werden, sowohl auf regionaler als auch auf globaler Ebene. Durch die Analyse globaler Daten haben Wissenschaftler festgestellt, dass fast die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten lebt. Werden Kleinstädte und halbdicht besiedelte Gebiete mit einbezogen, steigt diese Zahl auf etwa 76 Prozent.
Die Methode zur Bestimmung des Urbanisierungsgrades ist ein wertvolles Instrument zur Überwachung und Meldung der Fortschritte im Hinblick auf die Ziele für nachhaltige Entwicklung. Urbanisierung wirkt sich unmittelbar auf den Zugang zu öffentlichen Einrichtungen, Waren und Dienstleistungen aus, welche die Lebensqualität verbessern, bringt aber auch Herausforderungen wie höhere Luftverschmutzung und Kriminalitätsraten mit sich. Mithilfe des standardisierten Klassifizierungsschemas des Urbanisierungsgrads können Sie die Urbanisierung in verschiedenen Regionen vergleichen und Gebiete identifizieren, die aufgrund ihrer Bevölkerungsdichte kritische Dienstleistungen benötigen.
Weitere Lernprogramme finden Sie in der Lernprogrammgalerie.
