Исследование риска лавового потока
Сколько времени на эвакуацию есть у жителей при извержении вулкана? Есть несколько способов. Лава течет вниз по склону и быстрее перемещается по крутым участкам. В начале 1990-х у жителей Калапаны (города на юго-востоке региона Пуна) были дни, чтобы приготовиться к сходу лавы на город. Напротив, в 1950 году лава, стекающая по западном склону вулкана Мауна Лоа, достигла уровня моря всего за 4 часа. Несмотря на то, что ученые непрерывно отслеживают каждое колебание на острове, никогда нельзя точно предсказать, насколько заранее получится предупредить жителей об извержении.
Службы быстрого реагирования на чрезвычайные ситуации и правительства могут планировать сценарии эвакуации. Знание того, где опасность от лавовых потоков наиболее высока и сколько людей живет в этих районах, может помочь службам реагирования понять, где следует оборудовать убежища для эвакуации, куда направить ресурсы и многое другое. Перед началом анализа вы ознакомитесь с областями с высоким риском лавового потока и распределением населения на острове Гавайи.
Фильтрация зон с опасностью
Сначала вы откроете веб-карту с информацией о зонах с опасностью лавового потока и убежищах от вулканов. Затем вы отфильтруете зоны с опасностью, чтобы показать только зоны с наивысшим риском.
- Перейдите к веб-карте Shelter Access Analysis в Map Viewer.
Легенда показывает, что остров разделен на девять категорий риска лавового потока — от зон с чрезвычайно высокой опасностью (темно-красный цвет) до зон с чрезвычайно низкой опасностью (светло-серый цвет). Также на карте располагаются сами вулканы и убежища.
Далее, войдите в систему и сохраните копию карты.
- На ленте щелкните Войти. Войдите под учётной записью организации ArcGIS.
Примечание:
Если у вас нет учетной записи организации, см. варианты доступа к программному обеспечению.
- На панели инструментов Содержание (темная) щелкните Сохранить и открыть и выберите Сохранить как.
- В окне Сохранить карту задайте следующую информацию:
- В поле Заголовок удалите текст и введите Hawaii Island Shelter Access.
- Для Категории удалите категорию Данные руководства / Начальные данные руководства.
- В поле Сводка удалите текст и введите (или скопируйте и вставьте) Map showing areas of high lava flow risk and areas within 15 minutes of a shelter.
- Щелкните Сохранить.
Вы сохранили копию карты. Автоматически откроется ваша копия карты. Вы готовы вносить изменения, изучать данные и выполнять анализ.
Карта отображает области как с высоким, так и с низким риском лавовых потоков. Вы заинтересованы в областях с высоким риском, поэтому отфильтруете слой, чтобы отобразить только их.
- На панели Слои щелкните слой Lava Flow Hazard Zones, чтобы выбрать его.
Когда слой выбран, рядом с ним на панели Слои появляется синяя полоса.
- На панели инструментов Настройки (светлая) щелкните Фильтр.
- На панели Фильтр щелкните Добавить новый. Убедитесь, что в условии по умолчанию указано: Severity Code равно High Hazard.
На карте отобразятся только зоны с высокой опасностью. Существуют также зоны с очень высокой и чрезвычайно высокой опасностью, поэтому вы добавите их в фильтр.
- Щелкните Добавить новое. Создайте условие Severity Code равно Very High Hazard.
- Щелкните Добавить новое. Создайте условие Severity Code равно Extremely High Hazard.
Теперь в вашем фильтре три условия. По умолчанию фильтр отображает только те объекты, которые соответствуют всем условиям, что означает, что на карте не отображаются данные, так как каждый объект имеет один рейтинг опасности. Вы измените способ работы фильтра так, чтобы он отображал результаты, соответствующие одному условию, а не всем условиям.
- Для параметра Показать объекты, где щелкните Все из следующего верно и выберите Любое из следующего верно.
Теперь на карте показаны три зоны с наибольшей опасностью прохождения лавовых потоков. Это те области, которые вы будете анализировать.
- На панели Фильтр щелкните Сохранить.
Визуализация мест, где живут люди
Далее вы будете использовать данные переписи, чтобы понять, где на острове живут люди. Понимание сколько людей живет в районах высокого риска, полезно для планирования того, где необходимы временные убежища на случай чрезвычайных ситуаций и насколько большими они должны быть.
Карта включает слой кварталов переписи, представляющие собой наименьшую географическую территорию, для которой Бюро переписи населения США предоставляет информацию о численности населения. По умолчанию слой отключен, что означает, что он не отображается на карте. Вы включите его и посмотрите, что он показывает.
- На панели Слои для слоя Census Blocks (2020) щелкните кнопку Показать Census Blocks (2020).
Слой включится и появится на карте. Блоки переписи отображаются под зонами с опасностью, что может затруднять их просмотр. Вы измените порядок слоев, чтобы блоки переписи отображались поверх зон с опасностью.
- Перетащите кнопку Перемещение: Census Blocks (2020) выше слоя Lava Flow Hazard Zones.
Теперь вы можете видеть слой более отчетливо, но его стиль не передает, сколько и где живет людей. Вы измените стиль на тот, который лучше подходит для отображения численности населения.
- На панели Слои щелкните слой Census Blocks (2020), чтобы выбрать его.
- На панели инструментов Настройки щелкните Стили.
Появится панель Стили. Видно, что слой в настоящее время оформлен с использованием атрибута Population (2020), который вы хотите отобразить на карте.
По умолчанию используется стиль слоя Числа и количества (цвет). Кварталы переписи с более высокой численностью населения имеют на карте более темный цвет. На первый взгляд это может показаться отображением нужной вам информации (где живут люди на острове Гавайи). Однако этот стиль не учитывает размер каждого квартала переписи, который может сильно различаться. Большой квартал переписи может содержать больше людей, но плотность населения может быть выше в меньшем квартале переписи. Чтобы лучше визуализировать плотность населения, вы будете использовать стиль плотность точек.
- Для Выбрать стиль щелкните Плотность точек.
На карте слой будет перерисован с использованием стиля Плотность точек. В этом стиле каждая точка представляет постоянное количество объектов (в случае вашей карты — определенное количество людей). По умолчанию точки имеют красный цвет, что затрудняет их видимость на фоне красных зон с опасностью. Вы измените цвет.
- Для стиля Плотность точек щелкните Опции стиля.
- В разделе Легенда щелкните символ.
- В окне Стиль символа щелкните кнопку Цвет точки.
Появится окно Выбор цвета. Вы измените точки на черные, чтобы они отображались на большинстве фонов. Лучший способ задать точный цвет — использовать его шестизначный шестнадцатеричный код, следующий за знаком #. Шестнадцатеричный код черного цвета — #000000.
- В окне Выбор цвета для шестнадцатеричного кода (#) замените текст на 000000.
- Щелкните Готово. На панели Опции стиля щелкните Готово.
На карте точки, обозначающие население, станут черными.
Примечание:
Количество людей, которое представляет каждая точка, будет изменяться в зависимости от масштаба карты. В данном примере каждая точка представляет 45 человек. На вашей карте может быть другое количество людей для каждой точки.
Точки разбросаны случайным образом по полигонам участков переписи, поэтому этот стиль визуализации не показывает точно, где живут люди. Однако, поскольку участки переписи являются детализированной географической областью, стиль Плотность точек является относительно точным отображением распределения населения на острове.
Основываясь на этом стиле визуализации, большая часть населения живет по периметру острова, а центры населения сосредоточены вокруг Холуалоа на западе и Хило на востоке. Большая часть населения Холуалоа находится вне зон с высокой опасностью, но значительная часть населения Хило находится внутри них.
- На панели Стили щелкните Готово.
- На панели инструментов Содержание щелкните Сохранить и открыть и выберите Сохранить.
Вы отфильтровали зоны с опасностью, чтобы отображались только зоны с высоким риском. Вы также визуализировали население с использованием стиля Плотность точек. Далее вы выполните анализ, чтобы найти области с быстрым доступом к убежищам от вулканов.
Анализ доступности убежищ
Теперь, когда вы изучили данные и ознакомились с зонами лавовой опасности и распределением населения на острове Гавайи, вы используете инструменты анализа в ArcGIS Online для определения, имеют ли люди быстрый доступ к аварийным укрытиям. Инструменты анализа выполнят процессы, которые преобразуют ваши данные и дадут возможность выявить новую информацию, недоступную при работе только с исходными данными.
Создание области пути
Сначала вы создадите области пути вокруг аварийных укрытий для анализа их доступности. Анализ области пути использует либо расстояние, либо предполагаемое время в пути по уличной сети, для отображения области, находящейся в пределах досягаемости местоположения или набора местоположений. Вы будете создавать области 15-минутной доступности для убежищ. Это значение было выбрано произвольно, и, возможно, вы захотите повторить анализ с другими значениями, чтобы увидеть, как изменяются результаты.
В этом анализе не предусмотрено моделирование условий происшествия. В реальной жизни может произойти множество непредвиденных событий. Пути эвакуации могут быть перекрыты лавовыми потоками, дороги повреждены, а убежища разрушены. Тем не менее знания о том, в каких частях острова эвакуация легко доступна, а в каких нет, очень пригодятся при проведении спасательных операций.
- На панели инструментов Настройки щелкните Анализ.
Примечание:
Если вы не видите кнопку Анализ, обратитесь к вашему администратору ArcGIS. У вас может не быть прав, необходимых для выполнения анализа. Более подробно о лицензионных требованиях для пространственного анализа.
- В панели Анализ щелкните Инструменты.
- В строке поиска введите Создать области пути. В списке результатов щелкните инструмент Создать области пути.
Инструмент Создать области пути вычисляет область, до которой можно добраться за определенное время в пути или расстояние по дорожной сети. В этом случае вы хотите рассчитать 15-минутную поездку до убежищ. Сначала вы зададите укрытия в качестве входного слоя.
- Для Входного слоя щелкните Слой.
- В окне Выбрать слой выберите Emergency Shelters.
Затем вы зададите время в пути на автомобиле.
- Для Режим передвижения убедитесь, что выбрано Время в пути.
- Для Предельных значений введите 15 и щелкните Добавить. Убедитесь, что для Единиц измерения предельных значений установлены Минуты.
Вы хотите проанализировать время, которое требуется, чтобы доехать до укрытий, а не от них, поэтому вы измените направление передвижения.
- Для Направления движения выберите К входным положениям.
Вы также объедините результаты анализа в один пространственный объект, вместо того чтобы иметь пересекающиеся области пути для каждого укрытия. Вас интересует общая площадь, имеющая доступ к укрытию в целом, а не к конкретным укрытиям, поэтому объединение результатов имеет смысл.
- В качестве Политики наложения выберите Слияние.
Наконец, вы зададите имя для слоя результата.
- В поле Выходное имя введите Shelter in 15 Minutes и добавьте свое имя или инициалы, чтобы сделать название имя слоя уникальным в вашей организации.
Примечание:
Вы не можете создать в организации ArcGIS два слоя с одинаковыми именами. Добавление к имени слоя инициалов будет гарантировать, что другие сотрудники вашей организации также смогут выполнить этот урок. После того, как слой будет создан, вы можете переименовать его на карте, чтобы удалить инициалы; это не повлияет на имя исходного слоя данных.
Этот инструмент анализа расходует кредиты. Кредиты — это валюта, используемая в ArcGIS Online. Они используются во время определенных транзакций, таких как выполнение аналитики, хранение объектов и геокодирование. Перед запуском анализа лучше узнать, сколько сервисных кредитов будет потрачено. При использовании инструментов анализа объем потраченных кредитов обычно рассчитывается путем умножения количества объектов на стоимость кредита инструмента.
- Щелкните Оценить кредиты.
На этот анализ уйдет 15 кредитов.
- Щелкните Запустить.
Инструмент запустится. Потребуется несколько минут для завершения.
- На панели Анализ щелкните вкладку История.
Отобразится состояние инструмента. После окончания работы инструмента на карту будет добавлен выходной слой. Этот слой будет показывать области на острове, которые расположены в 15 минутах езды от убежищ.
Большинство населенных пунктов на острове, включая наиболее густонаселенные районы вокруг Холулоа и Хило, покрыты областью пути, что означает, что они имеют относительно быстрый доступ к аварийному укрытию. Некоторые населенные пункты, например, юго-западная часть острова и районы к югу от Хило, не покрыты областью пути. В этих местах может возникнуть необходимость в новом укрытии.
Чтобы гарантировать, что слой с результатами анализа имел уникальное имя в вашей организации, вы добавили свое имя или инициалы. На карте вы можете переименовать слой, чтобы удалить свое имя или инициалы.
- В панели Слои для Shelter in 15 Minutes щелкните кнопку Опции и выберите Переименовать.
- Удалите свое имя или инициалы из имени слоя и нажмите OK.
Примечание:
Переименование слоя на карте не изменяет имя набора данных, который сохраняется в вашей учетной записи и существует независимо от карты.
Объединение зон с опасностью
Теперь, когда вы выполнили анализ, вы убедитесь, что карта отображает важную информацию о доступе к укрытиям максимально понятно. В вашей карте много слоев, многие из которых перекрываются, снижая читаемость карты. Кроме того, слой зон с опасностью имеет три различных символа (для высокой, очень высокой и чрезвычайно высокой опасности), что еще больше усложняет карту.
Вам не особенно интересны различия в степени опасности зон, так как вы уже отфильтровали зоны со средней и низкой опасностью. Вы запустите еще один инструмент анализа для слияния зон с опасностью в один объект и уменьшения сложности карты.
- В панели История щелкните вкладку Инструменты.
Вернитесь к инструменту Создание областей пути.
- Щелкните кнопку Назад.
- В строке поиска введите Слияние. Щелкните инструмент Слияние границ.
Этот инструмент анализа объединяет несколько объектов слоя в один объект. Он работает аналогично опции Слияние в инструменте Создать области пути, которая объединяла область пути для каждого укрытия в один объект области пути.
- Для Входных объектов щелкните Слой. В окне Выбор слоя щелкните Lava Flow Hazard Zones.
Инструменты анализа учитывают фильтры или выделения входных объектов, что означает, что инструмент будет работать только с зонами с высокой опасностью и игнорировать зоны с опасностью средней и низкой степени, которые вы отфильтровали. Этот инструмент имеет параметры для изменения способа слияния объектов, но для данного анализа вам не нужно изменять их.
Подсказка:
Более подробно о любом параметре в инструменте анализа можно узнать, щелкнув кнопку информации рядом с параметром.
- В поле Выходное имя введите Combined High Hazard Zone и добавьте свое имя или инициалы.
- Щелкните Оценить кредиты.
Этот инструмент использует всего 0.011 кредита.
- Щелкните Запустить.
Инструмент запустится. Через несколько секунд на карту будет добавлен новый слой, отображающий зоны с высокой опасностью как один объект. Исходный слой зон с опасностью вам больше не понадобится, поэтому вы удалите его с карты.
- На панели Слои для Lava Flow Hazard Zones, щелкните Опции и выберите Удалить.
- Для Combined High Hazard Zone нажмите кнопку Опции и выберите Переименовать. Удалите свои имя и инициалы и щелкните OK.
Вы также измените порядок слоев на карте. По умолчанию слои с результатами анализа были добавлены в верхнюю часть панели Слои. Оба этих слоя содержат полигональные объекты, которые лучше всего отображать под точечными объектами (например, убежища и вулканы).
- Перетащите слой Shelter in 15 Minutes под слой Census Blocks (2020). Перетащите слой Combined High Hazard Zone под слой Shelter in 15 Minutes.
На карте эти слои теперь будут отображаться под другими.
Настройка стиля карты
Ваша карта теперь стала более читаемой, но ее все еще можно улучшить. Синий цвет по умолчанию для объединенной зоны с опасностью не передает интуитивно ощущение опасности, поэтому вы измените его на оранжевый цвет с красной окантовкой.
- В панели Слои убедитесь, что выбран слой Combined High Hazard Zone. На панели инструментов Настройки щелкните Стили.
- На панели Стили для Местоположение (единый символ) щелкните Опции стиля.
- Щелкните кнопку Стиль символа.
Как и при изменении стиля Плотность точек, вы измените цвет зоны с опасностью, введя шестнадцатеричный код. В отличие от точек, которые имели один цвет, вам придется изменить как цвет заливки, так и цвет окантовки полигона зоны с опасностью.
- В окне Стиль символа щелкните кнопку Цвет заливки.
- В окне Выбор цвета в поле шестнадцатеричного кода (#) введите ff7900. Щелкните Готово.
- В окне Стиль символа щелкните кнопку Цвет контура. Измените цвет на шестнадцатеричный код ff0000 и щелкните Готово.
- На панели Стили щелкните Готово.
Зона с опасностью теперь отображается полигоном оранжево-красного цвета, что лучше передает информацию об опасностях.
Чтобы области пути вокруг укрытий выделялись на фоне зоны с опасностью, вы оформите их в дополнительный синий цвет.
- В области Слои щелкните Shelter in 15 Minutes, чтобы выделить его.
Панель Стили автоматически изменится, чтобы отобразить параметры стиля для выделенного слоя.
- На панели Стили для Местоположение (единый символ) щелкните Опции стиля.
- Щелкните кнопку Стиль символа. В окне Стиль символа щелкните кнопку Цвет заливки.
- Измените шестнадцатеричный код на 047ccc и щелкните Готово.
Полигон области пути имеет много узких частей, которые следуют вдоль дорог. В некоторых местах эти части слишком узкие, чтобы добавить цвет заливки, поэтому они имеют только контур. В результате эти узкие части могут выглядеть неровными или быть трудными для просмотра. Вы устраните эту проблему, убрав контур, чтобы все части полигона отображались цветом заливки.
- В окне Стили символов для Цвет контура щелкните кнопку Нет цвета.
Контур удалится.
- На панели Стили щелкните Готово.
По умолчанию к полигону области пути применяется прозрачность. Прозрачность полезна для просмотра объектов под слоем, но в некоторых местах она может затруднить просмотр самого слоя. Этот слой является одним из самых важных на вашей карте, поэтому вы удалите его прозрачность.
- На панели инструментов Настройки щелкните Свойства.
- В разделе Оформление для параметра Прозрачность перетащите бегунок на 0 процентов.
Аналогично, вы примените прозрачность к слою Плотность точек, чтобы видеть область пути под ним.
- В панели Слои выберите слой Census Blocks (2020). На панели Свойства для параметра Прозрачность перетащите бегунок на 30 процентов.
Теперь ваша карта готова. Можно видеть области в пределах 15 минут от убежища, зону с опасностью и точки населения одновременно. С помощью этих слоев можно определить, где население имеет или не имеет быстрого доступа к аварийному убежищу.
- Сохраните карту.
В этом уроке вы использовали инструменты анализа для определения того, кто имеет доступ к аварийным убежищам на острове Гавайи. На основе вашего анализа может быть полезно определить местоположения убежищ вблизи районов, жители которых не могут добраться до них в течение 15 минут. Чтобы улучшить свой анализ, вы также можете попробовать рассчитать другие значения времени в пути или добавить слои, отображающие факторы риска для населения, такие как владение транспортом, для помощи службам реагирования в определении районов, где жителям может потребоваться помощь в эвакуации.
Хотя условия, которые вы использовали для анализа ситуации на острове сегодня, могут отличаться во время стихийного бедствия, подобные виды анализа могут помочь местным органам власти и службам реагирования подготовиться к ЧС.
Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.
