Изучение области исследования и данных

Чтобы начать работу, вы скачаете проект ArcGIS Pro, в котором содержаться все данные, необходимые для этого рабочего процесса. Вы исследуете места обитания горных львов, изучите предполагаемую стратегию анализа и просмотрите данные.

Изучение областей обитания горных львов

Сначала вы скачаете проект и откроете его в ArcGIS Pro. Затем вы исследуете территории местообитания горных львов.

  1. Скачайте сжатую папку Mountain_Lion_Corridors.
    Примечание:
    В зависимости от настроек браузера, вам может быть предложено выбрать место для сохранения загружаемого файла. Большинство браузеров по умолчанию скачивает всё в папку Загрузки.
  2. Найдите загруженный файл на вашем компьютере.
  3. Щёлкните файл правой кнопкой мыши и извлеките куда-нибудь, где его потом будет легко найти, например, в папку Документы.

    Далее вы откроете этот проект в ArcGIS Pro.

  4. Запустите ArcGIS Pro. Если будет предложено, войдите под лицензированной учетной записью организации ArcGIS.
    Примечание:

    Если у вас нет доступа к ArcGIS Pro или учетной записи организации ArcGIS, см. варианты доступа к программному обеспечению.

  5. В ArcGIS Pro под Открыть щелкните Открыть другой проект.

    Кнопка Открыть другой проект

    Примечание:

    Если вы используете ArcGIS Pro в первый раз, щелкните Открыть существующий проект.

  6. В окне Открыть проект перейдите к извлеченной папке проекта, щелкните Mountain_Lion_Corridors.aprx, чтобы выбрать его, и щелкните ОК.

    Mountain_Lion_Corridors.aprx в папке проекта

    Откроется проект.

    Исходный вид проекта

    В данный момент на карте включены два слоя. Слой Study Area показывает область интереса для данного рабочего процесса, представленную в виде прямоугольника (контур черного цвета). Базовая карта World Topographic обеспечивает общий географический контекст. Можно заметить, что изучаемая область расположена в районе Большого Лос-Анджелеса, в Соединенных Штатах. Он включает в себя несколько муниципальных образований, таких как Долина Сан-Фернандо, Бербанк и Санта-Клара, а также несколько горных хребтов, проходящих по всему району. Далее вы исследуете территории местообитаний горных львов.

  7. На панели Содержание для Core Mountain Lion Habitats щелкните окошко отметки, чтобы включить слой.

    Отметка слоя Core Mountain Lion Habitats

    Изучаемая область содержит четыре основных местообитания горных львов, представленные пурпурным цветом. Это те местообитания, которые вы хотите соединить, предложив места для природных коридоров. Обратите внимание, что горные львы могут присутствовать в гораздо большей зоне вокруг каждого основного местообитания, но пурпурные полигоны показывают области самой высокой концентрации этих животных.

    Слой Core Mountain Lion Habitats отображен на карте

    Примечание:

    В этом руководстве вы сфокусируете свое внимание на определенной изучаемой области, чтобы сократить время, которое занимает запуск инструментов анализа. Однако в Северной Калифорнии есть и другие районы обитания горных львов, и такой же рабочий процесс можно было бы применить к более обширной изучаемой области, чтобы связать больше мест обитания друг с другом.

    Три места обитания, обозначенные как Los Padres, Santa Monica и San Gabriel, представляют настоящие основные места обитания горных львов. Они расположены в обширных горных природных зонах и содержат значительную популяцию горных львов. Местоположение Санта-Сусана, которое было установлено Службой национальных парков и расположено недалеко от парка Пико-Каньон, не представляет собой основную территорию, но оно служит важными географическими воротами для соединения трех других географически разобщенных участков обитания друг с другом.

    Вместо управления горными львами, присутствующими в четырех местообитаниях, как отдельными популяциями, вы хотите управлять ими как единой метапопуляцией - совокупностью популяций. Обеспечение возможности в перемещения с одного основного участка обитания на другой для общей популяции горных львов поможет ей оставаться здоровой и генетически разнообразной. И если горные львы локально исчезнут на одном из участков, львы из других участков могут повторно заселить его. Поэтому так важно создать природные коридоры, соединяющие эти существующие участки среды обитания.

    Вы выключите надписи, так как они вам больше не понадобятся.

  8. На панели Содержание щелкните правой кнопкой слой Core Mountain Lion Habitats и выберите Надпись.

    Опция меню Надпись

    На карте надписи пропали.

Изучение стратегии и определение значимых критериев

Теперь вы изучите стратегию анализа, который поможет идентифицировать наилучшие коридоры. Затем вы определите значимые критерии для этого анализа.

Наилучшие коридоры - это те, которые горные львы сочтут наименее стрессовыми и опасными при передвижении по местности, в них они будут чувствовать себя наиболее комфортно. Например, проход по урбанизированной области может быть очень опасным и стрессовым. И наоборот, перемещение по охраняемому лесу, где нет людей и автомобилей, может быть мало опасен и не вызовет стресса. Вы определите наилучшие коридоры, выполнив анализ наименьшей стоимости, в процессе которого вы выявите, какие пути на местности наиболее приемлемы для горных львов, с точки зрения снижения стресса и опасности.

Вы выполните два общих шага:

Шаг 1: Создадите поверхность стоимости для всей изучаемой области. Это будет растр (т.е. сетка ячеек или пикселов), где каждой ячейке будут присвоены значения стоимости. Низкие числовые значения будут соответствовать низкой стоимости, а высокие - высокой стоимости. На следующем рисунке показана стоимостная поверхность со значениями от 1 до 5.

Стоимостная поверхность со значениями от 1 до 5

Шаг 2: Определите оптимальные пути по поверхности стоимости, соединяющие участки основных местообитаний. Путь суммирует значения стоимости по мере продвижения от ячейки к ячейке по растру стоимостной поверхности. Оптимальные пути - это те, что имеют самую низкую накопленную стоимость. На следующем рисунке линия показывает путь наименьшей стоимости от точки A к точке B.

Линия, показывающая путь наименьшей стоимости от точки A к точке B

Создание поверхности стоимости состоит из пяти шагов:

  1. Определение нескольких критериев стоимости, которые имеют смысл для данной темы (здесь горные львы перемещаются по местности).
  2. Определение наборов данных, представляющих эти критерии.
  3. Если необходимо, предварительная обработка этих наборов данных, чтобы они более полно представляли критерии.
  4. Преобразование наборов данных критериев в общую шкалу (от 1 до 10).
  5. Назначение весов и объединение наборов данных критериев в один растр стоимостной поверхности.

Вы определитесь с несколькими критериями стоимости, которые имеет смысл рассматривать в приложении к горным львам. Как вы помните, вы хотите представить стоимость передвижения горных львов по местности с точки зрения потенциальной опасности и стресса. Сюда также необходимо включить возможность охотиться в пути и не оставаться голодными. Вы будете использовать следующие критерии:

  • Пересеченность местности - пересеченная местность служит нескольким целям, позволяя горным львам прятаться на местности и помогая выслеживать добычу. Она также препятствует человеческому присутствию и антропогенному освоению. Чем больше пересеченность, тем ниже стоимость.
  • Плотный растительный покров - наличие деревьев и кустарников обеспечивает безопасность при передвижении и прикрытие для выслеживания добычи. Предпочитаемая горными львами добыча также обычно обитает в этом типе растительного покрова, что снижает вероятность того, что львы останутся голодными. Чем плотнее растительность в области, тем ниже стоимость.
  • Охраняемые территории — хотя сами горные львы не знают, охраняется ли та или иная территория, такие районы предлагают естественную среду, которую предпочитают львы, с минимальным присутствием людей и отсутствием городской застройки. Они также гарантируют, что естественная среда останется нетронутой в будущем. Чем больше защищена область, тем ниже стоимость.
  • Расстояние от дорог – дороги не только опасны для горных львов, но и служат индикатором человеческого освоения. Чем больше расстояние от дорог, тем ниже стоимость.
Примечание:

О поверхностях стоимости и анализе стоимости подробнее можно узнать в статьях Distance Analysis Simplified и Determining how distance is encountered by the traveler.

Узнать больше о горных львах можно на страницах Cougar Overview и Cougar Family Life, созданных фондом Cougar Fund.

Просмотр данных для поверхности стоимости

Чтобы представить каждый из критериев стоимости в вашем анализе, необходимо иметь соответствующий набор данных. Вы просмотрите четыре выбранных набора данных. Первый из них — слой Elevation, который будет использоваться для представления критерия пересеченности местности.

  1. На панели Содержание включите слой Elevation.

    Включенный слой Elevation

    Появится слой Elevation.

    Слой Elevation, отображенный на карте

    Это растровый слой, каждая ячейка которого представляет высоту над уровнем моря. Ячейки с более низкими значениями высоты показаны темными тонами, а ячейки с высокими значениями - более светлыми тонами. Вы наблюдаете горные возвышенности в белых и светло-серых цветах, а более плоские, низменные долины в черном и темно-сером.

    Вы приблизитесь, чтобы лучше рассмотреть ячейки, из которых состоит растр.

  2. На карте выберите область с большими изменениями по высоте и приблизьтесь к ней, пока не увидите отдельные ячейки, составляющие растр.

    Приближенный слой Elevation

    Вы отобразите значения высоты для некоторых ячеек.

  3. На ленте во вкладке Карта в группе Навигация щелкните стрелку вниз Исследовать и выберите Выбранные на панели Содержание.

    Выбранные на панели Содержание

    Эта опция гарантирует, что вы видите информацию о слое, который выбран в данный момент.

  4. В панели Содержание щелкните слой Elevation, чтобы выбрать его.

    Выбранный слой Elevation

  5. Щелкните на одной из ячеек, чтобы показать информационное всплывающее окно и увидеть значение высоты (в метрах).

    На следующем примере изображения ячейка представляет высоту примерно 890.8 метров.

    Всплывающее окно, показывающее значение высоты 890.8 метров

  6. Щелкайте на других ячейках, чтобы увидеть, как различаются их значения высоты.
  7. Закройте информационное всплывающее окно.
  8. На панели Содержание щелкните правой кнопкой Study Area и выберите Приблизить к слою.

    Опция меню Приблизить к слою

    Фактически, слой представляет высоты, а не пересеченность. Позже в этом рабочем процессе, вам придется предварительно обработать его, чтобы получить новый слой, который сможет эффективно представить критерий пересеченности. Затем вы присвоите наименьшую стоимость самым высоким значениям пересеченности.

    Далее вы предварительно просмотрите набор данных, который будете использовать для второго критерия, плотность растительного покрова.

  9. На панели Содержание выключите слой Elevation. Включите слой Land Cover (почвенно-растительный покров).

    Слой Elevation выключен, слой Land Cover включен

    Появится слой Land Cover.

    Слой Land Cover, показанный на карте

    Land Cover — это еще один растровый слой, хотя у него нет простого градиента цвета от белого к черному, как у слоя Elevation. Чтобы понять, что показывает этот слой, вы изучите его символы.

  10. На панели Содержание щелкните стрелку рядом со слоем Land Cover, чтобы раскрыть его и просмотреть его символы.

    Слой Land Cover раскрыт, чтобы показать легенду

    Этот слой представляет различные типы почвенно-растительного покрова, например, Evergreen Forest (вечнозеленый лес) или Cultivated Crops (сельскохозяйственные культуры). Каждый из этих типов обозначен цветом: красные цвета относятся к освоенным городским территориям, тогда как зеленые цвета соответствуют лесам или лугам. Коричневые цвета – это кустарниковые или травянистые участки. Для этого слоя не требуется предварительная обработка и он может быть напрямую использован в анализе наименьшей стоимости, где вы присвоите наименьшую стоимость типам с плотным растительным покровом, например, лесам и кустарникам.

    Далее вы просмотрите слой, который будете использовать для третьего критерия: охраняемые области.

  11. На панели Содержание щелкните стрелку рядом со слоем Land Cover, чтобы свернуть его символы.
  12. Отключите слой Land Cover и включите слой Protected_Status.

    Слой Land Cover выключен, слой Protected_Status включен

    Слой Protected_Status появился на карте.

    Слой Protected_Status, показанный на карте

    Этот растровый слой показывает уровень защиты для всех земель, содержащихся в Protected Areas Database of the United States (базе данных охраняемых территорий США) (PAD-US): от особо охраняемых, показанных темно-зеленым цветом, до не охраняемых, показанных светло-зеленым. Примером особо охраняемой территории может служить национальный лес. А примером неохраняемой территории может служить зона отдыха. Области без цвета на карте не отслеживаются в PAD-US, обычно они относятся к городским, сельскохозяйственным или другим формам территорий, эксплуатируемых в частном порядке, - обычно они наименее благоприятны для горных львов. Этот слой не требует предварительной обработки и может быть использован непосредственно в анализе наименьшей стоимости, где вы присвоите наименьшую стоимость самому высокому уровню охраны.

    Наконец, вы просмотрите набор данных, связанный с четвертым критерием: расстоянием от дорог.

  13. На панели Содержание выключите слой Protected_Status и включите слой Roads.

    На карте появится слой Roads.

    Слой Roads, показанный на карте

    Слой Roads не является растровым, это векторный слой, представляющий пространственные объекты в виде линий. (Другие типы векторных слоев могут содержать точки или полигоны.) Каждая линия представляет дорогу, начиная от небольших дорог и заканчивая крупными магистралями, хотя вы не будете проводить различие между этими типами на протяжении большей части рабочего процесса. Чтобы использовать этот слой в анализе наименьшей стоимости, его необходимо предварительно обработать и получить из него растр, представляющий расстояние от любой ячейки до ближайшей дороги. Затем вы присвоите наименьшую стоимость самым высоким значениям ячеек расстояний от дорог.

  14. На панели Содержание выключите слой Roads.

Теперь вы ознакомились с четырьмя наборами данных, которые будете применять для представления критериев в анализе наименьшей стоимости.

Создание слоя отмывки рельефа

Перед тем, как начать предварительную обработку данных для анализа, вы создадите слой отмывки рельефа, чтобы добавить больше контекста карте и помочь вам разобраться в ландшафте. Слой отмывки подчеркивает рельеф местности при помощи света и тени, создавая изображение, привычное человеческому глазу. Его можно получить из слоя Elevation.

  1. На ленте на вкладке Изображения в группе Анализ щелкните Функции растра.

    Кнопка Функции растра

  2. На панели Функции растра наберите в строке поиска Отмывка и нажмите Enter. В разделе Поверхности нажмите кнопку Отмывка.

    Поиск и кнопка Отмывка

    Откроется функция растра Отмывка.

  3. В параметрах Отмывка Свойства для Растра выберите Elevation.

    Параметры растровой функции Отмывка

  4. Щелкните Создать новый слой.

    Новый слой Отмывка_Elevation появился на карте.

    Слой Отмывка_Elevation, показанный на карте

    Слой позволяет человеку увидеть, где в изучаемой области расположены горные хребты и долины. Хотя вы не будете использовать этот слой в самом анализе, но будете использовать его в качестве вспомогательного фона для визуализации различных слоев, которые будете создавать в ходе анализа.

    Вы переименуете слой Отмывка_Elevation.

  5. На панели Содержание щелкните Отмывка_Elevation, чтобы выбрать его, и щелкните его еще раз, чтобы редактировать его. Введите Hillshade и нажмите Enter.

    Переименованный слой Hillshade

    Поскольку этот слой используется, в основном, в качестве фона, вы переместите его ниже слоев данных на панели Содержание.

  6. На панели Содержание перетащите слой Hillshade вниз и разместите его под слоем Protected_Status.

    Слой Hillshade, перемещенный ниже слоя Protected_Status

    Вы сохраните проект.

  7. На Панели быстрого доступа щелкните Сохранить.

    Кнопка Сохранить

До этого момента рабочего процесса вы скачали проект и открыли его. Вы просмотрели местообитания горных львов в изучаемой области, узнали о принципах анализа наименьшей стоимости и определили четыре критерия анализа. И наконец, вы изучили четыре набора данных, представляющих критерии, и создали слой отмывки.


Подготовка данных для анализа

Сейчас вы выполните подготовку данных для анализа. В предварительной обработке нуждаются два слоя - Elevation и Roads. Остальные два можно использовать, как есть.

Независимо от того, идет ли речь о подготовке данных или о выполнении самого анализа, вы должны запустить несколько инструментов геообработки. Можно запустить каждый из этих инструментов по отдельности, но в этом упражнении вы научитесь собирать их вместе в модель геообработки. Модель представляет собой последовательность инструментов геообработки, которые запускаются в указанном вами порядке. Модель можно запускать столько раз, сколько вы хотите, использовать для автоматизации рабочего процесса или делиться ею с коллегами. Она также обеспечивает быструю тонкую настройку анализа, поскольку вы можете изменить любой из параметров инструментов и повторно запустить весь анализ за один раз.

Установка параметров среды

Перед тем, как начать построение модели, рекомендуется настроить параметры среды геообработки. Эти параметры применяются ко всем инструментам геообработки, которые вы запускаете, и помогают ограничить экстент обработки или определить, как будут сохраняться данные.

Сначала вы установите опцию для того, чтобы выходные слои, созданные инструментами геообработки, перезаписывали уже существующие слои с такими же именами. Эта опция полезна, если вы собираетесь повторять анализ несколько раз, но не хотите загромождать проект лишними слоями. Эта опция может быть включена по умолчанию, но будет не лишним удостоверится в том, что она активна, перед тем, как начинать анализ.

  1. Щелкните вкладку Проект на ленте.

    Вкладка Проект

  2. На вертикальной панели задач щелкните Опции.

    Кнопка Опции

    Появится окно Опции.

  3. В окне Опции щелкните вкладку Геообработка.

    Вкладка Геообработка

  4. Убедитесь, что выбран пункт Разрешить инструментам геообработки перезаписывать существующие наборы данных.

    Включенная опция Разрешить инструментам геообработки перезаписывать существующие наборы данных

  5. В окне Опции нажмите вкладку ModelBuilder.

    Вкладка ModelBuilder

  6. Выключите опцию Добавить выходные данные к составному слою модели.

    Выключенная опция Добавить выходные данные к составному слою модели

    Эти опции гарантируют, что вы сможете беспрепятственно повторить свой анализ.

  7. Нажмите OK.

    Настройки, измененные в окне Опции, например, те, которые вы только выполнили, будут сохранены для всех ваших проектов в ArcGIS Pro. Оставшиеся настройки вы выберете специально для этого проекта, поэтому вы должны задавать их в рамках своего проекта.

  8. Вверху вертикальной панели задач щелкните стрелку назад, чтобы вернуться в свой проект.

    Стрелка Назад

  9. На ленте щелкните вкладку Анализ и в группе Геообработка нажмите Параметры среды.

    Кнопка Параметры среды

    Появится панель Параметры среды. Сначала вы убедитесь, что рабочая область по умолчанию (место, где сохраняются новые слои, созданные инструментами геообработки) – это база геоданных, связанная с вашим проектом.

  10. В окне Параметры среды в разделе Рабочая область, проверьте, что и Текущая рабочая область, и Временная рабочая область - это Mountain_Lion_Corridors.gdb.

    Для Текущей рабочей области и Временной рабочей области установлена Mountain_Lion_Corridors.gdb.

    Обе рабочие области указывают на местоположение, куда сохраняются данные, но временная рабочая область предназначена для данных, которые вы не хотите сохранять навсегда. Для этого упражнения вы оставите одно и то же местоположение для обеих.

  11. В разделе Выходные координаты для Выходной системы координат выберите Elevation.

    Система координат автоматически изменится на NAD 1983 UTM Zone 11N, систему координат слоя Elevation Выбирая систему координат по умолчанию, вы гарантируете, что все создаваемые вами слои будут использовать одинаковую систему координат.

    Задана выходная система координат NAD 1983 UTM Zone 11N

  12. В разделе Экстент обработки для Экстента разверните Экстент слоя и выберите Study Area.

    Этот параметр гарантирует, что все выходные слои будут автоматически вырезаться по вашей изучаемой области. Сокращая размер выходных данных вы уменьшаете время обработки и гарантируете, что результаты охватывают только область, которая вас интересует.

    Экстент обновится до координат углов Study Area.

    Экстент задан по координатам углов изучаемой области

  13. В разделе Анализ растра для Размера ячейки выберите Такой же, как у слоя Elevation.

    Слой Elevation и другие растровые слои в этом проекте имеют разрешение 30 метров. Это означает, что каждая ячейка отображает площадь 30х30 метров в реальном мире. Параметр Размер ячейки обеспечивает, что у всех выходных растров, созданных в процессе анализа, будет одинаковый размер ячеек.

    Подсказка:

    Чтобы проверить разрешение растрового слоя, дважды щёлкните его имя на панели Содержание, чтобы открыть окно Свойства слоя. Щелкните Источник и раскройте Информация о растре. Параметр Размер ячейки показывает разрешение слоя.

  14. В разделе Анализ растра, для Растра привязки выберите Elevation.

    Параметр Растр привязки обеспечивает, что все выходные растровые слои будут совпадать по расположению ячеек с выбранным слоем, то есть ячейки будут точно накладываться друг на друга.

    Для Размера ячейки и Растра привязки выбран Elevation

  15. Нажмите OK.

Создание слоя степени пересеченности из значений высот

Теперь вы создадите новую модель геообработки и примените ее для создания слоя пересеченности из слоя высот.

  1. На ленте во вкладке Анализ в группе Геообработка щелкните ModelBuilder.

    Кнопка ModelBuilder

    Откроется новая пустая модель. Сначала вы добавите в нее слой высот Elevation. Слой перечислен в списке на панели Содержание карты, так что вы перетащите его оттуда.

  2. Из панели Содержание перетащите слой Elevation в пустое пространство в ModelBuilder.

    Слой Elevation в пустой области ModelBuilder

    Слой показывается в модели в виде синего овала с именем слоя. Синие овалы – это переменные входных данных: они соответствуют исходным данным, которые будут обрабатываться инструментом геообработки.

    Далее вы добавите инструмент геообработки. В этом рабочем процессе пересеченность рельефа будет определяться существенными перепадами по высоте. Вы примените инструмент геообработки Фокальная статистика, чтобы создать слой, показывающий амплитуду изменений высоты. Для каждой ячейки растра Elevation инструмент будет изучать соседние ячейки (также называемые окрестностью) и вычислять диапазон между наименьшим и наибольшим их значениями. Например, самое низкое и самое высокое значения в окрестности ячейки составляют 430 и 450 метров, диапазон равен 20 метрам, и это значение будет присвоено ячейке. Более высокие значения диапазона соответствуют более выраженной пересеченности. Сначала вы найдете инструмент Фокальная статистика.

  3. На ленте на вкладке ModelBuilder в группе Вставить щелкните кнопку Инструменты.

    Кнопка Инструменты

    Откроется панель Геообработка.

  4. В строке поиска введите Фокальная статистика.

    Поиск инструмента Фокальная статистика

  5. Из результатов поиска перетащите инструмент Фокальная статистика (Инструменты Spatial Analyst) в модель и поместите его справа от элемента входных данных Elevation.

    Инструмент Фокальная статистика в модели

    Инструмент изображен в виде серого прямоугольника, соединенного с выходными данными, также показанными серым. Оба элемента окрашены в серый цвет, так как они в данный момент неактивны. Их необходимо соединить со входным слоем, чтобы сделать активными.

    Примечание:

    Вы можете изменить положение элементов модели как вам нравится, перетаскивая их. Также вы можете изменить их размер.

  6. Убедитесь, что ни один из элементов не выбран, щелкнув где-нибудь в пустом пространстве ModelBuilder.
  7. Нарисуйте стрелку, перетащив курсор от Elevation к Фокальной статистике.

    Стрелка от Elevation к Фокальной статистике

    Когда вы отпустите кнопку мыши, два элемента модели будут соединены, и появится список опций соединения.

  8. Щёлкните Входной растр.

    Опция Входной растр

    Это означает, что элемент Elevation будет входным растром для инструмента. Инструмент станет желтым, а выходные данные - зелеными, поскольку теперь они активны, и инструмент можно запускать.

    Элемент Фокальная статистика активирован.

    Прежде чем вы запустите его, вы зададите дополнительные параметры для точной настройки вашего результата.

  9. В модели дважды щелкните инструмент Фокальная статистика, чтобы открыть его параметры.

    Вы измените имя выходных данных и тип статистики для вычисления диапазона окрестности.

  10. В поле Выходной растр измените название растра на Ruggedness. Для Типа статистики выберите Диапазон.

    Параметры инструмента Фокальная статистика

    Примечание:

    Чтобы узнать больше о каком-нибудь параметре инструмента, наведите курсор на параметр, а затем - на появившийся значок рядом с ним, чтобы открыть подробное объяснение. Также можно щелкнуть кнопку со знаком вопроса в правом верхнем углу инструмента, чтобы получить дополнительную информацию.

  11. Нажмите OK.

    Имя выходного элемента изменится на Ruggedness. Наконец, вы измените выходной элемент модели так, чтобы выходной слой добавлялся на карту, когда запускается инструмент.

  12. Щёлкните правой кнопкой элемент Ruggedness и выберите Добавить к карте.

    Опция Добавить к карте

    Вы присвоите модели имя и сохраните ее.

  13. На ленте во вкладке ModelBuilder, в группе Модель, нажмите на стрелку вниз Сохранить и выберите Сохранить как.

    Опция Сохранить как

  14. В окне Сохранить модель как для Имени введите LeastCostAnalysis и нажмите Сохранить.
    Примечание:

    Сейчас модель содержит только элементы для получения слоя Ruggeness. Но в течение этого рабочего процесса вы будете добавлять все больше и больше инструментов в модель, пока не сформируете законченный анализ наименьшей стоимости.

    Модель сохранена. Теперь вы запустите модель.

  15. На ленте во вкладке ModelBuilder в группе Запустить щелкните Запустить.

    Кнопка Запустить

    Модель запустится. Появится окно, информирующее о статусе процесса. Через несколько секунд итоговый слой Ruggedness добавится на панель Содержание.

    Слой Ruggedness на панели Содержание

    Серые тени за элементами Фокальная статистика и Ruggedness также указывают на то, что инструмент закончил работу.

    Серые тени за элементами Фокальная статистика и Ruggedness

  16. Закройте окно информации о процессе.
  17. Щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Вкладка Карта

    Слой Ruggedness отображается на карте.

    Слой Ruggedness отображен на карте

    Слой Ruggedness, отображенный в черно-белых тонах, показывает уровень пересеченности местности. Более темные ячейки соответствуют наименьшей пересеченности, а самые светлые - наибольшей.

Назначение символов слою пересеченности и просмотр слоя

Вы измените символы слоя, чтобы подчеркнуть различия в степени пересеченности.

  1. На панели Содержание щелкните символ для слоя Ruggedness.

    Символы слоя Ruggedness

    Появится панель Символы для слоя Ruggedness.

  2. На панели Символы в разделе Основные символы для Цветовой схемы разверните ниспадающее меню и отметьте Показать названия. Прокрутите вниз и выберите Красный-желтый-зеленый (непрерывный).

    Выбрана схема Красный-желтый-зеленый (непрерывный)

    Карта обновится и отобразит новые символы.

    Слой Ruggedness с новыми символами

    Зеленые области являются наиболее пересеченными, а красные - наименее. Для лучшего восприятия вы сделаете так, чтобы слой отмывки Hillshade просвечивался сквозь слой.

  3. Убедитесь, что на панели Содержание слои Ruggedness и Hillshade включены, а Elevation, Land Cover и Protected_Status - выключены.

    Слои Ruggedness и Hillshade включены, а Elevation, Land Cover и Protected_Status выключены.

  4. На панели Содержание щелкните слой Ruggedness, чтобы выбрать его.
  5. На ленте во вкладке Растровый слой, в группе Эффекты, установите Прозрачность на 20%. Для Смешения слоев выберите Умножение.

    Прозрачность, установленная на 20%, и Смешивание слоя, установленное на Умножить

    Карта обновится, показывая слой Ruggedness, наложенный на слой Hillshade.

  6. Слой Ruggedness, наложенный на слой Hillshade
    Подсказка:

    Смешивание двух слоев с функцией Умножить приводит к результату с яркими цветами. Добавление некоторой прозрачности может смягчить полученные цвета для точной настройки результата.

  7. Изучите карту.

    Если посмотреть на пересеченность вместе с рельефом местности, то очевидно, что скалистые вершины гор обычно более пересеченные, а лежащие внизу долины — сглаженные и более плоские. Чем больше пересеченность, тем ниже стоимость, с точки зрения стресса и опасности для горных львов. Обратите внимание, что основные места обитания горных львов, что неудивительно, расположены в сильно пересеченных районах.

  8. Закройте панель Символы.

Создание слоя расстояний от дорог

Используя слой Roads в качестве отправного, теперь вы получите растровый слой расстояний от дорог. Каждая его ячейка будет указывать расстояние до ближайшей дороги.

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели. Из панели Содержание перетащите слой Roads в модель, под слой Elevation.

    Слой Roads в модели

    Для вычисления расстояния от дорог вы воспользуетесь инструментом Накопление расстояния, который вычислит расстояние по прямой от каждой ячейки до ближайшей дороги.

  2. На панели Геообработка выполните поиск инструмента Накопление расстояния.

    Поиск инструмента Накопление расстояния

    Подсказка:

    Если вы закрыли панель Геообработка или не можете ее найти, можете открыть ее из вкладки ModelBuilder на ленте, щелкнув кнопку Инструменты.

  3. Из результатов поиска перетащите инструмент Накопление расстояния в модель, рядом с входными данными Roads.

    Накопление расстояния в модели

    У этого инструмента несколько выходных данных, но вас интересует только растр накопления расстояния raster, поэтому вы проигнорируете остальные выходные растры.

  4. Нарисуйте стрелку от входных данных Roads к инструменту Накопление расстояния, чтобы соединить их. Когда вы отпустите кнопку мыши, выберите Входные растровые или векторные данные источника.

    Опция Входные растровые или векторные данные источника

    Инструмент и элемент Выходной растр накопления расстояния станут активными, а остальные выходные растры - нет. Это произошло потому, что остальные растры являются дополнительными и не создаются по умолчанию. Вы откроете параметры инструмента, чтобы изменить имя выходных данных накопления расстояния.

  5. Дважды щелкните инструмент Накопление расстояния, чтобы открыть его параметры.
  6. В пункте Выходной растр накопления расстояния измените название выходного растра на Distance_to_Roads.

    Параметры Накопления расстояния

  7. Нажмите OK.
  8. В модели правой кнопкой мыши щелкните выходной элемент Distance_to_Roads и выберите Добавить к карте.

    Вы сохраните модель.

  9. На ленте во вкладке ModelBuilder в группе Модель нажмите кнопку Сохранить.

    Кнопка Сохранить

    Подсказка:

    По умолчанию модель хранится в наборе инструментов проекта. Если вы случайно закроете модель, вы сможете открыть ее снова через панель Каталог. Для этого на ленте, во вкладке Вид, выберите Панель Каталог. На панели Каталог разверните Наборы инструментов, а затем - Mountain_Lion_Corridors.tbx. Щелкните правой кнопкой модель LeastCostAnalysis и выберите Изменить.

    Далее вы запустите инструмент. Однако вам не нужно снова запускать инструмент Фокальная статистика. Вы можете запустить только часть модели, выбрав нужный вам инструмент.

  10. В модели щелкните правой кнопкой инструмент Накопление расстояния и выберите Запустить.

    Опция Запустить

    Инструмент запустится. Через несколько секунд итоговый слой добавится на панель Содержание.

  11. Закройте окно обработки и щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Вы измените символы слоя.

  12. На панели Содержание щелкните символ для слоя Distance_to_Roads, чтобы открыть панель Символы.
  13. На панели Символы в разделе Основные символы для Цветовой схемы выберите Красный-желтый-зеленый (непрерывный).

    Символы Красный-желтый-зеленый (непрерывный)

    Карта обновится и покажет новые символы. Теперь вы сделаете слой Hillshade видимым сквозь них.

  14. На панели Содержание выключите слой Ruggedness и проверьте, что слои Distance_to_Roads и Hillshade включены.
  15. На панели Содержание щелкните слой Distance_to_Roads, чтобы выбрать его. На ленте на вкладке Растровый слой установите Прозрачность на 30%. Для Смешения слоев выберите Умножение.

    Прозрачность, установленная на 30%, и Смешивание слоя, установленное на Умножить

    Карта обновится.

    Слой Distance_to_Roads, наложенный на слой Hillshade

    На панели Содержание легенда слоя указывает, что значения ячеек ранжируются от 0 и до более 10 000 метров (примерно 7 миль). Обратите внимание, что большинство изучаемых областей находятся близко к дорогам (красный цвет), а участки, отдаленные от дорог (светло-желтые или зеленые), немногочисленны и фрагментированы. Это указывает на то, как широко распространилось влияние человека в этой области. Те немногие области, которые находятся вдали от дорог, как правило, находятся на более высоких горных вершинах. Можно заметить, что участки основных мест обитаний горных львов по большей части расположены в этих редких районах вдали от дорог. Чем больше расстояние от дорог, тем ниже стоимость, с точки зрения стресса и опасности для горных львов. Однако, когда дороги находятся практически везде, полностью избежать их невозможно.

  16. Закройте панель Символы.
  17. Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.

В этой части рабочего процесса вы настроили параметры среды геообработки для подготовки к выполнению анализа. Затем вы создали модель и применили ее для обработки слоев Elevation и Roads и получения новых слоев, которые более точно представляют критерии пересеченности местности и расстояния от дорог. Остальные два слоя данных не требуют предварительной обработки. Далее вы продолжите построение модели и проведете анализ наименьшей стоимости.


Создание поверхности стоимости

У вас есть четыре слоя с данными, представляющие критерии анализа: пересеченность местности, расстояние от дорог, плотная растительность и охранный статус. Но у всех этих слоев разные диапазоны значений и методы измерения. Чтобы корректно объединить их вместе, вам сначала необходимо преобразовать их в единую шкалу стоимости, от 1 до 10, где 1 - минимальная стоимость, а 10 - максимальная. Затем вы объедините эти четыре результирующих слоя в единую поверхность стоимости - растр, представляющий общую стоимость перемещения горных львов по ландшафту, в условиях стресса и угрозы.

Выбор инструментов преобразования

В зависимости от типа растра, который вы хотите преобразовать, вы будете использовать разные инструменты. Есть два основных типа растровых поверхностей - непрерывные или категорийный.

Например, Distance_to_Roads - это непрерывный растр. То есть его ячейки представляют количество (в нашем случае, расстояние), и их значения можно сопоставлять друг с другом. Если в одной ячейке значение - 600 м, а в другой - 650 метров, значит во второй ячейке значение расстояния больше, чем в первой.

С другой стороны растр почвенно-растительного покрова Land Cover - категорийный растр. То есть его ячейки представляют категории и их значения не связаны друг с другом. Например, мы не можем сказать что значение ячеек Evergreen Forest больше, чем Cultivated Crops.

Примечание:

Категорийные растры иногда также называют тематические или дискретные. Более подробно о непрерывных и категорийных растрах см. на странице Введение в растровые данные и данные изображений.

Четыре слоя критериев принадлежат следующим типам:

  • Пересеченность местности — непрерывные
  • Расстояния до дорог — непрерывные
  • Почвенно-растительный покров — категорийные
  • Охранный статус — категорийные

Вы преобразуете непрерывные растры и пересчитаете их значения по единой шкале, используя инструмент Пересчет по функции, который применяет к непрерывным данным линейные и нелинейные функции. Каждой ячейке выходного растра будет назначено непрерывное значение стоимости (значение с плавающей точкой), в диапазоне от 0 до 10.

Вы преобразуете категорийные растры и пересчитаете их значения по единой шкале, используя инструмент Переклассифицировать, который позволяет присваивать значения стоимости каждой уникальной категории. Например, вы решили, что тип покрова Evergreen Forest должен получить низкое значение стоимости - 1, а тип Developed, High Intensity должен получить высокое значение стоимости 10. В выходных растрах каждой ячейке будет назначено целочисленное значение стоимости в диапазоне от 0 до 10.

Преобразование данных степени пересеченности местности

Вы начнете с преобразования набора данных Ruggedness и приведения его к общей шкале, используя инструмент Пересчет по функции. Более высокие значения степени пересеченности местности представляют более подходящие для львов участки, где они чувствуют себя в большей безопасности, поэтому таким ячейкам присваиваются низкие значения стоимости (близко к 1 по шкале от 1 до 10).

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели.
  2. В панели Геообработка найдите инструмент Пересчёт по функции.

    Поиск инструмента Пересчет по функции

  3. Перетащите инструмент Пересчет по функции (Spatial Analyst) в модель рядом с выходным слоем Ruggedness.
  4. Нарисуйте стрелку, чтобы соединить выходной слой Ruggedness с инструментом Пересчет по функции. Выберите Входной растр.

    Опция Входной растр

    Инструмент и его выходные данные становятся активными. Затем вам необходимо указать имя выходного слоя и функцию преобразования.

  5. В модели дважды щелкните инструмент Пересчет по функции, чтобы открыть его параметры.

    Часть параметров заполнена автоматически, по входному слою Ruggedness. Для параметров Нижнего порога и Верхнего порога вы видите значения степени пересеченности, которые варьируются от 0 до 223.39.

  6. Выберите следующие значения параметров:
    • Для Выходного растра измените название выходного слоя на Ruggedness_Cost.
    • Для Функции преобразования выберите MSLarge.
    • Для Значения шкалы "От" введите 10. Для Значения шкалы "До" введите 1.

    Параметры Пересчета по функции

    Значения Ruggedness, близкие к 0 будут преобразованы в значения стоимости 10. Значения Ruggedness, близкие к 223 будут преобразованы в значения стоимости 1.

  7. Нажмите OK.

    Параметры сохранились.

  8. В модели правой кнопкой мыши щелкните выходной элемент Ruggedness_Cost и выберите Добавить к карте.

    Вы сохраните модель.

  9. На ленте, на вкладке ModelBuilder щелкните кнопку Сохранить.

    Далее вы запустите инструмент.

  10. В модели щелкните правой кнопкой мыши инструмент Пересчет по функции и выберите Запустить.

    Через несколько секунд итоговый слой добавится на панель Содержание.

  11. Закройте окно обработки и щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Вы хотите обратить символы нового слоя, чтобы значения низкой стоимости были отображены зелеными оттенками, а высокой - красными.

    Примечание:

    Красный и зеленый цвета имеют выраженную ассоциацию в нашем сознании - красные часто используются, чтобы подчеркнуть отрицательные элементы, в частности опасность, а зеленые, наоборот, указывают на положительные элементы и побуждают двигаться в их направлении.

  12. На панели Содержание, щелкните символ для слоя Ruggedness_Cost, чтобы открыть панель Символы.
  13. В панели Символы в разделе Основные символы поставьте отметку для опции Инвертировать.

    Опция Инвертировать

  14. На панели Содержание выключите слой Distance_to_Roads и проверьте, что слои Ruggedness_Cost и Hillshade включены.
  15. В панели Содержание щелкните слой Ruggedness_Cost, чтобы его выбрать. На ленте на вкладке Растровый слой установите Прозрачность на 20%. Для Смешения слоев выберите Умножение.

    Прозрачность, установленная на 20% и смешивание слоя, установленное на Умножить

    Карта обновится.

    Карта с настройкой прозрачности на 20% и смешиванием слоя, установленной на Умножить

    Слой Ruggedness_Cost выглядит похожим на Ruggedness, но представляет оценку стоимости в диапазоне от 1 до 10.

  16. В панели Содержание проверьте, что выбран слой Ruggedness_Cost.
  17. На карте щелкните несколько ячеек слоя Ruggedness_Cost, чтобы просмотреть их значения во всплывающем окне с информацией.

    На рисунке ниже значение стоимости в ячейке - 3.39.

    Ячейка со значением стоимости - 3.39

  18. Закройте всплывающее окно.
  19. Закройте панель Символы.

Преобразование расстояния от дорог

Далее вы преобразуете набор данных Distance_to_Roads по общей шкале стоимости. Так как это непрерывный растр, вы снова используете инструмент Пересчет по функции, и процесс будет очень похож на тот, который вы применяли для слоя Ruggedness. Области, расположенные дальше от дорог представляют более подходящие для львов участки, где они чувствуют себя в большей безопасности, поэтому для них назначаются низкие значения стоимости.

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели.
  2. Если необходимо, найдите в панели Геообработка инструмент Пересчёт по функции.
  3. Перетащите инструмент Пересчет по функции (Spatial Analyst) в модель рядом с выходным слоем Distance_to_Roads.

    Инструмент добавлен в модель с именем Пересчет по функции (2) чтобы отличить его от первого инструмента, который был использован для слоя Ruggedness.

  4. Нарисуйте стрелку, чтобы соединить выходной слой Distance_to_Roads с инструментом Пересчет по функции (2). Выберите Входной растр.

    Опция Входной растр

  5. В модели дважды щелкните инструмент Пересчет по функции (2), чтобы открыть его параметры.

    Вы видите, что исходные значения Distance_to_Roads находятся в диапазоне от 0 до 10961.62.

  6. Выберите следующие значения параметров:
    • Для Выходного растра измените название выходного слоя на Distance_to_Roads_Cost.
    • Для Функции преобразования выберите MSLarge.
    • Для Значения шкалы "От" введите 10. Для Значения шкалы "До" введите 1.

    Параметры Пересчета по функции

    Значения Distance_to_Roads, близкие к 0 будут преобразованы в значения стоимости 10. Значения Distance_to_Roads, близкие к 10961 будут преобразованы в значения стоимости 1.

  7. Нажмите OK.
  8. В модели правой кнопкой мыши щелкните результирующую переменную Distance_to_Roads_Cost и выберите Добавить к карте.
  9. Сохраните модель.

    Далее вы запустите инструмент.

  10. В модели щелкните правой кнопкой мыши инструмент Пересчет по функции (2) и выберите Запустить.

    Инструмент запустится.

  11. Щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Вы хотите обратить символы нового слоя, чтобы значения низкой стоимости были отображены зелеными оттенками, а высокой - красными.

  12. В панели Содержание, щелкните символ для слоя Distance_to_Roads_Cost, чтобы открыть панель Символы.
  13. В панели Символы в разделе Основные символы поставьте отметку для опции Инвертировать.

    Опция Инвертировать

    Карта обновится. Для лучшего восприятия вы сделаете так, чтобы слой отмывки Hillshade был виден сквозь слой стоимости.

  14. В панели Содержание выключите слой Ruggedness_Cost и проверьте, что слои Distance_to_Roads_Cost и Hillshade включены.
  15. На панели Содержание щелкните слой Distance_to_Roads_Cost, чтобы его выбрать. На ленте на вкладке Растровый слой установите Прозрачность на 30%. Для Смешения слоев выберите Умножение.

    Прозрачность, установленная на 30%, и Смешивание слоя, установленное на Умножить

    Карта обновится.

    Слой Distance_to_Roads_Cost над слоем Hillshade.

  16. Закройте панель Символы.

    И здесь слой Distance_to_Roads_Cost выглядит похожим на Distance_to_Roads, но он представляет оценку стоимости в диапазоне от 1 до 10.

  17. Дополнительно, выберите Distance_to_Roads_Cost и щелкните несколько ячеек, чтобы просмотреть их значения.
  18. Закройте панель Символы.

Преобразование почвенно-растительного покрова

Вы выполните преобразование слоя Land Cover. Это категорийный растр, поэтому вы используете инструмент Переклассифицировать, который позволяет назначать значения стоимости для каждой категории отдельно.

Типы почвенно-растительного покрова с плотной растительностью представляют более подходящие для львов участки, где они чувствуют себя в большей безопасности, поэтому таким ячейкам присваиваются низкие значения стоимости по шкале от 1 до 10. Пустоши и освоенные земли должны быть преобразованы в области с максимальной стоимостью.

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели.

    Сначала вы добавите слой Land Cover в качестве входной переменной.

  2. Из панели Содержание перетащите слой Land Cover в ModelBuilder и разместите его под элементом серого цвета Выходной растр местоположения источника.

    Слой Land Cover в модели

  3. На панели Геообработка найдите Переклассификация.

    Поиск инструмента Переклассификация

  4. Перетащите инструмент Переклассификация (Spatial Analyst) в модель рядом с выходным слоем Land Cover.
  5. Потяните стрелку, чтобы соединить элемент Land Cover с инструментом Переклассифицировать. Выберите Входной растр.

    Опция Входной растр

    Затем вам необходимо указать имя выходного слоя и преобразования один-к-одному.

  6. Дважды щелкните инструмент Переклассифицировать, чтобы открыть его параметры и укажите следующие опции:
    • Для Поля переклассификации убедитесь, что выбрано поле ClassName.
    • Ниже таблицы Переклассификация убедитесь, что выбрана опция Уникальные.

    В таблице Переклассификация поле Значение уже заполнено типами почвенно-растительного покрова. В столбце Новый вы замените значения по умолчанию от 1 до 10 нужными значениями стоимости для каждого типа почвенно-растительного покрова. Леса и кустарники предпочтительны для горных львов, также эти звери могут использовать сельскохозяйственные территории и открытые пространства. Освоенные земли не подходят для львов, поэтому им назначаются высокие значения стоимости. Наконец, участки, покрытые водой, получают максимальные значения стоимости, как абсолютно непригодные для перемещения горных львов.

  7. В таблице Переклассификация обновите столбец Новый, используя следующие значения:

    ЗначениеНовый

    Open Water

    10

    Developed, Open Space

    8

    Developed, Low Intensity

    7

    Developed, Medium Intensity

    8

    Developed, High Intensity

    9

    Barren Land

    6

    Deciduous Forest

    2

    Evergreen Forest

    1

    Mixed Forest

    2

    Кустарник/Кустарник

    3

    Herbaceous

    3

    Hay/Pasture

    4

    Сельскохозяйственные культуры

    6

    Woody Wetlands

    4

    Emergent Herbaceous Wetlands

    4

    NODATA

    NODATA

  8. Для Выходного растра измените название выходного растра на Land_Cover_Cost.

    Переклассификация, параметры

  9. Нажмите OK.
  10. В модели правой кнопкой мыши щелкните выходной элемент Land_Cover_Cost и выберите Добавить к карте.
  11. Сохраните модель.

    Далее вы запустите инструмент.

  12. В модели щелкните правой кнопкой мыши инструмент Переклассификация и выберите Запустить.

    Через несколько секунд итоговый слой добавится на панель Содержание.

  13. Щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Новый слой Land_Cover_Cost появился на карте, но слой Distance_to_Roads_Cost виден под ним и покрывает часть области изучения, где расположен океан.

    Слой Distance_to_Roads_Cost на карте, закрывающий часть области изучения, где расположен океан.

    Вы отключите этот последний слой.

  14. На панели Содержание выключите слой Distance_to_Roads_Cost.

    Карта обновится.

    Слой Land_Cover_Cost показан на карте

    Цвета, обозначающие значения стоимости, присвоены в случайном порядке. Вы измените его символы, чтобы сделать их более понятными.

  15. В панели Содержание щелкните любой символ слоя Land_Cover_Cost, чтобы открыть панель Символы.
  16. На панели Символы в разделе Основные символы для Поле 1 выберите Value.

    Значение Value для параметра Поле 1

  17. Для Цветовой схемы выберите Красно-Желто-Зеленый (9 классов).

    Опция символов Красно-Желто-Зеленый (9 классов)

    Примечание:

    В этой схеме 9, а не 10 классов, но она подходит, так как значение 5 не назначено ни одной категории.

    Вы обратите порядок цветов в символах для нового слоя.

  18. В панели Символы на вкладке Значения щелкните Больше > Символы > Обратить порядок.

    Опция Обратить порядок символов

  19. На панели Содержание щелкните слой Land_Cover_Cost, чтобы его выбрать его. На ленте, на вкладке Растровый слой для опции Смешение слоев выберите Умножить.

    Опция Умножить для Смешения слоев

    Карта обновится.

    Слой Land_Cover_Cost с новыми символами

    Типы повенно-растительного покрова, которым присвоены низкие значения стоимости, в основном расположены вблизи горных холмов, где много деревьев и кустарников. Типы почвенно-растительного покрова с высокими значениями стоимости в основном находятся в низменностях и долинах, где, в основном, и проживают люди. Горные львы предпочитают жить вдали от людей, как раз в областях с низкой стоимостью перемещения. Чем дальше от людей, тем меньше опасности для популяции.

  20. Закройте панель Символы.

Преобразование охранного статуса

Теперь вы преобразуете последний набор данных, Protected_Status. Это категорийный растр, поэтому вы используете инструмент Переклассифицировать так же, как использовали его для слоя Land Cover. Области с высокой степенью защиты представляют более подходящие для львов участки, где они чувствуют себя в большей безопасности, поэтому для них назначаются низкие значения стоимости.

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели.
  2. Из панели Содержание перетащите слой Protected_Status в ModelBuilder и разместите его под элементом Land Cover.

    Слой Protected_Status в модели

  3. Из панели Геообработка перетащите инструмент Переклассификация (Spatial Analyst) в модель рядом с элементом Protected_Status.
  4. Потяните стрелку, чтобы соединить элемент Protected_Status с инструментом Переклассифицировать (2). Выберите Входной растр.

    Опция Входной растр

  5. В модели дважды щелкните инструмент Переклассифицировать (2), чтобы открыть его параметры и укажите следующие опции:
    • Для Поля переклассификации убедитесь, что выбрано поле Protected_Status.
    • Ниже таблицы Переклассификация убедитесь, что выбрана опция Уникальные.

    В таблице Переклассификация поле Значение уже заполнено вариантами значений Protected_Status. В столбце Новый вы замените значения стоимости по умолчанию от 1 до 10 нужными значениями стоимости для каждой категории охранного статуса. Горные львы чувствуют себя свободно в наиболее охраняемых областях, поэтому такие области получают низкие значения стоимости. В отличие от слоя почвенно-растительного покрова, ячейки со значениями NoData, соответствующие местоположениям, которые не отслеживались в базе данных Protected Areas, и обычно представляют собой совсем небезопасные для львов участки, например городские поселения, и другие освоенные земли, также будут переклассифицированы. Ячейкам NODATA необходимо присвоить максимальную стоимость.

  6. В таблице Переклассификация обновите столбец Новый, используя следующие значения:

    ЗначениеНовый

    1 – Very high

    1

    2 – High

    3

    3 – Medium

    6

    4 – Not protected

    9

    NODATA

    10

  7. В параметре Выходной растр измените название выходного растра на Protected_Status_Cost.

    Переклассификация, параметры

  8. Нажмите OK.
  9. В модели правой кнопкой мыши щелкните выходной элемент Protected_Status_Cost и выберите Добавить к карте.
  10. Сохраните модель.

    Далее вы запустите инструмент.

  11. В модели щелкните правой кнопкой мыши инструмент Переклассификация (2) и выберите Запустить.

    Через несколько секунд итоговый слой добавится на панель Содержание.

  12. Щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Цвета, обозначающие значения стоимости, присвоены в случайном порядке. Вы измените его символы, чтобы сделать их более понятными.

  13. В панели Содержание щелкните любой символ слоя Protected_Status_Cost, чтобы открыть панель Символы.
  14. На панели Символы в разделе Основные символы для Поле 1 выберите Value.

    Значение Value для параметра Поле 1

  15. Для Цветовой схемы выберите Красно-Желто-Зеленый (5 классов).

    Опция символов Красно-Желто-Зеленый (5 классов)

  16. В панели Символы на вкладке Значения щелкните Больше > Символы > Обратить порядок.
  17. На панели Содержание выключите слой Land_Cover_Cost и проверьте, что слои Protected_Status_Cost и Hillshade включены.
  18. На панели Содержание щелкните слой Protected_Status_Cost, чтобы его выбрать. На ленте на вкладке Растровый слой установите Прозрачность на 30%. Для Смешения слоев выберите Умножение.

    Прозрачность, установленная на 30%, и Смешивание слоя, установленное на Умножить

    Карта обновится.

    Слой Protected_Status_Cost над слоем Hillshade.

    Области с низкой стоимостью (темно-зеленые и светло-зеленые участки) в соответствии с уровнем охранного статуса, расположены в горах. Большинство областей не защищены (оранжевые и красные участки). Это не значит, что горные львы не могут там перемещаться, но это для них сопряжено со стрессом.

  19. Закройте панель Символы.

Создание слоя взвешенной стоимости

Вы добавили шаги в модель для преобразования четырех слоев данных критериев по единой шкале от 1 до 10. Теперь вы объедините эти четыре слоя стоимости в единую поверхность стоимости для моделирования перемещения горных львов по ландшафту. Вы используете для этого инструмент Взвешенная сумма, который добавит значения определенных весов для каждого из четырех слоев стоимости. Веса позволяют вам назначить некоторым слоям большую значимость, в сравнении с другими (делая некоторые объекты более дорогими) в процессе создания комбинированной поверхности стоимости. Для каждой ячейки инструмент умножает значения каждого входного растра на заданный вес, а затем соединяет четыре значения вместе, создавая новое, представляющее общую стоимость.

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели.
  2. На панели Геообработка найдите Взвешенная сумма.

    Поиск инструмента Взвешенная сумма

  3. Перетащите инструмент Взвешенная сумма (Инструменты Spatial Analyst) в модель, справа от четырех слоев стоимости.

    Инструмент Взвешенная сумма в модели

    Вы соедините все четыре слоя стоимости с инструментом.

  4. Протяните стрелку от слоя от слоя Ruggedness_Cost к инструменту Взвешенная сумма. Выберите Входной растр.

    Опция Входные растры

  5. Таким же образом соедините остальные слои стоимости с инструментом.

    Слои стоимости, соединенные с инструментом Взвешенная сумма.

    Далее вы отредактируете параметры инструмента и укажете нужный вес для каждого входного слоя.

  6. В модели дважды щелкните инструмент Взвешенная сумма, чтобы открыть его параметры.

    Все четыре преобразованные слоя добавлены как входные растры. По умолчанию каждому присвоен вес 1, то есть у всех слоев равный вес. Вы измените некоторые веса. Вы знаете, что критерий почвенно-растительный покров наиболее важен, так как не хотите, чтобы горные львы ходили через городские территории. Также вы считаете, что степень пересеченности местности тоже важна, так как горные львы избегают равнин. То есть вы повысите вес этих двух критериев, чтобы гарантировать, что горные львы будут избегать городских территория и равнин: максимальный вес повысит стоимость областей, которые нежелательны для перемещения по ним. Так как вы создали модель рабочего процесса, вы всегда можете вернуться назад и настроить веса позже, если вас не устроит результат.

  7. Для Distance_to_Roads_Cost и Protected_Status_Cost оставьте Вес равным 1. Для Ruggedness_Cost и Land_Cover_Cost измените Вес на 1.25.
  8. Для Выходного растра измените имя на Cost_Surface.

    Параметры инструмента Взвешенная сумма

  9. Нажмите OK.
  10. В модели правой кнопкой щелкните выходной слой Cost_Surface и выберите Добавить к карте.
  11. Сохраните модель.

    Далее вы запустите инструмент.

  12. В модели щелкните правой кнопкой мыши инструмент Взвешенная сумма и выберите Запустить.

    Через несколько секунд итоговый слой добавится на панель Содержание.

  13. Щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Вы хотите обратить символы нового слоя, чтобы значения низкой стоимости были отображены зелеными оттенками, а высокой — красными.

  14. На панели Содержание, щелкните символ для слоя Cost_Surface, чтобы открыть панель Символы.
  15. В панели Символы в разделе Основные символы поставьте отметку для опции Инвертировать.

    Опция Инвертировать

    Карта обновится. Для лучшего восприятия вы сделаете так, чтобы слой отмывки Hillshade был виден сквозь слой стоимости.

  16. Отключите все слои, кроме Study_Area, Cost_Surface, Hillshade, World Topographic Map и World Hillshade.
  17. На панели Содержание щелкните слой Cost_Surface, чтобы его выбрать. На ленте на вкладке Растровый слой установите Прозрачность на 20%. Для Смешения слоев выберите Умножение.

    Прозрачность, установленная на 20%, и Смешивание слоя, установленное на Умножить

    Карта обновится.

    Слой Cost_Surface, наложенный на слой Hillshade

    Этот слой Cost_Surface моделирует поверхность для перемещения горных львов по ландшафту. Области зеленого цвета отражают самую низкую стоимость с точки зрения опасности перемещения, области красного цвета отражают самую высокую стоимость, а бежевые зоны имеют среднюю стоимость. Вы видите, что практически все участки низкой и средней стоимости расположены в горных областях. Все основные места обитания горных львов расположены в районах с низкой стоимостью (темно-зеленые или светло-зеленые оттенки). Это вполне очевидно, так как дикие животные (горные львы) предпочитают жить в районах, не представляющих для них опасности. Это хороший признак того, что, хотя это ваша первая попытка и ваша модель может быть усовершенствована, ваши результаты хорошие.

  18. Закройте панель Символы.
  19. Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.

В этой части рабочего процесса вы добавили шаги в модель, чтобы преобразовать четыре набора данных критериев по единой шкале значений от 1 до 10, и скомбинировать результирующие слои в единую поверхность стоимости. Вы запустили шаги в модели, присвоили символы результирующим слоям и изучили их. Далее вы добавите в вашу модель инструмент, определяющий лучшие места для переходов для горных львов.


Создание путей с наименьшей стоимостью

Ранее вы разработали модель для построения поверхности стоимости, моделирующей процесс поиска подходящего маршрута для пересечения ландшафта горными львами. Теперь вы используете эту поверхность стоимости для идентификации оптимальных путей, соединяющих участки основных местообитаний. Моделирование мест переходов может быть рассмотрено как нахождение пути наименьшего сопротивления. Перемещение по пути с наименьшей стоимостью предполагает путь между двумя указанными местоположениями с максимально низкой стоимостью прохождения по поверхности. Можно представить себе поверхность стоимости, как матрицу, состоящую из ячеек, наполненных стеклянными шариками. Проходя по ней вам (горному льву) необходимо собирать шарики из каждой пересекаемой ячейки и класть их в рюкзак. Цель - пройти от одного местоположения к другому, собрав как можно меньше шариков.

Определение троп с наименьшей стоимостью

Для вычисления оптимальных путей вы используете инструмент геообработки Оптимальные соединения регионов. Инструмент строит оптимальную сеть коридоров с наименьшей стоимостью между указанными местоположениями. Для инструмента необходимы два входных слоя - поверхность стоимости и участки основных местообитаний горных львов.

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели.
  2. Перетащите из панели Содержание слой Core Mountain Lion Habitats в модель рядом с выходным слоем Cost_Surface.

    Слой Core Mountain Lion Habitats в модели

    Далее вы добавите инструмент Оптимальные соединения регионов.

  3. В панели Геообработка найдите инструмент Оптимальные соединения регионов.

    Поиск инструмента Оптимальные соединения регионов

  4. Перетащите инструмент Оптимальные соединения регионов в модель, рядом с входными Cost_Surface и Core Mountain Lion Habitats.

    Инструмент Оптимальные соединения регионов добавлен в модель

  5. Протяните стрелку, соединяющую входной слой Cost_Surface и инструмент Оптимальные соединения регионов. Выберите Входной растр стоимости.

    Опция Входной растр стоимости

  6. Протяните стрелку, соединяющую входной слой Core Mountain Lion Habitats и инструмент Оптимальные соединения регионов. Выберите Входные растровые или векторные данные региона.

    Опция Входные растровые или векторные данные региона

    Входной регион, который вы хотите соединить, может быть, как растровым, так и векторным. Слой Core Mountain Lion Habitats является полигональным векторным слоем.

  7. В модели дважды щелкните инструмент Оптимальные соединения регионов, чтобы открыть его параметры.

    Вы введете имена для двух выходных слоев.

  8. Для слоя Выходные линии оптимальной связности измените выходное название на Mountain_Lion_Paths.

    Это основной выходной слой Он будет содержать оптимальную сеть путей (или линий), представляющую пути перемещения горных львов от одного местоположения до других (и, возможно, сквозь местоположения).

  9. Для Выходной класс объектов соседних соединений измените выходное название на Mountain_Lion_Paths_Neighbors.

    Параметры инструмента Оптимальные соединения регионов

    Это второй, дополнительный выходной слой, представляющий все пути от каждого местоположения до их ближайших (по минимальной стоимости) соседей. Пути с наименьшей стоимостью к соседним местоположениям могут показывать разные варианты перемещения от одного конкретного местоположения до другого.

  10. Нажмите OK.
  11. Правой кнопкой мыши щелкните каждый из двух выходных слоев инструмента и выберите Добавить к карте.
  12. Сохраните модель.

    Вы запустите инструмент Оптимальные соединения регионов и изучите результаты.

  13. В модели щелкните правой кнопкой Оптимальные соединения регионов и выберите Запустить.

    Через некоторое время два результирующих слоя, Mountain_Lion_Paths и Mountain_Lion_Paths_Neighbors добавляются к панели Содержание.

  14. Щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.

    Новые слои – это слои с векторными линиями. Символы по умолчанию могут быть не очень хорошо различимы, поэтому вы измените их.

  15. В панели Содержание щелкните символы слоя Mountain_Lion_Paths_Neighbors, чтобы открыть панель Символы.
  16. Если надо, на панели Символы щелкните Галерея. На вкладке Галерея, выберите стиль 2.5 точки. В списке Найдено символов щелкните символ 2.5 точки.

    Символ 2.5 точки

    Карта обновится.

  17. Точно также примените символ 2.5 точки к слою Mountain_Lion_Paths.

    Слой Mountain_Lion_Paths_Neighbors с новыми символами

    Вы сначала изучите слой Mountain_Lion_Paths.

  18. В панели Содержание выключите слой Mountain_Lion_Paths_Neighbors.

    Слой Mountain_Lion_Paths_Neighbors с новыми символами

    Слой Mountain_Lion_Paths представляет оптимальную сеть путей, соединяющих четыре местообитания по наименьшей стоимости. Вы видите, что пути, в основном, проходят по областям, окрашенным в темно-зеленые и светло-зеленые оттенки слоя Cost_Surface. Что логично, так как это области с наименьшей стоимостью перемещения. По области, показанной красным цветом, путь проходит только если нет никакой альтернативы. Сеть - наиболее эффективный способ соединения четырех участков, и она представляет оптимальные местоположения для создания коридоров прохода горных львов.

  19. Включите слой Mountain_Lion_Paths_Neighbors.

    Слой Mountain_Lion_Paths_Neighborsс над слоем Cost_Surface

    Этот слой содержит те же пути, что и предыдущий слой, но предлагает также альтернативные пути, соединяющие каждый участок местообитания с его соседями по пути наименьшей стоимости. Такие дополнительные маршруты не являются обязательными, но они предоставляют дополнительные возможности. Вы видите, что они также проходят по по областям, окрашенным в темно-зеленые и светло-зеленые оттенки, там где это возможно.

  20. Сохраните проект.

Окончательная настройка модели

Прежде чем продолжить оценку ваших результатов, вы сделаете окончательную настройку модели.

  1. Нажмите вкладку LeastCostAnalysis, чтобы вернуться к модели.
  2. На ленте, на вкладке ModelBuilder, в группе Вид щелкните Вписать в окно.

    Кнопка Вписать в окно

    Модель перерисовывается, чтобы полностью вписаться в размеры окна.

    Модель полностью помещается в окно

    Размещение элементов в модели несколько хаотично, и пространство распределено неравномерно. Вы используете функциональность Авто-компоновки модели, чтобы разместить элементы оптимальным образом.

  3. На ленте, на вкладке ModelBuilder в группе Вид щелкните Авто-компоновка.

    Кнопка Авто-компоновка

    Модель перерисовывается для наиболее оптимального размещения элементов.

    Модель перерисовывается для наиболее оптимального размещения элементов

    Подсказка:

    Если вы не до конца удовлетворены автоматическим размещением, вы можете передвинуть некоторые элементы вручную.

    Чтобы лучше показать структуру модели, вы разделите ее на три раздела или группы:

    • Предварительная обработка данных
    • Создание поверхности стоимости
    • Нахождение пути с наименьшей стоимостью
  4. В модели начертите прямоугольник вокруг инструментов Фокальная статистика и Накопление расстояния, со всеми, относящимися к ним элементами, чтобы выбрать их.

    Прямоугольник вокруг инструментов Фокальная статистика и Накопление расстояния

  5. На ленте, на вкладке ModelBuilder в группе Группировать щелкните Группировать.

    Кнопка Группировать

    Выбранные вами элементы собраны в группу. Вы переименуете ее.

  6. Дважды щелкните на имени Группировать

    Название группы

  7. Во всплывающем окне введите новое имя Предварительная обработка наборов данных и нажмите Enter.

    Группа Предварительная обработка наборов данных

    Первая группа готова, теперь вы сделаете следующую. Сначала вы передвинете элемент местообитаний львов Core Mountain Lion Habitats в другое место.

  8. Щелкните элемент Core Mountain Lion Habitats, чтобы выбрать его, и разместите его под инструментом Оптимальные соединения регионов.

    Элемент Core Mountain Lion Habitats под инструментом Оптимальные соединения регионов

  9. Начертите прямоугольник вокруг инструментов Пересчет по функции, Переклассификация и Взвешенная сумма, и связанных с ними элементов.
  10. На ленте во вкладке ModelBuilder щелкните Группировать.
  11. Переименуйте новую группу и назовите ее Создание поверхности стоимости.

    Группа Создание поверхности стоимости

    Вторая группа готова. Теперь вы создадите третью группу.

  12. Начертите прямоугольник вокруг инструмента Оптимальные соединения регионов, связанных с ним слоев, и элемента Core Mountain Lion Habitats.
  13. На ленте во вкладке ModelBuilder щелкните Группировать.
  14. Переименуйте новую группу и назовите ее Нахождение пути с наименьшей стоимостью.

    Группа Нахождение пути с наименьшей стоимостью

  15. Разместите группы немного дальше друг от друга, чтобы модель лучше воспринималась.

    Завершение работы над моделью

  16. Сохраните модель.

    Ваша модель закончена.

Продолжение использования модели

Для дальнейшего использования вы всегда можете вернуться к модели из панели Каталога.

  1. Закройте модель.

    Кнопка закрытия модели

  2. На ленте, на вкладке Вид в группе Окна щелкните Панель Каталог.

    Кнопка Панель каталог

  3. На панели Каталог разверните Наборы инструментов, а затем набор Mountain_Lion_Corridors.tbx.

    Ваша модель сохранена здесь.

    Модель LeastCostAnalysis в наборе инструментов Mountain_Lion_Corridors.tbx

    Подсказка:

    В наборе инструментов Results.tbx содержится копия модели, сделанная для вас, и которую вы можете использовать для проверки или сравнения рабочих процессов.

  4. Щелкните правой кнопкой модель LeastCostAnalysis и выберите Изменить.

    Опция Редактировать

    Модель откроется и будет готова к использованию, либо для запуска, либо для редактирования.

  5. На ленте на вкладке ModelBuilder в группе Запустить щелкните Проверить.

    Опция Проверить

    Проверка оценивает, все ли элементы данных и значения параметров в модели корректны. Она также возвращает модели статус готовности к запуску.

    Модель можно запускать столько раз, сколько нужно, щелкнув кнопку Запустить. Но помните, что стили символов, которые вы ранее применяли к результирующим слоям, будут потеряны. Вы не будете запускать модель сейчас.

    Подсказка:

    Это выходит за рамки текущего урока, но есть возможность настроить автоматическое применение стилей символов к выходным слоям, добавив в модель инструмент Применить символы слоя.

  6. Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.

В это части урока вы добавили инструмент в модель для определения путей с наименьшей стоимостью между основными местообитаниями горных львов. Вы запустили инструмент, назначили символы выходным слоям и изучили их. Наконец, вы выполнили окончательную настройку модели, и узнали, как использовать ее в дальнейшей работе.


Оценка результатов

Теперь вы оцените полученные результаты.

Сравнение результатов с остальными слоями

Сначала вы сравните предлагаемые пути с разными слоями стоимости.

  1. Щелкните вкладку Карта, чтобы сделать ее активной.
  2. На панели Содержание отключите слой Mountain_Lion_Paths_Neighbors и убедитесь, что слои Mountain_Lion_Paths, Core Mountain Lion Habitats и Cost_Surface отображаются, как показано на следующем примере изображения.

    Слои Mountain_Lion_Paths, Core Mountain Lion Habitations и Cost_Surface на карте

    Ранее вы видели, что предлагаемые пути по возможности проходят через области с наименьшей стоимостью растра поверхности стоимости. Если нет альтернативы, они могут проходить через короткие отрезки с более высокой стоимостью. В целом, эти пути представляют хорошие варианты для развития природных коридоров, соединяющих основные места обитания горных львов. Теперь вы посмотрите на четыре отдельных слоя стоимости каждого критерия, чтобы проверить, как пути соответствуют каждому из них.

  3. На панели Содержание выключите слой Cost_Surface и включите Ruggeness_Cost. Изучите карту.

    Cost_Surface выключен, а Ruggeness_Cost включен

    Почти везде пути проходят по сильно пересеченной местности. С точки зрения этого критерия, данные пути хорошо подходят для высококачественных природных коридоров перемещения горных львов.

  4. На панели Содержание отключите слой Ruggeness_Cost и включите Distance_to_Roads_Cost. Изучите карту.

    Ruggeness_Cost выключен, а Distance_to_Roads_Cost включен

    Несмотря на то, что пути проходят по минимальной стоимости там, где это возможно, как и ожидалось для этой области исследования, нет возможности избежать участков, близких к дороге. Позже вы будете проводить более четкое различие между автомагистралями и небольшими дорогами и узнаете о возможных подходах к решению этой сложной ситуации с высокой плотностью дорог.

  5. На панели Содержание выключите Distance_to_Roads_Cost и включите Land_Cover_Cost. Изучите карту.

    Distance_to_Roads_Cost выключен, а Land_Cover_Cost включен

    Почти везде пути проходят по типам земельного покрова с низкой стоимостью. С точки зрения этого критерия данные пути тоже хорошо подходят для высококачественных природных коридоров перемещения горных львов.

  6. На панели Содержание выключите Land_Cover_Cost и включите Protected_Status_Cost.

    Land_Cover_Cost выключен, а Protected_Status_Cost включен

    Оптимальные пути в наибольшей мере проходят через охраняемые территории, но значительная часть долин и некоторые горные районы не являются охраняемыми, и пути не могут не проходить через них. Позже в ходе работы вы узнаете, как эту ситуацию можно улучшить, изменив статус защиты для земель вдоль путей.

Сравнение путей с отдельными слоями стоимости подтверждает верность предложенных местоположений коридоров, но также выявляет некоторые проблемы. Далее вы узнаете, как можно решить эти проблемы.

Визуализируйте области для защиты

Создание природных коридоров вдоль предложенных путей потребует нескольких действий. Одним из них будет сохранение оставшихся неосвоенных земель вдоль этих маршрутов, пока еще есть время. Например, штат Калифорния мог бы запустить программу по приданию этим участкам земли охраняемого статуса. Вы визуализируете земли, которые будут иметь наивысший приоритет для такой программы.

Вы можете определить природный коридор как полосу земли определенной ширины, которая проходит вдоль предлагаемого пути. В этом рабочем процессе вы выберете ширину ваших коридоров равной 2 километрам (1,24 мили). Вы будете визуализировать природные коридоры, создав буфер шириной в 1 километр (или 1000 метров) с каждой стороны предложенных путей.

  1. На панели Геообработка найдите Попарный буфер. В списке результатов щелкните инструмент Попарный буфер.
  2. В инструменте Попарный буфер выберите следующие значения параметров.
    • Для Входные объекты выберите Mountain_Lion_Paths.
    • Для Выходной класс объектов введите Wildlife_Corridors.
    • Для Расстояние введите 1000 и выберите Метры.
    • В параметре Тип слияния выберите Слияние всех выходных объектов в один пространственный объект.

    Параметры Попарных буферов

  3. Щелкните Запустить.

    Буфер Wildlife_Corridors отображается на карте полупрозрачным синим цветом.

  4. Убедитесь, что Protected_Status_Cost все еще включен, как показано на следующем изображении.

    Буфер Wildlife_Corridors на карте отображается полупрозрачным синим цветом

    Примечание:

    В этом рабочем процессе вы создаете базовый буфер (называемый Евклидовым буфером). Более продвинутым подходом было бы создание стоимостного буфера, учитывающего поверхность стоимости. Это можно сделать в инструменте Накопление расстояния, используя пути и поверхность стоимости и установив максимальное расстояние. Это также можно сделать с помощью инструмента Коридор наименьшей стоимости. Дополнительные сведения см. на странице документации Соединение местоположений с помощью коридоров. См. также статью Соединение местоположений оптимальными путями.

    В слое Protected_Status_Cost области, не имеющие охранного статуса, отображаются красным и оранжевым цветом.

  5. Изучите карту и визуально определите области, которые находятся в пределах буфера Wildlife_Corridors и показаны красным или оранжевым цветом в слое Protected_Status_Cost.

    Это те области, которые необходимо перевести в охраняемые земли, если это возможно.

    Подсказка:

    Хотя это выходит за рамки этого урока, вы можете извлечь участки земли, которые только что идентифицировали визуально. Вы можете сделать это, используя инструмент Переклассификация, чтобы получить из слоя Protected_Status_Cost новый растр, содержащий только те земли, которые не имеют охраняемого статуса (т. е. значения 9 и 10), а остальные значения будут переклассифицированы в NoData. Затем вы должны применить для полученного слоя инструмент Извлечь по маске, чтобы извлечь растровые ячейки, представляющие неохраняемые земли и находящиеся в пределах буфера Wildlife_Corridor.

Оценить необходимость переходов для диких животных

Следующие действия, необходимые для реализации природных коридоров, — помощь горным львам пройти через наиболее опасные участки пути, такие как шоссе. Вы изучите свои данные, чтобы узнать больше об этом.

В то время как в идеальном мире природные коридоры не пересекались бы ни с какими дорогами, вы видели, что в изучаемой области это невозможно из-за высокого уровня развития территории. Однако может оказаться полезным провести различия между разными типами дорог. Горные львы могут пересекать небольшие дороги с относительно низким уровнем опасности, тогда как при попытке пересечь шоссе они подвергаются огромной опасности. Если природный коридор все же вынужден пересечь шоссе, хорошо зарекомендовавшим себя решением является строительство переходов для диких животных, по которым они смогут пересекать шоссе, как показано на следующем изображении.

Переход для диких животных
На этой фотографии показан пример перехода для диких животных в Эстонии.

Вы определите, где в изучаемой области предлагаемые пути пересекают автомагистрали. Сначала вы создадите новый слой из слоя Roads, отображающий только шоссе. Вы сделаете это при помощи определяющего запроса. Сначала вы создадите копию слоя Roads.

  1. На панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши слой Roads и выберите Копировать.

    Опция Копировать

  2. На панели Содержание щелкните правой кнопкой Карта и выберите Вставить.

    Опция Вставить

    Копия слоя Roads добавлена. Вы переименуете ее.

  3. Щелкните новый слой Roads, чтобы выбрать его, и щелкните его еще раз, чтобы войти в режим редактирования. Введите Highways и нажмите Enter.

    Слой Highways

    Вы создадите определяющий запрос.

  4. Щелкните правой кнопкой мыши Highways и выберите Свойства.

    Опция Свойства

  5. В окне Свойства слоя: Highways в левом столбце выберите Определяющий запрос.

    Опция Определяющий запрос

  6. Щелкните Новый определяющий запрос.

    Кнопка Новый определяющий запрос

  7. В разделе Запрос 1 сформируйте запрос Carto меньше или равно 2.

    Определяющий запрос Carto меньше или равно 2.

    Атрибут Carto хранит числовое значение, которое кодирует типы дорог от самой большой (1) до самой маленькой (6). Запрос сохранит только дороги со значениями Carto, равными 1 и 2, которые соответствуют шоссе и съездам с шоссе.

  8. Щелкните Применить, затем ОК.
  9. На панели Содержание включите слой Highways. Отключите слои Wildlife_Corridors, Protected_Status_Cost и Hillshade.

    Карта должна выглядеть примерно так, как показано на следующем изображении:

    Слои Mountain_Lion_Paths и Highways отображаются на карте

    Вы выберете более заметный символ для слоя Highways.

  10. Щелкните символ Highways, чтобы открыть панель Символы.
  11. Если надо, на панели Символы щелкните Галерея. На вкладке Галерея в разделе ArcGIS 2D щелкните Highway.

    Символ Highway

  12. На панели Содержание перетащите слой Mountain_Lion_Paths выше слоя Highways, чтобы он отображался над слоем Highway на карте.

    Слой Mountain_Lion_Paths перемещен выше слоя Highways

    На карте шоссе теперь отображаются толстыми красными линиями. Вы можете найти четыре местоположения, где предлагаемые пути пересекает шоссе.

    Четыре местоположения, где предлагаемые пути пересекают шоссе

    Такое количество пересечений троп и шоссе неудивительно, поскольку район Лос-Анджелеса известен своей разветвленной системой автомагистралей. При взгляде на карту ясно, что пути не могут избежать пересечения этих магистралей, даже если рассматривать возможность более длинных обходов. Поэтому для этих четырех пересечений следует рассмотреть вопрос о строительстве переходов. Далее вы более внимательно посмотрите на одно из этих местоположений.

  13. На ленте на вкладке Карта в группе Навигация щелкните Закладки и выберите State Route 126.

    Закладка State Route 126

    Вы переключитесь на базовую карту изображений, чтобы лучше понять ситуацию на местности.

  14. На ленте на вкладке Карта в группе Слой щёлкните Базовая карта. В списке базовых карт выберите Imagery Hybrid.

    Опция базовой карты Imagery Hybrid

    Карта обновляется, отображая фотографический вид местности вместе с некоторыми картографическими указаниями.

    Фотографический вид местности

  15. Изучите карту и увеличьте пересечение шоссе и предполагаемого пути, чтобы рассмотреть его более подробно.

    Увеличенный фотографический вид местности

    Вы можете видеть, что путь пересекает не только Route 126 (или Henry Mayo Dr), но и железную дорогу компании Southern Pacific. Один переход, вероятно, мог бы пересечь обе дороги одновременно, так как они находятся очень близко друг к другу. Чуть южнее протекает река Санта-Клара, которую необходимо проверить, чтобы убедиться, что горные львы могут ее пересечь. Если нет, то там тоже необходимо будет обустроить какой-то проход.

    Примечание:

    Переход не нужно строить именно в предложенном месте. Было бы разумно немного сдвинуть его, если это позволит избежать крутого склона или обеспечит более плотный растительный покров, чтобы горные львы чувствовали себя в большей безопасности.

  16. При желании вы можете использовать другие закладки для просмотра трех других пересечений.
  17. Нажмите Ctrl+S, чтобы сохранить проект.

Несомненно, создавать природные коридоры в области исследования достаточно сложно, поскольку территория уже достаточно развита. Однако теперь у вас есть конкретный и хорошо продуманный план, который вы можете предложить местным органам власти и другим соответствующим учреждениям. Метод анализа и созданная вами модель, хоть и упрощены для ясности, являются отличной отправной точкой для тех, кто хочет провести подобные аналитические исследования в своем регионе. Вы можете продолжить редактирование параметров инструмента в своей модели для точной настройки результатов. Что будет, если вы измените веса в инструменте Взвешенная сумма? Что будет, если вы добавите пятый критерий к поверхности стоимости? С задокументированным и редактируемым рабочим процессом вы можете тестировать теории и вносить коррективы, необходимые для идеального анализа. Вы также можете улучшить свой анализ, добавив дополнительные данные о местных природоохранных мероприятиях, правах собственности на землю и сельском хозяйстве.

Чтобы узнать больше о горных львах и мерах по их защите, см. страницу Cougar Fund.

Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.