Создание карт - Карта Арктического морского льда
Выбор проекции карты
Вы начнете работу над картой с добавления ледовых данных Арктики и выбора проекции, которая подойдет для показа полярного региона и будет соответствовать назначению вашей карты.
- 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.
- Под Новым проектом щелкните Карта.
- В окне Создать новый проект в качестве Имени введите Arctic sea ice. Дополнительно выберите местоположение для вашего проекта. Нажмите OK.
Появится карта.
- Щелкните вкладку Вид на ленте. В группе Окна щелкните Сбросить панели и выберите Сбросить панели для картографирования (по умолчанию).
При этом открываются панели Содержание и Каталог, остальные панели остаются закрытыми. Вы воспользуетесь панелью Каталог для поиска данных, необходимых на вашей карте.
- На панели Каталог щелкните вкладку Портал и щелкните вкладку Living Atlas.
- Выполните поиск Arctic Sea Ice Extent. В результатах поиска правой кнопкой мыши щелкните Arctic Sea Ice Extent и выберите Добавить к текущей карте.
Примечание:
Если у вас нет доступа к слою Arctic Sea Ice Extent в ArcGIS Living Atlas, загрузите и распакуйте базу геоданных ArcticSeaIceExtent.
На карте появятся новые данные, отображающие границы ежемесячной протяженности ледового покрытия Арктики с 1978 г. Эти данные берутся ArcGIS Living Atlas of the World из National Snow and Ice Data Center.
Проекция карты изменилась. В ArcGIS Pro система координат карты, используемая по умолчанию, задается первым добавленным слоем (не считая базовых карт). Вы узнаете, какую систему координат используют данные, и решите, подходит ли она для вашей карты.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой Карту и выберите Свойства.
Откроется окно Свойства карты.
- В окне Свойства карты щелкните вкладку Системы координат.
Кнопка Текущие XY говорит вам о том, что система координат карты - WGS 1984 EPSG Alaska Polar Stereographic. Стереографическая проекция часто применяется для карт полярных регионов, но она сильно искажает площади. Ваша карта предназначена для визуального сравнения площадей, покрытых льдом, поэтому следует выбрать равновеликую проекцию.
- В поисковом окне введите North Pole и нажмите Enter.
- В списке Доступные системы координат XY щелкните стрелку списка Система координат проекции, чтобы развернуть его. Разверните Полярные. Щелкните North Pole Lambert Azimuthal Equal Area.
На кнопке Текущие XY появится выбранная система координат проекции.
- Нажмите OK.
Карта будет перерисована. Теперь в верхней части карты будет находиться расположенный между Аляской и Россией Берингов пролив.
Примечание:
Подробнее о выборе подходящей проекции вы можете узнать в уроке Выбор подходящей проекции.
Копирование и перепроецирование данных
Теперь вы создадите локальную копию данных, чтобы перепроецировать данные в систему координат карты. Впоследствии вам может потребоваться работа с инструментами пространственного анализа для изучения или визуализации данных, а поэтому поддержание согласованности систем координат очень важно для обеспечения корректных результатов. Кроме того, ArcGIS Pro будет работать несколько быстрее, если данные и карта будут находиться в одной и той же системе координат.
Перед созданием копии данных нужно проверить, что все данные видны и доступны для копирования.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой Arctic Sea Ice Extent. Щелкните Дизайн данных и выберите Поля.
Появится таблица Поля. Все поля данных перечислены здесь. В столбце Видимый показано, что в настоящий момент видимым является только одно поле. Скопировать можно только видимые поля.
- Дважды щелкните заголовок столбца Видимый, чтобы отметить все строки.
- На вкладке Поля ленты, в группе Изменить, щёлкните Сохранить. Закройте вид Поля.
Не все атрибуты являются видимыми, и вы создадите локальную копию слоя. Текущий слой является слоем сервиса, хранящимся онлайн. Это, кроме того, слой в реальном времени, получающий обновления данных каждый месяц. При сохранении локальной копии на вашем компьютере новый слой перестанет получать обновления, но зато вы получите больше возможностей управления этим слоем. К примеру, вы сможете изменить его систему координат.
- На ленте, на вкладке Вид в группе Окна щелкните Геообработка.
- На панели Геообработка найдите инструмент Копировать объекты. В результатах поиска щелкните инструмент Копировать объекты, чтобы открыть инструмент.
- Для Входных объектов выберите Arctic Sea Ice Extent. В поле Выходной класс объектов удалите имеющийся текст и введите IceExtent.
Вы смогли удалить путь, потому что по умолчанию все новые данные, создаваемые инструментами геообработки, сохраняются в базе геоданных проекта (Arctic sea ice extent.gdb).
Примечание:
Сообщение указывает, что во входных данных применен фильтр. Однако временной фильтр, вызвавший это сообщение, включает в себя все объекты слоя.
Вы убедитесь в том, что выходные данные инструмента Копировать объекты перепроецируются в систему координат карты.
- Выберите вкладку Параметры среды. Для Выходной системы координат выберите Текущая карта [Map].
Примечание:
Задание Выходной системы координат - то же самое, что запуск инструмента геообработки Проецировать после инструмента Копировать объекты.
- Щелкните Запустить.
Поскольку набор данных большой, выполнение инструмента может занять несколько минут. По окончании его работы слой IceExtent добавится на панель Содержание.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой мыши Arctic Sea Ice Extent и выберите Удалить.
Вы также удалите слои базовой карты, поскольку они не предназначены для отображения полярных областей. Вместо них вы позднее добавите другие фоновые слои.
- Удалите World Topographic Map и World Hillshade (или слои других базовых карт).
- На панели быстрого доступа щёлкните Сохранить, чтобы сохранить проект.
Изучение данных
Ваша цель — создать эффективную визуализацию этого набора данных, однако это трудно сделать, пока вы не изучите этот набор. Вам понадобится некоторое время для изучения его атрибутов, свойств и структуры, чтобы разработать нужные символы. Вы изучите таблицу атрибутов, создадите диаграмму и выберете значимое подмножество данных, на котором нужно сосредоточиться при визуализации.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой IceExtent и щелкните Таблица атрибутов.
Таблица атрибутов слоя появится в нижней части карты.
- Изучите поля в таблице атрибутов.
Поля Year и Month позволяют вам установить, что в этом слое содержится один объект за каждый месяц с ноября 1978 г. В полях Area и Extent содержатся значения в миллионах квадратных километров. Часто для понимания данных оказывается недостаточным названий полей, а требуется изучить сами данные. Вы нашли объяснение разницы между площадью и протяженностью ледового покрытия на веб-сайте Национального центра данных по снегу и льду. Протяженность льда включает любые области как минимум 15-процентного покрытия льдом. Протяженность применяется чаще, чем площадь, поскольку позволяет объяснить сложность различения открытой воды и талой воды на поверхности льда на спутниковых снимках.
Имя исходного слоя (Arctic Sea Ice Extent) говорит вам о том, что полигоны отображают поле Extent (протяженность), а не поле Area.
Примечание:
Вам также нужно изучить автоматически созданное поле Shape_Area. Значения в нем (в квадратных метрах, определяемые единицей системы координат) ближе к значениям в поле Extent, чем в поле Area, но не совсем совпадают и с ними. Если вы обратитесь к метаданным слоя, вы узнаете, что к исходным данным был применен алгоритм сглаживания, который объясняет разницу между значениями Shape_Area и Extent.
- Закройте таблицу атрибутов.
Вверху вида Карты находится бегунок времени, показывающий, что для этого слоя включено время. Анимация - хороший способ отображения этих данных, но вы создаете статическую карту, и эта опция вам не подходит. Вы отключите свойство времени.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой IceExtent и нажмите Свойства.
- Щелкните вкладку Время. В опции Время слоя выберите Нет времени.
- Нажмите OK.
Бегунок времени исчезнет.
В этом слое много перекрывающихся объектов — возможно, слишком много, чтобы они все были видны на одном изображении. Вам важно сфокусироваться на основной структуре данных. Теперь вы создадите диаграмму, которая позволит лучше понять эту структуру.
- Щелкните правой кнопкой IceExtent, наведите курсор на Построить диаграмму и выберите Диаграмма-график.
Появится пустой вид диаграммы и панель Свойства диаграммы.
- На панели Свойства диаграммы на вкладке Дата или число выберите Год.
- Для параметра Числовые поля щелкните Выбрать и отметьте Extent (million km2). Щелкните Применить.
Откроется диаграмма. Она отображает нисходящий тренд. В начале графика есть один значительный пик, и еще один пик в конце. Это связано с тем, что первый и последний годы не включают все месяцы.
Примечание:
Последний имеющийся в ваших данных месяц будет зависеть от того, когда вы скопировали его из слоя данных в реальном времени.
Чтобы получить более четкую картину, вы отобразите каждый месяц отдельной линией.
- На панели Свойства диаграммы для опции Разбить (дополнительно) выберите Месяц. Нажмите Да в предупреждении Свойства диаграммы.
Диаграмма теперь отображает 12 линий, и все они являются убывающими.
График показывает, что в феврале и марте площади льда всегда самые большие, а в сентябре (9) — самые маленькие. В сентябре заканчивается все летнее таяние, а зимнее замерзание еще не начинается.
Один из лучших способов рассказать историю большого набора данных — отобразить только небольшое его подмножество. Задача этого метода заключается в выборе значимого подмножества. На этой карте вы ограничитесь показом протяженности льда в сентябре. Сентябрь — самый важный для отображения месяц, поскольку он характеризуется наименьшей протяженностью и наиболее четко показывает приближение Северного Ледовитого океана к полному очищению ото льда. Сентябрь также может быть наиболее значимым месяцем для показа, поскольку только лед, который не тает до сентября, становится многолетним льдом, наиболее устойчивым к таянию. Меньшая протяженность ледяного покрытия в сентябре приводит к более слабому ледяному покрову зимой.
- На панели Содержание дважды щёлкните IceExtent, чтобы открыть окно Свойства слоя.
- Перейдите на вкладку Определяющий запрос и затем щелкните на кнопке Новый определяющий запрос.
- В запросе Где выберите Month. Оставьте во втором меню равно. В третьем меню выберите 9.
- Щелкните Применить, затем ОК.
Диаграмма будет отфильтрована и отобразит только линию 9.
Вы вернетесь к диаграмме позже. Сейчас вы ее закроете и займетесь картой.
- Закройте диаграмму и панель Свойства диаграммы.
Карта также фильтруется и отображает меньшую, более компактную группу объектов.
Назначение символов ледовым данным
Теперь, когда вы выбрали значимое подмножество набора данных (сентябрь), вы назначите символы, чтобы отобразить области, которые чаще или реже покрываются льдом.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой IceExtent и нажмите Символы.
Появится панель Символы. Для показа изменений во времени вы выберите градуированные символы.
- На панели Символы в разделе Основные символы выберите Градуированные цвета.
Карта отобразит данные за последний год, в котором та или иная область покрывалась льдом. Показанные желтым участки не покрывались льдом уже несколько десятилетий. Красные области в последние годы покрывались льдом. Такие символы подошли бы хорошо, если бы сокращение морского льда было устойчивым во времени явлением, но это не так: в некоторые последние годы льда было больше, чем в предыдущие. Такие наложения перекрывают значительную часть истории.
Вместо того чтобы отображать последний год, когда области были покрыты льдом, вы покажете, насколько часто была покрыта льдом каждая из этих областей. Можно определить это, используя инструмент Число перекрывающихся объектов.
- Под панелью Символы щелкните вкладку Геообработка, чтобы открыть панель Геообработка.
Подсказка:
Если вкладки Геообработка нет, щелкните на ленте вкладку Вид. В группе Окна щелкните Геообработка.
- Вверху панели Геообработка щёлкните дважды кнопку Назад, чтобы появилась панель поиска.
- Выполните поиск и откройте инструмент Число перекрывающихся объектов.
- В окошке Входные объекты выберите IceExtent. Для Выходного класса пространственных объектов введите IceExtent_Overlap.
Примечание:
Параметр Входные объекты информирует о том, что будет обработана только часть данных. Значение, которое вы видите, отражает количество лет, прошедших с момента начала измерения площади распространения морского льда. На изображении выше 43 объекта представляют результаты измерений распространения морского льда за 43 года. Поскольку набор данных по распространению морского льда в Арктике Arctic Sea Ice Extents обновляется ежегодно, в этой серии учебных пособий вы увидите большее число значений, например 44 или 45, с учетом измерений, добавленных в набор данных.
- Щелкните Запустить.
Инструмент может выполняться несколько минут.
- На панели Содержание снимите отметку рядом со слоем IceExtent, чтобы выключить его.
Новый слой показывает цветовые полосы. Белые области с краю были покрыты льдом в сентябре только спустя несколько лет после 1979 года. Темно-синие области в центре изображения почти всегда были покрыты льдом.
Вы выберете способ отображения, который может показать этот переход с помощью плавного градиента.
- На панели Содержание щелкните IceExtent_Overlap, чтобы выбрать этот слой. Откройте панель Символы.
Подсказка:
На панели Символы всегда отображаются свойства отображения для выбранного слоя.
- Для Основных символов выберите Неклассифицированные цвета. Убедитесь, что установлено Поле COUNT_.
Вверху панели Символы появится предупреждение. Оно говорит о том, что достигнут Максимальный размер выборки Для классификации данных используются не все записи. Это означает, что минимальное и максимальное значения, использованные для создания символов, могут быть неправильными. В легенде панели Содержание показана цветовая шкала в диапазоне от 1 до 6. Вы знаете, что существуют данные за более чем 40 лет, поэтому вы ожидаете, что максимальное число будет как минимум равным 40.
- Вверху панели Символы щелкните вкладку Расширенные свойства символов и разверните Размер выборки.
Максимальный размер выборки задан равным 10 000. Это значит, что выбраны будут только первые 10 000 записей вашего слоя. Вы измените это число на достаточно большое, чтобы охватить весь набор данных.
- На панели Содержание щелкните слой IceExtent_Overlap правой кнопкой, нажмите Выборка и Выбрать все.
Расположенная под видом Карты кнопка Приблизить к выбранным объектам говорит вам о том, что слой содержит более 50 000 объектов.
Примечание:
На вашей карте может быть другое число выбранных объектов. Это нормально, поскольку вы скачали данные в реальном времени в другой день.
- На панели Символы для Максимального размера выборки введите число, большее, чем количество выбранных объектов. Нажмите Enter.
Сообщение с предупреждением исчезнет. В легенде на панели Содержание теперь показано большее значение диапазона.
- Щелкните правой кнопкой мыши в любом месте карты и выберите Очистить.
- На панели Символы щелкните вкладку Основные символы.
Вы измените цветовую схему, чтобы области, все еще покрытые льдом, были белыми, а территории, где лед отступил и открылся океан, — синими.
- Над гистограммой щелкните кнопку Дополнительно и нажмите Обратить цветовую схему.
Вы, кроме того, уберете серый контур, мешающий изучению данных.
- Рядом с Шаблоном щелкните символ.
- Если это необходимо, щелкните вкладку Свойства и вкладку Символ. Измените значение Ширины линии на 0 пикселов.
- Щелкните Применить.
На карте показан плавный цветовой переход от белого к синему, имитирующий таяние льда.
Назначение символов базовым данным
Теперь вы добавите и настроите символы для базовых данных. Символы ваших тематических данных (в данном случае данных о распространении льда) будут четкими и понятными только в том случае, если фоновые данные дополнять и подчеркивать их. Вы выберите символы для базовых данных, которые визуально несколько заретушируют их по сравнению с тематическими данными: вы сделаете так, чтобы базовые данные отображались на фоне карты.
- Загрузите базу геоданных IceMapData и распакуйте в папку на вашем компьютере, например, на диск C:\.
Эта база геоданных содержит базовые данные для вашей карты. Это данные Esri и Natural Earth. Исходные данные для каждого слоя можно найти на страницах описания элементов.
- На ленте щелкните вкладку Карта. В группе Слой щёлкните Добавить данные.
- В окне Добавить данные найдите IceMapData.gdb. Щелкните ArcticCircle. Задержите клавишу Shift и щелкните на классе объектов NorthernMarineRegions, чтобы выбрать все классы объектов. Нажмите OK.
Четыре слоя добавятся на карту.
- На панели Содержание выключите слой NorthernMarineRegions.
Этим слоем вы позднее воспользуетесь для создания подписей.
- Щелкните символ для слоя Countries.
Появится панель Символы. Вы создадите для этого слоя пользовательский цвет.
- На вкладке Символ панели Символы щелкните меню Цвет и выберите Свойства цвета.
- Откроется окно Редактор цвета для Hex # введите код F8EBCE и нажмите Enter.
Предварительный просмотр Текущего цвета обновится и отобразит бледно-бежевый цвет. Вы сохраните этот цвет в своем избранном стиле, чтобы его можно было легко найти.
- Щелкните Сохранить цвет в стиль. В окне Сохранить цвет как для Имя наберите Land. Щелкните ОК и еще раз ОК.
- На панели Символы измените Ширину контура на 0 pt.
- Щелкните Применить.
- На панели Содержание щелкните символ для слоя ArcticCircle.
- На панели Символы щелкните вкладку Галерея. Найдите Только маркер и выберите символ пунктирной линии Только маркер.
Пунктирные линии часто используются на картах для обозначения воображаемых линий, в частности, границ (в отличие от видимых линий, например, дорог и рек). Затем вы выберете цвет, слабо контрастирующий с цветом земли. Это позволит быть уверенным в том, что линия ArcticCircle (Полярный круг) будет видна, но не будет слишком выделяться.
- Перейдите на вкладку Свойства. Для Цвета выберите Пыльный зеленый. (Задержите указатель над цветом, чтобы увидеть его название).
- Щелкните Применить.
- На панели Содержание щелкните правой кнопкой символ слоя Graticule. В Избранном щелкните Земля.
Линии сетки видны только на фоне океана, но не на фоне суши. Они хорошо смотрятся на белом фоне льда, сходясь на северном полюсе, но они слишком яркие на голубом фоне льда. Они отвлекают внимание от темы карты.
Вы будете использовать режим смешивания, чтобы линии были по-прежнему видны на фоне белых областей, но не видны на фоне синих.
- Выберите слой Graticule и щелкните на ленте вкладку Векторный слой. В группе Эффекты для Смешивания слоя выберите Затемнить.
Режим смешивания Затемнить позволяет быть уверенным в том, что слой будет рисоваться только поверх более светлых цветов.
Создание фонового слоя
Фон вашей карты белый, и может сливаться с белым цветом слоя льда. Вы создадите слой фона, отображающий океан.
- На ленте щелкните вкладку Вставить. В группе Шаблоны слоев щелкните кнопку разворачивания.
- Щелкните Полигональные примечания карты.
Новый слой добавится на панель Содержание. Он пустой. Вы добавите в этот слой новый объект.
- На ленте щелкните вкладку Редактирование. В группе Замыкание щелкните нижнюю часть кнопки Замыкание. Убедитесь, что переключатель Замыкание включен и кнопка Конечная точка замыкается на ближайшую начальную или конечную точку полилинии выделена синим.
- На ленте, в группе Объекты, щелкните Создать.
- На панели Создать объекты щелкните Полигональные примечания. Щелкните шаблон Круг.
- Щелкните на карте Северный полюс. При замыкании надпись будет выглядеть Graticule : Конечная точка, щелкните карту.
- Отдалитесь, пока вы не увидите весь мир целиком. Щелкните карту рядом с Антарктидой, не выходя за пределы круга карты.
- На ленте в группе Выборка щелкните Очистить. В группе Управление изменениями щелкните Сохранить. В окне Сохранить изменения щелкните Да.
- Закройте панель Создать объекты.
Примечание:
Можно изменить цвет фона карты в окне Свойства карты. Вместо этого вы создали новый слой, потому что он предлагает больше гибкости, которая пригодится позднее в уроке.
- На панели Содержание щелкните Полигональные примечания. Нажмите F2 на клавиатуре, чтобы сделать имя слоя доступным для редактирования. Переименуйте слой в Ocean.
- Если необходимо, разверните слой Ocean. Щелкните правой кнопкой символ слоя и выберите Свойства слоя.
Вы выберите более светлый бежевый цвет для океана. Это приведет к максимально низкому контрасту между сушей и океаном, что позволит снизить яркость обоих слоев и отображать их в качестве фоновой информации.
- В окне Редактор цвета задайте Прозрачность, равную 0 процентам. Для Hex # введите FBF4E5. Нажмите OK.
- На панели Содержание перетащите слой Countries поверх слоя Ocean. Перетащите IceExtent_Overlap поверх Countries. Убедитесь, что слои Graticule и ArcticCircle находятся вверху в списке слоев.
- Сохраните проект.
В этом руководстве вы нанесли на карту протяженность арктического морского льда для каждого сентября, начиная с 1979 года. Вы перепроецировали и изучили данные, выбрали подходящий для отображения поднабор данных и подобрали символы как для тематических, так и для базовых данных. В следующем руководстве вы улучшите символы, чтобы наилучшим образом передать историю сокращения арктического морского льда.
Все руководства этой серии можно найти в Создание карт в ArcGIS Pro. Дополнительные учебные руководства по картографии можно найти на странице Введение в картографию.
