Skip To Content

Сравнение дорог и обезлесения

На предыдущем уроке вы ознакомились с изучаемой территорией. На этом уроке вам предстоит выполнить анализ, чтобы подсчитать воздействие дорог на процесс обезлесения. Сначала надо добавить слой, показывающий экстент обезлесения. Затем вы определите процент обезлесенных земель на определенном расстоянии от дорог. Если найти связь между существующими дорогами и обезлесением, позже можно будет оценить, уничтожение какого количества лесов получится предотвратить, запретив строительство дороги.

Если вы не выполнили предыдущие уроки, начните этот модуль с загрузки пакета проекта.

Изучение обезлесения

Хоть вы уже рассматривали обезлесение на предыдущем уроке, теперь мы займемся более углубленным его изучением, чтобы понять закономерности этого явления в Рондонии. Сначала добавим слой, показывающий обезлесение в пределах штата.

  1. Если необходимо, откройте проект Amazon Deforestation в ArcGIS Pro.
  2. В нижней части панели Символы щелкните вкладку Каталог.

    Вкладка Каталог

    Вы можете переключаться между открытыми панелями, щелкая по соответствующим вкладкам.

    Примечание:

    Если закрыть панели Символы, вы всегда можете ее снова открыть, щелкнув символ любого слоя на панели Содержание.

  3. На панели Каталог разверните Базы данных, а затем раскройте базу данных Rondonia. Перетащите класс объектов Deforested_Area на панель Содержание ниже слоя дорог Roads.

    Слой Deforested Area будет добавлен на карту со случайно выбранными символами. Эти данные были получены со спутникового изображения при помощи техники классификации, идентифицирующей лесные районы и земли со сведенной растительностью.

  4. При необходимости увеличьте масштаб отображения карты, чтобы увидеть слой Deforested Area.

    Слой со сведенной растительностью

    Так как участки со сведенной растительностью идут очень близко вдоль дорог, этот слой плохо видно из-под слоя неофициальных дорог.

  5. Щелкните символ слоя Deforested Area. На панели Символы щелкните вкладку Свойства.
  6. Разверните меню Цвет и в нижней части окна щелкните Свойства цвета.

    Свойства цвета

    Откроется диалоговое окно Редактор цвета. Редактор цвета позволяет указывать цвета в различных цветовых моделях: RGB, HLS или HSV. Также вы можете изменить прозрачность выбранного цвета.

  7. В окно Гексагональный # вставьте код цвета E1E1F2 и щелкните OK.

    Кодовое значение цвета

    Слой со сведенной растительностью теперь показан светло-фиолетовым. Цвет хорошо выделяется на фоне уже добавленных на карту цветов. Но контуры цвета по умолчанию немного заслоняют сам слой, их лучше убрать.

  8. Измените цвет Контура на Нет цвета и щелкните Применить.

    Области сведенной растительности с пользовательским цветом

    Сплошная заливка слоя охватывает области со сведенной растительностью, которые видны на базовой карте. Чтобы видеть оба слоя одновременно, надо настроить прозрачность.

  9. На ленте щелкните контекстную вкладку Оформление.

    Контекстная вкладка Оформление

    Примечание:

    Если вкладку не видно, на панели Содержание щелкните Deforested Area, чтобы выбрать слой.

  10. В группе Эффекты измените прозрачность на 50 процентов.

    Прозрачность слоя Deforested Area

  11. На панели Содержание щелкните правой кнопкой Deforested Area и выберите Приблизить к слою.

    Приблизить к слою

    В этом слое только один объект. Это составной объект: он сформирован из множества не смежных элементов. Вырубка обычно происходит на небольших участках, а не на огромных просеках. При текущем масштабе карты подробно разглядеть обезлесение нелегко. Надо увеличить масштаб, но сначала создать закладку для текущего экстента. Через закладки можно быстро возвращаться к определенным экстентам карты.

  12. На ленте на вкладке Карта в группе Навигация щелкните Закладки.

    Новая закладка

  13. Щелкните Новая закладка. В окне Создать закладку введите Rondonia и щелкните OK.

    Если у вас есть закладка, то можно сколько угодно перемещаться по карте, и потом быстро вернуться к этому экстенту, чтобы видеть весь штат целиком.

  14. На ленте в группе Навигация убедитесь, что выбрана кнопка Исследовать.

    Кнопка Исследовать гарантирует, что когда вы рисуете область интереса, то приближаетесь к ее территории, а не выделяете.

  15. Удерживая нажатой клавишу Shift, прочертите прямоугольник вокруг северо-западного угла Рондонии.

    Приблизить к указанному экстенту

    Карта будет масштабирована до экстента этого прямоугольника. В увеличенном виде можно рассмотреть обезлесение более детально.

  16. На панели Содержание отключите слой Roads.

    Обезлесение нередко происходит на отдельных участках вдоль дорог.

    Рисунок обезлесения

    Как правило, небольшие полосы леса уничтожаются в процессе подсечно-огневого земледелия. При таком методе ведения сельского хозяйства фермеры вырубают и сжигают лес, чтобы разбить на его месте поля. Сожженная биомасса служит удобрением для культур, которые там выращиваются. Подобная методика ведения сельского хозяйства на протяжении многих столетий практиковалась по всему миру, в том числе и в Амазонии. В небольших масштабах подсечно-огневое земледелие может быть рациональным. Но при широком распространении огромные территории зачищаются в короткое время, и это необратимо нарушает экосистемы.

    Еще одна заметная особенность – нередко обезлесение заканчивается довольно резкой границей, как на этом примере:

    Рисунок обезлесения 2

    На этом примере границы совпадают с особо охраняемой природной территорией, где вырубка леса запрещена или очень сильно ограничена. Особо охраняемые природные территории здесь бывают двух типов: девственные леса и особо охраняемые леса. Классы пространственных объектов обоих типов находятся в скачанной базе геоданных. Можете добавить и получше рассмотреть оба класса, но для целей нашего проекта нужны лишь особо охраняемые леса.

  17. На ленте щелкните вкладку Карта. Щелкните Закладки и выберите Rondonia.
  18. С панели Каталог добавьте слой Protected_Forests ниже слоя Roads.

    Слой Protected Forests будет добавлен на карту со случайно выбранными символами. Так как это естественные леса, лучше показать их зеленым.

  19. На панели Содержание щелкните символ и измените цвет на HEX # 32936F.
  20. На вкладке Оформление измените прозрачность на 50 процентов.

    Слой особо охраняемых лесов с символами

    Похоже, что особо охраняемые леса эффективно сдерживают вырубку леса. Теперь, обнаружив один из эффективных факторов, сдерживающих обезлесение, изучим его причины. Ранее вы отключили слой Roads, так как густая дорожная сеть заслоняла все прочие слои карты. Давайте теперь получше рассмотрим дороги, чтобы понять как они связаны с обезлесением.

  21. Снова приблизьтесь к северо-западному углу штата Рондония и включите слой Roads.

    Обезлесение и дороги

  22. На ленте на вкладке Оформление в группе Эффекты щелкните Спрятать и убедитесь, что слой Roads выбран на панели Содержание.

    Когда вы задержите курсор на карте, он превратится в стрелочку.

  23. Щелкните на карте и подвигайте курсор вверх-вниз, чтобы включить-отключить видимость слоя дорог.

    Наблюдается прямая взаимосвязь между дорогами и просеками. На самом деле, 95% вырубленных лесов Амазонии находятся в пределах 5,5 километров от дорог. Дороги обеспечивают доступ в непроходимые дождевые леса и по ним удобно вывозить древесину. В отличие от соединяющих населенные пункты официальных дорог, неофициальные обеспечивают доступ в отдаленные части дождевых лесов и соединяют сельскохозяйственные угодья.

    Ваша цель – оценить, насколько сильное обезлесение может вызвать планируемая дорога, если разрешить ее строительство. Чтобы произвести такую оценку, сперва надо понять, насколько обезлесение связано с существующими дорогами.

Поиск обезлесения возле существующих дорог

Перед тем, как начать анализ, надо выбрать пробную площадку в пределах существующей дорожной сети. Дорожная сеть весьма массивна, в ней более двадцати тысяч пространственных объектов. Если анализировать ее целиком, это займет очень много времени. Выбор пробной площадки может слегка изменить результаты, но не очень сильно.

  1. На панели Содержание отключите все слои, кроме Roads и базовой карты Изображения.
    Примечание:

    Чтобы быстро отключить или включить все слои, удерживайте нажатой клавишу Ctrl и щелкните окошко для отметки одного из слоев.

  2. На ленте во вкладке Карта в группе Выборка щелкните Выбрать и прочертите прямоугольник вокруг северо-западной части штата.

    Выборка в северо-западной части штата

    Примечание:

    Вам не обязательно выбирать точно так же, как на рисунке.

    Попавшие в рамку объекты теперь выбраны на карте. Некоторые дороги выходят за пределы территории выборки. Если в области выборки оказалась лишь часть пространственного объекта, то выбирается он весь.

    Выбранные объекты

    Теперь у вас есть выборка дорог для образца и можно приступать к выполнению анализа этого образца. Чтобы сделать это, вы будете использовать инструмент Буфер. Инструмент Буфер создает отступ от входных объектов на указанном расстоянии. На основании данных по обезлесиванию, вы можете подсчитать, что лес сводится в основном на расстоянии 5,5 км от дорог, поэтому надо построить полигональный объект, представляющий эту область.

  3. Щёлкните вкладку Анализ на ленте. В группе Геообработка щелкните Инструменты.

    Инструменты Геообработки

    Откроется панель Геообработка. Появится настраиваемый вид избранных инструментов. Как и в Галерее на панели Символы, это наиболее часто используемые инструменты.

  4. На панели Геообработка под Избранные щелкните Буфер (Анализ).

    Буфер

    Параметры инструмента Буфер появятся на панели Геообработка. На панели инструмента можно установить входной набор данных и несколько параметров, которые нужны для запуска данного инструмента. Один из параметров определяет буферное расстояние, то есть насколько далеко от входных объектов простирается буфер. Вы уже знаете, что 95% вырубок Амазонии находятся в пределах 5,5 км от дорог. Это подходящее расстояние для вашего буфера, так как дальше этого расстояния рубка лесов обычно не ведется.

  5. В опции Входные объекты выберите Roads, а в опции Выходной класс объектов, убедитесь, что подставилось название Roads_Buffer.

    Буферизация входных объектов

    Примечание:

    При запуске инструмента геообработки применительно к слою с выбранными объектами, инструмент будет обрабатывать лишь эти выбранные объекты.

  6. В опции Расстояние введите 5,5 и измените Линейные единицы измерения на Километры.

    Осталось еще изменить параметр Тип слияния. По умолчанию, инструмент Буфер создает по буферу для каждого объекта входного слоя. Так как в выборке слоя Roads очень много объектов и они тесно расположены, инструмент Буфер может построить огромное количество перекрывающихся пространственных объектов. Если изменить параметр Тип слияния, он построит в качестве выходных данных лишь один пространственный объект.

  7. В параметре Тип слияния выберите Слияние всех выходных объектов в один пространственный объект.
    Примечание:

    Если вы не знаете, что делает какой параметр и какой лучше выбрать, наведите курсор на параметр и щелкните появившуюся кнопку с информацией.

  8. Оставьте все остальное по умолчанию и щелкните Запустить.

    Запустить инструмент Буфер

    По завершении работы инструмента новый слой добавится на панель Содержание.

  9. На панели Содержание перетащите слой Roads_Buffer ниже Deforested Area.

    Буфер выборки

    Значительная часть буфера перекрывает слой Deforested Area, хоть и не полностью. В северо-западной части буфера довольно много участков, на которых лес еще остался.

    Чтобы вычислить долю вырубок в пределах буферной зоны, потребуется слой обезлесения в пределах буфера. Такой слой можно создать при помощи инструмента геообработки Вырезание. Этот инструмент вырезает экстент одного слоя по границам объектов другого слоя.

  10. На ленте в группе Выборка щелкните Очистить.

    Выборка с дорог снимется.

  11. На панели Геообработка щелкните кнопку Назад.
  12. Найдите инструмент Вырезание и выберите Вырезание (Анализ).

    Вырезать

  13. Для Входных объектов выберите Deforested Area. В окошке Входные объекты выберите Roads_Buffer.
  14. В опции Выходной класс объектов убедитесь, что Deforested_Area_Clip сохранится в базе геоданных по умолчанию и щелкните Запустить.

    Запустить инструмент Вырезание

    После окончания работы инструмента на карту будет добавлен новый слой.

    Вырезанный слой Deforested Area

Вычисление процента обезлесенной территории вокруг дорог

Вы создали два слоя. Один представляет области на расстоянии 5,5 км от дорог в пределах пробной площадки. Другой – вырубки в пределах этой буферной зоны. Теперь надо вычислить долю вырубок в пределах буферной зоны. Чтобы это сделать, надо вычислить новое атрибутивное поле.

  1. На панели Содержание щелкните правой кнопкой слой Deforested_Area_Clip и выберите Таблица атрибутов.

    Откроется Таблица атрибутов

    Откроется таблица атрибутов. В этой таблице показаны данные или атрибуты, связанные с пространственными объектами. У слоя Deforested_Area_Clip два геометрических поля, которые автоматически создаются вместе со всеми новыми полигональными классами пространственных объектов: Shape_Length (длина периметра) и Shape_Area (площадь).

  2. Щелкните значение Shape_Area, чтобы выбрать, и нажмите Ctrl+C, чтобы скопировать.

    Скопировать значение площади

    Единицы измерения в таблице не указаны, но они есть в информации о системе координат слоя. Проекция данных South America Albers Equal Area. Выходные слои, создаваемые инструментами геообработки, используют такую же проекцию, как у входных данных. Под названием проекции приводится техническая информация о проекции, в том числе линейная единица (единица измерения, используемая проекцией). У проекции South America Albers Линейная единица – метры. Таким образом, в поле Shape_Area атрибутивная информация указана в квадратных метрах.

    Примечание:

    У вас площадь может немного отличаться, в зависимости от того, какую выборку вы сделали для процесса буферизации.

  3. На панели Содержание щелкните правой кнопкой слой Roads_Buffer и откройте таблицу атрибутов.
  4. Рядом с Поле щелкните Добавить.

    Добавьте новое поле

    Откроется таблица Поля. В этой таблице можно редактировать имена, псевдонимы, типы данных и прочие характеристики полей.

  5. В нижней части таблицы Поля щелкните выделенное новое поле и назовите его Percent_Deforested.
  6. В опции Псевдоним введите Percent Deforested, а для Типа данных выберите Double.

    Название нового поля

    Тип поля определяет формат значений, которые могут храниться в поле. Тип Double (двойной точности) позволяет хранить числа с десятичными знаками. Псевдоним позволяет дать полю более понятное читаемое название. Имя поля может содержать только буквы, цифры и знаки подчеркивания. Псевдонимы могут подержать и другие символы. Псевдоним поля отображается в таблице и на панели Содержание, а реальное название хранится в данных.

  7. На ленте на вкладке Поля в группе Изменить щелкните Сохранить.

    Сохранить новое поле

  8. Закройте таблицу Поля.
  9. В таблице Roads_Buffer щелкните правой кнопкой Percent Deforested и выберите Вычислить поле.

    Вычислить поле

    Откроется инструмент Вычислить поле на панели Геообработка. Инструмент Вычислить поле похож на окно Выбрать по атрибуту; там тоже есть готовые опции для построения выражения. Там есть стандартные математические выражения и функции, а также поля из таблицы атрибутов, из которых можно собрать выражение.

    Чтобы найти процентное соотношение, надо разделить площадь из слоя Deforested_Area_Clip на площадь из слоя Roads_Buffer и умножить результат на 100. Выражение для эти данных выглядит так:

    14952120745.454967/!Shape_Area!*100

  10. В окне Percent_Deforested= вставьте число, которое вы скопировали из Deforested_Area_Clip.

    Вставьте значение обезлесенных территорий в пределах вырезанного района

  11. В списке операций щелкните символ деления. В списке Поля дважды щелкните Shape_Area.
  12. Щелкните кнопку умножения и введите 100. Щёлкните Запустить.

    Выражение Percent Deforested

    Примечание:

    Первое значение площади может отличаться, в зависимости от того, какая была выбрана площадь.

    По завершении вычисления возвращенное значение добавится в таблицу Roads_Buffer. На основании значений из пробной площадки получилось около 48%. У вас значение может отличаться, вероятно не более, чем на пару процентов.

    Процент обезлесения

    Теперь вы знаете долю обезлесенной территории на расстоянии 5,5 км от дорог. Если на пробной площадке построить еще одну дорогу, можно прогнозировать, что на расстоянии 5,5 км от этой дороги будет вырублена примерно такая же доля лесов.

    Теперь у вас есть это значение, и слой Deforested_Area_Clip более не нужен. Давайте удалим его из карты. Слой Roads_Buffer оставим, так как у него в атрибутивной таблице нужное значение процентов, но отображение слоя можно отключить.

  13. Закройте таблицы атрибутов для Roads_Buffer и Deforested_Area_Clip.
  14. На панели Содержание отключите слой Roads_Buffer. Щелкните правой кнопкой Deforested_Area_Clip и выберите Удалить.

    Удалить слой

    Слой удален с карты. Он все еще хранится в базе геоданных Rondonia и при необходимости может быть снова добавлен на карту.

  15. Вернитесь к закладке Rondonia и сохраните проект.

На этом уроке вы вычислили взаимосвязь дорожной сети и обезлесивания в штате Рондония. На следующем уроке вы на основании этих процентов подсчитаете, каково может быть влияние планируемой дороги.