Skip To Content

Прогнозирование влияния предполагаемой дороги

На предыдущем уроке вы вычислили процент обезлесенных территорий на расстоянии 5,5 км от дорог. На этом уроке проценты понадобятся для прогнозирования, сколько квадратных километров будет вырублено, если построить планируемую дорогу. Сначала надо оцифровать (нарисовать) новую дорогу по изображению. Затем вы построите буферную область вокруг этой дороги и оцените предполагаемую площадь вырубок на основании таблицы атрибутов буферной области.

Добавление изображения планируемой дороги на карту

Планируемой дороги нет в слое дорог, так как в нем содержатся только существующие дороги. Надо добавить изображение планируемой дороги на карту и построить по нему новый пространственный объект. Изображение берется из базы геоданных Rondônia, где оно хранится как набор растровых данных. Набор растровых данных – это изображение, состоящее из ячеек или пикселов. Базовая карта спутниковых изображений в документе карты – это тоже растровое изображение. Все остальные данные на карте векторные.

  1. Если надо, откройте документ карты Amazon Deforestation.
  2. Перетащите слой Proposed_Road из базы геоданных Rondônia в таблицу содержания, ниже слоя Deforested Area.

    Планируемая дорога в Таблице содержания

    Вместо символов у слоя Proposed_Road три цветовых канала. Эти каналы определяют цвет каждого пиксела в матрице изображения.

  3. Отключите на карте все слои, кроме Proposed_Road и базовой карты. Щёлкните правой кнопкой мыши в таблице содержания слой Proposed_Road и воспользуйтесь командой Приблизить к слою.

    Приблизить к слою

    Карта будет масштабирована до экстента слоя.

    Изображение проектируемой дороги

    На изображении показана топографическая карта района с такими объектами, как государственные границы, некоторые существующие дороги, горы и реки. Планируемая дорога нарисована жирной линией посередине изображения.

  4. Включите слои: Cities, Official Roads и Protected Forests.

    Планируемая дорога в контексте

    Планируемая дорога соединяет две официальные дороги; недалеко от начала и конца дороги расположены два крупных города. Названия городов можно получить при помощи инструмента Идентифицировать, или просто временно включив надписи слоя.

  5. В Таблице содержания, щелкните правой кнопкой мыши слой Cities и выберите Надписать объекты.

    Каждый город на карте подписан своим именем. Судя по надписям, дорога должна соединить города Гуажара-Мирин на западе и Кампо Ново де Рондония на востоке. Дорога также пересекает две особо охраняемые природные территории (ООПТ) – государственный парк Гуаджара-Мирин и резерват Рио Оуро Прето. Строительство дороги запрещено, так как она бы прошла через эти ООПТ.

  6. Щёлкните правой кнопкой слой Cities ещё раз и выберите Надписать объекты, чтобы отключить надписи.
  7. Включите слой Roads.

    Некоторые части этой дороги, особенно на концах, совпадают с существующими неофициальными дорогами. При оцифровке новой дороги можно будет выполнить трассировку этих совпадающих участков.

  8. В главном меню ArcMap выберите Закладки. Создайте закладку Proposed Road.

Создание нового класса объектов

На основании изображения надо будет оцифровать планируемую дорогу как пространственный объект. Можно это сделать в одном из имеющихся слоёв дорог, но в этом случае к реальным данным добавится дорога, которая не существует. Лучше создать новый класс пространственных объектов.

  1. В дереве Каталога щелкните правой кнопкой мыши на базе геоданных Rondônia, выберите пункт контекстного меню Новый, затем Класс пространственных объектов.

    Новый класс пространственных объектов

    Откроется диалоговое окно Новый класс пространственных объектов.

  2. В качестве имени введите Planned_Road (с нижним подчёркиванием). Введите псевдонимPlanned Road (без подчёркивания, можно по-русски).

    В базе геоданных Rondônia не может быть двух объектов с одинаковыми названиями, поэтому мы назвали его Planned Road, а не Proposed Road.

  3. В параметре Тип выберите Линия.

    Имя, псевдоним и тип

  4. Внизу окна Новый класс пространственных объектов щелкните Далее.

    Теперь надо указать систему координат класса пространственных объектов. При помощи системы координат задаются местоположения и единицы измерения географических объектов на карте. Системы координат будут обсуждаться в этом проекте позже. Сейчас мы просто используем такую же систему координат, как у остальных слоёв карты – её можно быстро выбрать из списка.

  5. В списке системы координат разверните папку Слои. Выберите South America Albers Equal Area Conic.

    Проекция

    Подсказка:

    Можно проверить, какие слои находятся в определённой проекции, щёлкнув плюс возле имени проекции. Проекция South America Albers Equal Area Conic используется всеми слоями, кроме базовой карты, которая использует проекцию WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere).

  6. Щелкните Далее.

    На следующей панели диалогового окна Новый класс пространственных объектов надо указать допуск XY. Этот параметр определяет, насколько близко должны быть расположены две координаты, чтобы можно было рассматривать их как совпадающие. Можно оставить значение по умолчанию.

  7. Щелкните Далее.

    Следующий параметр задаёт конфигурацию хранения в базе данных. Не обращайте внимание на этот параметр.

  8. Щелкните Далее.

    И наконец, надо добавить атрибутивные поля. У класса пространственных объектов Planned_Road должны быть такие же атрибутивные поля, как у существующего класса Roads. Хотя можно вручную создать поля, указав их названия и типы данных, также можно импортировать готовые атрибуты из существующего класса.

  9. Щелкните кнопку Импорт.
  10. В обзорном окне перейдите к базе геоданных Rondônia. Щелкните на классе объектов Roads и нажмите кнопку Добавить.

    Список полей заполнится полями из класса Roads: Name и Status.

    Атрибутивные поля

  11. Щелкните Готово.

    Класс пространственных объектов Planned_Road появится в базе геоданных Rondônia и добавится на карту в виде слоя. Сейчас в нём нет пространственных объектов.

Оцифровка планируемой дороги

Чтобы добавить пространственный объект планируемой дороги, вы будете использовать изображение в качестве подложки и трассировать участки неофициальных дорог, совпадающих с планируемой дорогой. Чтобы начать оцифровывать объект, надо открыть сеанс редактирования.

  1. Щёлкните правой кнопкой мыши в таблице содержания на слое Planned Road и выберите Редактировать объекты и Начать редактирование.

    Начать редактирование

    Начнётся сеанс редактирования и включится панель инструментов Редактор, на которой есть несколько опций редактирования. По умолчанию активен инструмент Редактировать. Этот инструмент выбирает или перемещает объекты во всех слоях, доступных для редактирования. Этот инструмент полезен, если надо изменить существующие объекты, но новых объектов он не создаёт.

    Подсказка:

    Любую панель инструментов можно перетаскивать мышкой в окне ArcMap. Если перетащить в верхнюю часть окна, панель инструментов там прикрепится.

  2. На панели инструментов Редактор нажмите Создать объекты.

    Инструмент Создать объекты

  3. В окне Создать объекты щелкните шаблон Planned Road.

    Окно Создать объекты

    Курсор примет форму перекрестия, позволяя рисовать объекты. Перед тем, как начать, изучим некоторые возможности рисования.

  4. Наведите курсор на какой-нибудь пространственный объект на карте (никуда не нажимайте).

    Замыкание

    Курсор "притягивается" к объектам. Такое поведение называется замыканием. Замыкание помогает размещать пространственные объекты рядом друг с другом. Но иногда это мешает, если объекты расположены близко, но не должны соприкасаться. Так как планируемая дорога соединяется со слоями официальных дорог, дорог и городов, замыкание будет полезно. Но вы отключите все остальные слои, чтобы случайно не замкнуться на них в процессе оцифровки.

    Примечание:

    Если замыкание не включилось по умолчанию, включите панель инструментов Замыкание, щёлкнув Настройка – Панели инструментов – Замыкание. На панели инструментов Замыкание щёлкните Замыкание – Использовать замыкание.

  5. Отключите слой Protected Forests.

    Сейчас на карте должны быть видимыми только слой базовой карты, изображение, слой городов и три слоя дорог.

  6. На панели инструментов Редактор возьмите инструмент Трассировка.

    Инструмент Трассировка

    Инструмент Трассировка повторяет существующий объект; это удобно в тех местах, где планируемая дорога совпадает с участками существующих дорог.

  7. При помощи колёсика мышки приблизьтесь к левой части планируемой дороги.
    Подсказка:

    Если использовать инструмент Увеличить, снимется выборка с шаблона Planned Road и инструмента Трассировка. Можно использовать клавиши быстрого доступа, чтобы переключать активные инструменты, а не выбирать их на панели. Если нажать клавишу С, активным становится инструмент Переместить. Одновременно нажатые клавиши C и Shift временно переключают на инструмент Увеличить, позволяя прочертить на карте рамочку для увеличения. Когда вы отпустите C и Shift, инструмент Трассировка снова станет активным.

  8. Убедитесь, что у вас активен инструмент Трассировка, и щёлкните на левом окончании планируемой дороги, замкнувшись на месте соприкасания с официальной дорогой.

    Замкнуть на дорогу

    Когда вы щёлкните конечную точку, курсор немедленно начнёт трассировку вдоль тех существующих объектов, возле которых вы его задержали.

  9. Трассируйте неофициальную дорогу, совпадающую с планируемой дорогой на изображении.
    Подсказка:

    Дойдя до границы экстента карты, нажмите и не отпускайте клавишу C, чтобы активизировать инструментПереместить, перетащите карту вправо, а затем отпустите C, чтобы вернуться к трассировке.

    Трассировка дороги

  10. Когда дойдёте до конца неофициальной дороги, совпадающей с планируемой дорогой, щёлкните в этом месте, чтобы завершить трассировку.

    Конечная точка неофициальной дороги

    Как только щёлкните, на карте появится пространственный объект с символом слоя Planned Road. Зелёные квадратики означают вершины, а красные – конечную точку.

    Вершины дороги

    Следующая часть дороги не совпадает с существующими объектами. Эту часть надо будет нарисовать при помощи инструмента Прямой сегмент.

  11. Щелкните на инструменте Прямой сегмент на панели инструментов Редактор.

    Инструмент Прямой сегмент

    Курсор примет вид крестика, соединённого линией с конечной точкой.

  12. Щёлкните на следующем изгибе дороги, чтобы добавить вершину.
    Подсказка:

    Если курсор замыкается на соседней неофициальной дороге во время добавления вершины, замыкание можно временно отключить, если удерживать клавишу Пробел.

    Добавить сегмент

    Новая вершина будет добавлена, а конечная точка (красный квадратик) окажется в том месте, где вы только что щёлкнули.

    Новый сегмент

  13. Используйте инструмент Прямой сегмент, чтобы нарисовать следующую часть планируемой дороги, разместив по вершине на каждом повороте дороги. Разместите последнюю вершину там, где планируемая дорога соединяется с неофициальной дорогой.

    Конечная точка сегмента

    При оцифровке последнего сегмента планируемой дороги надо будет выполнить трассировку вдоль существующего объекта.

  14. Щелкните инструмент Трассировка. Щёлкните на последней добавленной вершине на карте, а затем трассируйте до правой конечной точки планируемой дороги, где она соединяется с официальной дорогой.

    Правая конечная точка

  15. Дважды щелкните на конечной точке, чтобы завершить объект.

    Пространственный объект предполагаемой дороги будет выбран, а вершины исчезнут.

  16. Вернитесь к закладке Proposed Road и убедитесь, что дорога оцифрована по всей длине.

    Оцифрованная дорога

    Если вы удовлетворены полученным результатом, можете сохранить изменения. Пока изменения не сохранены, всё редактирование можно отменять до конца сеанса работы или выхода из ArcMap. Даже если вы сохраните документ карты, редактирование остаётся несохраненным.

    Подсказка:

    Если вам не нравится получившаяся форма дороги, можно или завершить сеанс редактирования без сохранения изменений, или редактировать отдельные вершины дороги при помощи инструмента Редактировать вершины, который находится на панели инструментов Редактор.

  17. Щелкните Редактор на панели инструментов Редактор и выберите Сохранить изменения.

    Сохранить изменения

    Пока не завершайте редактирование. В этом сеансе редактирования надо будет сделать кое-что ещё.

  18. Закройте окно Создать объекты. В таблице содержания, удалите слой Proposed_Road.
  19. На панели Инструменты щелкните на кнопке Очистить выбранные объекты.

Добавление символов и атрибутивных данных к планируемой дороге

Планируемая дорога оцифрована, но использует символы по умолчанию слоя Planned Road; это тонкая линия, которую плохо видно на карте. Кроме того, когда вы добавили атрибутивные поля в процессе создания класса пространственных объектов, в этих полях не было атрибутивных данных.

  1. В таблице содержания перетащите слой Planned Road ниже слоя Official Roads.

    Изменен порядок в таблице содержания

  2. Дважды щелкните слой Planned Road, чтобы открыть диалоговое окно Свойства слоя. Выберите вкладку Символы.

    Надо подобрать для планируемой дороги символы, схожие с символами существующих дорог, но немного отличающиеся от них и привлекающие внимание. Вы импортируете символы из слоя Official Roads и немного их измените.

  3. В правом верхнем углу вкладки Символы щёлкните Импорт.

    Импорт символов

  4. Убедитесь, что в диалоговом окне Импорт символов выбран слой Official Roads, и щёлкните OK.

    На кнопке Символ появится оранжевая линия. Единственное что надо сделать, это изменить цвет.

  5. Щелкните кнопку Символ.

    Символ

  6. В окне Выбор символа, измените цвет Текущего символа на Вишневая кола.

    Вишневая кола

  7. Щелкните ОК. В диалоговом окне Свойства слоя щёлкните OK.

    Дорога с символом

    Теперь надо добавить атрибутивные данные для пространственного объекта планируемой дороги.

  8. В Таблице содержания щелкните правой кнопкой мыши на слое Planned Road и выберите Открыть таблицу атрибутов.

    Таблица атрибутов

    Оцифрованная дорога – единственный пространственный объект слоя. Кроме полей OBJECTID, SHAPE и SHAPE_Length, там есть поля Name и Status. В них нет атрибутивных данных.

    Если вы находитесь в сеансе редактирования, можно редактировать непосредственно саму таблицу атрибутов. Сеанс редактирования должен был остаться открытым после предыдущего раздела. Если вы его успели закрыть, откройте сеанс редактирования на панели Редактор.

  9. В таблице атрибутов дважды щёлкните значение <Null> в поле Name, чтобы его редактировать. Введите BR 421 и нажмите Enter.

    Имя поля

    На самом деле, BR 421 – это название существующей автострады, ведущей в крупный муниципалитет Арикемис в Рондонии. Планируемая дорога должна была продлить эту автостраду на запад штата.

  10. В поле Status дважды щёлкните значение <Null> и введите Proposed. Нажмите Enter.

    Поле Status

  11. Щелкните Редактор на панели инструментов Редактор и выберите Сохранить изменения.
  12. Щелкните Редактор ещё раз и щелкните Завершить редактирование.
  13. Закройте таблицу атрибутов.

Вычисление прогнозируемой площади вырубок вокруг дороги

Теперь надо оценить, к какому обезлесению может привести строительство дороги. На предыдущем уроке вы вычислили процент обезлесенных территорий на расстоянии 5,5 км от существующих выбранных дорог. Чтобы подсчитать общую площадь (не проценты) возможных вырубок вокруг планируемой дороги, надо построить буферную зону также шириной 5,5 км вокруг слоя Planned Road, и умножить площадь этого буфера на процент обезлесения, вычисленный для существующих дорог. Также надо будет вычесть площадь имеющихся вырубок, чтобы не включать их в общую сумму.

  1. В главном меню ArcMap щелкните Геообработка и выберите Буфер.
  2. В окошке Входные объекты выберите Planned Road. Под опцией Выходной класс пространственных объектов убедитесь, что выходные данные сохранятся в базе геоданных Rondônia с названием Planned_Road_Buffer.

    Входные данные буфера

  3. В окошке Расстояние введите 5500 (метры) или 5.5 (километры).
  4. Щелкните ОК.

    Инструмент запустится и буфер добавится на карту.

    Планируемая дорога, буфер

    Слой Planned_Road_Buffer охватывает некоторые районы, где уже имеют место дороги и вырубки, но об этом сложно судить, так как он загораживает все расположенные под ним слои.

  5. В таблице содержания перетащите слой Planned_Road_Buffer ниже слоя Deforested Area.
  6. Включите слой Deforested Area и сравните с уже существующими в пределах буфера вырубками.
    Подсказка:

    Если поверх буфера плохо видно слой Deforested Area, измените символы буферного слоя на более тёмные.

    Вырубки вокруг планируемой дороги

    В некоторых районах вырубки уже есть. Уже обезлесенные территории в свой анализ включать не надо. Вы удалите имеющиеся вырубки при помощи инструмента Стирание. Этот инструмент убирает части одного слоя, которые перекрываются с другим слоем.

    Инструмента Стирание нет в меню Геообработка. Но его можно найти.

  7. В главном меню ArcMap щелкните Геообработка и выберите Поиск инструментов.

    Поиск инструментов

    Откроется окно Поиска.

    Примечание:

    Если раньше вы не пользовались окном Поиск, оно должно появиться поверх окна Каталога. Вы можете вернуться в окно Каталога, если закроете окно Поиск, или при помощи вкладок в нижней части окна. Точно так же, как окна Каталог и Создать объекты, окно Поиск можно перетаскивать мышкой или прикреплять где угодно в окне приложения ArcMap.

  8. Введите в поле поиска в верхней части окна ПоискСтирание и нажмите клавишу Enter. Щелкните на результате с названием Стирание (Анализ).

    Поиск Стирания

    Откроется диалоговое окно Стирание.

  9. В окошке Входные объекты выберите Planned_Road_Buffer. В качестве Стирающих объектов установите Deforested Area.

    Входные данные Стирания

    Этот инструмент берёт Входные объекты и удаляет из них области, которые перекрываются со Стирающими объектами. В данном случае он удалит из буфера области, которые уже подверглись обезлесению.

  10. Убедитесь, что Выходной класс пространственных объектов сохранится в базе геоданных Rondônia. Замените выходное имя по умолчанию Planned_Road_Buffer_Erase на Erased_Buffer.

    Выходные данные Стирания

  11. Щелкните ОК.

    Инструмент запустится и слой добавится на карту.

    Буферный слой после стирания

    Слой Erased_Buffer представляет собой один пространственный объект сложной формы. Чтобы понять, какая его часть может лишиться леса, надо умножить его площадь на полученное ранее значение процентов. Это значение хранится в таблице атрибутов слоя Roads_Buffer.

  12. В Таблице содержания щелкните правой кнопкой мыши слой Roads_Buffer и выберите Открыть таблицу атрибутов.
  13. Щелкните правой кнопкой на значении поля Percent Deforested и выберите Копировать.

    Копировать атрибутивные данные.

  14. Откройте таблицу атрибутов слоя Erased Buffer.

    Таблица атрибутов слоя Erased Buffer

    Для оценки обезлесения в буферной области вокруг планируемой дороги надо добавить новое поле. Затем вы умножите общую площадь на скопированное значение процентов. Также надо пересчитать площадь из квадратных метров в квадратные километры, так как они лучше больше подходят для таких измерений.

  15. На панели инструментов таблицы щелкните на кнопке Опции таблицы и выберите Добавить поле.
  16. В окне Добавить поле в качестве Имени введите Potential_Deforestation. В параметре Тип выберите Double. Введите ПсевдонимPotential Deforestation (sq. km).

    Добавить поле

  17. Щелкните ОК.

    Поле появится в таблице атрибутов. Далее с помощью Калькулятора поля надо оценить площадь обезлесения в квадратных километрах.

  18. Щёлкните правой кнопкой мыши имя поля Potential Deforestation (sq. km) и выберите Калькулятор поля. Когда появится предупреждение о сеансе редактирования, щёлкните Да, чтобы продолжить.

    Откроется Калькулятор поля. Выражение для этого поля более сложное, так как надо ещё и пересчитать квадратные метры поля SHAPE_Area в квадратные километры. В одном километре тысяча метров, соответственно в одном квадратном километре миллион метров.

  19. В разделе Полядважды щёлкните SHAPE_Area, чтобы добавить его в окно выражения в Калькуляторе поля. Щёлкните символ деления и введите 1000000.

    Конвертация единиц измерения

  20. Заключите выражение в скобки. После скобок добавьте знак умножения и вставьте скопированное значение процентов.

    Умножение площади на проценты

    Выражение всё ещё в процентах; надо разделить проценты на 100.

  21. После значения процентов добавьте знак деления и введите 100. Эту часть выражения тоже заключите в скобки.

    Окончательное выражение

  22. Щелкните ОК.

    Потенциальное обезлесение

    Согласно результатам данного анализа, удалось сохранить около 623 квадратных километров лесов, запретив строительство дороги. У вас может получиться немного другое значение.

  23. Закройте таблицу атрибутов, вернитесь к закладке Rondônia и сохраните карту.

Хотя ваше значение может слегка отличаться от нашего примера, общую суть это не меняет. Если построить планируемую дорогу, будет вырублено несколько сотен квадратных километров, в основном девственных дождевых лесов. Помимо просеки вдоль этой дороги, ещё больше природных лесов будет потеряно за счёт сооружения ответвлений неофициальных дорог, а также превращения окружающих территорий в частные землевладения.

Данный анализ дал прогноз последствий возникновения дороги, которой никогда не существовало. Использованный для данного анализа процесс можно переносить и на другие части Амазонии, чтобы прогнозировать влияние строительства других дорог. Не все дороги в итоге запрещают, поэтому очень важно понимать, какое произойдёт обезлесение, так как это служит ключевой информацией при выборе компромисса между требованиями экономики и экологии.

На анализ могут повлиять дополнительные вопросы. Например, есть ли разница между вырубками вокруг официальных и неофициальных дорог? Вносят ли вклад дополнительные факторы, например рельеф или статус особо охраняемых природных территорий? Если выбрать другую пробную площадку, как это повлияет на результаты анализа? Для ответа на все эти вопросы вы теперь сами можете использовать ArcMap.

На этом уроке вы прогнозировали территории вырубки лесов вокруг планируемой дороги. На следующем уроке вы оформите свои результаты в виде печатной карты, которую можно сохранить и опубликовать.