Создание карты
Сначала вы создадите карту в ArcGIS Pro. Необходимо создать проект, в котором будет находиться карта и все нужные инструменты. Затем вы найдёте в сети Интернет данные для Венеции и добавите их на карту. В конце урока вы изучите данные с помощью инструментов перемещения и закладок.
Запуск проекта
Перед тем как создать карту, надо сначала создать проект. В проекте находятся карты, базы данных, наборы инструментов, стили и прочие папки, которые могут пригодиться при создании 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.
Когда вы открываете ArcGIS Pro, вам предоставляется возможность создать новый проект или открыть существующий. Если вы уже создавали проект, вы увидите список последних проектов.
- Под Новым проектом щелкните Карта.
Шаблон Карта создает в проекте 2D-карту, что позволит быстро начать работу. Вы можете добавлять в проект и 3D-карты, даже если вы начали работу с шаблоном 2D-карты. Опции Каталог и Начать без шаблона открывают проект без карт, и вы можете добавить в него любую карту или сцену (шаблон Каталог начинается с вида Каталог, который открывается по умолчанию). Шаблоны сцен создают проекты с 3D-картами.
- В окне Создать новый проект измените название на Venice Acqua Alta.
По умолчанию проект сохраняется в папке ArcGIS, расположенной в директории Документы (Documents) на диске С. Чтобы сохранить проект в другом месте, укажите нужную папку.
- Нажмите OK.
Проект откроется с видом карты.
Добавление данных на карту
Для изучения географии Венеции потребуются данные. Данные можно добавлять различными способами, но в этом руководстве мы добавим данных из пакета слоев. В одном файле пакета слоёв хранится несколько слоёв с данными, что позволяет добавить сразу несколько наборов данных.
- Щелкните вкладку Карта на ленте в верхней части страницы, если необходимо. В группе Слой щёлкните Добавить данные.
Откроется окно Добавить данные. Данные можно искать в трех местах: в папке проекта (Проект), онлайн (Портал) и на локальном компьютере (Мой компьютер).
Примечание:
Если вы используете ArcGIS Enterprise, загрузите и распакуйте архив VeniceData.zip в папку проекта, которая создается вместе с проектом. Перейдите к VeniceData и добавьте элемент Venice_Feature_Layers. Для поддержки безопасности портала Enterprise не разрешает пользователям выполнять поиск в элементах, которые хранятся в ArcGIS Online. Данные должны быть размещены на портале, лицензированном для вас, в Living Atlas ArcGIS Living Atlas или локально.
- На панели окна в разделе Портал щелкните ArcGIS Online.
- Вверху страницы, в окне поиска введите Venice_Feature_Layers. Чтобы ограничить результаты поиска слоями, принадлежащими учетной записи администратора Learn ArcGIS, добавьте owner:Learn_ArcGIS. Нажмите Enter.
- В результатах поиска дважды щёлкните пакет слоёв Venice_Feature_Layers, чтобы добавить полученный результат на карту.
Слой добавится на карту, а карта приблизится к Венеции (Италия).
Маленькими зелёными точками показаны известные достопримечательности, красными линиями – каналы, а бирюзовыми полигонами – здания.
Перемещение по карте и создание закладок
В завершающей части руководства вы будете перемещаться по карте и создавать закладки, чтобы можно было быстро вернуться к нужным областям карты.
- На закладке Карта в группе Навигация щелкните кнопку Фиксированное уменьшение.
Масштаб карты уменьшится на фиксированное значение.
Подсказка:
Вы можете также изменять масштаб при помощи колеса прокрутки мыши, если поместите курсор в окне карты.
- Если требуется, уменьшайте масштаб, пока не увидите весь город целиком.
Венеция почти полностью покрыта зданиями. На базовой карте видно несколько окрашенных светло-зелёным незастроенных территорий, но их плохо видно за условными обозначениями зданий. Символы вы поменяете в следующем упражнении, а сейчас продолжим изучение карты.
- На закладке Карта в группе Навигация щелкните кнопку Исследовать, если необходимо.
- Щелкните и перетащите карту вдоль моста на север-запад.
Мост соединяет Венецию с материковой Италией. Венеция находится в Венецианской лагуне (часть Венецианского залива) в Адриатическом море. Узкая и длинная форма Адриатического моря способствует усилению перемещений воды, что вносит свою лепту в знаменитые наводнения.
- Переместитесь обратно к Венеции.
Теперь надо создать закладки, чтобы быстро приближать карту к достопримечательностям.
- На закладке Карта в группе Навигация щелкните кнопку Закладки и выберите Создать новую закладку.
- В поле Имя введите Венеция и щёлкните OK.
- Приблизьтесь к незастроенной территории на юге центральной части города, как на рисунке ниже:
Подсказка:
Чтобы приблизиться к определенной области карты, удерживайте клавишу Shift и очертите мышкой рамку вокруг этой области.
Это Сан-Марко, главная площадь Венеции. Это одно из самых посещаемых мест в городе, а также одно из самых низких. Во время высокой воды она нередко затапливается.
- Создайте для неё закладку. Назовите её Площадь Сан-Марко.
- Щелкните кнопку Закладки и выберите Венецию.
Какие еще важные места следует добавить в закладки? Если вы никогда не были в Венеции, то, скорее всего, вы этого не знаете. К счастью, у нас есть слой достопримечательностей Landmarks.
- Щелкните на любом зелёном кружке на карте, чтобы открыть всплывающее окно.
Всплывающее окно есть у каждого объекта. По умолчанию там отображаются атрибутивные данные выбранного объекта. На этом рисунке приведён пример всплывающего окна с названием объекта и описанием, чем он так примечателен.
- Щёлкните на любой из девяти достопримечательностей и узнайте о наводнениях и о проблемах, которые они приносят.
Подсказка:
Условные обозначения достопримечательных мест могут сливаться со зданиями. Можно отключить слой зданий Structures, отменив выделение напротив имени слоя на панели Содержание.
- Приблизьтесь к двум-трем точкам достопримечательностей и создайте для каждой по закладке.
Позже можно будет к ним вернуться, чтобы в следующем упражнении проанализировать, как наводнения влияют на город.
- Вернитесь к закладке Венеция. На панели Инструменты быстрого доступа щелкните кнопку Сохранить, чтобы сохранить проект.
Вы открыли проект в ArcGIS Pro, добавили данные на карту и изучили их.
Символы слоев и редактирование пространственных объектов
Когда вы изучали данные, некоторые объекты было очень плохо видно из-за неудачных условных обозначений. На этом уроке вы подберете для карты более подходящие символы.
Присвоение символов слою Structures
Для начала присвоим бледно-зелёным зданиям более подходящий цвет.
- Если надо, откройте проект Venice Acqua Alta в ArcGIS Pro.
- На панели Содержание, возле слоя Structures, щелкните бледно-зеленый прямоугольник.
На панели Символы откроется Галерея.
- В окне поиска введите Sienna и нажмите Enter. Выберите символы Sienna.
Примечание:
В качестве альтернативы, вы можете выбрать любой средний темно-коричневый цвет.
Символы слоя Structures обновляются с бирюзового на коричневый.
Присвоение символов слою Canals
Каналы в настоящее время обозначены темно-красными символами. Каналы в Венеции определённо не тёмно-красные. Каналы - это водные объекты, поэтому для их обозначения логичнее было бы использовать синий цвет. Далее вы измените символы для каналов.
- На панели Содержание, у слоя Canals щелкните красный символ линии.
- На панели Символы щёлкните Свойства.
- Для Цвета щелкните символ и выберите Светло-синий.
Подсказка:
Наведите курсор на цвет, чтобы увидеть всплывающую подсказку с названием.
Светло-синий обеспечивает синий цвет, который представляет воду, не смешиваясь с синим цветом топографической базовой карты. Но каналы очень тонкие и местами не видны.
- Для Ширины линии, введите 1.5.
- В нижней части панели Символы щёлкните Применить.
Слой Canals более заметен и лучше отображает водный путь.
Присвоение символов слою Landmarks
Слой Landmarks представляет важные достопримечательности, поэтому вы настроите символы, чтобы они привлекали внимание.
- На панели Содержание, у слоя Landmarks, щелкните зеленый символ точки.
- На панели Символы щёлкните Галерея. В окне поиска введите Булавка и нажмите Enter.
Будут отображены некоторые результаты.
- Дважды щелкните на более крупном закругленном символе булавки.
Обновится символ слоя и обновится Панель Символы.
Стиль по умолчанию можно настроить так, чтобы он был еще заметнее.
- На панели Символы щелкните символ.
- Нажмите кнопку Слои под разделом Свойства.
- Ниже панели Оформление для символа заливки выберите Сплошную заливку с контуром (0.5 точки).
- Для Цвета заливки установите Аметист.
Фиолетовый очень хорошо виден на фоне оранжево-коричневых зданий. Чуть более тёмный контур его оттенит.
- Для Цвета контура выберите Ультрамарин.
- Примите значения по умолчанию для ширины контура и размера.
- Щелкните Применить.
Фиолетовые кнопки видны гораздо лучше, чем зелёные точки.
- Закройте панель Символы.
Редактирование слоя Landmarks
В слое Landmarks не хватает некоторых важных мест, например, площади Сан-Марко, которую вы видели в предыдущем руководстве. Данные не всегда идеальны. Это не проблема: вы можете отредактировать слой и добавить недостающие объекты.
- Перейдите к закладке Площадь Сан-Марко.
- На ленте щелкните вкладку Редактирование. В группе Объекты щелкните кнопку Создать.
Появится панель Создать объекты, и в ней видны доступные для редактирования слои.
- На панели Создать объекты щёлкните символ булавки Landmarks.
Теперь вы можете добавить на карту достопримечательности.
- Щёлкните посередине Площади Сан-Марко, чтобы добавить точку.
Новая точка автоматически выделяется – она подсвечена синим.
Подсказка:
Если вы хотите изменить положение точки, то операцию можно отменить. Или, вы можете удалить ее: убедитесь, что точка выделена и на вкладке Редактировать в группе Объекты щелкните кнопку Удалить.
- Перейдите к закладке Venice.
Теперь добавим ещё одну важную достопримечательность Венеции – мост Риальто.
- Используйте кнопку колесика мыши для увеличения и нажмите C для панорамирования карты. Увеличьте масштаб моста, который пересекает канал в центре Венеции.
Это мост Риальто, старейший мост Венеции.
- Отпустите клавишу C, чтобы курсор снова превратился в значок кнопки слоя Landmarks. Добавьте точку на мосту.
Примечание:
При добавлении точки курсор может замкнуться на другой векторный объект. Замыкание – это функция редактирования, помогающая размещать пространственные объекты рядом друг с другом. Замыкание можно отключить, если щёлкнуть кнопку Замыкание на закладке Редактировать, или временно его отключить, просто нажав пробел во время редактирования.
- Перейдите к закладке Venice.
Добавим ещё одну достопримечательность в месте, играющем очень важную роль для Венеции – остров Сан-Микеле.
- Приблизьтесь к острову на севере Венеции.
- Добавьте точку возле центра острова.
Сан-Микеле – это место упокоения многих венецианцев (но не всегда последнее их пристанище – место стоит дорого, и иногда тела приходится перезахоранивать). Хотя эта достопримечательность не так известна, как Площадь Сан-Марко и мост Риальто, она всё равно очень значимая.
- Вернитесь к закладке Venice и закройте панель Создать объекты.
- Щелкните вкладку Редактировать и в группе Управление изменениями щелкните кнопку Сохранить.
- В окне Сохранить изменения щёлкните Да, чтобы сохранить все изменения.
Примечание:
Кнопка Сохранить на вкладке Редактировать сохраняет любые изменения, внесенные в выбранный слой на панели Содержание. Она не сохраняет проект. Чтобы сохранить весь проект, щелкните кнопку Сохранить на Панели инструментов быстрого доступа.
Редактирование атрибутивных данных
Вы только что добавили три новых пространственных объекта в слой Landmarks. Но у этих объектов нет атрибутов, которые могли бы объяснить, что это за объекты и в чем их важность.
- На панели Содержание щёлкните правой кнопкой слой Landmarks и выберите Таблица атрибутов.
- Изучите поля в таблице атрибутов.
У слоя Landmarks четыре поля. Поля ObjectID и Shape создаются программой, а поля Name и Description определяются пользователями. Три добавленных вами точки имеют значения Null для этих полей. Последняя из добавленных точек выделена и на карте, и в таблице атрибутов.
Примечание:
Если вы в процессе редактирования удаляли точки, то значения ObjectID могут отличаться от указанных здесь. Даже если ID разные, это не повлияет на результат анализа.
- В строчке атрибутов первой из добавленных точек дважды щёлкните Null в поле Name, чтобы начать редактирование. Введите Piazza San Marco (Площадь Сан-Марко) и нажмите Enter.
- Для второй добавленной точки в поле Name введите Ponte di Rialto (Мост Риальто).
- Для последней точки в поле Name введите Isola di San Michele (Остров Сан-Микеле).
Теперь у точек есть названия, но нет описаний. Как вы успели заметить, в поле Description находится текст, объясняющий значимость этих достопримечательностей. Они довольно длинные, их проще скопировать и вставить, а не вводить вручную.
- Выделите и скопируйте следующий текст:
Будучи главной общественной площадью Венеции, площадь Сан-Марко является одним из самых посещаемых мест в городе, где находятся некоторые из известных достопримечательностей. Среди популярных достопримечательностей - базилика Святого Марка, Национальная библиотека Марчиана и Дворец дожей. Площадь является одним из самых низменных районов Венеции, и ее часто затопляет при подъеме воды.
- Дважды щёлкните в поле Description для Piazza San Marco, чтобы начать редактирование. Вставьте описание из предыдущего шага и нажмите Enter.
- Аналогичным способом добавьте следующее описание для Моста Риальто:
Понте ди Риальто, или мост Риальто, является старейшим из четырех мостов, перекинутых через Большой канал Венеции. Исторически сложилось так, что он обеспечивал важную связь с главным финансовым центром города - рынком Риальто. Во время acqua alta (наводнений) большая часть надземного моста остается сухой, но в прилегающих районах требуются деревянные пешеходные мостики для обеспечения безопасного передвижения пешеходов.
- И повторите процесс, чтобы добавить описание для Острова Сан-Микеле:
Сан-Микеле служил кладбищем Венеции с начала 19 века, на нем находятся могилы Игоря Стравинского и Эзры Паунда. Хотя часовня Cappella Emiliana на краю острова защищена от затопления металлическими барьерами, ей по-прежнему угрожает ущерб от особенно высоких подъемов воды.
- Проверьте, чтобы у всех точек были и названия, и описания.
- Закройте таблицу атрибутов.
- На закладке Редактирование в группе Управление щелкните Сохранить, чтобы сохранить все изменения.
- Щёлкните Сохранить на панели быстрого доступа, чтобы сохранить проект.
Вы присвоили символы слоям и изменили объекты. До этого символы были неудачными и карта плохо читалась. В данных также не хватало некоторых важных достопримечательностей города. Теперь вы готовы изучать проблему наводнений в Венеции.
Изучение 3D-данных
Затем мы будем анализировать наводнения в Венеции. Наводнения в Венеции называют "acqua alta" (высокая вода); их появление обусловлено разницей высот между низким уровнем земли города и высоким уровнем воды в лагуне, особенно во время приливов. Ранее мы работали с двумерными данными, но рельеф добавляет ещё одно измерение: высоту.
Ваша цель - определить, какая часть Венеции подвержена влиянию сильных приливов, достигающих 1,4 м над уровнем моря. Для эффективного представления результатов надо визуализировать данные в 3D. На этом руководстве вы добавите на карту слой рельефа. Затем надо будет конвертировать данные в 3D-формат, чтобы лучше понять рельеф Венеции (вернее его отсутствие).
Добавление и изучение растровых данных
Ранее вы работали с векторными данными: они отображались как дискретные пространственные объекты. С помощью пространственных объектов очень хорошо показывать здания, каналы и точки достопримечательностей, но это не лучший способ показать непрерывную поверхность рельефа. Для этого надо использовать другой тип данных – растровые данные.
Растровые данные состоят из огромного количества пикселов, у каждого из которых есть своё значение. Хотя они сильно отличаются от векторных данных, добавляются на карту они точно так же.
- Если надо, откройте проект Venice Acqua Alta в ArcGIS Pro.
- На вкладке Карта в группе Слой щелкните кнопку Добавить данные.
Откроется окно Добавить данные.
Примечание:
Если вы используете ArcGIS Enterprise, перейдите к VeniceData и добавьте элемент Venice_Elevation_Data, затем пропустите шаги до 6.
- В окне Добавить данные в разделе Портал щелкните ArcGIS Online.
- В окне поиска введите Venice_Elevation_Data owner:Learn_ArcGIS и нажмите Enter.
- Дважды щелкните на Venice_Elevation_Data, чтобы добавить его на карту.
Примечание:
Размер этого пакета приблизительно 150Мб, поэтому загрузка может занять некоторое время.
- В панели Содержание, если необходимо, разверните эти новые слои.
Пакет состоит из двух слоёв: Venice 1m и Venice Ground Surface.
- На панели Содержание отключите слои Landmarks, Canals и Structures и оставьте видимыми только Venice 1m и базовую карту.
В отличие от других векторных слоев с геометрическими очертаниями, которые вы уже успели изучить в этом руководстве, Venice 1m - это растровый слой, который использует матрицу пикселов, где каждый пиксел хранит отдельное значение. Имя слоя Venice 1m характеризует его разрешение; размер одного пиксела соответствует 1 м. То есть, каждый пиксел или ячейка соответствует одному квадратному метру на земной поверхности.
- На панели Содержание щелкните на стрелке слева от Venice 1m и просмотрите условные обозначения.
Вместо единого символа у этого слоя есть цветовая схема с различными значениями. Значения представляют высоту в метрах. Высота местности Венеции находится в диапазоне от чуть ниже уровня моря (темный цвет) до одиннадцати метров над уровнем моря (светлый цвет), что представляет собой очень плоскую поверхность.
- На закладке Карта в группе Навигация щелкните Исследовать. Щелкните где-нибудь на растровом слое, чтобы открыть всплывающее окно.
В изображении примера значение высоты пиксела – 2,9 метра над уровнем моря.
- Закройте всплывающее окно.
Изучив карту, можно прийти к выводу, что большая часть Венеции лежит менее одного метра над уровнем моря, и лишь восточная и западная окраины города находятся чуть выше. Из-за этого Венеция очень подвержена наводнениям. Для лучшего понимания особенностей рельефа города визуализируем Венецию в 3D.
Конвертация карты в сцену
Традиционно данные показывают на двумерных картах (2D). Сцена – это карта с данными в 3D-формате. По умолчанию ArcGIS Pro конвертирует карту в глобальную сцену, где весь мир представлен как сферический глобус. Так как нас интересует лишь одна Венеция, а не весь земной шар, надо настроить карту так, чтобы она конвертировалась в локальную сцену.
- Щелкните вкладку Вид на ленте. В группе Вид щелкните Конвертировать и выберите В локальную сцену.
Карта конвертируется в 3D, и будет создана новая панель с названием Карта_3D. Вы можете в любой момент вернуться на двумерную карту, щёлкнув на закладке Карта.
- На панели Содержание отключите слой Venice 1m. Включите слои Structures, Landmarks и Canals.
Примечание:
На сценах слои можно использовать и в 3D, и в 2D. В данный момент все эти слои по-прежнему в плоскости (2D), и поэтому они не выглядят объемными. Вы измените это позднее на этом занятии.
- Посмотрите 3D-сцену, нажав V при перемещении показателя для наклона и поворота сцены. Перемещение и масштабирование выполняются точно так же, как на 2D-картах. Масштабирование также возможно по правой кнопке мыши.
Плоская поверхность Венеции контрастирует с холмами на заднем плане. Мы знаем что растровые слой был только на область Венеции; откуда же взялись эти холмы? По умолчанию сцены используют карту данных рельефа для определения высоты земной поверхности. Эта поверхность охватывает весь земной шар, но она довольно грубого разрешения.
- Вернитесь к закладке Венеция.
Примечание:
Когда вы конвертировали карту в сцену, вы также конвертировали 2D закладки в 3D. Оба набора закладок в данный момент одинаковы, можно использовать любой из них.
Добавление источника высот
В целях визуализации Венеция отображается на земной поверхности очень плоской. Однако низкое разрешение этого растра не подходит для подробного анализа. Для подготовки к следующему упражнению надо добавить один из растровых слоёв с высоким разрешением в качестве новой поверхности рельефа.
- На панели Содержание включите слой Venice Ground Surface.
Слой Venice Ground Surface очень похож на слой Venice 1m, но включает данные высоты уровня моря для окружающей лагуны. Дополнительные данные отображают ситуацию для рельефа Венеции и помогают подготовить сцену. Этот слой вы настроите в качестве слоя рельефа.
Во-первых, вы определите, где на вашей машине хранится слой Venice Ground Surface.
- На панели Содержание дважды щелкните слой Venice Ground Surface.
Откроется окно Свойства слоя: Venice Ground Surface.
- В окне Свойства слоя: Venice Ground Surface щелкните вкладку Источник.
На вкладке Источник вы можете просмотреть источник, в котором находится слой. Скопируйте этот путь.
- В разделе Источник данных для Базы данных скопируйте путь и щелкните Отмена.
Затем вы добавите слой Venice Ground Surface в качестве источника высот.
- На вкладке Карта в группе Слой щелкните Добавить данные и выберите Слой источника высот.
Откроется окно Добавить слой источника высот.
- В окне Добавить слой источника высот вставьте скопированный путь и нажмите Enter.
- Щелкните venicesource, затем OK.
Новый слой venicesource добавлен на панель Содержание в разделе Поверхности высот. Здесь используются два источника высот. Первая – слой venicesource, который вы добавили, и вторая – по умолчанию.
- Щелкните Добавить данные и выберите Слой источника высот.
- Щелкните venice1m и затем OK.
- Нажмите OK.
Новая поверхность рельефа установлена в качестве наземной в области Венеции. Значения поверхности по умолчанию продолжают использоваться за пределами Венеции, поэтому холмы на горизонте всё ещё видны.
- На панели Содержание, в группе 2D-слои отключите слой Venice Ground Surface.
- Перемещайтесь, меняйте масштаб и наклоняйте сцену, чтобы лучше разглядеть новую поверхность рельефа.
Можно даже приблизиться так сильно, чтобы были видны сдвиги в рельефе – поверхность Венеции очень плоская и. Видно, насколько серьёзными могут быть наводнения в Венеции из-за низкой высоты земли над уровнем моря.
Отображение слоя достопримечательностей в 3D
Если наклонить сцену, то видно что слой Landmarks плоский, символ кнопки просто лежит на поверхности. Хотя у этого слоя нет данных высот, можно придать ему объём, изменив способ отображения слоя.
- На панели Содержание в разделе 2D Слои перетащите слой Landmarks из группы 2D Слои в группу 3D Слои.
Кнопки стали трехмерными: при повороте и перемещении карты они смотрят вверх.
Вытягивание слоя зданий
Есть также слой Structures, который в настоящий момент плоский, но его можно показать в 3D. В отличие от Landmarks, у Structures в атрибутах есть данные о высоте. Для отображения слоя в 3D используется команда вытягивания, которая отображает пространственные объекты в 3D на основании константы или атрибута в качестве z-значения.
- На панели Содержание щелкните на слое Structures и перетащите его из составного слоя 2D Слои в составной слой 3D Слои ниже слоя Landmarks.
Оформление слоя Structures немного изменилось, но он остался плоским. Для вытягивания пространственных объектов можно использовать атрибутивные значения, определяющие z-значения каждого объекта.
- Щелкните правой кнопкой мыши на слое Structures на панели Содержание и выберите Таблица атрибутов.
В таблице есть пять полей; одно из них со значениями высоты называется Height. Слой Structures надо вытягивать на основании значений этого поля.
- Закройте таблицу атрибутов.
- На вкладке Векторный слой, в группе Вытягивание, щелкните кнопку Тип и выберите Максимальная высота.
Примечание:
Отображение вкладки Векторный слой зависит от контекста, она отображается только при определенных обстоятельствах. Вкладка появляется, только когда выбран слой на панели Содержание. Перед тем как продолжить, убедитесь что выбран слой Structures.
- В группе Вытягивание для Поля выберите Height. Оставьте параметр Единицы без изменений.
Объекты будут вытянуты: они получат значения высот на основании выбранного поля. Теперь они выглядят на карте как 3D-объекты.
- Сохраните проект.
Вы конвертировали 2D карту в сцену и настроили высоты и параметры отображения для более эффективного отображения данных. Вы заметили, что высота над уровнем моря в Венеции очень маленькая, так что опасность представляет даже небольшой подъём уровня воды.
Анализ условий acqua alta
Ранее вы создали 3D-карту Венеции, на которой очень хорошо видно, как низко относительно уровня воды находится поверхность земли. Далее потребуется вычислить, какая часть города подвержена воздействию высокой воды, и отобразить наводнение в 3D.
Сначала будет построен растр, представляющий затапливаемые части города. Затем вы подсчитаете площадь затапливаемых территорий. В заключение вы отобразите наводнение при помощи созданной в предыдущем руководстве сцены.
Создание растрового слоя наводнения
Для создания растра затопляемых частей Венеции потребуются два значения: рельеф земной поверхности и высота воды над уровнем моря. Рельеф суши у вас уже есть – это растровый слой Venice 1m из предыдущего руководства. В качестве подъема воды возьмём 1,4 метра, что городские власти считают очень высоким уровнем. В прошлом такой высокий прилив случался раз в четыре года. Между 2008 и 2014 годами было зарегистрировано шесть таких высоких подъемов, то есть в среднем они случались раз в год.
Зная эти значения, с помощью математического выражения создадим растровый слой областей, которые подвержены затоплению, и областей, которые не затапливаются. Затем вы удалите незатапливаемые области и оставите в слое только области, оказывающиеся под водой.
- Если надо, откройте проект Venice Acqua Alta в ArcGIS Pro.
Чтобы создать слой затапливаемых территорий и рассчитать его площадь, сначала надо создать другие слои, на основании которых он будет построен. Чтобы эти слои не загружали сцену, в качестве рабочей области будет использоваться 2D-карта.
- Щелкните закладку Карта, чтобы вернуться к 2D-карте.
- На ленте щелкните вкладку Анализ и в группе Геообработка щелкните Инструменты.
- В окне поиска на панели Геообработка введите Калькулятор растра. Щёлкните Калькулятор растра (Инструменты Spatial Analyst).
Инструмент Калькулятор растра применяет к существующему растру математическое выражение, чтобы создать растр. Применим выражение к растру Venice 1m, чтобы определить экстент затопления.
- В окне выражения Алгебры карт введите выражение: "Venice 1m" < 1.4.
Подсказка:
Чтобы добавить "Venice 1m" в выражение, дважды щёлкните на Venice 1m в разделе Растры. Чтобы добавить <, в разделе Инструменты дважды щелкните оператор меньше.
Вы будете использовать значение 1,4 метра в качестве высоты воды в своем анализе. Оно представляет собой максимально высокий уровень полной воды за год. Хотя это случается нечасто, это сценарий, к которому муниципальные власти должны быть готовы лучше всего. При желании вы можете изменить высоту воды в своем анализе, изменив значение в этом выражении.
Это выражение проверяет значение каждого пиксела в растре Venice 1m и определяет, находится ли он ниже 1,4 (значение пиксела меньше уровня воды) или выше уровня воды при наводнении, и присваивает значения 1 или 0 для каждого пиксела.
Например, у пиксела в растре Venice 1m значение 1,2 метра. Так как это значение меньше 1,4, то выражение считается верным, и пикселу присваивается значение 1, т.е. истина. Если значение пиксела 1,6 метра, то выражение считается ложным, и пикселу присваивается значение 0.
- В инструменте Калькулятор растра для Выходного растра введите Flood_Calculation и щелкните Запустить.
Слой будет добавлен на карту.
- Отключите все слои, кроме Flood_Calculation и базовой карты.
Примечание:
Цвета присваиваются слою случайным образом. Можно поменять цвета, щёлкнув на символ ниже имени слоя на панели Содержание.
Пикселы нового растра со значением 1 представляют затапливаемые области, а со значением 0 – не подверженные затоплению. Для проведения анализа имеют значение только затапливаемые области. Теперь надо удалить значения для областей растра, которые не затапливаются и не нужны для анализа.
- На панели Геообработка щёлкните кнопку со стрелкой назад, чтобы вернуться в окно поиска.
- Очистите имеющийся поиск и введите Установить Null. Щёлкните Установить Null (Инструменты Spatial Analyst).
Инструмент Установить Null изменяет значения пикселов на NoData (нет данных), чтобы они игнорировались во время анализа.
- В инструменте Установить Null для Входного растра, удовлетворяющего условиям выберите Flood_Calculation.
- В окне Выражение создайте выражение Where Value is equal to 0.
- Для опции Входной растр значения "ложь" или константа выберите Flood_Calculation.
Этот параметр оставит все отличные от 0 значения (в данном случае значения 1) без изменений.
Если необходимо, щелкните папку Обзор и выберите Flood_Calculation в Venice Acqua Alta.gdb
- Измените имя Выходного растра на Flood_Region и щёлкните Запустить.
Растровый слой будет добавлен на карту.
- На панели Содержание отключите слой Flood_Calculation.
У этого растра лишь одно значение, которое определяет районы, которые оказываются под водой при уровне воды 1,4 метра. Какая доля Венеции затапливается? Похоже что немалая, но для определения площади затопления требуется провести дополнительный анализ.
- Сохраните проект.
Вычисление площади затопления
Площадь затопления равна размеру одной ячейки (один квадратный метр), умноженному на количество ячеек в растре со значениями 1. Эти вычисления можно выполнить при помощи инструмента Зональная геометрия. Зональная геометрия вычисляет площадь для каждой зоны в растре, где зоной считается совокупность ячеек с одинаковыми значениями. Так как здесь только одно значение, зона тоже только одна.
- На панели Геообработка щёлкните кнопку со стрелкой назад, чтобы вернуться в окно поиска. Очистите имеющийся поиск и введите Зональная геометрия. Щёлкните Зональная геометрия (Инструменты Spatial Analyst).
- В инструменте Зональная геометрия задайте следующие параметры:
- Для Входные векторные или растровые данные зон выберите Flood_Region.
- В поле Выходной растр измените название на Flood_Statistics.
- Оставьте другие параметры без изменений
- Щелкните Запустить.
Растровый слой будет добавлен на карту.
- Щелкните где-нибудь на слое Flood_Statistics, чтобы открыть всплывающее окно.
Значение пикселя соответствует общей площади зоны затопления (у всех пикселов одинаковые значения). Это приблизительно 7,4 млн. квадратных метров, то есть 7,4 квадратных километров.
- Закройте всплывающее окно и сохраните проект.
Общая площадь Венеции около 12,9 квадратных километров. При подъёме воды на 1,4 м около 57,3% оказывается под водой.
Создание слоя затопления
Вы проанализировали, какая часть Венеции затапливается при определённом уровне воды. Теперь надо смоделировать затопление на 3D-карте, чтобы скомбинировать результаты анализа с визуальным компонентом.
- Щелкните закладку Карта_3D, чтобы вернуться к сцене.
Ни одного из только что созданных растровых слоёв на сцене не видно, так как вы их строили на 2D-карте и не сконвертировали их. Они вам не понадобятся. Чтобы смоделировать уровень воды в 3D, вы создадите полигональный слой и примените к нему вытягивание.
- На панели Геообработка щёлкните кнопку со стрелкой назад, чтобы вернуться в окно поиска. Очистите имеющийся поиск и введите Растр в полигоны. Щёлкните Растр в полигоны (Инструменты Конвертации).
Инструмент Растр в полигоны конвертирует растровый слой в полигональный слой, что переведёт растр затопления в формат, который можно вытягивать.
- В инструменте Растр в полигоны для Входного растра щелкните кнопку Обзор.
Ваш растр затопления отсутствует на панели Содержания Map_3D, поэтому вместо того, чтобы выбирать его из списка, вы перейдете к папке, содержащей растровые данные.
- На левой панели окна браузера ниже Проект щёлкните Базы данных. Дважды щёлкните базу данных, которая называется как проект (Venice Acqua Alta). Щелкните растровый слой Flood_Region, затем щелкните OK.
- Для Выходных полигональных объектов введите Floodwater. Оставьте все другие параметры без изменений.
- Щелкните Запустить.
Полигональный слой будет добавлен на карту.
- Сохраните проект.
Добавление атрибутов высот для слоя затопления
У нового полигонального слоя нет атрибута, представляющего уровень воды, который нужен, чтобы правильно его вытянуть. Вы добавите новый атрибут в таблицу и присвоите ему нужное значение.
- Щелкните правой кнопкой мыши на слое Floodwater на панели Содержание и выберите Таблица атрибутов.
Слой Floodwater состоит из тысяч объектов, каждый из которых представляет отдельный полигон в слое.
- Вверху атрибутивной таблицы нажмите на кнопку Добавить поле.
Появится вид Поля. Здесь можно редактировать параметры существующих или новых полей.
- В нижней части таблицы на пустом поле для Имя поля введите Height. Для параметра Тип данных дважды щёлкните имеющееся значение и укажите Float; это позволит добавлять данные со знаками после запятой. Оставьте все другие параметры без изменений.
- На ленте на вкладке Поля щелкните Сохранить.
Изменения сохранятся и поле добавится в таблицу.
- Закройте вид Поля.
- Найдите поле Height в таблице атрибутов Floodwater.
Теперь у слоя Floodwater есть, где хранить данные о высотах, но пока никаких значений тут нет (Null). Теперь надо изменить значения.
- Вверху атрибутивной таблицы щелкните кнопку Вычислить поле.
Появится окно Вычислить поле.
- В окне Вычислить поле для Имя поля выберите Height. В текстовом окне Выражения введите 1,4.
- Нажмите OK.
Значения в поле Height должны измениться на 1.4.
- Закройте таблицу атрибутов.
Вытягивание слоя Floodwater
Теперь у слоя Floodwater есть данные высот для вытягивания. Но это всё ещё плоский слой с такой же высотой, как и у земной поверхности, а не у уровня воды. Так как уровень воды измеряется в метрах над уровнем моря, надо изменить эту настройку.
- На панели Содержание перетащите Floodwater из 2D-слои в 3D-слои, разместив его под слоем Landmarks.
- Щелкните правой кнопкой мыши на слое Floodwater на панели Содержание и откройте его Свойства.
Откроется окно Свойства слоя.
- В окне Свойства слоя щелкните Высота. Для опции Объекты выберите На абсолютной высоте.
Для абсолютной высоты по умолчанию используется 0 метров, то есть уровень моря, поэтому оставьте остальные значения без изменений.
- Нажмите OK.
Теперь объекты слоя Floodwater можно вытягивать.
- На вкладке Векторный слой, в группе Вытягивание, щелкните кнопку Тип и выберите Максимальная высота.
- Рядом с Тип, в Поле, выберите Высота. Оставьте параметр Единицы без изменений.
Теперь слой Floodwater вытянут вверх на 1,4 метра.
Определение символов для слоя Floodwater
Поскольку символы слоя Floodwater были сгенерированы случайным образом, он может не отражать цвет, связанный с водой. Вы измените их и изучите сцену.
- На панели Содержание щёлкните на символе возле слоя Floodwater, чтобы открыть панель Символы.
- При необходимости щелкните вкладку Галерея, в поисковом окне введите Вода и нажмите Enter. Если необходимо, разверните заголовок ArcGIS 2D.
Поиск должен вернуть несколько символов воды.
- Выберите полигональный символ для воды по своему вкусу.
- Закройте панель Символы.
- Щелкните вкладку Векторный слой и в группе Эффекты измените Прозрачность на 50,0%.
С прозрачностью слой Floodwater не будет закрывать остальные слои.
- Изучите сцену. Приблизьтесь и рассмотрите подверженные затоплению здания, например, на площади Сан-Марко.
Места, где полупрозрачный слой Floodwater касается стен зданий, соответствуют затоплениям. Изучив окрестности достопримечательностей, вы обнаружите несколько мест, где памятники архитектуры находятся в опасности.
Один из примеров - Riva degli Schiavoni:
Другой пример - Кампо Санти-Джованни э Паоло:
И Санта-Мария делла Салюте - еще один:
Примечание:
При увеличении из-за вытянутых зданий бывает сложно увидеть некоторые пункты достопримечательностей. Вы можете отключить слой Structures или сделать его полупрозрачным, чтобы лучше изучить карту.
Какие достопримечательности сильнее всего подвержены наводнениям? Какие меньше? До каких оно не добирается? При помощи этой сцены можно ответить на такие вопросы.
У моделирования наводнений немало практических аспектов. Зная какие здания находятся в наибольшей опасности, можно направить усилия реставраторов именно на них, и даже постараться минимизировать повреждения памятников архитектуры Венеции. Можно также предоставить ответственным чиновникам информацию, где надо строить приподнятые над землёй пешеходные дорожки, чтобы не препятствовать перемещениям по городу. В комбинации с подготовленными аналитическими данными, 3D-карта может оказаться важным инструментом для городского планирования и принятия решений, помогая Венеции подготовиться к часто приходящей высокой воде.
- Сохраните проект.
Вы использовали инструменты геообработки для создания растра затопления и вычислили, какая часть Венеции подвергается наводнению. Вы также конвертировали растр в полигональный слой, чтобы показать возможный масштаб повреждений, вызванных высокой водой.
Отображение сцены с реалистичной детальностью
Ранее вы проанализировали проблему наводнений в Венеции. Полученные результаты уже можно показывать читателям, но сцена могла бы выглядеть еще лучше. В данный момент все здания на сцене показаны одинаковыми и очень условными символами. Далее необходимо добавить специальные 3D текстуры и модели, чтобы сцена выглядела более реалистично.
Применение пакета правил для слоя зданий
Условные обозначения у зданий вполне подходящие, но в трехмерном варианте модель не особенно похожа на настоящий город. Для большей реалистичности зданий мы установим символы из пакета правил, созданного в ArcGIS CityEngine. Пакеты правил содержат группы настроек внешнего вида для более полноценных условных обозначений. Хотя в ArcGIS Pro и нельзя создавать пакеты правил, их можно взять из внешнего файла и, слегка изменив, использовать.
- Загрузите пакет правил Venice Facades.
- Найдите загруженный файл на своем компьютере в папке Загрузки. С помощью Windows Explorer извлеките содержимое архива в папку Документы на диске C: или в любую другую папку.
Будет извлечен один файл: VeniceFacades.rpk.
- Если надо, откройте проект Venice Acqua Alta в ArcGIS Pro.
- На панели Содержание щёлкните символ Structures.
- На панели Символы откройте Свойства и щёлкните кнопку Слои.
Вы измените сплошную заливку на процедурную, используя загруженный пакет правил.
- Щелкните Сплошная заливка и выберите Процедурная заливка.
Появятся опции настроек процедурной заливки, в данный момент пустые. Необходимо назначить правило.
- Щёлкните Правило.
Появится окно Выбрать пакет правил.
- Перейдите к местоположению извлечённого файла VeniceFacades.rpk и дважды щелкните на нем.
Примечание:
Может потребоваться обновить окно Выбрать пакет правил, чтобы увидеть нужный пакет.
На панели Символы появятся некоторые настройки символов и правила, которые можно настраивать. Сейчас вы видите настройки по умолчанию.
- Щелкните Применить.
Примечание:
Для обновления всех зданий потребуется некоторое время.
- Увеличьте масштаб до площади Сан-Марко и изучите карту, чтобы поближе познакомиться с обновленными символами.
Теперь у зданий реалистичные текстуры вместо одинакового цвета. Однако башня на Площади Сан-Марко превратилась в плоское приземистое здание. Высота других зданий тоже изменилась. Одно из правил в пакете определяет высоту, заменяя атрибут высоты, использованный для вытягивания зданий. Для решения проблемы настройте параметры правила.
- Изучите правила на панели Символы.
Настройка Nbr_of_Floors определяет количество этажей в здании, а Floor_Height – высоту каждого этажа. При текущих настройках у каждого здания по три этажа высотой, примерно, по четыре метра, плюс крыша.
Вы можете, конечно, заменить высоту этажа на какое-нибудь одно число от 3 до 4,5 (установленные в правиле минимальное и максимальное значения высоты), но вы также можете задать в правиле атрибут высоты зданий.
- В настройке Floor_Height щёлкните кнопку Задать сопоставление атрибутов.
Появится окно Задать сопоставление атрибутов. Можно установить для высоты этажей такой же атрибут, как и для высоты зданий, но у каждого здания по три этажа. Чтобы учитывать количество этажей, создадим выражение, устанавливающее для высоты этажа значение, равное одной третьей значения атрибута высоты.
- В окне Задать сопоставление атрибутов щелкните кнопку Задать выражение.
Откроется окно Конструктор выражений .
- В окне Конструктор выражений постройте выражение $feature.Height/3.
- Нажмите OK. В окне Задать сопоставление атрибутов щёлкните OK.
- На панели Символы щёлкните Применить и закройте панель Символы.
Высота зданий изменится в соответствии с новыми данными.
Примечание:
На перерисовку объектов может потребоваться несколько минут.
Теперь надо поменять базовую карту, чтобы улучшить внешний вид сцены.
- На закладке Карта в группе Слой щелкните Базовая карта.
- Выберите базовую карту Изображение.
Сцена стала больше похожа на настоящую Венецию.
- Сохраните проект.
Добавление 3D-модели Площади Сан-Марко
В то время как символы пакета правил функционируют так, как предназначено для большинства структур в Венеции, знаменитые сооружения площади Сан-Марко (такие как Дворец дожей и базилика Сан-Марко) будут выглядеть лучше с более подробными символами, отражающими их уникальную архитектуру. Вы добавите новые объекты, которые были специально разработаны в CityEngine, чтобы иметь вид этих известных структур, завершая вашу сцену.
- На вкладке Карта щёлкните кнопку Добавить данные.
- В диалоговом окне Добавить данные в разделе Портал щелкните ArcGIS Online. В окне поиска введите Piazza_San_Marco owner:Learn_ArcGIS и нажмите Enter.
- Дважды щелкните Piazza_San_Marco, чтобы добавить его на сцену. Перейти к закладке Площадь Сан-Марко и посмотрите на новые объекты.
Новые объекты добавлены, но они перекрываются со слоем Structures.
- На панели Содержание отключите все слои, кроме слоя Piazza San Marco и базовой карты.
- Используйте функции масштабирования, перемещения и наклона, чтобы рассмотреть новые объекты.
Новые объекты включают такие элементы, как куполообразные крыши и арки базилики Сан-Марко, которые не могли быть достигнуты путем применения правил к вытянутым элементам. Это пространственные объекты-мультипатч. В отличие от таких вытянутых объектов, как слой Structures, пространственные объекты-мультипатч не являются простыми двухмерными контурами зданий, которым придали форму за счёт вытягивания в высоту. Они моделировались в трёх измерениях в CityEngine, что позволило сделать их более детальными.
Теперь надо удалить объекты слоя Structures, которые перекрываются со слоем Piazza San Marco. Вы выберите перекрывающиеся объекты и полностью удалите их из данных. Так как не рекомендуется ничего удалять без резервного копирования, сначала надо создать копию данных.
- На панели Содержание щёлкните правой кнопкой слой Structures, выберите Данные и щёлкните Экспорт объектов.
Откроется окно Экспорт объектов.
- В окне Экспорт объектов для Выходного имени введите Structures_Copy.
Копия сохранится в базе геоданных по умолчанию проекта, там же где и слой Floodwater из предыдущего урока.
- Нажмите OK.
Копия слоя Structures будет добавлена на карту в группу 3D-слоев. Теперь вы знаете, что у данных осталась резервная копия, и она на карте больше не нужна. Вы удалите ее, прежде чем начнете удалять объекты из исходного слоя Structures.
- На панели Содержание щёлкните правой кнопкой мыши на слое Structures_Copy и выберите Удалить. Включите слой Structures.
- На закладке Карта в группе Выборка щелкните кнопку Выбрать по расположению.
Откроется панель Геообработка с инструментом Выбрать в слое по расположению.
- В окне Выбрать по расположению для Входного класса объектов выберите Structures. В опции Вспомогательные объекты выборки выберите Piazza San Marco. Оставьте прочие параметры без изменений.
Инструмент выберет все объекты в слое Structures, которые касаются (пересекают) слой Piazza San Marco.
- Нажмите OK.
Выбранные объекты выделяются голубым цветом.
- Посмотрите на выбранные объекты.
Обратите внимание, что выбрано два лишних объекта, которые лишь краешками касаются объектов слоя Piazza San Marco; они обведены на рисунке кружками:
Так как эти объекты на самом деле не перекрываются, их удалять не надо. Надо снять с них выборку, оставив остальные объекты выбранными.
- На закладке Карта в группе Выборка щелкните кнопку Опции выборки.
Окно Опции появляется с открытой вкладкой Выборка.
- В окне Опции в разделе Режим комбинирования выборки выберите опцию Удалить из текущей выборки.
При выборе этой настройки, когда вы используете инструмент Выбрать, выбранные вами объекты будут удалены из выборки, а другие объекты останутся выбранными.
Подсказка:
Удерживая нажатой клавишу Ctrl, вы можете также удалять объекты из текущей выборки, просто щёлкая на них.
- Нажмите OK.
- На закладке Карта в группе Выборка щелкните кнопку Выбрать.
- Найдите на юге площади Сан-Марко неперекрытый объект и щёлкните на нем, чтобы отменить его выделение.
Подсказка:
Нажмите и удерживайте клавишу C на клавиатуре, если хотите перемещаться, менять масштаб или приближаться к объектам, не переключаясь при этом на инструмент Исследовать.
Подсказка:
Если вы случайно сняли выборку не с того объекта, вернитесь в Опции выборки и выберите Добавить к текущей выборке в разделе Режиме комбинирования выборки, а затем снова выберите его.
- Найдите на севере площади Сан-Марко другой неперекрытый объект и щёлкните на нем, чтобы отменить его выделение.
Подсказка:
После того, как вы завершите отмену выборки, вы можете изменить настройку Режима комбинации выборки на значение по умолчанию, Создать новую выборку.
Теперь надо удалить выбранные объекты.
- Щелкните вкладку Редактировать и в группе Объекты щелкните Удалить.
Остальные выбранные объекты полностью удаляются.
- В группе Управление изменениями щелкните Сохранить. В окне Сохранить изменения щёлкните Да, чтобы сохранить все изменения.
- На панели Содержание снова включите слои Landmarks, Floodwater и Canals.
- Сохраните проект.
Сцена готова. Вы использовали пакеты правил и объекты-мультипатч чтобы сделать сцену более реалистичной. Теперь результаты анализа из предыдущего упражнения были объединены с привлекательной картой и готовы для демонстрации всем желающим.
Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.
