ПЛАНИРОВАНИЕ ГИС ПРОЕКТА

Scott Crosier, Bob Booth, Katy Dalton, Andy Mitchell, Kristin Clark.

ArcGIS9 Начало работы в ArcGIS.Глава 4.Планирование ГИС проекта. -С.66-78

При выполнении типичного аналитического проекта ГИС вы определяете цель проекта, создаете базу данных, содержащую необходимые данные, и помощью функций ГИС создаете модель анализа для решения поставленной задачи и оформляете представление результатов анализа.

Шаг 1: Определите свои цели

Первый шаг процесса -это определение пели анализа. Для определения своих задач вы должны ответить на следующие вопросы:

• Какую задачу я должен решить? Как она решается сейчас? Каковы альтернативные пути ее решения с помощью ГИС?
• Каков должен быть итоговый продукт проекта-отчеты, рабочие карты, карты высокого качества для презентации?
• Кто будет пользователем этого продукта-общественность, технические специалисты, планировщики, официальные лица?
• Будут ли эти данные использоваться для других целей? Каковы требования для этих целей?

Этот шаг важен, т.к. ответы на эти вопросы определяют объем проекта, а также какие именно методы анализа вы будете использовать.

Шаг 2: Создайте базу данных проекта

Второй шаг-создание базы данных проекта. Создание базы данных проекта состоит из трех шагов. Это проектирование базы данных, ввод и загрузка данных в базу и управление базой данных. Проектирование базы данных включает определение пространственных данных, которые вам потребуются, на основании требований анализа, указание необходимых атрибутов объектов, установка границ исследуемой области и выбор системы координат. Ввод данных включает оцифровку и преобразование данных из других систем и форматов в используемый формат, а также проверку данных и исправление ошибок. Управление базой данных подразумевает проверку системы координат и соединение соседних слоев. Создание базы данных для проекта - наиболее сложная и занимающая много времени часть проекта. Полнота и точность используемых при анализе данных определяет точность результатов анализа.

Шаг 3: Проанализируйте данные

Третий шаг- это анализ данных. Как вы видели, анализ данных в ГИС варьируется от простого картирования до построения сложных пространственных моделей. Модель - это представление реального мира, используемая для имитации процессов, прогнозирования результата или анализа проблемы. Пространственное моделирование подразумевает применение от одной до трех категорий функций ГИС к некоторым пространственным данным. Это следующие функции:

• Функции геометрического моделирования-вычисление расстояний, создание буферов и вычисление площадей и периметров.
• Функции моделирования совпадений-наложение наборов данных для поиска участков, где значения совпадают.
• Функции моделирования близости-размещение, поиск путин изменение деления на районы.

С помощью ГИС вы можете быстро выполнить анализ, который невозможно или долго выполнять вручную. Изменяя методы и параметры и выполняя анализ повторно, вы создаете альтернативные сценарии.

Шаг 4: Представление результатов

Четвертый шаг - это представление результатов анализа. Итоговый продукт должен успешно представлять ваши результаты аудитории. В большинстве случаев результаты анализа ГИС лучше всего представлять на карте. Есть еще два способа представления результатов - графики и отчеты по выбранным данным. Вы можете создавать графики и отчеты отдельно, вставлять их в документы, созданные в других приложениях, или поместить их на карту.

Что дальше?

Теперь, когда вы познакомились с последовательностью этапов выполнения проекта ГИС, вы готовы начать планирование собственного проекта. В следующем разделе представлена последовательность шагов для проекта строительства новой станции водоочистки в Гринвелли. В данной главе рассмотрен первый шаг-определение целей проекта. Остальные шаги будут рассмотрены в последующих главах данного руководства.

ПЛАНИРОВАНИЕ ВАШЕГО ПРОЕКТА

Планирование - важнейший шаг любого проекта ГИС, он поможет вам потратить меньше времени и сил на создание базы данных, анализ и построение карты. Па шаге планирования вы определяете задачи проекта, критерий анализа и совокупность данных, необходимых для выполнения анализа. Вы можете также выбрать подход к анализу и вид конечных продуктов. После того, как вы это сделаете, вы начнете формировать базу данных проекта. Далее мы будем работать над небольшим аналитическим проектом ГИС. В процессе его выполнения вы узнаете, как планировать проект ГИС и как использовать АгсМар и ArcCatalogдля его выполнения. При выполнении определенных видов анализа-поиска места для нового строительства-последовательность выполняемых вами шагов и используемые средства будут типичны для многих проектов ГИС. Сценарий проекта заключается в том, чтобы найти подходящее место для строительства станции водоочистки. Город Гринвелли растет. Для поддержки его роста необходимо построить новую станцию водоочистки и повторного водоснабжения. Городской совет планирует использовать охрану водных ресурсов и повторное водоснабжение для удовлетворения ожидаемого потребления воды. На рис., представлены шаги проекта ГИС и показано, в каких главах данной книги описан каждый шаг. В этой главе вы выполните Шаг 1-определение целей проекта. Вы также составите некоторый план по выполнению следующих шагов.

ШАГИ ПРОЕКТА ГИС

Шаг 1: Определение целей проекта

Цель данного ГИС анализа - найти подходящее место для станции водоочистки. Городской совет еще никогда не использовал ГИС для решения такой задачи. Место для существующей станции было определено много лет назад с помощью бумажной карты, наложения прозрачных схем и на основании консультации Городского совета с главным инженером города. Этот процесс дал необходимый результат, но занял много времени и не позволил подключить общественность к принятию решения. Сейчас задача усложнилась из-за увеличения застройки территории и ужесточения требований к охране окружающей среды и здоровья людей. Совет решил использовать ГИС для ускорения процесса и уверенности, что выполнены все требования. Поскольку Совет понимает, что размещение водоочистной станции - вопрос, подлежащий обсуждению, он хотел бы определить все пригодные участки, а затем наиболее пригодные участки на основе более жесткого критерия. Обсуждение всех возможных участков будет предоставлено общественности. Вы должны подготовить карту ясно показывающую, какие участки наиболее пригодны, пригодны и непригодны. Совет предоставляет список критериев пригодности. Участки должны быть:

• Не выше 365м над уровнем моря, чтобы уменьшить стоимость нагнетания воды
• Вне зоны затопления, чтобы исключить утечку во время шторма
• Не более 1000м от реки, чтобы минимизировать стоимость трубопровода для стока
• Не менее 150м от жилых домов и парков, чтобы минимизировать неудобства для жителей города
• На свободной земле, где разрешено строительство, чтобы уменьшить стоимость покупки земли и строительства

Кроме того, для дальнейшего снижения стоимости желательно, чтобы участок находился:

• До 1000м от узла сети сброса сточных вод (до 500м-erne более желательно)
• До 50 м от существующей дороги

На размещение станции требуется не менее 150 000 м2. Предварительный просмотр существующих карт показал, что вероятнее всего найти место в северо-западной части города, близко от реки, в районе низменности. Это и будет рабочая область проекта. ГИС анализ позволит соединить все критерии для поиска подходящих участков.

Шаг 2: Создание базы данных проекта

Создание базы данных для нашего проекта будет состоять из двух шагов. Во-первых, нужно собрать существующие данные и просмотреть их. Далее нужно подготовить данные к анализу. Некоторые данные уже можно использовать, другие потребуют дополнительной обработки. Возможно, какие-то данные придется вводить. Вы организуете данные в Главе 5.'Составление базы данных', и подготовите данные к анализу в Главе 6. 'Подготовка данных к анализу'. А сейчас нужно подготовиться к этим этапам, выбрав слои данных и определив их источники.

Сбор данных для проекта

В нескольких департаментах городского управления существуют данные ГИС, и есть возможность использовать их для проектов ГИС. Некоторые из этих данных уже хранятся в базе данных городского управления GreenvalleyDB. У городского управления есть также договоренность о получении данных у нескольких региональных и федеральных агентств. Поскольку уже существует база данных нужной информацией, процесс проектирования и ввода данных для базы данных проекта займет не так много времени, как мог бы. Тем не менее, нужно провести некоторую дополнительную работу по проектированию базы данных проекта. Необходимо определить наборы данных и атрибуты для каждого критерия. Затем вы просмотрите имеющиеся данные и выберете слои. Каждый критерий Совета требует слоя данных для анализа. Ниже показан список критериев и соответствующих наборов данных и атрибутов.

В нескольких департаментах городского управления существуют данные ГИС, и есть возможность использовать их для проектов ГИС. Некоторые из этих данных уже хранятся в базе данных городского управления GreenvalleyDB. У городского управления есть также договоренность о получении данных у нескольких региональных и федеральных агентств. Поскольку уже существует база данных нужной информацией, процесс проектирования и ввода данных для базы данных проекта займет не так много времени, как мог бы. Тем не менее, нужно провести некоторую дополнительную работу по проектированию базы данных проекта. Необходимо определить наборы данных и атрибуты для каждого критерия. Затем вы просмотрите имеющиеся данные и выберете слои. Каждый критерий Совета требует слоя данных для анализа. Ниже показан список критериев и соответствующих наборов данных и атрибутов.

В базе данных есть также сканированное изображение планируемого парка, его вы используете для оцифровки границ парка. Вы также добавите грид высот, который, возможно, добавите к итоговой карте. В Главе 5, 'Составление базы данных', вы соберете данные и организуете их таким образом, чтобы иметь к ним прямой доступ из папки проекта. Потом просмотрите данные, чтобы определить, каким слоям требуется дополнительная обработка.

Подготовка данных к анализу

Па основе просмотра данных вы определите, какие данные готовы к использованию, а какие требуют дополнительной обработки. Ниже перечислены некоторые обычные этапы подготовки данных:

• Проверка качества (точности и актуальности данных)
• Преобразование формата данных
• Ввод данных: оцифровка, сканирование, преобразование, геопривязка
• Определение систем координат
• Проецирование слоев в новую систему координат
• Слияние соседних слоев

Вам нужно будет выполнить некоторые из этих операций. Например, вы уже знаете, что границу планируемого парка вокруг исторического памятника нужно будет оцифровать. Вы зарегистрируете имеющуюся сканированную карту границы в базе геоданных города и оцифруете ее. использовав в качестве подложки слой участков. Новый объект- парк будет добавлен к существующему классу объектов парков базы геоданных GreenvalleyDB. Вам нужно будет также слить воедино два листа участков, чтобы потом было проще выполнять анализ. После просмотра существующих данных (в Главе 5). вы сможете определить, для каких слоев требуется предварительная обработка. Большая часть данных для проекта уже находится в покрытиях, шейп-файлах, базе геоданных или в растровом формате, т.е. в форматах, которые ArcGIS может использовать. Однако, в некоторых случаях необходимо будет преобразовать данные из одного формата в другой (например, из векторного в растровый формат, из шейп-файла в класс объектов базы геоданных для хранения в существующей базе геоданных). ArcGIS позволяет отображать и накладывать слои в разных системах координат, если только известна система координат каждого слоя. 11ужно будет это проверить, особенно для данных, полученных из сторонних источников. Необходимые операции по обработке данных вы выполните в Главе 6, 'Подготовка данных к анализу.

Шаг 3: Анализ данных

Па стадии планирования проекта вам необходимо определить методику анализа и его основные шаги. Таким образом, вы можете быть уверены, что при создании базы данных включите в нее все наборы данных, какие вам могут потребоваться. Возможно, вы захотите создать схематичную диаграмму процесса. Па диаграмме справа показан процесс ГИС анализа для определения оптимального местоположения новой водоочистной станции.

Анализ состоит из трех этапов. На первом этапе вы создадите слой областей, не подходящих для станции, и другой слой -областей, в пределах которых она может находиться. Па втором этапе на основании этих слоев вы выберете поднабор подходящих участков. Затем из них вы выберете свободные участки, чтобы создать слой пригодных участков. Па третьем этане вы рассмотрите дополнительный критерий Совета для поиска наиболее подходящих участков. Вы найдете пригодные участки, расположенные в пределах 50м от дороги и в пределах 1000м (500м) от узла сети сброса сточных вод. а затем пометите их специальным кодом, чтобы можно было выделить их на карте. Вы также проверите, какие из участков достаточно велики для строительства станции. На диаграмме показаны основные шаги, но на каждом этане есть набор внутренних шагов. В Главе 7. 'Выполнение анализа', вы разработаете детальную методику и выполните анализ.

Шаг 4: Представление результатов

Во время выполнения проекта вы должны учитывать назначение продукта и его потенциального пользователя. В данном проекте вы должны представить результаты анализа на презентационных картах высокого качества, содержащих наборы пригодных и наиболее пригодных участков. Карта будет представлена для обсуждения на общественном собрании. На данном этане вам не нужно строить окончательную карту, но нужно решить, какие слои поместить на нее. Возможно, кроме результатов анализа вы захотите отобразить на карте другие слои в качестве контекста для результатов анализа и сделать карту более наглядной и информативной. В данном проекте в дополнение к слоям, которые вы будете использовать или создадите в процессе анализа, вам потребуется грид высот в качестве фона для карты, чтобы пользователи могли видеть высокие и низкие участки в городе, т.к. высота имеет наиболее принципиальное значение при выборе места расположения водоочистной станции. Вы построите и создадите презентационную карту в Главе 8. 'Представление результатов'.

Что дальше?

Теперь, когда вы просмотрели шаги выполнения проекта ГИС, определили цели проекта, и выполнили некоторую часть планирования, пришло время начать проект. В следующей главе вы соберете данные для проекта и изучите их.