Szybkie ćwiczenie: Rozwiązywanie problemu przestrzennego

Rozwiązywanie problemu przestrzennego wymaga zwykle użycia narzędzi analizy. Przydatne informacje w oknach podręcznych i intuicyjne procedury wykonywania zadań przeglądarki map usługi ArcGIS Enterprise ułatwiają wybór i używanie odpowiednich narzędzi. W tym ćwiczeniu użytkownik będzie korzystał z niektórych narzędzi analizy, przyjmując rolę specjalisty do spraw rolnictwa w Nowej Zelandii, który próbuje wyplenić inwazyjny gatunek chwastów. W tym scenariuszu użytkownik szuka obszarów występowania gatunku Nassella Tussock znajdujących się w pobliżu komercyjnych pól kempingowych w celu zidentyfikowania skali problemu. Gatunek Nassella Tussock został przypadkowo sprowadzony do Nowej Zelandii w drugiej połowie XIX wieku. Obecnie obszary jego występowania można znaleźć w regionach Marlborough i Canterbury. Ten trudny do wyplenienia gatunek szybko się rozprzestrzenia, wypierając inne gatunki traw. Trawa Nassella Tussock jest niejadalna dla zwierząt hodowlanych, stanowi zatem zagrożenie dla pasterskich form gospodarowania. Nasiona tego gatunku są rozsiewane głównie przez wiatr, ale także przez zwierzęta, ludzi i pojazdy.

Podczas wykonywania kolejnych etapów tego ćwiczenia wykorzystywane będą następujące umiejętności: wyszukiwanie i uruchamianie narzędzi analizy w panelu Wykonaj analizę w przeglądarce map, konfigurowanie parametrów narzędzi w celu uzyskania jak najdokładniejszych wyników oraz używanie funkcji inteligentnego tworzenia map i atrybutów obiektów podczas przetwarzania wyników analizy. Ćwiczenie przeznaczone jest dla początkujących. Aby można było wykonywać analizę przestrzenną, należy posiadać konto instytucji i odpowiednie uprawnienia. Szacowany czas: 25 minut.

Przegląd opublikowanych próbek

Do zadań specjalisty ds. rolnictwa w regionie Marlborough w Nowej Zelandii należy identyfikowanie znajdujących się w pobliżu komercyjnych pól kempingowych obszarów, w obrębie których biwakowicze mogą natknąć się na rośliny z gatunku Nassella Tussock. Mieszkańcy pola kempingowego, którzy zetkną się z tą rośliną podczas rekreacyjnej aktywności fizycznej mogą nieświadomie przenieść jej nasiona na ubraniach i przedmiotach w inne miejsca. W razie wykrycia obszarów występowania Nassella Tussock w pobliżu komercyjnych pól kempingowych można przekazać ich mieszkańcom informacje ułatwiające zidentyfikowanie tej rośliny i unikanie jej.

Tak się składa, że posiadasz internetową mapę komercyjnych pól kempingowych w regionie Marlborough, zawierającą także informacje o występowaniu gatunku Nassella Tussock. Dostępny jest także zestaw doskonałych narzędzi analizy w usłudze ArcGIS Enterprise, które ułatwią uzyskanie odpowiedzi na nurtujące Cię pytania. Wykonywana analiza składa się z trzech części. Najpierw należy utworzyć bufory (strefy bliskości) wokół komercyjnych pól kempingowych. Następnie należy sprawdzić, w których z tych buforów występuje gatunek Nassella Tussock. Na końcu należy oszacować jak wiele roślin Nassella Tussock występuje w poszczególnych buforach.

Notatka:

Aby wykonać to ćwiczenie, należy skonfigurować następujące elementy:

• Podstawowe wdrożenie oprogramowania ArcGIS Enterprise
• Narzędzia do analiz przestrzennych
• Właściwość searchArcGISOnlineEnabled ustawiona na wartość prawda (true) (jest to ustawienie domyślne)

Otwieranie i zapisywanie mapy

Rozpocznij od otwarcia mapy występowania gatunku Nassella Tussock w przeglądarce map.

1. W przeglądarce map portalu kliknij przyciski Dodaj i Wyszukaj warstwy.
2. W oknie dialogowym Wyszukaj warstwy kliknij listę rozwijaną w celu wyszukania zasobów w usłudze ArcGIS Online. W oknie dialogowym Znajdź wpisz nassella i kliknij przycisk Przejdź. W razie potrzeby wyłącz zaznaczenie pola wyboru w celu wyszukania tylko warstw w obszarze mapy. Gdy wyniki zostaną zwrócone, kliknij przycisk Dodaj dla pozycji NassellaTussockRanges (by ArcGISOnlineExercises). Po dodaniu warstwy kliknij przycisk Zakończ dodawanie warstw.
W przeglądarce map zostanie otwarta mapa regionu Marlborough w Nowej Zelandii. Zostaną wyświetlone komercyjne pola kempingowe wraz z rozmieszczeniem znanych obszarów występowania gatunku Nassella Tussock. Warstwa The Nassella Tussock Range (Obszary występowania Nassella Tussock) nie zawiera informacji o gęstości roślin w danej lokalizacji. Oznaczony obszar może być gęsto porośnięty lub zawierać tylko pojedyncze egzemplarze roślin.
3. Na wstążce powyżej mapy kliknij przycisk Zapisz i wybierz opcję Zapisz jako. Zmień nazwę mapy na Szybkie ćwiczenie analityczne - Twoja nazwa. Użycie tej nazwy w tytule mapy zapewni jego unikalność w ramach instytucji. Kliknij przycisk Zapisz mapę.

Zapoznaj się z panelem Wykonaj analizę

Wykonanie analizy wymaga uruchomienia narzędzi w panelu Wykonaj analizę. Najpierw należy zapoznać się z rozmieszczeniem tych narzędzi w usłudze ArcGIS Enterprise.

1. Kliknij przycisk Analiza znajdujący się na wstążce widocznej nad mapą.
Zostanie wyświetlony panel Wykonaj analizę. Narzędzia są zgrupowane w kategoriach zgodnie z obsługiwanym typem analizy.
2. Rozwiń grupę Narzędzia bliskości.
Narzędzia bliskości pomagają w udzieleniu odpowiedzi na jedno z najczęstszych pytań zadawanych podczas wykonywania analizy przestrzennej: Co znajduje się w pobliżu czego?
3. W grupie Narzędzia bliskości kliknij ikonę Utwórz bufory.
W panelu Wykonaj analizę zostanie otwarte narzędzie Utwórz bufory. Tak jak inne narzędzia, ma ono opcje i parametry, które należy skonfigurować.
4. Kliknij przycisk Informacje znajdujący się obok narzędzia Utwórz bufory.
W oknie podręcznym zostanie wyświetlony opis i ilustracja przedstawiająca narzędzie. Narzędzie Utwórz bufory umożliwia tworzenie obszarów wokół obiektów o promieniu zgodnym z podaną odległością. Bufory są zazwyczaj używane do wyszukiwania obiektów na jednej warstwie znajdujących się w pobliżu obiektów na innej warstwie. W tym przypadku będziemy szukać obszarów występowania gatunku Nassella Tussock znajdujących się w pobliżu pól kempingowych.

Buforowanie komercyjnych pól kempingowych

Teraz skonfigurujesz parametry narzędzia Utwórz bufory i uruchomisz je. Narzędzie utworzy nową warstwę powierzchniową zawierającą 14 obiektów buforów — jeden dla każdego pola kempingowego. Obiekty buforów będą okręgami o promieniu 1,5 km, w środku których znajdują się pola kempingowe. Przyjmiemy założenie, że biwakowicze najłatwiej mogą zetknąć się z rośliną z gatunku Nassella Tussock podczas spacerów, wycieczek rowerowych lub innych wypraw tego typu. Wartość 1,5 km wydaje się być odpowiednia, ale można także rozważyć użycie większych odległości.

1. W panelu narzędzia Utwórz bufory kliknij menu rozwijane Wybierz warstwę zawierającą obiekty do buforowania i kliknij opcję Commercial Campgrounds (Komercyjne pola kempingowe). W polu tekstowym Wprowadź odległość bufora wpisz wartość 1,5. Kliknij przylegające menu rozwijane zawierające jednostki odległości i wybierz opcję Kilometry.
2. Rozwiń okno dialogowe Opcje i otwórz okno podręczne pomocy dotyczące parametru Opcje. Wybierz jedno z dwóch ustawień w polu Typ bufora: Nakładanie i Agregacja. Zachowaj w polu Typ bufora wartość Nakładanie.
Użycie wartości Nakładanie spowoduje, że wszystkie nakładające się bufory pozostaną osobnymi buforami, natomiast w przypadku użycia wartości Agregacja wszystkie nakładające się obszary zostaną połączone w jeden bufor.
3. Zmień wartość domyślną w polu Nazwa warstwy wynikowej na Bufory_pól_kempingowych.
Buforowane są wszystkie pola kempingowe, zatem nie trzeba ograniczać zasięgu analizy przy użyciu opcji Użyj zasięgu bieżącej mapy.
4. W dolnej części panelu narzędzia Utwórz bufory wyłącz zaznaczenie pola wyboru Użyj zasięgu bieżącej mapy.
5. Kliknij opcję Uruchom analizę.
Oryginalna warstwa mapy zostanie teraz ukryta, dzięki czemu właśnie wygenerowana warstwa buforów będzie lepiej widoczna. Następnie można będzie powiększyć nową warstwę buforów i przyjrzeć się jej dokładniej.
6. W panelu Zawartość wyłącz warstwę Commercial Campgrounds (Komercyjne pola kempingowe). Kliknij przycisk Więcej opcji w warstwie Bufory_pól_kempingowych i kliknij przycisk Powiększ do.
Aby wyświetlić obszary występowania gatunku Nassella Tussock wewnątrz buforów, należy zmienić styl warstwy Bufory_pól_kempingowych.
7. W panelu Zawartość poniżej pozycji Bufory_pól_kempingowych kliknij przycisk Zmień styl. W obszarze Wybierz styl rysunku wybierz pozycję Opcje.
8. Kliknij przycisk Symbole, aby zmienić styl symboli. Zmień kolor wypełnienia na biały i ustaw przezroczystość na 100%. Przejdź do obszaru Obrys. W polu Obrys ustaw kolor czarny, a w polu Szerokość linii wartość 1 px. Kliknij przycisk OK, aby zastosować zmiany, ponownie kliknij OK, a następnie kliknij przycisk Gotowe w panelu Zmień styl, aby zachować zmiany.
Warstwa Bufory_pól_kempingowych zawiera wszystkie pola oryginalnej warstwy Commercial Campgrounds (Komercyjne pola kempingowe), jak również nowe pole zawierające wielkość bufora. Wszystkie pola zestawu danych można przejrzeć w tabeli warstwy.
9. W panelu Zawartość poniżej warstwy Bufory_pól_kempingowych kliknij przycisk Pokaż tabelę.
Atrybuty nazwy i adresu obiektów zostały skopiowane z odpowiadających im komercyjnych pól kempingowych. W polu Odległość buforowania w kilometrach wyświetlana jest odległość buforowania.
10. Zamknij tabelę.
11. Powiększ warstwę i przyjrzyj się z bliska niektórym buforom, aby sprawdzić, czy występuje w nich Nassella Tussock.
Większość obszarów występowania gatunku Nassella Tussock znajduje się poza buforami pól kempingowych. Jednak w przypadku niektórych pól kempingowych Nassella Tussock występuje w obszarze bufora o promieniu 1,5 km.
12. Po zakończeniu kliknij przycisk Zakładki > Campgrounds (Pola kempingowe), aby powrócić do zasięgu, w którym widoczne są wszystkie pola kempingowe.
Zakładka Campgrounds (Pola kempingowe) została utworzona na oryginalnej mapie i zapisana na Twojej kopii tej mapy. Zakładki pozwalają zaoszczędzić czas, jeśli często powiększasz i pomniejszasz zasięg mapy.
13. Zapisz mapę.

Wybieranie buforów zawierających Nassella Tussock

Następnym etapem analizy jest zidentyfikowanie buforów zawierających obszary występowania gatunku Nassella Tussock. W tym celu potrzebne jest narzędzie umożliwiające wyszukiwanie obiektów w warstwie (Bufory_pól_kempingowych), jeśli ich obszary pokrywają się z obszarami obiektów w innej warstwie (Nassella Tussock Range - Obszary występowania Nassella Tussock).

1. Otwórz panel Wykonaj analizę. Rozwiń grupę Znajdź lokalizacje i kliknij narzędzie Znajdź istniejące lokalizacje.
Narzędzie Znajdź istniejące lokalizacje wybiera w analizowanym obszarze istniejące obiekty, które są zgodne z podaną przez użytkownika serią kryteriów atrybutowych lub przestrzennych.
2. Kliknij menu rozwijane Wybierz warstwę zawierającą obiekty, które zostaną wyszukane za pomocą zapytań przestrzennych i opisowych i wybierz opcję Bufory_pól_kempingowych.
3. Kliknij opcję Dodaj wyrażenie w parametrze Utwórz zapytanie umożliwiające wyszukiwanie obiektów, aby otworzyć okno dialogowe Dodaj wyrażenie.
Narzędzie Znajdź istniejące lokalizacje wyszukuje obiekty spełniające określony zestaw kryteriów przy użyciu zarówno wyrażeń atrybutowych, jak i przestrzennych. Najczęściej używaną w narzędziu Znajdź istniejące lokalizacje relacją przestrzenną jest intersects, której można użyć do wyszukiwania obiektów nakładających się lub stykających się ze sobą.
4. W oknie dialogowym Dodaj wyrażenie zmień relację na przecina się, a drugą warstwę na Nassella Tussock Range (Obszary występowania Nassella Tussock). Kliknij przycisk Dodaj.
Zostaną wybrane obiekty w wejściowej warstwie obiektów. Jest to poprawne ustawienie, ponieważ chcesz wiedzieć, czy Nassella Tussock rośnie w pobliżu pól kempingowych, a nie w pobliżu obszarów występowania Nassella Tussock.
5. Zmień wartość w polu Nazwa warstwy wynikowej na Pola_kempingowe_w_zasięgu. Ponownie można wyłączyć zaznaczenie pola wyboru Użyj zasięgu bieżącej mapy. Kliknij przycisk Uruchom analizę, aby uruchomić narzędzie.

Cztery bufory przecinają się z obszarami występowania gatunku Nassella Tussock.

Dwa z wybranych buforów leżą w obszarach, gdzie Nassella Tussock jest gatunkiem dominującym. Ale co z pozostałymi dwoma? Czy cztery wybrane bufory zawierają jakąś relację geograficzną, która odróżnia je od pozostałych buforów? Przyjrzymy się niektórym innym warstwom na mapie i sprawdzimy, czy pomogą one odpowiedzieć na to pytanie.

6. W panelu Zawartość włącz warstwę Roads (Drogi).
Cztery wybrane bufory są połączone głównymi autostradami. Sugeruje to, że sieć drogowa umożliwia rozprzestrzenianie się gatunku Nassella Tussock. Jenak wiele niewybranych buforów również jest połączonych siecią autostrad. Warto byłoby wiedzieć, które pola kempingowe są odwiedzane najczęściej i czy biwakowicze zazwyczaj odwiedzają wiele różnych pól kempingowych, jednak znalezienie odpowiedzi na te pytania wykracza poza zakres tego ćwiczenia.
7. Wyłącz warstwę Roads (Drogi) i włącz warstwę Populated Places (Miejsca zamieszkałe).
Trzy spośród czterech wybranych buforów przecinają się z miejscami zamieszkałymi. Jednak w pobliżu wielu zamieszkałych miejsc nie ma obszarów występowania Nassella Tussock. Mimo że to krótkie dochodzenie nie przyniosło rozstrzygnięcia, wybory przestrzenne są doskonałym sposobem odkrywania znaczących zależności występujących w danych i źródłem pomysłów na dalszą analizę.
8. Wyłącz warstwę Populated Places (Miejsca zamieszkałe).
9. Zapisz mapę.

Szacowanie występowania roślin Nassella Tussock w buforach

W trzeciej części analizy sprawdzimy, jak wiele roślin z gatunku Nassella Tussock znajduje się w wybranych buforach. Dlaczego ma to znaczenie? Na polach kempingowym można by udostępniać w celach edukacyjnych biuletyn, zawierający informacje o tym, że na danym obszarze znaleziono rośliny z gatunku Nassella Tussock, jak również informacje o skali ekspansji tej rośliny. Dla badaczy pomiary ilościowe będą podstawą do przeprowadzania porównań w nadchodzących latach.

Zostanie użyte narzędzie Sumuj w obrębie.

1. Kliknij opcję Analiza, aby otworzyć panel Wykonaj analizę. W obszarze Sumowanie danych kliknij opcję Sumuj w obrębie, aby otworzyć to narzędzie.
Jedną z funkcji narzędzia Sumuj w obrębie jest obliczanie tego, jaki obszar danej warstwy znajduje się w obrębie innej warstwy — właśnie tej funkcji potrzebujemy podczas analizy.
2. W polu Wybierz warstwę powierzchniową do zsumowania innych obiektów w ramach jej granic wybierz opcję Pola_kempingowe_w_zasięgu. W polu Wybierz warstwę do sumowania wybierz opcję Nassella Tussock Range (Obszary występowania Nassella Tussock). W parametrze Dodaj statystyki z warstwy do podsumowania zmień jednostkę miary w polu Sumuj powierzchnię w na Hektary.
Hektar jest jednostką metryczną równą powierzchni 10 000 metrów kwadratowych lub w przybliżeniu 2,5 akrów.
3. Zmień wartość w polu Nazwa warstwy wynikowej na Tussock_w_buforach. Można wyłączyć zaznaczenie pola wyboru Użyj zasięgu bieżącej mapy. Kliknij przycisk Uruchom analizę, aby uruchomić narzędzie.
Gdy działanie narzędzia zakończy się pomyślnie, warstwa Tussock_w_buforach zostanie dodana do mapy.
4. Warstwa Tussock_w_buforach zawiera obiekty pokrywające się dokładnie z obiektami warstwy Pola_kempingowe_w_zasięgu, ale warstwa Tussock_w_buforach zawiera statystyki zbiorcze. W panelu Zawartość wyłącz warstwę Pola_kempingowe_w_zasięgu, aby ułatwić pracę z warstwą Tussock_w_buforach.

   Warstwa Tussock_w_buforach zawiera cztery obiekty odpowiadające czterem wybranym buforom pól kempingowych. Zostanie zmieniony styl warstwy w taki sposób, aby stała się ona przezroczysta.

5. W panelu Zawartość poniżej warstwy Tussock_w_buforach wybierz opcję Zmień styl. Zmień wartość parametru Wybierz atrybut do przedstawienia na Pokaż tylko lokalizację. W obszarze Wybierz styl rysunku kliknij pozycję Opcje.
6. Kliknij przycisk Symbole, aby zmienić styl symboli. Wybierz wypełnienie na skali szarości. Przejdź do obszaru Obrys i wybierz kolor czarny. Kliknij przycisk OK, aby wprowadzić zmiany. Zmień ogólną przezroczystość na 25% i kliknij przycisk OK. Kliknij przycisk Gotowe, aby zachować wprowadzone zmiany.
7. W panelu Zawartość poniżej warstwy Tussock_w_buforach kliknij przycisk Pokaż tabelę.
W polu Podsumowanie obszaru w hektarach wyświetlany jest łączny obszar występowania gatunku Nassella Tussock w pobliżu każdego z pól kempingowych. Największy obszar występowania Nassella Tussock znajduje się w pobliżu pola Awatere Settlers Motor Camp. Zajmuje w przybliżeniu 83,28 hektarów. Najmniejszy obszar występowania Nassella Tussock nakłada się na obszar pola Blenheim TOP 10 Holiday Park i ma w przybliżeniu 0,25 hektara. Należy pamiętać, że warstwa Nassella Tussock Range (Obszary występowania Nassella Tussock) zawiera informacje o obszarach, w których znaleziono rośliny tego gatunku, nie zaś o gęstości ich występowania.
Zapisz mapę.

Kolejne etapy

W ciągu 25 minut znaleźliśmy publicznie dostępne dane, ustaliliśmy, które pola kempingowe nakładają się na obszary występowania Nassella Tussock i obliczyliśmy łączny obszar występowania gatunku Nassella Tussock w pobliżu każdego pola kempingowego. Co dalej?

Aby znaleźć więcej ćwiczeń opartych na scenariuszach, przejrzyj galerię Nauka ArcGIS (ArcGIS Learn). Zacznij od wypróbowania ćwiczenia Łączenie strumieni w celu ułatwienia migracji łososi. Możesz także odwiedzić witryny internetowe Podręcznik ArcGIS (ArcGIS Book) i Podręcznik obrazów ArcGIS (ArcGIS Imagery Book).

Wykonaj podobną analizę, aby rozwiązać problem dotyczący roślin z gatunku Nassella Tussock przy użyciu doskonałych narzędzi geoprzetwarzania dostępnych w aplikacji ArcGIS Pro.

Przejrzyj samodzielnie usługę ArcGIS Online i zobacz, co jeszcze jest możliwe. Poniżej można znaleźć kilka pomysłów:

• Wykonaj podobne szybkie ćwiczenie, aby dowiedzieć się, jak tworzyć aplikację na bazie mapy i używać jej do rejestrowania oraz udostępniania swoich wyników.
• Więcej informacji o analizie przestrzennej można uzyskać dzięki następującym zasobom: Wprowadzenie do analizy i Które obszary są dobrymi siedliskami pumy?