Курсовой ГИС
.doc
ВВЕДЕНИЕ
Развитие общества и сфер его деятельности постепенно требуют расширения и освоения новых земель, а также обновление и перестройку уже используемых территорий и систем. Начали создаваться программы для построения, обработки, анализа геоинформационных данных и создания единых универсальных систем информации, удобных не только для работы специалистов различных отраслей деятельности, но и достаточно информативных и простых в понимании для презентации их в обществе. На данный момент лидером среди платформ для работы с геоинформационными системами является продукт компании ESRI – ArcGIS.
В данном курсовом проекте рассмотрен пример работы основными и дополнительными модулями ArcGIS, а также представлен проект оптимизации маршрута движения в ArcMap с помощью дополнительного модуля Network Analyst.
1 ArcMap
1.1 Сущность приложения.
ArcMap – центральное приложение в ArcGIS. Оно используется для создания, редактирования, отображения и исследования наборов геоданных, задания условных обозначений, документирования географической информации, создания и подготовки карт к печати и публикации.
1.2 Пример выполнения проекта в ArcMap.
-
Network Analyst.
Network Analyst – дополнительный модуль ArcGIS , который позволяет решать широкий спектр задач на основе анализа сетей. Он существенно упрощает решение таких задач, как выбор оптимального маршрута, создание путевого листа, поиск ближайшего магазина, склада или пункта обслуживания, определение области обслуживания на основе времени в пути. Примеры решения вышеуказанных задач представлены на рисунках.
Рис. 2.1 – Поиск ближайшей пожарной части.
Рис. 2.2 – Вычисление областей обслуживания.
Рис. 2.3 – Установка последовательности выполнения заказов.
Рис. 2.4 – Поиск оптимальных маршрутов для выполнения парных заказов.
Рис. 2.5 – Выбор оптимального расположения магазинов.
-
Linear referencing.
Linear referencing (системы линейных координат) – это метод хранения географических данных с использованием относительных местоположений вдоль уже измеренного линейного пространственного объекта.
4 Spatial Analyst.
Дополнительный модуль Spatial Analyst обладает широким диапазоном возможностей пространственного моделирования и анализа. Он позволяет создавать, строить запросы, отображать на карте и анализировать растровые данные; осуществлять полноценный перевод данных из растра в вектор и наоборот; получать новые данные на основе существующих; обрабатывать информацию из нескольких слоев данных; а также полностью совмещать растровые данные, основанные на ячейках, и традиционные векторные источники данных.
5 Tracking Analyst.
Дополнительный модуль ArcGIS Tracking Analyst разработан для картирования движущихся или изменяющихся во времени объектов.
Временные данные – это любые пространственные данные, которые содержат информацию о времени.
Инструменты Tracking Analyst позволяет делать следующее:
-
Оживлять географические данные, содержащие даты и время (временные данные), добавляя их на карты в качестве трековых слоёв;
-
Слежение за объектами в режиме реального времени;
-
Инструменты Tracking Analyst поддерживает сетевую связь с устройствами глобальной системы позиционирования (GPS) и прочими устройствами отслеживания, что позволяет картировать данные в режиме реального времени;
-
Отображение временных данных с помощью временных окон и прочих специализированных опций для просмотра данных, которые меняются во времени;
-
Воспроизведение временных данных с помощью Менеджера воспроизведения. Данные можно воспроизводить с различными скоростями, вперед и назад;
-
Анализ особенностей временных данных путём создания хронометража данных;
-
Создание и применение действий для временных данных;
-
Просмотр трековых данных в 3D с помощью ArcGlobe.
6 Проект оптимизации маршрута.
Задачей данного проекта было создание на карте Санкт-Петербурга маршрута движения между двумя пунктами и последующая его оптимизация для сокращения времени движения между этими пунктами.
Ход работ: в открытом ArcMap с картой города, открываем дерево каталога файлов с помощью ArcCatalog и создаем новый мульти модальный набор сетевых данных. Привязываем к нему все классы пространственных объектов, которые привязаны к карте. Проверяем связность сети и наличие рельефа. Далее открывается таблица атрибутов сети, где проверяем наличие атрибутов к данной сети, их единицы измерения, а также их оценочные функции.
Сетевые атрибуты — это свойства сети, описывающие навигацию в ней. Типичными примерами являются атрибуты стоимости и атрибуты ограничения, запрещающие проход в обоих направлениях или в одном направлении (например, в случае дорог с односторонним движением).
Инструментами Network Analyst автоматически настроены атрибуты для данных об улицах Санкт-Петербурга: Hierarchy, Meters, Minutes и Oneway.
Проверяем оценочные функции атрибута Метры (Meters), открыв вкладку «Оценки» и закрываем мастер создания Нового набора сетевых данных. В результате этих действий получаем готовый набор сетевых данных, объединяющий все слои, отображенные на карте. Добавляем его на карту и удаляем уже ненужные данные.
Запускаем дополнительный модуль Network Analyst и в появившимся окне выбираем функцию: «Новый маршрут». На карте добавляем две или несколько остановок. Открываем окно свойств маршрута и на вкладке «Настройки анализа» задаем следующие параметры:
-
Установку импеданса – Метры;
-
Разрешение разворотов;
-
Установку типа выходной геометрии – истинная форма с измерениями;
-
Использование иерархии и запрет некорректных положений;
-
Задание ограничений;
-
Установку единиц расстояния – Метры и атрибутов времени – Минуты;
-
Показ окна путевого листа.
Закрываем окно свойств и запускаем расчет заданного маршрута, результатом действий является, проложенный между точками остановок, маршрут и путевой лист, с указанным маршрутом движения и времени движения. Пример проложенного маршрута и путевого листа показан на рис. 6.1.
Рис.
6.1 – Маршрут движения и путевой лист.
Данный маршрут построен с использованием стандартного атрибута Метры (Meters) и требует оптимизации, так как движение по нему не рационально в следствии больших затрат времени. Для этого создаем новый атрибут DriveTime (Время движения на автомобиле) и в его оценочных функциях устанавливаем импеданс – Минуты, остальные показатели устанавливаем аналогично атрибуту Минуты (Minutes). Данный атрибут теперь будет рассчитывать маршрут с кратчайшим временем пути по нему.
Для произведения расчета маршрута по новому атрибуту необходимо открыть окно свойств маршрута и на вкладке «Настройки анализа» изменить значение импеданса со значения Метры (Meters) на значение DriveTime. Закрываем окно свойств и нажимаем кнопку выполнения расчета. Итогом расчета выполненного по новому атрибуту является новый маршрут между ранее заданными пунктами с путевым листом (рис 6.2).
Рис.
6.2 – Оптимизированный маршрут движения
и путевой лист.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Платформы для работы с геоинформационными данными прочно заняли свое место среди инструментов картографии, планирования и создания моделей различных сетей. Их использование помогает оптимизировать маршруты, удобнее располагать строения, облегчают построение и восприятие при прокладке новых коммуникации, транспортных сетей, а также работу с географическими данными и картами. Появление мобильных версии данных платформ позволило принимать оперативные решения при работе с ГИС и обеспечивать мониторинг и контроль каждого проекта.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Котиков Ю. Г. «Основы ГИС» [ Текст ] : материалы лекции – СПб., 2013.
2 Справка ArcGIS 10.2 [ Электронный ресурс ], [ Режим доступа ] : http://resources.arcgis.com/ru/help/main/10.2/#/na/004700000001000000/