Modul GIS und CAD Teilmodul GIS

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1 Habitateigungsanalyse I (ModelBuilder) Version 10, English Autor: Msc. Tutorial-Version: 2012 Hochschule Anhalt Bachelor Naturschutz und Landschaftsplanung 5. Semester

2 4. Habitateignungsmodelle (1. Teil) Habitateignungsmodelle werden üblicherweise aus einer Kombination verschiedener Datenschichten und entsprechender Parametrisierungen abgeleitet. Ausgehend von autökologischen Kenntnissen aus der Literatur und empirischen Beobachtungen wird unter Annahme einer hohen Korrelation zwischen Habitatparametern und den ökologischen Ansprüchen einer Art deren potenzielle Verbreitung (potential range) konstruiert. Beobachtungsdaten werden dazu mit flächenhaft vorliegenden Daten der Habitatausprägung (z. B. Vegetation, Struktur etc.) verschnitten. Die Korrelation zwischen den Beobachtungspunkten und den einzelnen Datenschichten werden überprüft und diejenigen mit signifikantem Erklärungsgehalt für das Verbreitungsmodell herangezogen. Auf dieser Grundlage lassen sich Habitateignungskarten (habitat suitability maps) ableiten (vgl. LANG & BLASCHKE 2007). Ü 4 Aufgabe, Ausgangsdaten und zu verwendende Programmfunktionen Aufgabe Im Gebiet XY sind die letzten Vorkommen einer seltenen Lurchart gefunden worden. Um den Erhalt einer überlebensfähigen Population zu gewährleisten, soll anhand einer Habitateignungsanalyse ermittelt werden, ob ausreichend Lebensraum zur Verfügung steht. Dazu ist auf die Habitatansprüche der Art Rücksicht zu nehmen. Aufgrund langjähriger intensiver Untersuchungen konnte ermittelt werden, dass folgende Habitatparameter Grundvoraussetzung für ein Überleben darstellen: - maximale Hangneigung von 4 - Mindestabstand zu Strassen von 150 m - Nutzung Hecken und Wälder Ausgangsdaten - Höhenpunkte des betroffenen Landschaftsausschnitts (24AA1_2.dbf) dbase Tabelle - Ausschnitt aus der Color-Infrarot-(CIR)-Biotoptypen- und Arc/Info- Coverage Landnutzungskartierung (vg_kcir) - Straßenkartierung des betroffenen Landschaftsausschnitts Shape-Format (strassen.shp) Programmfunktionen - Festlegung der Datenrahmeneigenschaften - Layer hinzufügen - Erzeugen eines TIN - Ableitung der Steigung auf der Grundlage eines TIN - Klassifizieren von Rasterdaten - Reklassifizieren von Rasterdaten - Umwandeln von Rasterdaten in Vektordaten - Erzeugen einer Toolbox - Erzeugen eines Modells - Einfügen eines Prozesses im ModellBuilder - Verknüpfen & Bearbeiten eines Prozesses im ModelBuilder - Starten eines Prozesses im ModelBuilder - Starten eines Modells im ModelBuilder Dipl.-Ing. Seite 2/9

3 Ü 4.1 Festlegung der Eigenschaften des Datenrahmens Windows Datenrahmen Add Data Starten Sie ArcMap von der Windows-Benutzeroberfläche unter,start Wählen Sie den Datenrahmen und öffnen Sie über die rechte Maustaste das Kontextmenü,Data Frame Properties. Benennen Sie den Datenrahmen in Habitateignung um und setzen Sie die,map Units sowie die,display Units auf,meters. Fügen Sie aus dem Verzeichnis \tables die Datei 24AA1_2.dbf dem Datenrahmen hinzu. Ü 4.2 Erzeugen eines TIN Hier erfolgt die Berechnung eines Triangulierten Netzwerks (TIN) anhand von X-, Y- und Z- Koordinaten. Hauptmenü Menü File Add Data Hauptmenü Menü Customize Extensions Arc Toolbox window Öffnen Sie im Hauptmenü,File über,add Data das Verzeichnis,Add XY Data und wählen Sie die Tabelle 24AA1_2.dbf aus. Nach der Bestätigung wird der Ereignislayer 24AA1_2 Events erzeugt. Laden Sie nun die Erweiterung,3D-Analyst durch das Setzen eines Häkchens und schließen Sie das Dialogfenster mit,close. Öffnen Sie die,arc Toolbox und wählen sie unter,3d Analyst Tools in,tin Management,Create TIN aus. Dipl.-Ing. Seite 3/9

4 Speichern Sie das TIN im Verzeichnis \tin über,output TIN und wählen Sie bei,input Feature Class (optional) den Layer 24AA1_2 Events aus. Beachten Sie die Einstellungen,height_field (Z) und,sf_type (masspoints). 24AA1_2 Events Löschen Sie die Datei aus dem. Ü 4.3 Berechnung der Geländeneigung auf der Grundlage des TIN Oberflächenanalysen unter Verwendung des 3D-Analysts führen stets als Ergebnis zu Rasterdateien (GRID). Das Triangulierte Netzwerk dient der nichtkontinuierlichen Beschreibung einer Oberfläche durch die Abbildung mittels einer Vielzahl von Flächenstücken. Weitergehende Analysen sind derzeit damit nicht möglich. Arc Toolbox window Öffnen Sie die,arc Toolbox und wählen Sie unter,3d Analyst Tools in,conversion,from TIN und,tin to Raster aus. Wählen Sie als,input TIN die tin_24aa1_2 aus und Dipl.-Ing. Seite 4/9

5 speichern Sie das,output Raster unter dem Namen raster24aa1_2 in einem neuen Verzeichnis \raster in Ihrem Ordner ab. Übernehmen Sie die weiteren Einstellungen aus der oben stehenden Graphik und drücken Sie,OK. Arc Toolbox 3D Analyst Tools Wählen Sie nun unter,3d Analyst Tools in,raster Surface,Slope aus. Wählen Sie bei,input Raster raster24aa1_2 aus und speichern Sie das,output Raster in ihrem Verzeichnis \raster unter dem Namen slope ab. Stellen Sie bei,output measurement (optional),degree ein und unter,z factor (optional),1. Datenrahmen Save Entfernen Sie im über,remove tin_24aa1_2, da dieser nun nicht mehr benötigt wird. Speichern Sie das Kartendokument unter dem Namen Habitateignung in ihrem Ordner ab. Ü 4.4 Änderung der Klasseneinteilung Bei der Darstellung des Neigungskontinuums wird standardmäßig eine definierte Anzahl an Werteklassen vergeben. Diese kann in den Layereigenschaften beliebig geändert werden, ohne dabei die Rasterwerte der Eingangszellen selbst zu verändern, d. h. lediglich die Darstellungsweise wird verändert! Layer Properties Öffnen Sie die Eigenschaften des Layers slope indem Sie mit der rechten Maustaste im auf den Layer slope klicken und,properties wählen. Gehen Sie hier zum Register,Symbology. Dipl.-Ing. Seite 5/9

6 Properties Classify Wählen Sie hier den Unterpunkt,Classify. In dem Menü können Sie jetzt unterschiedliche Klasseneinteilungen einstellen. Als Beispiel wird jetzt die Steigung in gleichmäßige Schritte von jeweils 4 eingeteilt. Im Untermenü Classify wählen Sie unter Method:,Defined Interval aus. Zur Einteilung der Steigung in Klassen mit jeweils 4 -Schritten schreiben Sie in Interval Size eine 4. Bestätigen Sie Ihre Auswahl mit OK. Betrachten Sie die neue Einteilung der Klassen von slope. Sie können jederzeit eine andere Einteilung der Klassifikation auf diesem Weg durchführen. Dipl.-Ing. Seite 6/9

7 Save Speichern Sie das Kartendokument. Ü 4.5 Reklassifikation Die oben durchgeführte Klassifikation ist jederzeit änderbar. Jedoch ist es nicht möglich mit dieser Klasseneinteilung weitere Berechnungen durchzuführen da die Klassifikation sich nur auf die Darstellung auswirkt und nicht auf die Attribute. Um eine Berechnung anhand der Klassen durchführen zu können müssen die Raster Reklassifiziert werden. Für die weiterführenden Aufgabenstellungen ist es wichtig, dass zwei Klassen gebildet werden. Alle Raster die eine Steigung > 4 besitzen müssen eine Klasse bilden, alle Raster mit geringerer Steigung eine zweite Klasse. Arc Toolbox window Öffnen Sie die,arc Toolbox und wählen sie unter,3d Analyst Tools in,raster Reclass,Reclassify aus. Wählen Sie im Menüfenster,Reclassify unter,input Raster slope aus und öffnen den Menüpunkt,Classify. Wählen Sie in dem sich nun öffnenden Untermenü Classification die Methode Equal Interval im Fenster Method aus, bei Classes wählen Sie die 2 und schreiben im Fenster Break Values als ersten Wert eine 4 für den zweiten Wert eine 88. Bestätigen Sie die Einstellung mit,ok. Dipl.-Ing. Seite 7/9

8 Speichern Sie das,output Raster in ihrem Verzeichnis unter \raster\slope2. Ü 4.6 Ändern der Beschriftung (Label) Öffnen Sie die Eigenschaften von slope2 indem Sie mit der rechten Maustaste im auf slope2 klicken und,properties wählen. Gehen Sie hier zum Reiter,Symbology. Ändern Sie hier bei Label die 1 in <4 und die 2 in >4. Dann bestätigen Sie mit,ok. Save Speichern Sie das Kartendokument. Vergleichen Sie slope und slope2 im Viewer. Im können Sie jetzt bei slope2 die Attributtabelle aufrufen, was bei slope nicht möglich ist. Dipl.-Ing. Seite 8/9

9 Ü 4.7 Umwandeln von Rasterdaten in Vektordaten Zur weiteren Verarbeitung sollen die Rasterdaten (GRID) in Vektordaten überführt werden. slope Arc Toolbox window Löschen Sie die Datei slope aus dem. Öffnen Sie die,arc Toolbox und wählen sie unter,conversion Tools in,from Raster,Raster to Polygon aus. Wandeln Sie das Ergebnis der Hangneigung (slope2) in eine flächenhafte Vektordatei um und speichern Sie das Ergebnis unter dem Namen slope2_shape im Unterverzeichnis \shape ab. Slope2_shape Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Layer slope2_shape und öffnen Sie die Attributtabelle. In der Spalte GRIDCODE sind die Ergebnisse der Hangneigung gespeichert (1 = < 4, 2 = > 4 ). Bearbeiten Sie die Darstellung dahingehend, dass die flachen Bereiche grün und die steilen Bereiche rot dargestellt werden. Entfernen Sie aus dem alle Layer ausgenommen slope2_shape, und fügen Sie aus dem Verzeichnis \cover den Layer kcir_polygon hinzu. Save Speichern Sie das Kartendokument. Dipl.-Ing. Seite 9/9