Übung 2: Manipulation von Geometriedaten

Transkript

1 Übung 2: Manipulation von Geometriedaten Abgabe: bis Freitag :00 Uhr in den jeweiligen Briefkasten im Raum 25-J-07. Lernziele Sie sind vertraut mit den Funktionen, die man zur Bearbeitung von Linien- und Polygondaten einzelner oder mehrerer Objektklassen (Feature Class) braucht. Sie kennen die wichtigsten Analysis Funktionen von GeoMedia und wissen von diesen, was sie bewirken. Sie wissen was Queries in GeoMedia sind und wie man über mehrere Abfragen zu einem Resultat kommt. Sie verstehen, wie man Warehouses verwendet. Produkte dieser Übung Aufgabe 1: Gemeindegrenzen des Untersuchungsraums über der Basiskarte aus Übung 1 mit beschrifteten Seegemeinden. Aufgabe 2: Bahnnetz in der Stadt Zürich mit beschrifteten S-Bahnhöfen. Resultierende Streckenlängen, gemäss Aufgabenstellung, im Übungsbericht. Aufgabe 3: Zwei neue Vektordatensätze, gespeichert in einem Warehouse, mit den Kreisen und Quartieren der Stadt Zürich. Diese Datensätze werden in den folgenden Übungen weiterverwendet. Aufgabe 4: Schnittfläche der Stadtkreise oder Stadtquartiere mit den Waldflächen. Die Wälder sind nach Kreis, beziehungsweise Quartier, eingefärbt. Sie erstellen einen Übungsbericht mit Lösungswegen zu den praktischen Aufgaben und den Lösungen der Theorieaufgaben. Anforderungen an die Abgabe Die Lösungswege aller Aufgaben müssen im schriftlichen Übungsbericht geschildert werden. Die Karten der Aufgaben 1 bis 4 werden als Bildschirmlösungen von den Betreuern überprüft. Aufgaben 1 und 2 sollen je in einem eigenen MapWindow gelöst werden, Aufgabe 3 und 4 zusammen in einem weiteren MapWindow. Für die TutorInnen, welche Ihre Lösungen am Bildschirm überprüfen, soll ersichtlich sein was Ihr Endprodukt ist und korrigiert werden soll. Zu allen praktischen Aufgaben soll ein knappes Protokoll des Lösungsweges abgegeben werden (inkl. Abfrageformeln, gewählten Optionen usw.). Interpretative Teile und Theorieaufgaben sind als Fliesstext zu verfassen. Fügen Sie in die Kopfzeile die Modulnummer, Ihre Namen und Ihre Gruppennummer ein! Initialisierung von Geoedia 1. GeoMedia Pro starten und einen neuen GeoWorkspace erstellen. 2. Den GeoWorkspace als ueb2.gws in Ihrem GeoWorkspaces Ordner speichern. 3. Eine ArcView Warehouse Connection nach K:\geo243\data\zh erstellen. 4. Eine ArcInfo Warehouse Connection nach K:\geo243\data\zh erstellen. 5. Ein Access Warehouse mit dem Namen ueb2_data in ihrem Warehouses Ordner 1/5

2 erstellen (Manage Data > Warehouse > New Warehouse). Wählen Sie als Template das normal.mdt. WICHTIG! Die Pfade für GeoWorkspaces und Warehouses müssen auf die Ordner im eigenen Gruppenverzeichnis (K:\geo243\stud\gr_xy/) abgespeichert werden und nicht auf dem C:-Verzeichnis, sonst können Daten verloren gehen! 6. Erstellen Sie eine Access Connection zur Library aus Übung 1 (Manage Data > Library > New Library Connection). 7. Benennen Sie das Map Window sinnvoll und wählen Sie in den Darstellungseinstellungen als Nominal Map Scale 1:100'000 und als Scaling Style Paper. 8. Laden Sie wiederum das CH1903 als Koordinatensystem. Praktische Aufgaben 1. Auswahl und Beschriftung von Objekten aus Vektordaten In dieser Aufgabe geht es um verschiedene Mittel zur Selektion von Objekten eines Polygon-Vektordatensatzes. Laden Sie aus der ArcInfo zh Verbindung den Datensatz REGION_ZH und wählen Sie den Zürichsee aus (Analysis > Select Set to Query). Wählen Sie dann die Gemeinden, die an den See anstossen (Analysis > Spatial Query) und beschriften Sie diese. Speichern Sie dazu die Seegemeinden als Feature Class ab, damit die Daten für die Beschriftung bearbeitet werden können (Manage Data > Output to Feature Classes). Die Beschriftungen können unter Vector > Text and Labels > Insert Label eingefügt werden. Laden Sie die in Übung 1 erstellte Basiskarte. Verschieben Sie dazu die gespeicherten Connections, Styles und Legends von Ihrer Library aus Übung 1 in Ihren GeoWorkspace (Manage Data > Library Organizer). Unter Home > Legends > Legends wählen Sie Ihre gespeicherte Elementgestaltung aus und laden sie durch Append in Ihren Geoworkspace. Stellen Sie die Seegemeinden und ihre Beschriftung über der Basiskarte dar und achten Sie darauf, dass die Beschriftungen gut lesbar sind. 2. Arbeiten mit Liniendaten aus VECTOR25 In dieser Aufgabe sollen in Einzelschritten konkrete Fragen zum Thema 'Bahnen auf dem Gebiet der Stadt Zürich' beantwortet werden. Dabei soll ersichtlich werden, wie eine Feature Class (hier das Bahnnetz), mehrere Objektarten (z.b. Tunnelstrecken) und letztlich einzelne Objekte (einzelne Bahnabschnitte) repräsentiert und wie diese Objekte und Klassen direkt angesprochen und bearbeitet werden können. a) Extrahieren Sie das Polygon der Stadt aus REGION_ZH. Verschneiden Sie diesen Umriss mit den Bahnstrecken eis_l aus VEKTOR25 (Analysis > Spatial Intersection). Wählen Sie dann mittels einer Abfrage diejenigen Strecken aus, die Tunnels bzw. keine Tunnels sind (Analysis > Attribute Query). b) Wie viele Meter offene Bahnstrecken und wie viele Meter Industriegeleise gibt es in der Stadt Zürich? (Table > Column Statistics im Data Window) c) Fügen Sie die Queries mit den offenen Bahnstrecken und den Tunnels wieder zusammen (Analysis > Union). Der Inhalt dieses Queries sollte nun identisch sein mit dem Inhalt des Queries aller Bahnstrecken der Stadt Zürich aus Aufgabe 2a. Wie kann man dies qualitativ und quantitativ überprüfen? 2/5

3 d) Stellen Sie das Bahnnetz gemeinsam mit den S-Bahn-Stationen aus HALTE145 dar. Selektieren Sie die ans Bahnnetz grenzenden Stationen (Spatial Query: are within distance of 200m) und beschriften Sie diese. Um allfälliges Umbenennen oder Verschieben zu ermöglichen müssen Sie die Haltestellen zuerst als Feature Class exportieren: Manage Data > Output to Feature Classes. 3. Bearbeitung von Polygonen innerhalb einer einzigen Ebene In dieser Aufgabe wird die Manipulation von Daten eines einzigen Datensatzes geübt. Als Beispiel dient die Aggregation von Polygonen durch die Auflösung von Grenzen zwischen Polygonen mit gleichem Attributwert. Die Stadt Zürich ist politisch in zwölf Kreise gegliedert. Diese sind in mehrere Quartiere aufgeteilt (z.b. Kreis 2: Enge, Wollishofen und Leimbach). Die Quartiere wiederum sind in statistische Zonen gegliedert. Der Datensatz statzone enthält die Grenzen der statistischen Zonen und als Attribute unter anderem deren Zugehörigkeit zu Quartieren und Kreisen. Die statistischen Zonen der Stadt Zürich im statzone Datensatz sollen zu Quartieren und Kreisen zusammengefasst werden. Verwenden Sie dazu die Funktion Analysis > Analytical Merge. Da Sie diese Daten in der Übung 3 wieder verwenden werden, sollen neben der Geometrie mindestens der Quartiername und die Kreisnummer (Quartiere) resp. die Kreisnummer (Kreise) als Attribute vorhanden sein. Die Katzenseen und der Zürichsee sollen in den beiden Datensätzen nicht vorkommen. Machen Sie die Queries mit den Resultaten permanent verfügbar, indem Sie diese in Ihr Warehouse einfügen (Manage Data > Output to Feature Classes). 4. Arbeiten mit Polygonen in mehreren Ebenen Zuletzt werden nun Polygondaten mehrerer Ebenen bearbeitet: Diese müssen in einem ersten Schritt extrahiert werden und in einem zweiten Schritt miteinander vereinigt werden. Es sollen wahlweise die Polygone der Stadtquartiere oder der Stadtkreise mit dem Wald (extrahiert mittels eines Attribute Queries aus pri_f von VECTOR25) verschnitten werden. Als Resultat entsteht ein Query, bei dem die Polygone des Waldes nach Kreisnummer oder Quartiername eingefärbt werden sollen. Theoretische Aufgaben 5. Verschneidung Wie wird in GeoMedia das Problem der Verschneidung von zwei Ebenen (Analysis > Spatial Intersection) mit verschiedenen geometrischen Grundelementen (Punkt, Linie und Polygon) gelöst? Erstellen sie eine 3x3 Tabelle mit den Spalten und Zeilen Punkt/Linie/ Polygon mit den 9 paarweisen Lösungen, wie sie GeoMedia liefert für die räumliche Beziehung contains. Vergleichen Sie diese Lösungen mit eigenen theoretischen Gedanken. Entsprechen die Lösungen von GeoMedia Ihren Vorstellungen? 3/5

4 6. Probleme der Datenintegration In dieser Übung werden Datensätze verschiedener Herkunft verwendet (Statistische Zonen statzone vom BFS, Gemeindegrenzen REGION_ZH von Swisstopo, beide ursprünglich im Massstab 1:25'000). Vergleichen Sie diese Datensätze mit den Gemeindegrenzen aus zh_gemeinden (Massstab 1:200'000). Diskutieren Sie anhand von Beispielen mögliche Probleme, die auftreten, wenn verschiedene Datensätze miteinander integriert (z.b. miteinander verschnitten) werden. Zusatzinformationen zu Übung 2 Data Warehouse Auf Geometrie- und Attributdaten wird in GeoMedia durch Verbindungen auf Warehouses zugegriffen. Ein Data Warehouse ist entweder eine Datenbank mit Geodaten oder eine Gruppe von zusammengehörigen Dateien. In den Übungen benutzen wir Access-basierte Warehouses um unsere Resultate zu speichern. Formate Verbindungen (Connections) Erstellen GeoMedia kann Daten verschiedener Herkunft öffnen. Die von uns in den Übungen verwendeten Daten liegen als ArcView Shapefiles und im ARC/INFO Format vor. Nur auf Access, Oracle und SQL Server Warehouses kann schreibend zugegriffen werden. Um auf Daten in Formaten von Drittanbietern zuzugreifen zu können, muss meist ein.ini File und ein.csf Coordinate System File erstellt werden. Im Falle unserer Daten sind diese Dateien bereits vorhanden und wir können eine Verbindung auf die Daten erstellen, als ob sie in einer Datenbank wären. Wir erstellen je nach Datenherkunft eine ArcInfo, ArcView oder Access Connection. GeoMedia selbst kann nur ein Access-basiertes Warehouse erstellen (Manage Data > Warehouse > New Warehouse, normal.mdt Template wählen). Data Window Das Data Window zeigt die nicht graphischen Attribute einer Feature Class oder eines Queries an. Zeilen repräsentieren eine Instanz (Feature) der Feature Class, Spalten repräsentieren Attribute. Jede Zelle enthält einen Wert für ein Attribut einer Instanz. Die Tabelle kann für einzelne Spalten auf- oder absteigend sortiert werden (Rechtsklick auf die Spalte > Sort ascending / descending). Eine Auswahl von Einträgen, die im Data Window durch anklicken der Einträge (Zeilen) gemacht wird, gilt auch für das Map Window und wird dort automatisch angezeigt. Nur bei Feature Classes, die in einem Read/Write Warehouse gespeichert sind, können Werte in den Feldern des Data Window geändert werden. Queries Sämtliche Abfragen werden als Queries gespeichert. Sie können diese jederzeit anzeigen lassen, für weitere Abfragen weiterverwenden, in eine Feature Class umwandeln oder löschen. Queries werden lokal im GeoWorkspace gespeichert und sind bei der Auswahl von Input für Abfragen in der Queries-Verbindung wählbar. Wenn eine Feature Class auf die sich ein Query bezieht verändert wird, passt sich das Query automatisch an. Eine Auflistung aller erstellter Queries ist unter Analysis > Queries zu finden, wo nicht mehr benötigte Queries gelöscht werden können. 4/5

5 Um ein Query in eine Feature Class in einem Warehouse umzuwandeln, geht man analog vor, wie beim Einfügen einer beliebigen Feature Class in ein read/write Warehouse (Manage Data > Output to Feature Classes) und wählt als Quelle anstatt einer Verbindung auf ein Warehouse die Verbindung Queries. Analysis Methoden zur Analyse von Geodaten sind im Reiter Analysis zu finden. Dabei handelt es sich um einfache räumliche Abfragen und Attributabfragen, aber auch um spezialisierte Funktionen, die jeweils ein bestimmtes Problem lösen. Attribute Query Join Union Spatial Query Spatial Intersection Spatial Difference Buffer Zone Analytical Merge Aggregation Functional Attributes Select Set to Query Liefert diejenigen Features, deren Attribute die in einem Filter definierten Bedingungen erfüllen. Verknüpft zwei Tabellen mittels Attributen, die in beiden Tabellen enthalten sind. Fügt zwei oder mehr Feature Classes oder Tabellen zusammen. Liefert diejenigen Features, deren Geometrie die spezifizierten räumlichen Bedingungen erfüllen. Findet die Schnittmenge der Geometrien von zwei Feature Classes. Berechnet die Teile der Geometrien der ersten Feature Class, die nicht den Geometrien der zweiten Feature Class entsprechen. Kreiert Puffer um räumliche Objekte. Zusammenfassen von Features. Dabei können neue Attribute, wie z.b. die Summe der Fläche aller zusammengefassten Geometrien, erstellt werden. Attribute einer Feature Class können einer anderen Feature Class zugewiesen werden aufgrund von gemeinsamen Attributen oder der Geometrie. Berechnet neue Attribute aus bestehenden Attributen. Eine vorhandene Selektion (z.b. manuell in der Karte oder im DataWindow getätigt) wird als Query gespeichert. 5/5