Geoinformatika a környezetvédelemben 1 1. Alapok Feladatunk az, hogy a világ országait megjelenítsük és megkeressük rajta Magyarországot. Ez egyszerűnek tűnhet, de ne felejtsük el, hogy még minden elméleti és gyakorlati alapunk hiányzik ahhoz, hogy ezt megtegyük. Ebben a gyakorlatban: megtanuljuk, mit jelent az ArcView project (a továbbiakban projekt) fogalma, megtanuljuk, hogyan kell létrehozni, információval feltölteni és elmenteni a projektet, megismerjük a projekt felépítését, megtanuljuk a View, Theme, valamint a shape fogalmát, használatát, megtanulunk a térkép egyes részeire ránagyítani és a térképen mozogni. Mielőtt elkezdjük használni a szoftvert, érdemes néhány dolgot elmondani róla. Használatát egy köznapi példával élve a német nyelv tanulásához hasonlítanám: a kezdet nem könnyű, viszont az alapok elsajátítása után kinyílnak a felhasználás lehetőségei. Sok más szoftverrel ellentétben heurisztikus módon az elején nem, vagy csak igen nehezen boldogulunk vele, el kell telnie egy kis időnek, amíg egy kezdő felhasználó eljut a fedezd fel saját magad a korlátokat szintre. Indítsuk el az ArcView programot (Start Programs Esri ArcView GIS version 3.2 ArcView GIS version 3.2). Megnyitás után a következő ablakot látjuk. A program a következő párbeszédablakkal jelentkezik be: A megjelenő ablakban 3 lehetőség közül választhatunk (1-1. ábra) sorrendben: - with a new View: nyitunk egy új projektet és automtikusan létrejön egy View ablak is, miután a program rákérdez, hogy témát akarunk-e beletenni (rendszerint akarunk, de ritkán előfordul, hogy nem) - as a blank project: egy teljesen új és teljesen üres (View-k) nélküli projektet hozunk létre - open an existing project: egy meglévő, már korábban elmentett projektet lehet vele behívni.
Geoinformatika a környezetvédelemben 2 1-1. ábra. Az ArcView indításakor feltűnő párbeszédablak. Az ArcView felépítése a Project View Theme elgondolást követi. Azaz a befoglaló keret maga a projekt, amit *.apr fájlként tudunk elmenteni. A project View-kból, azaz térképi nézetekből áll össze. A nézet fogalma egy interaktív térképet jelent amelyben megjeleníthetők, lekérdezhetők és elemezhetők földrajzi és leíró adatok. A nézetekbe témákat (shape fájlokat, a magyarázatot lásd később) teszünk, amik a megjeleníthető térképi tartalmakat jelentik. A projekt tehát egy olyan keretként értelmezhető, ahol minden tartalmat egy helyen összerakva és igényeink szerint alakítva rakhatunk össze egy végső megjelenítésre szánt térképként. Mint az az 1-2. ábráról kiderül, egy téma több nézethez is tartozhat, minden különösebb probléma nélkül (amíg a cél CSAK megjelenítés, vagy lekérdezés).
Geoinformatika a környezetvédelemben 3 Theme Project View View View Theme Theme Theme Theme 1-2. ábra. Az ArcView projekt felépítése A projekt fizikailag egy olyan állomány amely az ArcView-ben végzett munkát tartalmazza. Egy projekt tartalmazhat nézeteket (Views), táblázatokat (Tables), grafikonokat (Charts), nyomtatásra előkészített térképeket (Layouts), programmodulokat (Scripts) amelyek egy adott munkához tartoznak. Így egy elnevezés alatt mindezeket az elemeket el lehet érni. Itt szeretném felhívni a figyelmet arra, hogy az *.apr fájlok nem tartalmaznak semmilyen adatot, kizárólag hivatkozások és megjelenítési információk vannak benne. Az ArcView (és rá alapozva számos más szoftver) alapformátumai az ún. shape fájlok. A shape-ek nem egy darab fájlból állnak össze, hanem legalább háromból: - *.shp (ez tartalmazza a geometriai információkat), - *.dbf (ez tartalmazza a leíró, vagy más néven az attribútum adatokat), - *.shx (ebben kerülnek tárolásra azok az információk, amik alapján a szoftver össze tudja illeszteni az előző két állományt). Ha ezek bármelyike hiányzik, az adott fedvényt nem tudjuk megnyitni. Fontos tudni, hogy az *.apr állományok csak abszolút hivatkozásokként mentik le a fedvények elérési útját. Ebből következik, hogy egy másik számítógépen csak akkor nyithatók meg, ha pont ugyanolyan elérési utat tudunk biztosítani (ez ritka esetekben lehetetlen, mivel potenciálisan az egyes számítógépeken eltérő betűjelű meghajtók vannak, a felhasználói szokásoktól és adathordozóktól függően. Így amennyiben hiányzik egy fedvény, vagy akár csak az elérési útja, nem tudjuk megjeleníteni a kívánt tartalmat. Sok esetben fel is tehetjük a kérdést, hogy szükség van-e projektek használatára. A válasz az, hogy létezik az helyzet, amikor igen (pl. sok rétegből összerakott térképünk van, aminek kartografálásával igen sokat foglakoztunk), de sokszor teljesen felesleges. Ez utóbbira példa lehet az, amikor pl. digitalizálunk egy térképi tartalmat: ehhez csak egy raszteres állomány kell, amit digitalizálunk, illetve a shape, amibe bekerülnek a geometriai és leíró adatok.
Geoinformatika a környezetvédelemben 4 Ilyenkor egyszerűbb behívni a két fedvényt, mint projektet alkalmazni (főleg, ha nem csak egy számítógépen dolgozunk). A program felépítése igen felhasználóbarát: a parancsok és ikonok nem ömlesztve jelennek meg, hanem tematikusan, a lehetőségeknek alárendelten csoportosítva. Más feladatokat végzünk a térképpel, mást a táblázatokkal stb. Ehhez az ún. navigátor ablak (1-3. ábra) nyújt segítséget: minden lehetséges tematikát csoportosítva jelenít meg, így könnyen ki tudjuk választani azt, hogy mire van szükségünk. A csoportosítás a következőképpen néz ki: View: a térképi nézetek, Tables: a témákhoz tartozó (megnyitott) táblázatok, Charts: a táblázatos adatokból készített diagramok, Layouts: nyomtatási képek, Scripts: Avenue programozási nyelven megírt kiegészítők. 1-3. ábra. A navigátor ablak A menük és gombok aszerint változnak, hogy éppen melyik moduljával dolgozunk a szoftvernek. Fontos tudni, hogy a geoinformatikában fedvényként (overlay), rétegként (layer) értelmezzük a megjeleníthető rendszerint valamilyen tematika szerint rendezett adatokat. A fedvényeken belül pedig objektumokról beszélünk, mint megjeleníthető alapegységekről. Az objektumok lehetnek pont, vonal, vagy poligon típusúak, de soha nem keveredhetnek. A CAD (Computer Aided Design, pl. AutoCad) szoftverek kivételével ez nem is lehetséges, a geoinformatikai szoftverek ezt nem teszik lehetővé. Ennek az az oka, hogy (1) az egyes objektumtípusok jellemzőit eltérően kell tárolni, (2) az egyes objektumtípusokkal nem ugyanazokat a műveleteket lehet végrehajtani. A nevezéktanban az ArcView eltér az előbbiekben megnevezettektől, de az alapfilozófia ugyanaz. Eszerint: - fedvény = téma (Theme) - objektum = feature (nem biztos, hogy lenne értelme lefordítani).
Geoinformatika a környezetvédelemben 5 Válasszuk tehát azt a kezdő párbeszédpanelből, hogy Create a new project with a new view és a szoftver a következő lépésben megkérdezi, hogy akarunk-e hozzáadni egy témát (Add theme). Témát természetesen bármikor tudunk bármelyik nézethez adni a View Add theme paranccsal. A megjelenő ablakból c:\esri\av_gis3.0\avtutor\arview\qstart könyvtárból válasszuk ki a world94.shpt. szerkesztő sáv 1-4. ábra. A térképi nézet (View) ablak felépítése Az egyes fedvények a behívás sorrendjében jelennek meg, a legutóbb behívott legfelülre. Úgy kell elképzelni, mint az egymásra rakott fóliákat, aminek a megjelenési sorrendjét meg tudjuk változtatni. Erre szükség is lehet, mivel nekünk kell meghatározni ezt a sorrendet és nem biztos, hogy a behívás pillanatában ezt helyesen gondoljuk. A behívott fedvény kikapcsolt állapotban jelenik meg, ezt nekünk külön be kell kapcsolni a bal oldali szerkesztő sávon (1-4. ábra). Ezen kívül meg kell ismerkednünk az aktív téma fogalmával, mely egyszerűen szólva azt jelenti hogy rámutatunk arra a rétegre (egyet rákattintunk az egérrel) amivel dolgozni akarunk. Ekkor a behívott témák közül kissé kiemelkedve jelenik meg az aktív téma (1-5. ábra). Ezt akkor is meg kell tennünk, ha csak egy behívott témánk, fedvényünk van, mivel minden műveletet az aktívra vonatkoztatva tudunk elvégezni. Egyszerre több aktív témánk is lehet, de ilyenkor nem adott minden olyan lehetőség, mint amikor csak egy van kijelölve (pl. egyszerre csak egy réteg szerkeszthető, hiába van több aktív téma is).
Geoinformatika a környezetvédelemben 6 3. Hívjuk be a világ folyóinak a fedvényét, ugyanebből a könyvtárból (wriver.shp)! Változtassuk meg a megjelenítési sorrendet. Próbáljuk ki az aktív téma kijelölését. aktív téma 1-5. ábra. Az aktív téma megjelenése A megjelenítési sorrend megváltoztatásához a mozgatni kívánt témát folyamatosan lenyomott bal egérgombbal a kívánt helyre kell húzni. Az ArcView-ban sokféle lehetőség van arra, hogy a térkép megfelelő részére navigáljunk, ránagyítsunk. A következőkben ezt fogjuk áttekinteni. Teljes méretre nagyít (Zoom To Full Extent). Úgy jeleníti meg egy nézetablak tartalmát, hogy az összes rétegnek megfelelő térrész látható legyen (akkor is, ha ki van kapcsolva). Aktív réteg(ek)re nagyít (Zoom To Active Themes). A szerkesztő sávon aktívként megjelölt témára nagyít. Ilyenkor lehet fontos a több aktív téma kijelölése. Kijelöt elemek nagyítása (Zoom To Selected Features). Egy téma kijelölt elem(ei)re nagyít rá. Ránagyítás (Zoom In). A nézet közepére nagyít rá 20%-kal. Kicsinyítés (Zoom Out). A nézet közepét távolítja 20%-kal.
Geoinformatika a környezetvédelemben 7 Előző méret (Zoom to Previous Extent). Ez előző nagyítási méretet hozza vissza. Nagyítás (Zoom In). Az egérrel megrajzolt téglalap tartalmát nagyítja, vagy a kattintott térképrészre nagyít 20%-ot úgy, hogy azt helyezi a nézet középpontjába. Kicsinyítés (Zoom Out). A megrajzolt téglalap tartalmát kicsinyíti, vagy a rákattintott térképrészt távolítja. Eltolás (Pan). A lenyomott bal egérgombbal behozható a nézetbe a kívánt térképrészlet. Ilyenkor csak a térképet toljuk el, a rajta lévő objektumok nem változnak meg (mint amikor egy kiterített papírtérkép számunkra fontos részletét magunk elé húzzuk). Ezeket a funkciókat természetesen gyakorlással lehet a legjobban megérteni és megtanulni. Ez persze minden más funkcióra (és szoftverre is) vonatkozik: ez nem olyan, mint a kerékpározás, vagyis, ha nem használjuk, nem gyakoroljuk, akkor hamar el is lehet felejteni az egészen könnyűnek tűnő műveleteket is! 3. Hívjuk be az USA államainak a fedvényét (states.shp). Tanuljuk és gyakoroljuk a térképen a nagyítást, kicsinyítést az alábbi eszközökkel. Tegyük aktív témává az USA államait és próbáljuk ki az aktív témára nagyítást. Nagyítsunk rá a Floridai-félszigetre. Kicsinyítsünk teljes nézetre. GYAKORLATOK 1. Hívjuk be a világ tavainak a fedvényét (wlakes.shp)! 2. Keressük meg a Nagy-tavakat (USA)! 3. Toljuk el a térképet a Tanganyika-tóig! 4. A világ országainak térképén keressük meg Magyarországot! 5. Ellenőrizzük, hogy a világ tavai között szerepel-e a Balaton! 6. Cseréljük fel a tavak és a folyóvizek fedvényét! Mi történt? 7. Cseréljük fel a folyók és világtérkép fedvényét! Mi történt?
Geoinformatika a környezetvédelemben 8 Feladatmegoldás fgis szoftverrel Az fgis (Forest GIS) egy ingyenes szoftver, mely a www.forestpal.com/fgis oldalról tölthető le. Sajnos a fejlesztését leállították 2005 novemberében, de szerencsére addigra egy igen sokrétűen használható szoftvert sikerült megalkotni. Sok szoftver csak oktatási és magánjellegű célokra használható ingyenesen, az fgis azonban teljes körűen, bármilyen célra használható. (Meg kell említeni, hogy a továbbiakban a szoftver továbbfejlesztett változata a TatukGIS Editorként él tovább, mely ugyan nem ingyenes, de nem is tartozik a megfizethetetlen kategóriába: 350USD. Ezt az árat összehasonlítva más szoftverekkel, és nem a hallgatói pénztárcához, hanem egy vállalkozás megindításához, fenntartásához viszonyítva inkább olcsónak számít. Az ingyeneshez megoldáshoz képest persze drága.) Ha az fgis-t összehasonlítjuk az ArcView-val, azt kell mondani, hogy az ArcView jobb, mert bővíthető. Az fgis viszont ingyen van és bővítés nélkül is igen sok mindent tud. Sajátossága, hogy telepíteni kell ugyan, de maga a program ezután akár egy pendrive-ra is másolható. Így egy teljes funkcionalitású GIS szoftvert tudunk bárhová magunkkal vinni. Nincs navigátor ablak, a menüsor az ArcView View nézetéhez hasonlít leginkább. A Map legördülő menüben találjuk az egész térképre vonatkozó parancsokat, a Layerben a rétegre vonatkozók, az Editben és a Utilities-ben a szerkesztési és fedvényműveletek. Az ArcView shape fájljait használja saját formátumaként és gond nélkül olvassa be a legnépszerűbb, leggyakrabban használt vektoros és raszteres állományokat. Teljesen megegyezik a fedvények kezelése, bár itt nem téma (Theme) az elnevezésük, hanem réteg (Layer). Itt is létezik az aktív téma (vagyis inkább réteg) fogalma, itt kék színnel emeli ki a szoftver. Ami az ArcView-ban Feature volt, vagyis objektum, itt Shape nevezzük. Összefoglalva az elnevezések: - fedvény: Theme (Arcview), Layer (fgis); - objektum: Feautre (ArcView), Shape (fgis). Ennyi bevezető után nézzük meg, hogyan kell használni az fgis-t a gyakorlatban. Az ArcView-hoz hasonlóan projekt fájlokat készíthetünk, ha van rá igényünk (melyek relatív hivatkozásként működnek, vagyis így könnyedén mozgathatók egyik számítógépről a másikra ehhez persze azért a szükséges fájlokat ugyanabban relatív könyvtárrendszerben kell elhelyezni, mint ahol létrehoztuk). A vetületi rendszert az első hozzáadott réteg fogja megadni, a többi fedvény vetülete ezzel meg kell, hogy egyezzen. Ezt azért fontos az elején megbeszélni, mivel a
Geoinformatika a környezetvédelemben 9 program indításakor azonnal egy projekt fájlt kell megnyitni. Itt a projekt fájl kiterjesztése *.ttkgp, az első indításkor válasszuk a default.ttkgp állományt (1-6. ábra). Az ezt követően megjelenő képernyőn (1-7. ábra) egy üdvözlő felirat jelenik meg, amit el kell távolítani, melyhez előbb tegyük aktívvá az ArcView-ban tanult módon a Welcome.shp réteget nyomjuk meg a vagy a Map/Remove Layer paranccsal. (Remove Layer) gombot, 1-6. ábra. Az fgis bejelentkező képe
Geoinformatika a környezetvédelemben 10 1-7. ábra. Az fgis parancsai és gombjai Miután eltávolítottuk az üdvözlő üzenetet, adjuk hozzá a korábban használt world94.shp és wriver.shp rétegeket. A rétegek hozzáadásához használjuk a (Add Layer) gombot, vagy a Map/Add Layer parancsot. A réteg-, pontosabban megjelenítési sorrendet az ArcView-hoz hasonlóan az egérrel mozgatva tudjuk megváltoztatni. Ezen a gyakorlaton nem változtatjuk meg a rétegek tulajdonságait, vagyis most nem foglalkozunk azzal, hogy az országhatárok színe épp olyan, mint a folyóké és nem lehet őket elkülöníteni. Most gyakoroljuk a térképen való mozgást, valamint a nagyítás lehetőségeit: (Pan). A térkép eltolása. (Center Tool). Azt a pontot helyezi a képernyő közepére, ahová az egérrel kattintunk (bal egérgombbal). (Full Extent). A térkép teljes kiterjedésére nagít. (Zoom Out). A (méret)arányszámot 1,5-szeresére változik, vagyis az előző nagyítás 66%-ára kicsinyíti a térképet.
Geoinformatika a környezetvédelemben 11 (Zoom In). Az arányszámot 1,5-del osztja, vagyis a térképet az előző mérethez képest 50%-kal nagyítja. (Prior Extent). Az előző méretre nagyít. (Zoom Tool). Az egérrel megrajzolt téglalap tartalmát nagyítja (Active Zoom Tool). Interaktív módon nagyít (az egeret lefelé húzva a bal egérgomb lenyomása mellett), vagy kicsinyít (az egeret felfelé tolva a bal egérgomb lenyomása mellett). Ezen túlmenően lehetőségünk van itt is az adott rétegre nagyítani a Layer/Zoom to Layer, illetve egy réteg kiválasztott elemeire nagyítani a Layer/Zoom to Selected Shapes paranccsal. Továbbá a Map/Zoom to Scale parancs segítségével adott méretarányra tudunk nagyítani a térképen. Itt be is írhatjuk a méretarányt, de a munka gyorsítása végett előre beállított értékre is ránagyíthatunk (pl. 1:10000, 1:20000). Gyakorlásként végezzük el ugyanazokat a feladatokat, mint az ArcView esetében.