Градостроительный кадаст

6.6.4 Указания к решению задачи поиска обслуживаемых территорий

Последней задачей, решаемой в Network Analyst, является «Поиск обслуживаемых территорий».

При решении этой задачи, как и в предыдущих заданиях, у Вас имеется возможность как задавать объекты с помощью расстановки меток с помощью специального инструмента панели инструментов, так и загружать список точечных объектов.

При выборе объектов исследования в окне появляется его название и усредненное расстояние обслуживания. При этом расстояние обслуживания Вы можете задать и самостоятельно. Для этого в строке, содержащей численное значение зоны обслуживания, с клавиатуры введите требуемое значение. При добавлении следующих объектов (внутри этой темы) расстояние обслуживания будет оставаться постоянным.

Следует отметить, что в данном поле имеется возможность одновременного ввода двух значений (через запятую). В этом случае на карте отобразятся две зоны, одна – на  расстоянии, указанном до запятой, а вторая – после.

Выполните операцию «Маршрутизация». Вокруг каждого объекта появляется полигон,  расстояние до границ этого полигона – заданное Вами расстояние по дорогам. Границы этого полигона должны отличаться от традиционно построенной (по воздушному пути) буферной зоны с центром в выбранном Вами объекте.

Для проверки этого Вам необходимо создать буферную зону по воздушному пути. Выберите меню «ТЕМА», команду «Создать буферные зоны». Задайте буферную зону вокруг объектов темы, на расстоянии, которое Вы задавали при поиске зоны обслуживания, поставьте соответствующие единицы измерения. При появлении буферной зоны сделайте ее прозрачной, для этого фон должен отсутствовать, передний план – быть цветным, со штриховкой.

6.7 Выполнение раздела «Построение  и анализ поверхности»

При выполнении данного раздела мы будем использовать приложение к геоинформационной системе ArcView – Spatial Analist.

Функции приложения Spatial Analyst очень широки. Выделяют в основном три направления применения этого модуля:

   построение  и анализ поверхности (задачи построения поверхности, экспозиции, построения уклонов, изолиний, отмывка рельефа, определение кривизны и видимости с применением запросов через язык программирования Avenue);

   картирование расстояний (задачи нахождения расстояний, картография близости, картирования по методу взвешенных расстояний, анализа пути с применением запросов через язык программирования Avenue, построение функций плотности);

   локальные статистические функции (статистика по ячейкам, функции выбора по запросам к карте, анализ на основе математических функций, анализ соседства, функция переклассификации).

При наличии у Вас программы Avenue (язык программирования) и навыков работы с ней возможно также решение следующих задач:

   изменение разрешения изображения, геометрическое трансформирование и построение мозаики (для объединения космоснимков, уменьшения искажений в грид-теме, сдвиг реальных географических координат);

   чистка данных (сглаживание неровных краев зон растительности, полученных при аэрофотосъемке, уменьшение толщины линий дорог отсканированной карты).

При выполнении курсовой работы мы решим только первую задачу, т.е. по отметкам высот построим поверхность, экспозицию, уклон, изолинии, выполним отмывку рельефа.

Для этого Вам необходимо создать точечную тему «Высота» (Hight), что можно выполнить как средствами AutoCAD, так и ArcView. Атрибутивная таблица включает в себя одно поле – высотная отметка земли в выбранной точке.

Подгрузите модуль Spatial Analyst. Для этого выберете меню «Файл», команду «Модули» и в окне напротив надписи «Spatial Analyst» поставьте метку. В меню появится надпись Analysis.

Учтите, что в существующей версии ArcView одновременная работа приложений Network Analyst и Spatial Analyst невозможна. Вам необходимо открыть новый проект и сохранить его с Вашим именем или использовать уже созданный.

Добавьте в ваш проект тему «Высоты». Отобразите ее на карте. Откройте атрибутивную таблицу темы «Высоты». Таблица включает в себя поле отметок.

По этим отметкам и будет происходить построение  изображения поверхности земли. Для этого Вы должны выбрать команду «Interpolate Surface» (интерполяция  поверхности) из меню Analysis. В открывшемся окне Вам необходимо указать экстент выходящей грид-темы, выходящий размер грида, размер ячейки, количество строчек и столбцов. В экстенте выходящего грида (Output grid extent) поставьте на «Размер экрана» (Save as display). Все остальные параметры окна оставьте без изменения.

В следующем появившемся окне выберете метод создания новой поверхности, для чего поставьте метку возле названия «Сплайн» (Spline). Сплайн – это широко распространенный метод интерполяции, в котором используется условие минимальной кривизны поверхности, проведенной через входные точки. При прохождении через исходную точку подбирается математическая функция для определенного числа ближайших входных точек. Этот метод является наилучшим для плавно изменяющихся поверхностей, таких как рельеф, УГВ (уровень грунтовых вод) или концентрация загрязняющих веществ.

Второй вариант – IDW (метод обратных взвешенных расстояний ОВР). Метод интерполяции предполагает, что каждая входная точка имеет влияние, убывающее с расстоянием. Чем ближе точка к обрабатываемой ячейке, тем больше ее вес. При определении выходного значения для каждой точки поверхности могут использоваться либо заданное число точек, либо все точки в пределах заданного радиуса. При использовании этого метода предполагается, что влияние переменной, по которой ведется расчет, уменьшается при увеличении расстояния от исходной точки.

В поле классификации (Z Value field) поставьте название поля – «Отметка». Нажмите клавишу «OK». Автоматически построится грид- тема поверхности. Отобразите появившуюся тему.

Переместив тему вниз по легенде, можно увидеть точки, по которым строилась поверхность.

Вторая операция в анализе поверхности – построение проектных горизонталей. Сделайте тему «Высоты» активной. В меню Analysis  выберите команду «Creat Contours». Выходной экстент темы и размер грида оставьте без изменения.

В следующем окне выберите следующие позиции: метод – сплайнов, поле – отметки.

В исходных параметрах контура введите интервал (Contour interval) 0.5, начальный отсчет контура (base contour) – номер горизонтали меньше на единицу минимальной отметки высоты, назначенной Вами ранее.

Теперь при наличии грид-темы поверхности по высотам (Surface from высоты) можно построить карты уклона (Derive Slope) и  экспозиции (Derive Aspect), выполнить отмывку рельефа, которая используется для определения гипотетической освещенности поверхности (при определении продолжительности и интенсивности солнечного освещения).

Сделайте тему «Surface» активной (выпуклой) и из меню Analysis выберите команду «Построение карты уклона». Отобразите полученную Вами тему. Чем светлее окраска Вашей территории, тем более плоской она является.

Следующая функция – Экспозиция, она определяет направление максимального уклона. Экспозиция представляется по сторонам света. При этом принимается за 0 – север, 90 – восток, 180 – юг, 270 – запад. Отобразите полученную тему.

Следующей операцией Вам предлагается выполнить отмывку рельефа. Анализ выполняется по созданной Вами ранее грид-теме. В нашем случае это покрытие, построенное по отметкам. Сделайте эту тему активной, затем из меню Analysis выберите команду «Compute Hillshade». Появляется  окно, в котором необходимо указать азимут (направление местоположения источника излучения по отношению к грид-теме) и высоту (уклон или угол источника излучения над горизонтом).

Получите 2-3 слоя отмывки рельефа, варьируя параметры азимута и высоты.

Еще одной возможностью в Spatial Analyst является изменение классификации. Например, Вы создали тему «Уклоны по высотам», при  этом образовалось 5 классов уклонов, а Вашей задачей является изменить полученную классификацию уклонов (реклассифицировать) с точки зрения пригодности в строительстве. Для этого Вам необходимо в меню  «Analysis» выбрать команду «Reclassify» (Реклассифицировать). В поле реклассификации выберите – значение, команда «Классифицировать» (Classify…). В появившемся окне проставьте необходимое количество классов и тип интервалов (при этом можете просмотреть отличие между выбираемыми Вами значениями). Закройте это окошко нажатием на кнопку «ОК». В окне «Реклассифицировать», которое еще открыто перед Вами, в колонке таблицы «Новые значения» (New Value)   можете вписать те значения, которые отражают суть Ваших требований. Попробуйте поставить значения не по порядку, и Ваша карта преобразиться.

И последняя операция, с которой мы познакомимся, это «Запрос к карте» (Map Query). Эта операция становится доступной при наличии достаточной база данных и позволяет проводить анализ более высокого уровня.

Например, появился вопрос: «Где находятся районы с уклоном больше 15 % и северной экспозицией?». В этом случае нам необходимо выполнить запрос к карте. Для этого в меню «Analysis» выберите команду «Map Query». Появляется окно, в котором Вы, как и в традиционном конструкторе запроса,  формируете свой запрос, который может содержать все созданные вами ранее темы (точечные, линейные, полигональные) и грид-данные.

Содержание запроса к карте при выполнении курсового проекта индивидуально для каждого студента, зависит от созданных им ранее тем и задается преподавателем на занятии.

6.8. Общие указания к выполнению курсового проекта

Пояснительная записка курсового проекта должна содержать подробное описание всех действий, выполняемых Вами при создании графической и тематической баз данных электронно-цифровой карты, пространственного анализа участка городской территории и решения прикладных градостроительных задач. Кроме того, необходимо дать градостроительное обоснование размещения всех Ваших объектов.

Все действия на ПЭВМ по созданию базы данных электронно-цифровой карты будут выполняться Вами при работе в компьютерных классах кафедры кадастра и геоинженерии (а.В-203, В-218).

Все чертежи должны быть выполнены на листах формата А-3. Названия листов:

      Лист 1 - Исходная ситуация по ГОСТ 21.101;

      Лист 2 - Решение задачи по выделению зон обслуживания общественных зданий по ГОСТ 21.101;

      Лист 3 – Решение задачи по выборке объектов с помощью функции «запрос» по ГОСТ 21.101;

      Лист 4 – Создание буферных зон по ГОСТ 21.101;

      Лист 5 - Решение задачи коммивояжера, решение задачи нахождения ближайшей больницы от места дорожно-транспортного происшествия по ГОСТ 21.101;

      Лист 6 - Решение задачи по выделению зон обслуживания больниц или магазинов по ГОСТ 21.101;

Лист 7 - Решение задач с помощью Spatial Analyst по ГОСТ 21.101.

6.9 Вопросы к защите курсового проекта

1.      Этапы процесса создания ЭЦК.

2.      Алгоритм создания цифровой карты участка городской территории с помощью САПР AutoCAD 14R.

3.      Алгоритм создания графической базы данных электронно-цифровой карты.

4.      Алгоритм создания тематической базы данных электронно-цифровой карты.

5. Какие задачи можно решать с помощью приложения Arcview Network Analyst.
6. Алгоритм решения задачи поиска оптимального маршрута.
7. Алгоритм решения задачи нахождения ближайшей больницы.

8.      Алгоритм решения задачи поиска обслуживаемых территорий.

9. Основные направления применения модуля Spatial Analyst.
10. Алгоритм решения задачи построения поверхности, экспозиции, построения уклонов, изолиний, отмывки рельефа.

11. Определение электронно-цифровой карты.Классификация электронных карт.

12. Общие требования к ЭЦК.

13. Особенности ЭЦК и их отличие от бумажных карт.

14. Составление проекта электронно-цифровой карты.

15. Общие понятия об автоматизации карт, способы векторизации карт.

16. Проверка послойного соответствия карт. Ввод атрибутивных данных.

17. Цифрование по точкам, цифрование  потоком: понятие, общие положения, преимущества и недостатки.

18. Цифрование по «подложке»: понятие, общие положение, преимущества и недостатки.

19. Автоматическое цифрование: понятие, общие положение, преимущества и недостатки.

20. Интерактивное цифрование: понятие, общие положение, преимущества и недостатки.

21. Сравнительное описание методов получения векторной информации.

22. Типы данных картографических материалов в электронном виде.

23. Производственные требования к электронным картам.

24. Требования к растровым картам и планам. Представление растровых карт и планов. Точность растровых файлов.

25. Требования к векторным картам и планам. Кодификатор. Типы элементов. Точность векторных файлов.

26. Требования к картографическому виду векторных файлов. Правила создания топологически корректной структуры векторных данных.

27. Приемка электронных карт: формальный контроль, проверка топографического (картографического) качества электронных карт, проверка точности электронных карт, проверка корректности графических элементов.

7 Вопросы для подготовки к промежуточному контролю знаний (зачетам и экзамену)

7.1. Вопросы для подготовки к зачету за 9 семестр 

1.      История возникновения кадастра

2.      Основные термины и определения: кадастр, регламент, сервитут, государственный кадастр недвижимости, государственный земельный кадастр, информационные системы обеспечения градостроительной деятельности.

3.      Виды публичных сервитутов.

4.      Классификация кадастровых систем

5.      Взаимодействие кадастровых систем

6.      Проблемы, возникающие при построении информационных и кадастровых систем.