Vyšetření charakteristik velmi malého povodí v ArcGIS

Transkript

1 Vyšetření charakteristik velmi malého povodí v ArcGIS Níže popsaný postup je pouze jeden z mnoha možných, osobní invenci se tedy meze nekladou. Vrstvu vrstevnic a digitálního modelu terénu obdrženou k cvičení je možné použít pouze pro tento účel, jakékoli jiné použití je samozřejmě zakázáno. Kompletní zadání úlohy je v souboru cviceni1.pdf, zde je popsán jen postup k získání některých potřebných parametrů povodí pomocí softwaru ArcMap Vložení vrstev a uložení projektu Do nového projektu vložíme potřebné vrstvy (Add Data): 3 rastrové (model terénu a dvě skenované vodohospodářské mapy) a 3 vektorové (bodová vrstva uzavírajících profilů povodí, liniové vrstvy vrstevnic a vodních toků soubory uzaverov_prof.shp, vyskopis.shp, toky.shp). Seznam přidaných vrstev se objeví v levém postranním panelu. Zaškrtnutí určuje, zda je vrstva zobrazena. Kliknutím na současnou podobu zobrazení, která je ukázána pod názvem vrstvy, se vyvolá dialog, ve kterém je možno změnit barvu a další možnosti zobrazení vrstvy.

2 Projekt (formát *.mxd) uložíme pomocí File Save As. Tento soubor neobsahuje vrstvy, ale pouze odkaz na ně v relativní nebo absolutní cestě (typ cesty se volí v nabídce File Document Properties Data Source Option). 2. Vykreslení rozvodnice k zadanému uzavírajícímu profilu ArcCatalog je samostatná součást ArcGISu sloužící ke správě gisových dat, spustíme ho ikonou ArcCatalog (šuplíky). V něm si vytvoříme novou liniovou vrstvu (v příslušném adresáři pravým New Shapefile, typ Polyline, název rozvodnice) a přidáme ji do projektu (Add Data). Uzavírající profil povodí, ke kterému bude rozvodnice příslušet, je zadán číslem (v rozmezí 1 13), které je atributem (pojmenovaným jako uzav_prog) vrstvy uzaverov_prof. Atributy prvku zjistíme kliknutím nástrojem Identify (modré íčko) na daný prvek, případně v atributové tabulce (pravým na název vrstvy Open Attribute Table). Pro jakékoliv úpravy vrstev je třeba spustit režim editace (na panelu editace Editor Start Editing a následně vybereme adresář, v němž se nacházejí upravované vrstvy). Vrstva, která bude editována, se určuje v seznamu Target, zvolíme vrstvu rozvodnice. Pro vykreslování čáry vybereme nástroj Sketch Tool (ikona tužky) a ze seznamu zvolíme vytvoření nového prvku Task Create

3 New Feature. Poté můžeme začít podle zásad pro určení rozvodnice vykreslovat směrem od zadaného uzávěrového profilu s využitím podkladových vrstevnic. Dvojklikem nebo F2 dojde k vytvoření nového prvku-čáry. Zrušení právě kreslené čáry provedeme stisknutím Ctrl+Del. V případě potřeby upravíme nakreslenou čáru následovně: vybereme ji (třeba pomocí Edit Tool šipka vedle tužky), v rozbalovacím menu Task zvolíme Modify Feature a poté již můžeme měnit jednotlivé body na čáře. Rozvodnice musí být napojena na bod reprezentující uzavírající profil. Při sestavení rozvodnice z více vytvořených čar je pak třeba zajistit správné napojování jednotlivých čar na sebe. To nastavíme volbou Editor Snapping a zaškrtnutím, na co se budou čáry chytat, vždy pro vrstvu, na jejíž prvky se bude napojovat. Pro napojování na liniovou vrstvu bude při zaškrtnutí Vertex aktivní zachytávání na lomové body čar, pro Edge na čáry v celém jejich průběhu a pro End na konce čar. Pro napojování na bodovou vrstvu (v našem případě na uzavírající profil) stačí zvolit Vertex nebo Edge. Vzdálenost, v jakém okolí bodu či čáry bude napojování aktivní, lze určit pomocí Editor Options General Snapping Tolerance. Dále z konce (pramene) hlavního toku vykreslíme zbytek údolnice až k rozvodnici. V dolní části musí být zbytek údolnice opět správně napojen na vodní tok. V horní části musí navazovat na rozvodnici v lomovém bodě (nestačí na hraně), jinak nebude možno později na základě rozvodnice

4 a údolnice vytvořit polygonovou vrstvu svahů povodí. Provedené změny uložíme (Editor Save Edits) a režim editace ukončíme (Editor Stop Editing). 3. Výpočet délky rozvodnice, hlavního toku a údolnice Po ukončení editace spočteme délku vytvořených prvků. V atributové tabulce (pravým na název vrstvy Open Attribute Table) přidáme nový sloupec Options Add Field (aby bylo možno tuto volbu vybrat, musí být ukončená editace), označíme ho třeba delka a typ nastavíme jako double (typ desetinného čísla). Do nově vytvořeného sloupce vypočteme délku linií dané vrstvy. Pravým klikneme na příslušný sloupec v tabulce a vybereme Field Calculator. Délka se vypočte pomocí skriptu VBA, pro jeho použití musíme zatrhnout Advanced. Vložíme skript, který je k dispozici také po vyvolání Help: Dim Output as double Dim pcurve as ICurve Set pcurve = [shape] Output = pcurve.length Jako návratová hodota musí být uvedeno delka = Output. Po spuštění skriptu se buňky tabulky vyplní vypočtenými

5 hodnotami. Pokud chceme zjistit celkovou délku více linií, po kliknutí pravým na sloupec zvolíme Statistics a objeví se mimo jiné suma délek všech linií vrstvy. Lze také vybrat jen určité řádky a poté bude suma odpovídat součtu délek linií z těchto řádků. Pro jednotlivé prvky je možno zjistit délku pomocí nástroje Identify. Takto zjistíme z vrstvy rozvodnice hodnotu délky rozvodnice O, pro určení délky údolnice Lu a délky hlavního toku Lht je nutné upravit vrstvu toky, protože námi požadovaný úsek od pramene k uzavírajícímu profilu je zpravidla součástí delšího toku. Tok rozdělíme v editačním režimu při zvoleném Task Create New Feature. Vybereme příslušný vodní tok, zvolíme nástroj Split Tool (vpravo od menu s výběrem editované vrstvy) a dělicí bod umístíme do uzavírajícího profilu musí se na něj zachytit. Po rozdělení přepočteme délku prvků vrstvy toky (atribut SHAPE_LEN). 4. Výpočet plochy povodí V ArcCatalogu vytvoříme nové vrstvy typu Polygon nazvané povodi (plocha celého povodí) a povodi_svahy (plocha pravého a levého svahu) a přidáme je do projektu. V režimu editace zvolíme Task Create New Feature a nejprve vytvoříme vrstvu s pravým a levým svahem (Target povodi_svahy). Vybereme všechny linie tvořící rozvodnici, údolnici a hlavní tok. Pomocí Editor More Editing Tools Topology vyvoláme panel topologických

6 nástrojů. V něm vybereme nástroj Construct Features (ikona montážního klíče) a následně zvolíme Create new polygons from selected features. Poté by se měly ve vrstvě povodi_svahy vytvořit dva polygony odpovídající pravému a levému svahu povodí. Obdobně vytvoříme polygon ve vrstvě povodi, v tomto případě musí být ve vrstvě rozvodnice vybrány jen linie rozvodnice bez údolnice a hlavního toku. Výsledkem je jeden polygon znázorňující celé povodí. Pro rozlišení pravého a levého svahu přidáme do atributové tabulky vrstvy povodi_svahy sloupec typu Text s názvem například pravy_levy a zapíšeme ke svahům stranu (zapisovat do tabulky lze jen v editačním režimu). Dále přidáme do atributových tabulek obou vrstev sloupec plocha, do kterého vypočteme plochu polygonů (skriptem, který je k dispozici také v nápovědě): Dim Output as double Dim parea as Iarea Set parea = [shape] Output = parea.area Návratová hodnota musí být plocha = Output. V atributových tabulkách pak máme k dispozici celkovou plochu povodí P, plochu levého svahu Pl a plochu pravého svahu Pp. 5. Výpočet průměrné nadmořské výšky Použijeme hotový hydrologicky korektní digitální model terénu (DTM) rastr dtm_smedava. Tento rastr lze připravit z vrstevnic funkcí Topo to Raster. Pro práci s DTM je potřeba aktivovat nadstavbu Spatial Analyst, což provedeme v dialogu vyvolaném Tools Extensions. Používat budeme

7 funkce dostupné v Toolboxu (ikona červené bedny na nářadí). Objeví se postranní panel, vhodné je využít záložku Search a hledat funkce podle názvu. Najdeme a spustíme funkci Zonal Statistics as Table, kterou spočítáme charakteristiky DTM. Input raster or feature zone data udává, pro jakou plochu se bude počítat (použitá maska, v našem případě vrstva povodi), Input value raster je vstupní rastr (DTM, vrstva dtm_smedava), jako poslední se zadává umístění výsledné tabulky. Po proběhnutí výpočtu si tuto tabulku zobrazíme (Add Open) a v příslušném sloupci zjistíme průměrnou nadmořskou výšku Hs. 6. Výpočet průměrného sklonů svahů Z DTM dtm_smedava vytvoříme funkcí Slope rastr sklonitosti terénu, můžeme zvolit jednotky sklonu (stupně nebo procenta). Tento rastr pak použijeme jako vstupní do funkce Zonal Statistics as Table. Maskou je vrstva povodi_svahy, jako rozlišovací znak (Zone field) použijeme atribut označující levý a pravý svah (pravy_levy). Ve výsledné tabulce jsou pak uvedeny průměrné sklony pro oba svahy.