Introducere în Geoprocessing. Partea 1 - ArcToolbox

25.10.2014 Tutorialul de fața folosește o versiunea mai veche a softului prezentat. Va rugăm consultați versiunea actualizată sau contactați autorul.

Acest tutorial își propune să familiarizeze utilizatorii ArcGIS cu posibilitățile de procesare automată a datelor spațiale și de modelare spațială folosind facilitățile oferite. ArcGIS denumește aceste operații folosind termenul generic GeoProcessing, pe care îl voi folosi și eu pentru a ușura aplicarea celor prezentate.

Tutorialul va fi împărțit în mai multe părți, pentru că e relativ imposibilă prezentarea tuturor posibilităților într-un singur articol. Structura pe care aș dori să o am ar fi cam așa:

1. Introducere în mediul GeoProcessing și ArcToolbox;
2. Introducere în crearea de modele folosind ArcGIS Model Builder;
3. Operații în consola ArcInfo;
4. Modelare cartografică și calcule pe raster (Map Algebra).

Probabil nu voi intra în detalii de programare, pentru că ăsta ar fi următorul pas după crearea de modele și utilizarea comenzilor în consolă, dar este un subiect prea complex pentru a putea fi scris în tutoriale.

Ce este Geoprocessing?

Scopul fundamental al operațiilor de Geoprocessing este posibilitatea de a automatiza rezolvarea unor sarcini de lucru în GIS. Majoritatea utilizărilor GIS presupun repetarea procedeelor. Din acest motiv apare necesitatea de a automatiza, documenta și partaja anumite proceduri care presupun apelarea de funcții multiple (cunoscute sub numele de fluxuri de lucru – workflow). Geoprocessing permite automatizarea acestor fluxuri de lucru printr-un set bogat de funcții și un mecanism de a combina acestea în secvențe de operații folosind modele și scripturi. (sursa: ArcGIS help)

Ce este ArcToolbox?

Fereastra ArcToolbox este locul unde sunt organizate un număr mare de funcții sub formă de unelte (tools) pentru geoprocessing. Acestea pot fi rulate din ArcMap sau din ArcCatalog și oferă posibilitatea de a realiza diferite operații pe seturile de date utilizate.

Pentru a deschide fereastra ArcToolbox se poate folosi una din cele două metode (fig. 1).

• Din toolbar-ul standard ArcGIS, folosind icoana caracteristică (lada de scule roșie);
• Din meniul Window – ArcToolbox.

Fereastra ArcToolbox conține un număr mare de tool-uri grupate pe categorii. Aspectul standard al acesteia poate fi văzut în fig. 1

Fig. 1 Deschiderea ArcToolbox

Structura standard în care sunt grupate tool-urile este următoarea (fig. 2):

• un toolbox conține unul sau mai multe toolset-uri;
• un toolset conține unul sau mai multe tool-uri.

Un tool dintr-un toolset poate fi un tool standard,un model creat de utilizator sau un script. Un tool standard are icoana care poate fi văzută în figura 2.

Fig. 2 Structura unui Toolbox

Fiecare model sau script creat de utilizatori are o icoană specifică, diferită de cea a unui tool standard.

Fig. 3 Elemente ArcToolbox create/organizate de utilizator.

Utilizatorii pot crea și își pot organiza propriile toolbox-uri în modul prezentat în continuare.

Managementul componentelor din ArcToolbox

Pentru a prezenta posibilitățile de organizare a tool-urile din ArcToolbox în propriile structuri vom crea un toolbox cu două toolset-uri și opt tool-uri în aceste toolset-uri. Să presupunem că lucrăm într-o aplicație de urbanism și avem nevoie de funcții pentru facilitarea lucrului cu parcelele digitizate. Exemplul este doar orientativ, nu sunt singurele și cele mai bune funcții de care am avea nevoie într-un exemplu concret. Rezultatul final al organizării va arăta așa:

Fig. 4 Toolbox-uri create de utilizator

Toolset-ul “operații poligon” conține operațiile importante pentru lucrul cu poligoane (generarea de linii din poligoane, poligoane din linii, unirea poligoanelor, statistici pe rezultate). Toolset-ul “alte operații” conține alte operații care ar putea ajuta la lucrul cu parcele (buffer, operații de proximitate și de selecție).

Crearea de toolbox-uri și toolset-uri

Crearea unui toolbox se face prin click dreapta pe ArcToolbox și comanda New Toolbox.

Fig. 5 Crearea unui toolbox.

Vom numi toolbox-ul creat “Unelte parcele” și vom adăuga câteva funcții (tools) care pot facilita lucrul cu parcele digitizate.

Crearea unui toolset se va face prin click dreapta pe toolbox-ul creat și comanda New toolset.

Fig. 6 Crearea unui toolset.

Cele două toolset-uri create le vom numi ”Operatii poligon” și ”Alte Operatii”.

Rezultatul intermediar este acesta:

Fig. 7 Toolset-uri create.

Adaugarea de tool-uri in toolset-uri

După crearea structurii toolbox-ului urmează adăugarea de tool-uri în acesta. Voi încerca să prezint toate posibilitățile de căutare și adăugare a tool-urilor pentru a putea alege cea mai facilă variantă la un moment dat.

Cea mai rapidă variantă, dacă se cunoaște locația exactă a unui tool, este drag and drop. Se merge în locația cunoscută, se dă click pe tool și cu butonul mouse-ului apăsat se trage tool-ul din locația respectivă în toolset-ul propriu. Figura prezintă tool-ul select din locația Analysis tools – Extract

Fig. 8 Tool Select.

O a doua variantă, tot dacă se cunoaște locația, e Copy-Paste. Simplu: click dreapta pe Tool – Copy, click dreapta pe Toolset-ul personal, Paste.

Fig. 9 Copy si paste tool

O altă variantă este folosirea funcției Add – Tool din meniul click dreapta aferent toolbox-ului/toolset-ului. Această variantă permite adăugarea de tool-uri multiple sau toolbox-uri întregi prin bifarea acestora într-o interfață cu organizarea similară cu organizarea de bază din ArcToolbox (fig. 10).

Fig. 10 Add tool

Pentru ajutor, locația tool-urilor care le vom adăuga în toolset-uri este următoarea:

• Alte Operații :
• Data Management Tools – Select
  1. Select Layer By Location
  2. Select Layer By Attribute
• Analysis – Proximity
  1. Buffer
  2. Near

• Operații Poligon:
• Data Management – Features
  1. Polygon To Line
  2. Feature To Polygon
• Analysis Tools – Overlay
  1. Union
• Analysis Tools – Statistics
  1. Summary Statistics

Căutarea de tool-uri

În cazul în care nu se cunoaște locația sau numele unui tool de care e nevoie se pot folosi funcțiile de căutare disponibile. Există două moduri de căutare disponibile. Vom folosi cele două moduri de căutare pentru a adăuga altele dintre tool-urile necesare în toolbox-urile pentru parcele. Chiar dacă acum am prezentat locația lor completă, vom presupune că nu știm exact unde sunt sau cum se numesc.

Primul mod de căutare este folosind tab-ul Index din fereastra ArcToolbox. Acest mod este util dacă este cunoscut numele clar al funcției care este căutată sau măcar începutul acestui nume. Accesarea acestui tab se face din fereastra ArcToolbox (fig. 11)

Fig. 11 Tab-ul Index.

Utilizarea funcției Index se face astfel (fig. 12):

• Se introduc în căsuța de Search primele caractere din numele funcției, iar ArcToolbox va muta lista de funcții în poziția care corespunde cu caracterele introduse.
• Se alege cu mouse-ul funcția dorită
• Un click pe Locate va localiza funcția în Fereastra inițială ArcToolbox (Favorites)

Observație: Dacă există mai multe tool-uri cu același nume sau cu nume similar va fi specificată în paranteza de după numele tool-ului locația acestuia. În figură este prezentată căutarea pentru cuvântul Select, care corespunde mai multor tool-uri din mai multe locații specificate în paranteze. Folosind detaliile despre locație poate fi găsit tool-ul potrivit.

Fig. 12 Căutarea în Index

Al doilea mod de căutare se face folosind tab-ul Search. Acesta e de fapt modul de căutare propriu-zis, care caută șirul de caractere dat în orice zonă a numelui funcției. Tab-ul este localizat lângă tab-ul Index iar căutarea este destul de clar cum se face:

• se introduce în căsuța de Search șirul de caractere care face parte din numele funcției. În figură este prezentată o căutare a tuturor funcțiilor disponibile pentru poligoane.
• se apasă Search, apoi se folosește Locate pentru a localiza funcția aleasă din lista de rezultate.

Observație: în acest mod de căutare toolbox-ul principal unde e localizată funcția apare separat și clar specificat (fig. 13)

Fig. 13 Căutarea prin Search

Salvarea de toolbox-uri și partajarea acestora

Un toolbox creat de utilizator va fi salvat împreună cu documentul ArcMap și va apărea la redeschiderea documentului.

Pentru a salva manual un toolbox în scopul de a-l partaja sau a-l folosi în alt document există opțiunea Save As la click dreapta pe toolbox (fig. 14).

Fig. 14 Salvarea unui Toolbox

Toolbox-ul salvat este reprezentat de un fișier .tbx pe harddisk care poate fi apoi importat în ArcToolbox folosind Add Toolbox din click dreapta pe ArcToolbox. O altă opțiune este salvarea unei întregi structuri de organizare a toolbox-ului într-un document XML (click dreapta pe ArcToolbox – Save Settings, din același meniu cu Add Toolbox).

Observații utilizare toolbox-uri:

Tool-urile disponibile depind de extensiile pentru care există licență și care sunt activate. În cazul în care o extensie nu e disponibilă va apărea un mesaj de eroare specific (fig. 15):

Fig. 15 Salvarea unui Toolbox

Extensiile pot fi activate de la meniul Tools – Extensions dacă există licență pentru ele.

Există două locații de unde se poate particulariza comportamentul tool-urilor din ArcToolbox:

• Tools – Options – tab geoprocessing. Aici se poate specifica dacă rezultatul aplicării unui tool va fi adăugat automat în arcMap, dacă fișierele create pot fi suprascrise, etc.
• click dreapta pe ArcToolbox – Environment. Aici se poate specifica extinderea standard a resterului rezultat, compresia standard a rasterului, spațiul de lucru (workspace) curent unde sunt stocate și de unde sunt preluate seturile de date folosite, sistemul de coordonate al rezultatelor, extinderea și dimensiunea celulei raster standard, etc.

Și toolbox-urile standard sunt stocate ca fișiere .tbx în directorul ArcGIS iar locația lor poate fi văzută în proprietățile toolbox-ului (fig. 16)

Fig. 16 Salvarea unui Toolbox

Detalii despre licențele sau extensiile necesare pentru fiecare tool pot fi văzute în Help la topicul Geoprocessing Tools Reference – Licensing for geoprocessing tools. Tool-urile disponibile și locația lor sunt descrise și pot fi găsite în help la topicul Geoprocessing – Geoprocessing tools.