############################################################################### GIS-Analysen - rasterbasiert ############################################################################### Lernziele der Übung =============================================================================== Übungsziel Ziel dieser Übung ist es, die Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten der Interpolation kennenzulernen. - *Inverse-Distance-Weighting*-Interpolation - Voronoi-Diagramme Motivation =============================================================================== Fallbeispiel In dieser Übung wird eine Karte der Feinstaubbelastung in Deutschland erstellt. Datengrundlage sind Messwerte von Stationen des Bundesumweltamtes. Mithilfe von Interpolationsmethoden sollen die Messwerte verwendet werden, um flächendeckend die Feinstaubbelastung darzustellen. Interpolation =============================================================================== Ziel der Aufgabe ------------------------------------------------------------------------------- Anhand der in den Punkten gespeicherten Daten ist noch keine Information über die Verteilung des Feinstaubs ersichtlich. Um die Feinstaubverteilung flächenhaft zu visualisieren, werden geeignete Interpolationsmethoden verwendet. |image1| --> |image0| Umsetzung in ArcGIS Pro ------------------------------------------------------------------------------- Datenimport und Vorbereitung ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Erstellen Sie auf dem Desktop einen Abgabeordner mit passendem Namen (z.B. GIS_UE_8) - Laden Sie den Zip-Ordner für die Übung 8 von Moodle herunter und kopieren und entpacken Sie diesen in Ihren gerade erstellten Abgabeordner. - Öffnen Sie **ArcGIS Pro**. Erstellen Sie ein neues Projekt (geben Sie den Speicherpfad zu Ihrem Abgabeordner an) und wählen Sie dabei **Map** - Verbinden Sie in ArcGIS Pro den Ordner in dem sich die Daten befinden mit **Add Folder Connection** nach einem Rechtsklick auf *Folders* im *Catalog*. Klicken Sie anschließend mit einem Rechtsklick auf die Geodatenbank und wählen Sie **Add To Project**. Unter *Databases* können Sie nun die Geodatenbank mit einem Rechtsklick und **Make Default** zur Standarddatenbank machen. (Dies ist wichtig, da so alle Ergebnisse in dieser Datenbank gespeichert werden). - Fügen Sie die drei Feature-Classes (*Bundeslaender*, *Staedte* und *Stationen*) hinzu - Blenden Sie den Layer *Stationen* aus und benennen Sie die Städte (Hinweis: *Rechtsklick auf das Layer* --> *Label*) *Inverse-Distance-Weighting*-Interpolation (IDW) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Führen Sie zunächst eine IDW-Interpolation durch. Nutzen Sie dazu das entsprechende Tool **IDW** in der Toolbox *Geostatistical Analyst Tools*. - *Geoprocessing* --> *Geostatistical Analyst Tools* --> *Interpolation* --> *IDW* - Als Input-Feature wählen Sie *Stationen* - *Z value field* beinhaltet die Messwerte der Stationen. Diese sind in der Spalte *Observatio* gespeichert - Geben Sie im Feld *Output geostatistical layer* einen Namen ein z.B. *IDWKarte* - Belassen Sie die übrigen Einstellungen und bestätigen Sie mit *Run* - Beachten Sie die Ausdehnung der fertigen Interpolation: Warum ist nicht das gesamte BRD-Gebiet abgedeckt? Um das Interpolationsergebnis an das gesamte Gebiet Deutschlands anzupassen, muss die Ausdehnung erweitert werden und auf das Polygon-Feature *Bundeslaender* zugeschnitten werden. - Rufen Sie erneut das Tool *IDW* auf - Stellen Sie die Einstellungen im Tab *Parameters* genau gleich ein - Klicken Sie auf den Tab *Environments* - Stellen Sie unter *Processing Extent* den *Extent* auf *Same As layer* --> *Bundeslaender* - Führen SIe die Interpolation erneut durch - Rechtsklicken Sie auf *Map* in *Contents* und weiter auf *Properties* - Gehen Sie zum Menüpunkt *Clip Layers* und wählen Sie die Option *Clip to the outline of features* - Wählen Sie *Bundeslaender* aus und klicken Sie auf *Apply* und dann auf *OK* - Die neu erstellte interpolierte Karte der Messwerte ist nun auf die Ausdehnung der Bundesländer zugeschnitten. Sollte diese nicht zus ehen sein, so wird diese vermutlich durch den Layer *Bundesländer* überdeckt. Blenden Sie in diesem Fall den Layer *Bundesländer* aus. - Erstellen Sie ein neues Layout mit *New Layout* (links oben auswählbar) --> *ISO - Portrait* --> *A4* im *Insert* Tab - Fügen Sie die Karte hinzu. (Auf *Map Frame*, Interpolationskarte auswählen, dann Bereich in dem die Karte zu sehen sein soll aufziehen.) - Fertigen Sie anschließend eine Karte mit passender Legende, Überschrift, etc. an und exportieren Sie diese als PDF (*Share* --> *Layout Export* --> *File Type PDF*) Gestalten Sie Ihre Karte bitte so, dass die Städte, ihre Bezeichnungen, die Grenzen der Bundesländer und die interpolierten Flächen der Feinstaubbelastung sichtbar sind. (Hinweis: Die Fläche der Bundesländer kann unter *Symbology* --> *Properties* --> *Symbol* --> *Color* --> *No color* transparent gesetzt werden. Städtenamen können über Rechtsklick --> *Label* aktiviert werden.) Thiessen-Polygone / Voronoi-Karte ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Führen Sie nun eine Interpolation mittels Thiessen-Polygonen durch. Sie benötigen dafür das Tool *Create Thiessen Polygons* (Hinweis: Unter *Geoprocessing* --> *Analysis Tools* --> *Proximity* zu finden) - Input Feature ist das Layer *Stationen* - Geben Sie der Output Feature Class einen Namen z.B. *VoronoiKarte* - Output Fields sind *All fields* - Färben Sie den Output Layer in fünf Farben ein und erstellen Sie eine Legende mit entsprechenden Einträgen (Hinweis: *Rechtsklick* --> *Symbology* --> *Primary symbology* --> *Graduated Colors*; Achtung, richtiger Wert muss bei Field ausgewählt werden!) - Fertigen Sie auch hiervon eine Karte im PDF Format an. - Was ist in dieser Karte zu sehen? Wie unterschiedet sich diese von der ersten erstellen Karte? (Input-Daten waren jeweils dieselben!) .. figure:: media/image3.png :width: 6in :height: 3.93701in :align: center :scale: 100 % :name: 07_aendern_symbologie Ändern der Symbologie Laden ihre Karten zusammen mit Ihrem Projekt in einem Abgabeordner auf Moodle hoch. Referenzen =============================================================================== - `Offizielle Dokumentation `_ - `IDW `_ - `Create Thiessen Polygons `_ - `Classify `_ - `Training Samples Manager `_ .. |image0| image:: media/image1.jpeg :width: 3.2874in :height: 3.93701in .. |image1| image:: media/image2.jpeg :width: 3.2874in :height: 3.93701in