PRAKTICKÉ UKÁZKY V QUANTUM GIS
Použité WMS služby Barevná ortofota Katastrální mapy Mapy II. vojenského mapování Topografický podklad PK
http://geoportal.cenia.cz/wmsconnector/com.esri.wms.Esrimap/ceni a_b_ortorgb05m_sde http://wms.cuzk.cz/wms.asp http://geoportal.cenia.cz/wmsconnector/com.esri.wms.Esrimap/ceni a_II_voj_map http://195.113.178.19/html/wms_topo.dll
Zadání 1. jeden z vlastníků na bloku 4002/1 chce svoji parcelu 5774 zatravnit (příp. změnit její užívání a tedy ji vyjmout z LPIS), naším úkolem je - vyčlenění rozsahu této parcely ze současného bloku 4002/1 - změna kultury / odmazání - stanovení nové výměry - export nové geometrie bloku (bloků) pro ZA 2. -
zjistili jsme, že došlo ke změně rozsahu obdělávání pozemku s pomocí editačních nástrojů upravíme hranici farmářského bloku
3.
vymezení rozsahu stabilizace drah odtoku (travnatým pásem) a rozdělení pozemku
4.
vizualizace míst odběrů z GPS, přiřazení hodnot, interpolace
0. Základní nastavení projektu Po spuštění Quantum GIS je vždy připraven nový projekt a je potřeba nastavit především souřadnicový systém a jednotky. To se provede následujícími kroky. Nabídka Nastavení / Vlastnosti projektu záložka Souřadnicový referenční systém - nastavení souřadnicového systému Krovak - SJTSK (Greenwich)/Krovak)
Záložka Obecné - nastavení názvu projektu a mapových jednotek (metry).
1. Změna zákresu bloku evidovaného v LPIS Přidání požadovaných vrstev Pro první část této úlohy je potřeba si do pracovního okna nahrát následující vrstvy · Ortofotomapu (WMS) · Hranice a čísla parcel KN (WMS) · Půdní bloky (LPIS) – z portálu farmáře Ortofotomapa Ortorektifikované letecké snímky neboli ortofotomapy se do pracovního okna přidají následujícím způsobem: - ikona Přidat vrstvu WMS
- Volbou Nový založíme novou položku WMS serveru. Do kolonky Název vyplňte název, pod jakým chcete mít službu uloženou, např. „Ortofotomapa“. Do kolonky URL vložte tento odkaz na server se snímky: http://geoportal.cenia.cz/wmsconnector/com.esri.wms.Esrimap/cenia_b_ortorgb05m_sde (Odkaz snadno vložíte tak, že jej myší označíte, stisknete klávesy Ctrl+C, pak kurzorem najedete do kolonky URL a stisknete klávesy Ctrl+V). Kliknete na OK Tímto postupem jste si vytvořili odkaz na webovou službu, která poskytuje barevné letecké snímky v rozlišení 50 cm. Nyní stiskem tlačítka Spojit načteme seznam dostupných vrstev z daného odkazu (může jich být více). Nyní se v části Vrstvy zobrazily dostupné vrstvy ze serveru (v našem případě jedna), myší klikněte na řádek s textem „ortofoto 0,5m GEODIS (2005-2007)“. Zkontrolujte, zda je dobře a klikněte dole na Přidat. V pracovním okně se nyní objeví náhled na ortofotomapu pro celou ČR.
Hranice a čísla parcel - Stejným způsobem přidáme některé vrstvy z WMS Katastrálního úřadu:
- Volba Nový – do kolonky Název vyplňte název, pod jakým chcete mít službu uloženou, např. „Katastr“. Do kolonky URL vložte tento odkaz: http://wms.cuzk.cz/wms.asp Nyní v části Vrstvy rozbalíte vybrané skupiny vrstev tlačítkem + a myší označte řádky s požadovanými vrstvami (viz obr. níže) a klikněte dole na Přidat. Jedná se o vrstvy digitálních katastrálních map a skenovaných KN map a definiční body parcel. Data jsou nyní připojena. (Data KN se zobrazují až od měřítka 1:5000).
Půdní bloky (LPIS) Každý zemědělec nebo podnik, který žádá o dotace na plochu má možnost si stáhnout své půdní bloky ve formátu SHP a tyto data pak zobrazit v aplikaci Quantum GIS. [Na stránce http://eagri.cz/public/eagri/farmar/LPIS/ se postupuje podle následujících pokynů: Nejprve se musíte přihlásit. Po přihlášení na portál farmáře klikněte na odkaz Registr půdy LPIS ] Spustit Registr půdy - LPIS ] (vlevo) vstup do iLPIS (Nový); vpravo nahoře je řádek s ikonami (světle zeleně podbarvený proužek) - kliknutím na druhou ikonu zleva (Datawell) se spustí generování a stahování dat (obvykle chvíli trvá).] V našem případě ale využijeme jiné možnosti a tou je možnost stažení bloků LPIS dle katastrálního území z veřejného Portálu farmáře. Jedná se o pozemky v k.ú. Ostrov u Lanškrouna, budeme je považovat za pozemky farmáře.. Vstoupíme tedy do portálu farmáře (http://eagri.cz/public/eagri/farmar/) a vlevo zvolíme Registr LPIS - Spuštění veřejného registru LPIS. Na stránce vpravo nahoře se nachází kouzelné tlačítko „Export dat“. Po jeho stisku se nám nabídne možnost stažení dat pro vybrané katastrální území, v našem případě Ostrov u Lanškrouna. Vyplníme název katastru, email, na který se data mají odeslat a kontrolní kód. V případě, že se někdo z vás nedostane na email, nemusíte proces dokončovat, data už jsou stažena v adresáři LPIS v pracovním adresáři na ploše. Narozdíl od dat z registrované verze se jedná jen o zákres bloků se základními údaji.
Stažená data jsou ve formátu .zip. Tento archiv rozbalíte ve Windows 7 vstoupením do archivu a vykopírováním souborů ven, ve starších verzích Windows, které nemají integrovaný komprimační program, si pomůžeme např. pomocí volně šiřitelného programu 7zip (http://www.7-zip.org),s pomocí programu WinZIP, WinRAR nebo s pomocí integrovaných dekomprimátorů v souborových správcích (Total Commander). Jakmile jste data úspěšně stáhli a „rozbalili“ přidáte vrstvu půdních bloků s pomocí tlačítka „Přidat vektorovou vrstvu“ do seznamu vrstev.
Dvojklikem na vrstvu půdních bloků (v seznamu vrstev vlevo nahoře) vyvoláte nabídku pro nastavení, kde na záložce Symbolika nastavíte Jedinečná hodnota podle sloupce Kultura, výplň orné oranžová (kód 2), výplň trávy zelená (kód 7). Barva obrysu černá, dále Šířka obrysu nastavte hodnotu 0,5 a Průhlednost (Transparency) nastavte na cca 30%. Přepnete na záložku Popisky, zaškrtněte políčko Zobrazit popisky, v Pole obsahující popisky nastavte název sloupce tabulky ZKODFB a klikněte na OK. Velikost písma 8-10, barva černá. Zvětšete si na rozsah vrstvy bloků, zobrazte vrstvu. Uložte projekt.
V tuto chvíli jsou v pracovním okně připojeny všechny pracovní vrstvy, které budeme potřebovat k prvnímu kroku - rozdělení pozemku dle vlastnických vztahů a změně kultury. Zajímá nás blok číslo 4002/1. Ten chceme rozdělit na dva podle hranice vlastnického pozemku číslo 5774. Otevřeme si atributovou tabulku vrstvy a s pomocí vyhledávacího tlačítka vyhledáme pozemek 4002/1, který nás zajímá (dotazem nebo seřazením tabulky připojené k LPIS a manuálním označením) a dále provedeme zvětšení na výběr.
Dělení pozemku Pokud nemáme zapnutou vrstvu katastrálních parcel, zapneme ji. Abychom mohli rozdělit pozemek nějakou linií (hranicí jiné parcely), nazvětšujeme si nejdříve na rozsah parcely 5774, přibližně na měřítko 1:1000. Pomocí tlačítka s tužkou (nebo pravým tlačítkem na vrstvě LPIS / Přepnout editaci) aktivujeme editační režim. Klikneme na tlačítko Rozdělit objekt obkreslíme hranici parcely 5774. Potvrzujeme lomové body a ukončení potvrdíme pravým tlačítkem.
a
Počátek nemusíme trefovat přesně na hranu bloku, musíme „přetáhnout“. Pokud bychom se chtěli „zachytit“ za hranici (nikoliv lomový bod), museli bychom nastavit v Nastavení-VolbyDigitalizace možnost snapování k lomovému bodu a segmentu a nastavit toleranci. Pokud nedotáhneme řezací linii ke kraji, rozdělení neproběhne. V případě, že uděláme nějakou chybu, můžeme po skončení editace zvolit Discard (zrušit změny) místo Save (uložit). Utvořil se nám nový blok, který převzal atributy bloku původního, je třeba je tedy zaktualizovat. Otevřeme tabulku vrstvy LPIS, vybereme nový blok, zapneme editaci. Kód bloku přepíšeme na 0, kulturu na 7 (zatravňujeme). Dále nesedí výměra. Ta se už u verze 1.4.0 dá spočítat automatizovaně přímo v tabulce, v této verzi je ještě třeba obklikat malý polygon měřidlem. Export bloků Nyní máme dva bloky s novou geometrií, vybereme je tedy pomocí vybírací šipky a po kliku pravým tlačítkem na vrstvu bloků vybereme Uložit výběr jako shapefile, souřadný systém už jen potvrdíme.
2. Změna rozsahu zatravněných pozemků Na půdních blocích 4703/1 a 2 došlo ke změně rozsahu kultur. K identifikaci průběhu a úpravě hranic budeme potřebovat připojit WMS ortofota Pardubického kraje na adrese http://195.113.178.19/html/wms_topo.dll. Je zjevné, že jižní část pozemku je zatravněna a přesto stále vedena v kultuře orná půda. Naším cílem je posunutí hranice tak, aby odpovídala skutečnosti. Zapneme tedy editaci bloků a budeme dle potřeby používat tlačítka na Posun, přidání a odebrání lomového bodu
.
Důležitá nastavení při editaci: Nastavení – Vlastnosti projektu, záložka Obecné – povolit Editaci topologie a Nastavení uchycení.
Pokud je editace topologie povolena, systém při posunu společného lomového bodu posouvá i společné hranice a zachovává tak topologické vazby přilehlých objektů. V nastavení uchycení se dá pro jednotlivé vrstvy nadefinovat, zda se na ně bude přichytávat a jak. Další nastavení je ve Volbách, záložka Digitalizace, Uchopování. Vyzkoušejte.
3. Ve třetím úkolu vyzkoušíme vymezit v bloku zatravnění dráhy soustředěného odtoku dle morfologie terénu, rastrové vrstvy erozních smyvů a interpretace ortofota Nejdříve vypneme vrstvy katastru a půlmetrová ortofota a připojíme si nové WMS vrstvy: Mapy II.vojenského mapování (Čechy) … http://geoportal.cenia.cz/wmsconnector/com.esri.wms.Esrimap/cenia_II_voj_map
Topografický podklad z Pardubického kraje (rastrovou mapu 1:10000) … a 20cm ortofoto do nové vrstvy (aby ho bylo možné vypínat zvlášť) http://195.113.178.19/html/wms_topo.dll A z lokálních vrstev si připojíme rastrovou vrstvu (Připojit rastr) z adresáře eroze (eroze.tif) a nastavíme jí průhlednost 25%. Vrstvu LPIS si přebarvíme tak, že průhlednost zrušíme, výplně také a všechny bloky budou mít černý obrys, barva popisu černá. Vrstvy seřadíme shora v pořadí: Bloky LPIS – eroze – WMS data Prohlédneme si WMS vrstvu erozních smyvů i podrobnější vrstvu z výpočtů v rámci projektu Lanškrounsko. Čím červenější barva, tím větší problém s odnosem půdy. Zaměříme se na blok 3801/44. Je zde vidět výrazný problém s erozí, zapneme si i ortofoto, na něm jsou dokonce výrazné erozní rýhy. Dle topografické mapy je zjevné, že se jedná o protáhlé sníženiny, které by měly být stabilizovány, například zatravněním. Pro zajímavost si zapneme WMS mapy II. vojenského mapování – je zjevné, že v polovině 19. století byly tyto profily zatravněny a tehdejší zatravnění dokonale odpovídá dnešním problematickým drahám. V ohrožených profilech zakreslíme stabilizace odtoku linií a poté je rozšíříme s pomocí geoprocesingu a vytvoříme nové pozemky s kulturou TTP. Založíme novou vrstvu , typu linie. Atribut sirka, typ integer (celočíselný), width 2. Vrstvu uložíme pod názvem sdso_linie.shp. Přebarvíme ji na nějakou výraznou barvu, třeba červenou. Aktivujeme editaci a zakreslíme linie v osách profilů drah odtoku s doplněním šíře zatravnění (na jednu stranu) do tabulky. Hlavní větev třeba 12 m, vedlejší 68 m.
Ukončíme editaci. Profily drah odtoku tedy máme definovány, nyní je převedeme na polygon. Použijeme balíček služeb Nástroje – Geoprocessing Tools. První z nich bude funkce buffer(s). Vstupní vektorová vrstva je sdso_linie.shp, pro stanovení šíře záběru nepoužijeme konstantu (buffer distance), ale sloupec v tabulce (buffer distance field) sirka. Výsledné polygony necháme slinout dohromady (dissolve buffer results) a výsledný shp někam uložíme (jako sdso_polygony1.shp). Potvrdíme přidání vrstvy do tabulky vrstev (TOC), zavřeme funkci.
Výsledek
[Pokud bychom pracovali s více skupinami linií, bylo by potřeba nejdříve v tabulce vytvořit nový sloupec (v záložce Atributy ve Vlastnostech vrstvy), poté do něj napsat např. číselné kódy podle skupin a ty potom pomocí funkce Dissolve dle definovaného sloupce rozmýt) – viz obr, ale to už je složitější věc]
Na finální začištění (přesahuje nám do okolních bloků) nejdříve označíme blok 3801/44 a použijeme další funkci z Geoprocessing Tools, a to Clip (ořez). Ořezávaná vrstva bude sdso_linie2, řezací vrstva vrstva bloků lpis (pouze vybrané prvky – use only selected features). Uložíme jako sdso_linie_hotove.shp. Přidáme, zavřeme.
Výsledek:
Poslední krok, který je třeba udělat, je „včlenit“ nově vytvořené bloky do původního bloku. Na to nám dobře poslouží funkce Union (spojení). Tím se nám „spojí“ nově vytvořený polygon s původní vrstvou LPIS a vzniknou tak vlastně dva nové bloky. Vybereme pás, změníme v tabulce kulturu na TTP a po označení obou nových bloků můžeme provést export do nového shp, který využijeme buď pro zaměření rozsahu zatravnění na pozemku nebo na provedení změny na zemědělské agentuře.
4. Vizualizace míst odběrů z GPS, přiřazení hodnot / interpolace [Největšími problémy v příkladech s připojováním tabulek jsou schopnost uživatele konvertovat databázové záznamy a problémy s českým znaky. Ve verzi 1.3.0 umožňuje Quantum GIS přidávat sloupce do tabulky, napojovat externí tabulku ve formátu dbf a exportovat data z tabulky přes schránku. Verze 1.4.0 už má i možnost kalkulace hodnot ve sloupcích tabulky. Paradoxně menší problém je ve starších Office, které ještě podporují formát dbf (nové Office 2007 už ho nepodporují). Pro ně (a nejen pro ně) je tu vynikající balík kancelářských programů ZDARMA Open Office (http://www.openoffice.org/), z něhož kalkulátor Calc tuhle konverzi ovládá.] Tento úkol je náročnější, je to analytický úkol a demonstruje další možnosti využití GIS analýz. Varianta jednoletého měření na více odběrných místech v rámci bloku - na základě leteckého snímku si připravíme lokalizaci míst odběru vzorků - bodovou vrstvu přetáhneme do GPS a na definovaných místech provedeme odběry vzorků na jednom bloku půdy na více místech - místa odběrů jsme zaměřili s pomocí GPS - měření jsme prováděli jednorázově - naměřené hodnoty máme v xls tabulce - chceme připojit hodnoty ke kresbě, provést interpolaci výsledků a zobrazení - na základě analýzy zastoupení živin chceme připravit aplikační mapu pro hnojení K tomuto úkolu použijeme: - původní vrstvu bloků v k.ú. Ostrov u Lanškrouna - bodovou vrstvu zaměřených míst odběru vzorků (adresář odbery – vrstva odbery_2010_body.shp) - tabulku s výsledky odběrů (adresář odbery – tabulka odbery_2010.xls) - WMS ortofot PK Jako první krok si připravíme místa odběru vzorků. - Připojíme si ortofoto vrstvu z nabídky vrstev topografického podkladu Pardubického kraje (WMS: http://195.113.178.19/html/wms_topo.dll). - Připojíme vrstvu farmářských bloků, vyhledáme a zvětšíme na blok 3801/44 - Nadefinujeme si vrstvu s body odběrů: založíme novou vrstvu , typ bod, sloupec „cislo“, celočíselné, šířka 3 (cifry), přidáme, uložíme novou vrstvu jako odbery_2010_body.shp, zapneme editaci - Na základě pravidelné sítě nebo na základě znalosti terénu definujeme body odběrů (zjištění ztráty živin), doplňujeme čísla, ukončíme editaci, uložíme - Zobrazíme místa odběru vzorků.
V Symbolice si body zvětšíme na velikost řekněme 4 jednotek a v záložce Popisky zapneme popisky dle sloupce cislo.
- V dalším kroku „nahrajeme“ vytvořenou vrstvu do GPS a vyrazíme do terénu. S pomocí GPS najdeme místo odběru, odebereme vzorek, označíme číslem odběru (dle GPS). Odebrané vzorky vyhodnotíme a výsledky uložíme do tabulky (odbery_2010.xls) - Nyní potřebujeme propojit tabulku výsledků na vrstvu odběrů v GIS, abychom mohli s prostorově lokalizovanými daty dále pracovat. Na propojení nám bude sloužit sloupec „cislo“ - Nejdříve je provést úpravu tabulky do jednoduchého tvaru, který lze připojit. Tabulka musí být složena pouze ze sloupců s názvy v prvním řádku a řádky jako položkami (ukázka úpravy) - Tabulku uložíme jako soubor DBF (verze IV) (odbery_2010.dbf)
číslo odběru 1 2 3 4 5 6
odběry 2010 pH 6,2 6,2 7,2 6,4 7,1 6,8
fosfor draslík hořčík 91 105 125 155 121 118
205 178 219 232 178 228
293 236 168 176 219 161
vápník 3770 3000 2840 2210 3370 2170
cislo
pH_2010
1 2 3 4 5 6
Nyní napojíme externí tabulku s výsledky odběrů dle sloupce „cislo“ k vrstvě bodů odběrů: Zviditelníme vrstvu bodových odběrů (nutné pro připojení). Přejdeme do Nástroje – Data Management Tools – Join Attributes. V dialogu zadáme, že chceme připojit k vrstvě odbery_2010_body.shp podle pole cislo. DBF tabulku (najdeme) a opět podle pole cislo, definujeme výstupní shp (odbery_2010_body2.shp), který přidáme do pohledu, zavřeme připojování.
Když zkontrolujeme tabulku nového shp, zjistíme, že jsou v ní připojeny údaje z odběrů.
6,2 6,2 7,2 6,4 7,1 6,8
P_2010 91 105 125 155 121 118
K_2010 Mg_2010 Ca_2010 205 178 219 232 178 228
293 236 168 176 219 161
3770 3000 2840 2210 3370 2170
Pomocí funkce Interpolace (Zásuvné moduly – Interpolace) s nastavením (viz níže) získáme interpolované hodnoty odběrů fosforu. Tyto hodnoty se dají interpolovat i jinými algoritmy, poté dále zpracovat reklasifikací do skupin a přepočtem na množství dávky.
