Ordner | StreamNet |
Zweck | Erstellt ein Wasserlaufnetz anhand von Fluss- und Akkumulationsdaten. |
Services |
|
Geoverarbeitungs-Task | Create Stream Network |
Eingaben | Mindestdrainagefläche flussaufwärts in Hektar |
Ausgabe | Wasserlaufnetz |
Daten | Verwendet digitale Höhendaten (Raster) und weitere Daten aus dem ArcGIS Spatial Analyst-Lernprogramm. |
Erweiterung | Spatial Analyst |
Hinweis | Das Netz wird mit einem Kartenservice als Ergebnis dargestellt. |
Entsprechender Ordner
Die Daten für dieses Beispiel können von ArcGIS.com heruntergeladen werden. Extrahieren Sie die ZIP-Datei nach dem Download unter C:\arcgis\ArcTutor. Der Ordner GP Service Examples\StreamNet enthält das fertige Modell und die Daten.
Der Task "Create Stream Network"
Der Hauptzweck des Tasks "Create Stream Network" ist das Erstellen eines Wasserlaufnetzes für die kartografische Anzeige. Zwei Ergebnisse sind unten dargestellt, wobei eine Schummerung des Untersuchungsgebiets (die Stadt Stowe in Vermont) als Bezugskarte verwendet wird. Der Service soll es dem Benutzer ermöglichen, mehrere unterschiedliche Netze zu erzeugen und dann das Netz auszuwählen, das den kartografischen Anforderungen am besten entspricht.
Der Task erstellt ein Wasserlaufnetz, das durch eine Mindestfläche definiert wird – je kleiner die Fläche, desto mehr Wasserlaufsegmente werden erzeugt. Jedem Wasserlaufsegment wird ein Wasserlauf-Ordnungswert zugewiesen, der auf der Anzahl der flussaufwärts liegenden Wasserlaufsegmente basiert, und anhand dieses Wertes wird die Linienstärke zum Anzeigen der einzelnen Wasserlaufsegmente bestimmt.
Die Anzahl der erzeugten Wasserlaufsegmente hängt von der verwendeten Mindestfläche ab. Lautet die Eingabe 1 Hektar, werden ca. 32.000 Wasserlaufsegmente erzeugt. Für 45 Hektar werden ca. 600 Wasserlaufsegmente erzeugt.
Wenn Sie einen Geoverarbeitungsservice erstellen, müssen Sie die maximale Anzahl der Datensätze und Features festlegen, die vom Server an den Client zurückgegeben werden können. Der Standardwert ist 1.000, aber Sie können diesen Wert auf mehrere Milliarden erhöhen. Jedoch ist die Übertragung einer großen Anzahl von Features über das Internet aufwändig und langsam. Gibt ein Service sehr viele Features aus, empfiehlt es sich möglicherweise, einen Ergebnis-Kartenservice zu verwenden, um eine Karte des Ergebnisses zu erstellen. ArcGIS Server kann dann anstelle der Features diese Karte über das Internet übertragen. Weil die Anzahl der von dem Task "Create Stream Network" erzeugten Wasserlaufsegmente von der Mindestdrainagefläche und bei Verwendung eigener Daten von der Größe und Topographie des Untersuchungsgebiets abhängt, werden in diesem Beispiel die Ergebnisse mit einem Kartenservice des Ergebnisses dargestellt, statt die Features über das Internet auf den Client zu übertragen.
Vorbereitungsschritte
Bevor Sie die Karten- und Geoverarbeitungsservices veröffentlichen, müssen Sie GIS-Serververbindungen erstellen.
Einrichten von GIS-Serververbindungen
Sie müssen eine Publisher-Verbindung einrichten, um ArcGIS Server verwenden und darin veröffentlichen zu können.
- Navigieren Sie im Fenster Katalog zum Knoten "GIS-Server", und doppelklicken Sie auf ArcGIS Server hinzufügen.
- Wählen Sie GIS-Services veröffentlichen, und klicken Sie auf Weiter.
- Geben Sie die Server-URL für Ihren GIS-Server ein. Beispiel: http://myserver:6080/arcgis/. Geben Sie einen Benutzernamen und ein Kennwort an, und klicken Sie auf Fertig stellen. Nun wird eine (Publisher-)Verbindung zum GIS-Server unter dem Knoten "GIS-Server" im Fenster Katalog angezeigt.
Referenzkarte
Die Bezugskarte für dieses Beispiel, StoweHillshade.mxd, weist lediglich einen Layer namens "Hillshade" auf, wie weiter unten dargestellt. Der Layer "Hillshade" wird mit einer Transparenz von 55 % dargestellt.
StoweHillshade.mxd muss als Kartenservice veröffentlicht werden, der bei Verwendung des Geoverarbeitungsdienstes Referenzdaten bereitstellt.
- Starten Sie eine neue ArcMap-Sitzung.
- Öffnen Sie das Kartendokument "StoweHillshade".
- Klicken Sie im Menü Datei auf Freigeben als > Service.
- Wählen Sie Service veröffentlichen, und klicken Sie auf Weiter.
- Wählen Sie die beim Einrichten der GIS-Serververbindungen erstellte Publisher-Verbindung aus. Übernehmen Sie den Standardnamen, und klicken Sie auf Weiter.
- Klicken Sie auf Neuen Ordner erstellen, und geben Sie Stream ein. Dadurch wird ein Ordner für den veröffentlichten Service erstellt.
- Klicken Sie auf Fortfahren, um den Service-Editor zu starten.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Analysieren
. Beheben Sie ggf. alle Fehler.Sie sollten eine Warnung (dass die Daten auf den Server kopiert werden) und eine Meldung (dass der Layer in allen Maßstabsbereichen dargestellt wird) erhalten. Sie können diese Meldungen problemlos ignorieren oder auch darauf reagieren.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Veröffentlichen
, um die Veröffentlichung des Kartenservice abzuschließen.
Modell- und Werkzeugdaten
Die Toolbox für den Geoverarbeitungsservice ist StoweStreamNet.tbx, und das Quellkartendokument für den Service heißt StoweStreamNet.mxd. StoweStreamNet.mxd enthält zwei Quelldaten-Layer: "Flow Direction" (das Raster Fließrichtung) und "Flow Accumulation" (das Raster Akkumulation).
Öffnen Sie das Kartendokument StoweSteamNet im Fenster Katalog, indem Sie darauf doppelklicken.
Überblick über das Modell
Um das Modell besser zu verstehen, blenden Sie die Toolbox StoweStreamNet.tbx ein, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Modell "Create Stream Network", und wählen Sie Bearbeiten aus. Das Modell "Create Stream Network" ist unten dargestellt. Es gibt eine Eingabevariable: Minimum upstream area in hectares. Diese Variable weist den Datentyp "Double" auf und gibt die Mindestdrainagefläche an, die erforderlich ist, um ein Wasserlaufsegment zu erstellen. Je kleiner die Fläche, desto mehr Wasserlaufsegmente werden erzeugt.
Das Modell berechnet die Anzahl der Rasterzellen für die Eingabefläche und verwendet dann das Werkzeug If-Else-Bedingungen, um die einzelnen Eingabezellen im Raster Flow Accumulation anhand von If-Else-Bedingungen auszuwerten. Da ein Zellenwert im Raster Flow Accumulation die Anzahl der Zellen darstellt, die flussaufwärts vor der Zelle liegen, wird jede Zelle ausgewählt, deren Flussaufwärtsfläche den Grenzwert überschreitet. Die ausgewählten Zellen bilden Wasserlaufsegmente, und ihnen wird im Ausgabe-Raster die Zahl 1 zugewiesen.
Das Werkzeug Wasserlauf-Ordnung weist einem Raster, das Verzweigungen eines linearen Netzes darstellt, z. B. der Ausgabe des Werkzeugs If-Else-Bedingungen, einen numerischen Ordnungswert zu. In der Regel weisen Wasserläufe mit einem hohen Ordnungswert höhere Durchflüsse auf, d. h. die Wasserlauf-Ordnung kann als Ersatz für die Breite des Wasserlaufs verwendet werden. Die Ausgabe des Modells wird symbolisiert, sodass Segmente mit hohen Ordnungswerten mit stärkeren Linien dargestellt werden.
Das Werkzeug Wasserlauf in Feature konvertiert das Raster "Wasserlauf-Ordnung" in die Ausgabelinien-Feature-Class. Diese Feature-Class wird vom Kartenservice des Ergebnisses mit der in diesem Kartenservice des Ergebnisses definierten Symbolisierung dargestellt.
Projektdaten
Die Variablen Flow Accumulation und Flow Direction sind Layer aus dem Quellkartendokument StoweStreamNet.mxd. Diese Variablen werden als Projektdaten bezeichnet, weil es sich um parameterlose Eingabedaten handelt.
Berechnen der Zellenanzahl für die Mindestfläche
Alle Raster-Datasets sind in Vermont State Plane-Koordinaten mit der linearen Einheit Meter angegeben. Die Zellengröße beträgt 30 x 30 Meter. Zum Bestimmen von Raumbezug und Zellengröße eines Rasters führen Sie einen der folgenden Schritte aus:
- Klicken Sie im Fenster Katalog mit der rechten Maustaste auf das Raster, und klicken Sie dann auf Eigenschaften.
- Klicken Sie in ArcMap im Inhaltsverzeichnis mit der rechten Maustaste auf den Raster-Layer, klicken Sie auf Eigenschaften und dann auf die Registerkarte Quelle.
Das Werkzeug Wert berechnen dividiert die eingegebenen Hektar durch die Zellengröße in Hektar (30 x 30 Meter = 900 Quadratmeter = 0,09 Hektar), um die Anzahl der Zellen für die flussaufwärts liegende Mindestfläche zu erhalten. Die Parameter für das unten dargestellte Werkzeug Wert berechnen verwenden die Variablenersetzung. Wenn ein Variablenname in Prozentzeichen (%) eingeschlossen wird, wird die Variable durch den berechneten Wert ersetzt.
"If-Else-Bedingungen"
Das Werkzeug If-Else-Bedingungen wertet jede Eingabezelle im Raster "Flow Accumulation" anhand von If-Else-Bedingungen aus.
Beachten Sie, dass der Ausdruck die Variablenersetzung verwendet. In dem Ausdruck werden alle Zellen ausgewählt, deren Wert größer als die minimale Anzahl von Zellen ist. (Der Wert einer Zelle im Raster "Flow Accumulation" ist die Anzahl der Zellen, die flussaufwärts vor einer einzelnen Zelle liegen.)
Der Parameter Eingabe-Raster oder Eingabe-Wert, wenn Bedingung WAHR gibt den Wert an, der jeder ausgewählten Zelle zugewiesen werden soll, und ist auf 1 festgelegt.
Ausführung von "Stream Order"
Das Werkzeug Wasserlauf-Ordnung berechnet einen numerischen Wert für Zellen, die Verzweigungen eines Wasserlaufnetzes darstellen. Nachfolgend sind die Parameterwerte für Wasserlauf-Ordnung im Modell dargestellt.
Das Ausgabe-Raster enthält den Wasserlauf-Ordnungswert "Shreve" für jede Zelle, die einen Wasserlauf darstellt.
Ausführung von "Stream to Feature"
Das Werkzeug Wasserlauf in Feature erstellt ein Shapefile der im Raster "Wasserlauf-Ordnung" enthaltenen Wasserlaufsegmente.
Festlegen der Ausgabesymbolisierung
- Blenden Sie StoweStreamNet.tbx ein, und doppelklicken Sie auf das Modell "Create Stream Network".
- Übernehmen Sie die Standardeinstellung von 45 Hektar, und führen Sie das Modell aus, indem Sie auf OK klicken.
- Der Layer StreamNet wird in ArcMap hinzugefügt.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Layer StreamNet, und klicken Sie auf Eigenschaften, um das Fenster Layer-Eigenschaften zu öffnen.
- Indem Sie die folgenden Schritte ausführen, ändern Sie die Symbolisierung in abgestufte Liniensymbole. Klicken Sie auf die Registerkarte Symbolisierung, um die entsprechende Symbolisierung festzulegen.
- Klicken Sie unter der Kategorie Anzahl auf Abgestufte Symbole.
- Wählen Sie als Feldwert "GRID_CODE" aus.
- Klicken Sie auf Klassifizieren.
- Wählen Sie im Dialogfeld Klassifizierung als Klassifizierungsmethode Manuell aus.
- Sie richten eine manuelle Klassifizierung mit den Unterbrechungswerten 100, 250, 500, 750 und 10000 ein. Klicken Sie im Fenster Unterbrechungswerte auf den letzten Wert in der Liste. Dies ermöglicht Ihnen das Bearbeiten des Wertes. Geben Sie einen der Unterbrechungswerte ein, z. B. 10000. Die Liste wird aktualisiert, sodass die Werte sortiert sind.
- Setzen Sie die Bearbeitung fort, und legen Sie die Unterbrechungswerte fest, bis die Liste mit der Abbildung unten übereinstimmt.
- Klicken Sie auf OK. Die Registerkarte Symbolisierung wird nun so angezeigt, dass sie der Abbildung weiter unten entspricht. Möglicherweise müssen Sie die Farbe auf Blau zurücksetzen, indem Sie auf Vorlage klicken und den gewünschten blauen Farbton auswählen.
- Klicken Sie auf OK.
- In der Legende für den Layer "StreamNet" wird das Klassifizierungsfeld "GRID_CODE" angezeigt, das jedoch für die Benutzer Ihres Service wenig Sinn ergibt. Um dies zu ändern, klicken Sie in der Legende auf "GRID_CODE", drücken Sie die Taste F2, und geben Sie einen aussagekräftigeren Text ein, z. B. Shreve Order oder Stream Order.
Veröffentlichen
Zum Veröffentlichen des Geoverarbeitungsservice führen Sie die folgenden Schritte aus:
- Klicken Sie im Fenster Ergebnisse mit der rechten Maustaste auf das Ergebnis Create Stream Network, und wählen Sie Freigeben als > Geoverarbeitungsservice aus.
- Wählen Sie Service veröffentlichen, und klicken Sie auf Weiter.
- Wählen Sie die beim Einrichten der GIS-Serververbindungen erstellte Publisher-Verbindung aus. Ändern Sie den Wert Service-Name in StoweStreamNet, und klicken Sie auf Weiter.
- Wählen Sie den Ordner Stream aus, den Sie beim Veröffentlichen des Kartenservice über die Dropdown-Liste Vorhandenen Ordner verwenden erstellt haben, und klicken Sie auf Fortfahren, um den Service-Editor zu starten.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Analysieren . Es sollten keine Fehler auftreten. Falls doch, korrigieren Sie diese, bevor Sie fortfahren.
- Öffnen Sie die Seite Parameter, und legen Sie die Eigenschaften für den Service fest.
- Klicken Sie auf das Kontrollkästchen Ergebnisse mit einem Kartenservice anzeigen. Mit dieser Einstellung kann vom Geoverarbeitungsservice zusätzlich zu den Features ein Ergebnisbild der Ausgabe zurückgegeben werden.
- Sie können die Meldungsebene auf Info festlegen, um Meldungen zur Werkzeugausführung anzuzeigen, wenn Sie den Service ausführen.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Veröffentlichen , um die Veröffentlichung des Geoverarbeitungsservice abzuschließen.
Verwenden der Services
Um die Services zu verwenden, starten Sie ArcMap, und fügen Sie den Kartenservice "StoweHillshade" aus der zuvor erstellten Benutzerverbindung hinzu. Öffnen Sie von derselben GIS-Serververbindung den Task "Create Steam Network" aus dem Geoverarbeitungsservice "StoweStreamNet". Geben Sie einen Wert für den Parameter Minimum upstream area in hectares ein, und führen Sie den Task aus. Fügen Sie den Kartenservice "Create Stream Network" nicht hinzu, da es sich hierbei um einen Ergebnis-Kartenservice handelt.
Konfigurieren Ihres eigenen Wasserlaufnetz-Tasks
Sie können eigene Daten mit dem Modell aus diesem Lernprogramm verwenden, um Ihren eigenen Wasserlaufnetz-Task zu erstellen. Um das Modell mit eigenen Daten einzurichten, verwenden Sie die Werkzeuge Fließrichtung und Abflussakkumulation, um Rastereingaben vorauszuberechnen. Es ist nicht erforderlich, eine Schummerung zu erstellen, obwohl die Ausgabe des Werkzeugs Schummerung eine effektive Bezugskarte darstellt, auf der Sie Ihr Wasserlaufnetz zeichnen können.
Nachdem Sie die Eingaberaster erstellt haben, aktualisieren Sie diese Eingaben innerhalb des Modells. Zudem kann es sinnvoll sein, dem Parameter Minimum upstream area in hectares einen entsprechenden Bereich hinzuzufügen, aus dem die Benutzer den numerischen Wert angeben können. Durch Festlegen eines für die Raster geeigneten Bereichs können Sie sicherstellen, dass gültige Werte eingegeben werden.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Modell, und wählen Sie Eigenschaften.
- Wählen Sie die Registerkarte Parameter aus, und klicken Sie unter der Überschrift "Filter" des Parameters "Minimum upstream area in hectares" auf den Wert Keine.
- Wählen Sie in der Dropdown-Liste die Option Bereich.
- Geben Sie einen Minimalwert und einen Maximalwert ein, und übernehmen Sie die Änderungen durch Klicken auf OK.
Mit der letzten Änderung vor der Veröffentlichung legen Sie in der Klassifizierungssymbolisierung geeignete Unterbrechungswerte fest. Die Unterbrechungen hängen weitgehend von der Größe Ihres Untersuchungsgebiets ab, und es kann erforderlich sein, mit verschiedenen Unterbrechungswerten zu experimentieren. Für ein größeres Untersuchungsgebiet mit mehr möglichen Wasserläufen müssen Sie möglicherweise Unterbrechungen mit einem höheren Wert erstellen. Folgen Sie den Anweisungen im obigen Abschnitt zum Festlegen der Ausgabesymbolisierung