Úvod do ArcGIS Pro, prostorová data a datové zdroje

Cíle cvičení

základní orientace v prostředí ArcGIS Pro a v projektu GIS
rozlišení vektorových a rastrových dat
práce s atributovou tabulkou a návrh atributů
rozlišení lokálních dat, dat ke stažení a webových mapových služeb
práce s Catalogem, vytvoření geodatabáze a uspořádání vlastních dat

GIS projekt: mapa, vrstvy a data

V tomto kurzu budeme pracovat především v programu ArcGIS Pro. GIS projekt si lze představit jako pracovní prostor, ve kterém jsou uspořádány mapy, vrstvy, tabulky, rozvržení map a odkazy na data. Projekt tedy obvykle neobsahuje všechna data, ale ví, kde jsou data uložena nebo odkud jsou dostupná.

V prostředí ArcGIS Pro budeme rozlišovat zejména tyto pojmy:


Projekt	soubor a pracovní prostředí ArcGIS Pro; uchovává mapy, seznam vrstev, symbologii a připojení k datům
Mapa	2D pohled, ve kterém kombinujeme vrstvy nad společným územím
Vrstva	způsob, jakým jsou konkrétní data zobrazena v mapě; určuje například symboliku, viditelnost a pop-up
Dataset	organizovaná sada dat uložená v souboru, geodatabázi nebo na serveru
Prvek	jednotlivý objekt ve vektorové vrstvě, například strom, komunikace nebo parcela
Atribut	vlastnost prvku uložená v atributové tabulce, například název, typ, plocha nebo datum

Důležité

Uložení projektu není totéž jako uložení dat. Uložení projektu zachová například mapu, její vrstvy a jejich vzhled. Úpravy atributů nebo geometrie je nutné ukládat zvlášť na kartě Edit → Save.

Základní orientace v ArcGIS Pro

Uživatelské prostředí programu se skládá zejména z těchto částí:


Ribbon	pás karet s nástroji; nabídka se mění podle aktuální činnosti
Contents Pane	obsah aktivní mapy: vrstvy, jejich pořadí, viditelnost a vlastnosti
Catalog Pane	přehled projektu a připojených složek, geodatabází, serverů a dalších zdrojů
Map View	mapové okno pro práci s 2D mapou
Pane	dokovatelný panel pro vlastnosti vrstev, symbologii, geoprocessing aj.

Panely ArcGIS Pro lze libovolně přemisťovat a přichytávat k okrajům programu.

Ovládání mapy

Pro základní pohyb v mapě slouží nástroj Explore. Umožňuje posun, změnu měřítka, identifikaci prvků a otevření pop-upu po kliknutí na prvek. V panelu Contents lze měnit pořadí vrstev, jejich viditelnost a průhlednost.

Zásada pro čitelnost mapy

Rastrové podklady a plochy obvykle patří níže v pořadí vrstev. Linie, body a popisky bývají nad nimi. Změna pořadí vrstev nemění data, pouze jejich vykreslení v mapě.

Prostorová data

Prostorová data popisují objekty nebo jevy, které mají polohu. Poloha může být vyjádřena souřadnicemi, adresou nebo vazbou na jiný prostorový objekt. K poloze obvykle připojujeme další informace — atributy.

Dvě základní reprezentace prostorových dat jsou vektor a rastr.

Vektorová data

Reprezentují jednotlivé objekty pomocí bodů, linií a polygonů.
- body: stromy, zastávky, měřicí stanice;
- linie: komunikace, vodní toky, inženýrské sítě;
- polygony: parcely, budovy, plochy zeleně, chráněná území.
Vhodná jsou zejména pro diskrétní objekty, jejich evidenci, kartografii a měření délky nebo plochy.
Rastrová data

Reprezentují území pravidelnou mřížkou buněk — pixelů. Každá buňka nese jednu nebo více hodnot.
- ortofoto a satelitní snímky;
- digitální model reliéfu;
- teplota, srážky nebo znečištění ovzduší;
- klasifikace pokryvu krajiny.
Klíčovým parametrem je prostorové rozlišení, tedy velikost jedné buňky v terénu.

Rozdíl v grafické reprezentaci vektorových a rastrových dat — Vektor reprezentuje objekty geometrií, rastr pravidelnou mřížkou hodnot.

Souřadnicové systémy

Aby bylo možné kombinovat data z více zdrojů, musí GIS znát jejich polohu a souřadnicový systém. Souřadnicovým systémům, transformacím a jejich praktickému využití se bude věnovat následující cvičení.

Atributová tabulka

Atributová tabulka propojuje geometrii prvku s jeho popisem. Ve vektorové vrstvě zpravidla odpovídá jeden řádek tabulky jednomu prvku v mapě. Sloupce tabulky jsou atributová pole.

Atributová tabulka v ArcGIS Pro.

Atributovou tabulku otevřete v panelu Contents kliknutím pravým tlačítkem na vrstvu → Attribute Table. Výběr prvku v mapě se okamžitě projeví i v tabulce a naopak.

Datové typy atributů

Datový typ určuje, jaké hodnoty lze do pole ukládat. Typ pole je vhodné zvolit před zahájením editace; změna datového typu již existujícího pole nebývá možná přímo.

Datový typ	Použití	Příklad
Short	menší celé číslo	počet podlaží, kód kategorie
Long	celé číslo ve větším rozsahu	počet obyvatel, identifikátor
Float	desetinné číslo s běžnou přesností	orientační sklon, index
Double	desetinné číslo s vyšší přesností	výměra, výška, souřadnicová hodnota
Text	textový řetězec	název, adresa, poznámka
Date	datum a případně čas	datum měření, datum aktualizace

Pro hodnotu typu ano / ne se často používá pole typu Short s hodnotami 0 a 1, případně doména povolených hodnot. Podrobnější nastavení datové integrity, domén a subtypů budeme řešit později.

Systémová pole

Pole jako OBJECTID, Shape nebo Shape_Length mají zvláštní význam pro databázi a program je spravuje automaticky. Běžně je nelze odstranit ani ručně upravovat.

Pop-up: rychlé čtení atributů v mapě

Kliknutím na prvek nástrojem Explore se otevře pop-up. Ve výchozím nastavení nabízí přehled atributů vybraného prvku. Pop-up je vhodný pro rychlou orientaci; atributová tabulka pak pro systematickou práci s více záznamy.

Kde jsou data uložena a jak je získat

Data v GIS nemusí být vždy souborem uloženým na počítači. Stejnou vrstvu lze přidat z lokálního disku, síťového úložiště, otevřeného datového portálu nebo přímo z webové služby.

Způsob přístupu	Co připojujeme	Příklady	Kdy je vhodný
Lokální data	cestu k souboru nebo geodatabázi	GeoPackage, Shapefile, file geodatabase, GeoTIFF	vlastní editace, analýza, archivace
Data ke stažení	nejprve soubor stáhneme, pak s ním pracujeme lokálně	otevřená data obce, AOPK, ČSÚ	práce s konkrétní verzí dat, offline práce
Webová služba	URL služby; data zůstávají na serveru poskytovatele	ArcGIS REST, WMS, WFS	aktuální referenční vrstvy, sdílení, rychlé přidání dat

Lokální data a běžné formáty

Souborová geodatabáze (.gdb) — doporučený pracovní formát ArcGIS Pro. Do jedné geodatabáze lze ukládat více vrstev, tabulek a dalších datasetů.
Shapefile — starší vektorový formát tvořený několika soubory. Při kopírování nebo přesouvání je nutné zachovat všechny soubory se stejným názvem.
GeoPackage (.gpkg) — otevřený databázový formát, který může obsahovat vektorová i rastrová data v jednom souboru.
GeoJSON / KML / GML — běžné výměnné formáty pro vektorová data.
GeoTIFF — častý formát rastrových dat, například ortofota či digitálního modelu reliéfu.
CSV / XLSX — tabulkové soubory. Mohou obsahovat souřadnice nebo adresy, ze kterých lze později vytvořit prostorové prvky.

Pozor při kopírování dat

Nezaměňujte soubor s jeho zobrazením v mapě. Vrstva v projektu může odkazovat na data na disku, na fakultním síťovém úložišti nebo na serveru. Před přesunem či odevzdáním projektu vždy ověřte, zda budou zdrojová data na cílovém místě dostupná.

Webové mapové služby

Webová mapová služba zpřístupňuje data ze serveru prostřednictvím internetu. ArcGIS Pro je v tomto vztahu klient: odešle požadavek na URL služby a přijme data nebo mapový obraz pro zobrazení.

poskytovatel dat → server → mapová služba (URL) → ArcGIS Pro → vrstva v mapě

V prostředí Esri se často setkáte se službami publikovanými přes ArcGIS Server nebo ArcGIS Online. V praxi je užitečné rozlišovat zejména:

Feature service — poskytuje vektorové prvky a jejich atributy; podle oprávnění je lze prohlížet, dotazovat nebo editovat.
Map image service — poskytuje serverem vykreslený mapový obraz; hodí se pro rychlé prohlížení kartograficky připravených map.
Image service — zpřístupňuje rastrová data, například snímky nebo model reliéfu.
WMS — otevřený standard pro poskytování mapového obrazu.
WFS — otevřený standard pro poskytování vektorových prvků a atributů.

Služba není zdroj dat

ArcGIS Online nebo ArcGIS Pro jsou aplikace, ve kterých data vyhledáváme a zobrazujeme. Při práci s daty vždy zjišťujeme jejich poskytovatele, název vrstvy, datum aktualizace, licenci a metadata. Tyto informace jsou důležité pro posouzení použitelnosti dat i pro uvedení zdroje ve výstupech projektu.

Kde hledat data

Catalog: uspořádání a příprava vlastních dat

Panel Catalog slouží k procházení a správě zdrojů, se kterými projekt pracuje. Najdeme zde mimo jiné připojené složky, geodatabáze, nástroje a připojení k serverům.

Připojení složky

Adresář s daty je vhodné k projektu připojit. V Catalog Pane klikněte pravým tlačítkem na Folders → Add Folder Connection a vyberte složku s daty. Připojení usnadní opakované přidávání dat do mapy.

Vytvoření souborové geodatabáze

V Catalog Pane otevřete Databases.
Klikněte pravým tlačítkem → New File Geodatabase.
Geodatabázi pojmenujte stručně a bez mezer či diakritiky, například projekt_prijmeni.gdb.
Geodatabázi připojte k projektu a používejte ji jako hlavní pracovní úložiště vlastních dat.

Feature dataset

Feature dataset je kontejner uvnitř geodatabáze pro související vektorové vrstvy. Vrstvy v jednom feature datasetu musí používat stejný souřadnicový systém. Tato vlastnost je důvodem, proč se k jeho založení vrátíme i v následujícím cvičení.

Pro vytvoření feature datasetu klikněte pravým tlačítkem na geodatabázi → New → Feature Dataset. Do dialogu zadejte název a převezměte nebo zvolte souřadnicový systém referenčních dat použitých ve cvičení.

Doporučená struktura

projekt_prijmeni.gdb
└── zakladni_data
    ├── zajmove_uzemi
    ├── komunikace
    └── body_zajmu

Export dat do geodatabáze

Data z externího souboru nebo služby lze uložit do vlastní geodatabáze. V Contents Pane klikněte pravým tlačítkem na vrstvu → Data → Export Features. Jako výstupní umístění vyberte vytvořenou geodatabázi, případně konkrétní feature dataset.

Před exportem ověřte:

zda exportujete správný rozsah prvků;
zda vrstva obsahuje očekávané atributy;
zda je vhodné zachovat všechny atributy;
kam budou data uložena a jak se bude výstupní vrstva jmenovat;
zda je u dat dovoleno vytvářet lokální kopii podle jejich licence.

Shrnutí

Po tomto cvičení byste měli umět:

rozlišit projekt, mapu, vrstvu, dataset, prvek a atribut;
orientovat se v základních částech ArcGIS Pro;
určit, zda jsou data vektorová nebo rastrová;
otevřít atributovou tabulku, číst ji a zvolit vhodný základní datový typ;
vysvětlit rozdíl mezi lokálně uloženým souborem a webovou mapovou službou;
připojit složku v Catalogu, vytvořit file geodatabase a exportovat do ní vrstvu;
dohledat poskytovatele a metadata použité datové vrstvy.

Doplňkové zdroje:

pro.arcgis.com
Introduction to ArcGIS Pro pro.arcgis.com
ArcGIS field data types pro.arcgis.com
Connect to a folder pro.arcgis.com
What is a feature dataset?