Beispiel für GV-Service: Wasserlaufnetz
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Ordner |
StreamNet |
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Zweck |
Erstellt ein Wasserlaufnetz anhand von Fluss- und Akkumulationsdaten. |
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Services |
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Geoverarbeitungs-Task |
Create Stream Network |
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Eingaben |
Mindestdrainagefläche flussaufwärts in Hektar |
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Ausgabe |
Wasserlaufnetz |
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Daten |
Verwendet digitale Höhendaten (Raster) und weitere Daten aus dem Spatial Analyst-Lernprogramm. |
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Erweiterung |
Spatial Analyst |
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Hinweis |
Das Netz wird mit einem Karten-Service des Ergebnisses dargestellt. |
Entsprechender Ordner
C:\arcgis\ArcTutor\GP Service Examples\StreamNet enthält das fertige Modell und die fertigen Daten.
Der Task "Create Stream Network"
Der Hauptzweck des Tasks "Create Stream Network" ist das Erstellen eines Wasserlaufnetzes für die kartografische Anzeige. Unten werden zwei Ergebnisse dargestellt, bei denen eine Schummerung des Untersuchungsgebiets (die Stadt Stowe, Vermont) als Grundkarte dient. Der Service soll es dem Benutzer ermöglichen, mehrere unterschiedliche Netze zu erzeugen und dann das Netz auszuwählen, das den kartografischen Anforderungen am besten entspricht.
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Mit dem Task wird ein durch eine Mindestfläche definiertes Wasserlaufnetz erstellt – 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. Bei einer Eingabe von 1 Hektar werden ca. 32.000 Wasserlaufsegmente erzeugt. Für 45 Hektar werden ca. 600 Wasserlaufsegmente erzeugt.
Eine der Entscheidungen, die Sie beim Erstellen eines Geoverarbeitungs-Services treffen, betrifft die maximale Anzahl von Datensätzen und Features, die vom Server an den Client zurückgegeben werden können. Die Standardanzahl ist 1.000, und Sie können diese Anzahl auf mehrere Milliarden erhöhen. Jedoch ist die Übertragung einer großen Anzahl von Features über das Internet aufwändig und langsam. Wenn ein Service möglicherweise eine große Anzahl von Features ausgibt, empfiehlt sich die Verwendung eines Karten-Services des Ergebnisses, um eine Karte anhand des Ergebnisses zu erstellen und statt der Features die Karte mit ArcGIS Server über das Internet zu 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 Karten-Service des Ergebnisses dargestellt, statt die Features über das Internet auf den Client zu übertragen.
Daten
Daten
Die Daten für dieses Beispiel stammen aus C:\arcgis\ArcTutor\GP Service Examples\Watershed. Diese Daten wiederum wurden aus C:\arcgis\ArcTutor\Spatial Analyst abgeleitet. Informationen über das Erzeugen der Daten im Ordner "Watershed" finden Sie im Beispiel für Wassereinzugsgebiet.
Grundkarte
Die Grundkarte StoweHillshade.mxd für dieses Beispiel verfügt über nur einen Layer ("Hillshade", siehe Abbildung unten). Der Layer "Hillshade" wird mit einer Transparenz von 55 % dargestellt.
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Grundkarte "Stowe Hillshade" |
StoweHillshade.mxd wird als Karten-Service veröffentlicht.
Toolbox und Kartendokument
Die Toolbox für den Geoverarbeitungs-Service lautet StoweStreamNet, und das Quellkartendokument für den Service lautet StoweStreamNet.mxd. StoweStreamNet.mxd enthält zwei Quelldaten-Layer: "Flow Direction" (das Fließrichtungs-Raster) und "Flow Accumulation" (das Akkumulations-Raster).
Modell
Überblick über das Modell
Nachfolgend wird das Modell "Create Stream Network" veranschaulicht. Es gibt eine Eingabevariable, und zwar Minimum upstream area in hectares. Diese Variable ist vom Datentyp "Double", und sie stellt die Mindestdrainagefläche dar, die zum Erzeugen eines Wasserlaufsegments erforderlich ist. Je kleiner die Fläche, desto mehr Wasserlaufsegmente werden erzeugt.
Im Modell wird die Anzahl der Raster-Zellen für die Eingabefläche berechnet, und anschließend werden mit dem Werkzeug Con die einzelnen Eingabezellen im Flow Accumulation-Raster anhand von If-Else-Bedingungen ausgewertet. Da ein Zellenwert im Flow Accumulation-Raster 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 Stream Order weist einem Raster, das Verzweigungen eines linearen Netzes darstellt, z. B. der Ausgabe des Werkzeugs Con, einen numerischen Ordnungswert zu. Im Allgemeinen weisen Wasserläufe hoher Ordnung einen größeren Wasserfluss auf, daher kann mit dem Ordnungswert des Wasserlaufs die Breite des Wasserlaufs dargestellt werden. Die Ausgabe des Modells wird symbolisiert, sodass Segmente mit hohen Ordnungswerten mit stärkeren Linien dargestellt werden.
Das Werkzeug Stream To Feature konvertiert das Stream Order-Raster in die Ausgabe-Line-Feature-Class. Diese Feature-Class wird vom Karten-Service des Ergebnisses mit der in diesem Karten-Service des Ergebnisses definierten Symbologie dargestellt.
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Nachfolgend wird das Modell ausführlich beschrieben.
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
Das "Flow Accumulation-" und das "Flow Direction"-Raster weisen Vermont State Plane-Koordinaten in der linearen Einheit "Meter" auf. Die Zellengröße beträgt 30 mal 30 Meter. Zum Bestimmen von Raumbezug und Zellengröße eines Rasters führen Sie einen der folgenden Schritte aus:
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste im Fenster Katalog auf das Raster und 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 den Eingabe-Hektarbetrag durch die Zellengröße in Hektar (30 x 30 Meter = 900 Quadratmeter = 0,09 Hektar), um die Anzahl der Zellen für die Mindest-Flussaufwärtsfläche zu berechnen. Für die Parameter des Werkzeugs Wert berechnen (siehe Abbildung unten) wird Variablenersetzung verwendet. Wenn ein Variablenname in Prozentzeichen (%) eingeschlossen wird, wird die Variable durch den berechneten Wert ersetzt.
Die Variable Minimum upstream area in hectares ist vom Datentyp "Double" und wird wie folgt erstellt:
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die ModelBuilder-Zeichenfläche, und klicken Sie auf Variable erstellen.
- Wählen Sie im Dialogfeld Variable erstellen als Datentyp "Double" aus.
- Klicken Sie auf Fertig stellen.
- Benennen Sie die neu erstellte Variable in Minimum upstream area in hectaresum.
- Doppelklicken Sie auf die Variable, und geben Sie einen Standardwert ein. Für den Bereich "Stowe" ist 45 ein angemessener Standardwert.
Die Variable Minimum upstream area in hectares ist eine Vorbedingung für die Ausführung von Wert berechnen. Eine Vorbedingung bedeutet, dass die Variable einen Wert enthalten muss, damit Wert berechnen ausgeführt wird. Sie können Vorbedingungen wie folgt festlegen:
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Wert berechnen.
- Klicken Sie auf Eigenschaften.
- Klicken Sie auf die Registerkarte Vorbedingungen.
- Aktivieren Sie "Minimum upstream area in hectares".
Ausführung von "Con"
Das Werkzeug Con wertet die einzelnen Eingabezellen im "Flow Accumulation"-Raster anhand von If-Else-Bedingungen aus.
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Parameter des Werkzeugs "Con" |
Beachten Sie, dass in dem Ausdruck Variablenersetzung verwendet wird. In dem Ausdruck werden alle Zellen ausgewählt, deren Wert die Mindestanzahl von Zellen überschreitet. (Der Wert einer Zelle im "Flow Accumulation"-Raster ist die Anzahl der Zellen, die flussaufwärts vor einer einzelnen Zelle liegen.)
Der Parameter Input true raster or constant value ist der Wert, der jeder ausgewählten Zelle zugewiesen werden soll, und er ist auf 1 festgelegt. Wenn Sie dieses Modell von Grund auf neu erstellen, gehen Sie wie folgt vor:
- Doppelklicken Sie auf das Werkzeug Con.
- Geben Sie für den Parameter Input true raster or constant value parameter den Wert 1 ein.
- Klicken Sie auf Fertig stellen.
Die Modellvariable Input true raster or constant value wird automatisch erstellt und mit dem Werkzeug Con verknüpft.
Ausführung von "Stream Order"
Das Werkzeug Stream Order berechnet einen numerischen Wert für Zellen, die Verzweigungen eines Wasserlaufnetzes darstellen. Die Parameterwerte für Stream Order werden unten dargestellt.
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Parameter von "Stream Order" |
Das Ausgabe-Raster enthält den Wasserlauf-Ordnungswert "Shreve" für jede Zelle, die einen Wasserlauf darstellt.
Ausführung von "Stream to Feature"
Das Werkzeug Stream To Feature erstellt ein Shapefile der Wasserlaufsegmente im Stream Order-Raster.
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Parameter von "Stream to Feature" |
Beachten Sie, dass die Ausgabe in %scratchworkspace% geschrieben wird. Diese Position ist die Umgebungseinstellung für den Scratch-Workspace, die von ArcGIS Server festgelegt und verwendet wird.
Werkzeug-Layer
Der Werkzeug-Layer in StoweStreamNet.mxd definiert die Symbologie der Ergebniskarte. In den folgenden Schritten wird gezeigt, wie der Werkzeug-Layer und die entsprechende Symbologie erstellt werden.
- Ziehen Sie in ArcMap das Werkzeug "Create Stream Network" aus der Toolbox StoweStreamNet in das Inhaltsverzeichnis von ArcMap, um den Werkzeug-Layer "Create Stream Network" zu erstellen.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Werkzeug-Layer "Create Stream Network", und wählen Sie Öffnen aus, um das Werkzeugdialogfeld zu öffnen.
- Verwenden Sie als Mindestfläche 45 (den Standardwert).
- Klicken Sie auf OK, um das Werkzeug auszuführen. Die Standardsymbologie für das Wasserlaufnetz ist eine einzelne Linie.
In den folgenden Schritten ändern Sie die Symbologie in abgestufte Liniensymbole. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Sublayer "Stream Network", klicken Sie auf Eigenschaften und dann auf die Registerkarte Symbologie.
- 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 Unterbrechungen bei den Werten von 100, 250, 500, 750und 10000ein. Klicken Sie im Fenster Unterbrechungswerte auf den letzten Wert in der Liste. Dies ermöglicht Ihnen das Bearbeiten des Wertes. Geben Sie einen der Unterbrechungswerte, z. B. 10000, ein. Die Liste wird aktualisiert, und die Werte werden sortiert.
Setzen Sie die Bearbeitung fort, und legen Sie die Unterbrechungswerte fest, bis die Liste mit der Abbildung unten übereinstimmt. 
- Klicken Sie auf Fertig stellen.
Die Registerkarte Symbologie stimmt jetzt mit der Abbildung unten überein. Möglicherweise müssen Sie die Farbe auf Blau zurücksetzen. Klicken Sie hierzu auf Vorlage, und wählen Sie ein geeignetes Blau aus.
- Klicken Sie auf Fertig stellen.
In der Legende für den Sublayer "Stream Network" wird "GRID_CODE" als Klassifizierungsfeld angezeigt. Dies ergibt für den Benutzer des Service wenig Sinn. Um das Klassifizierungsfeld zu ändern, klicken Sie in der Legende auf "GRID_CODE", drücken Sie F2, und ändern Sie den Text in einen aussagekräftigeren Begriff, z. B. Shreve Order oder Stream Order.
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Veröffentlichen
StoweHillshade.mxd wird als Karten-Service veröffentlicht.
Wenn Sie StoweStreamNet.mxd als Geoverarbeitungs-Service mit einem Karten-Service des Ergebnisses veröffentlichen möchten, gehen Sie wie folgt vor:
- Klicken Sie im Fenster Katalog mit der rechten Maustaste auf StoweStreamNet.mxd, und wählen Sie Mit ArcGIS Server veröffentlichen aus.
- Übernehmen Sie alle Standardeinstellungen.
Verwenden
Um die Services zu verwenden, starten Sie ArcMap, und fügen Sie den Karten-Service "StoweHillshade" sowie den Geoverarbeitungs-Service "StoweStreamNet" hinzu. Fügen Sie nicht den Karten-Service "StoweStreamNet" hinzu, da dies ein Karten-Service des Ergebnisses ist und dieser die Layer "Flow Accumulation" und "Flow Direction" enthält, die keinen Zusammenhang mit Ergebnissen aufweisen.
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ArcMap vor dem Ausführen des Service |
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ArcMap nach dem Ausführen des Tasks "Create Steam Network" |