Post on 25-Sep-2018
1
QGIS 2.4.0 – Processing modeler – manuál
Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Katedra geoinformatiky
Zpracoval: Václav KUDĚLKA, Filip HRIC, Zdena DOBEŠOVÁ, Olomouc 2014
Dokument podléhá licenci Creative Commons 4.0 BY-SA. Informace o podrobnostech licence
najdete na adrese http://www.creativecommons.cz./
1. Spuštění Processing modeler je nástroj pro podporu vizuálního programování, jedná se
o programování, kde jsou jednotlivé části kódu reprezentovány grafickými elementy, VPL –
Visual Programming Language. Pro spuštění VPL komponenty Processing modeler je třeba
mít nainstalovaný produkt QGIS. V tomto manuálu je používána verze QGIS 2.4.0 Chugiak.
Jedná se o svobodný GIS software, který je k dispozici na webu: http://www.qgis.org/en/site/.
VPL komponenta Processing modeler je již součástí základní instalace produktu QGIS. Po
instalaci je tedy hned Processing modeler uživateli k dispozici.
Po naběhnutí základního rozhraní QGIS je VPL komponenta k dispozici v záložce Processing,
Graphical modeler (Obr. 1). Zde je drobná neshoda autorů produktu v pojmenování (volba
Graphical modeler, VPL – Processing modeler).
Obr. 1 Spuštění – Processing modeler
2. Popis uživatelského rozhraní Uživatelské rozhraní komponenty je koncipováno jako samostatné okno. Okno lze
minimalizovat v případě potřeby jako je zjištění údajů o vrstvách (Obr. 2).
2
Obr. 2 Processing modeler v samostatném okně programu QGIS
Lze mít otevřeno i více oken komponenty Processing modeler a v nich lze mít otevřeno více
modelů zároveň.
Uživatelské rozhraní (UI)
Obr. 3 Uživatelské rozhraní Processing modeler
1 – Otevření dříve vytvořeného modelu
2 – Uložení stávajícího modelu, uložení kopie modelu jako model nový
3 – Vyexportuje model jako grafiku (formát PNG)
4 – Uživatel má možnost ke svému modelu napsat jednoduchou nápovědu, lze také
napsat komentáře k dílčím prvkům modelu
5 – Spuštění modelu
6 – Levé pole obsahuje název modelu, pole pravé název skupiny modelů (v případě, že
uživatel vytváří více modelů s podobným operačním zaměřením)
3
7 – Okno pro tvorbu modelu
8 – Přepínač mezi vložením vstupních dat a prvky pro operace s daty, analytickými
nástroji, pro potřeby manuálu budou používány nástroje z katalogu QGIS geoalgorithms
3. Tvorba modelu Před vlastní tvorbou modelu je třeba znát atributy vektorové vrstvy, která bude dále použita.
Nejjednodušší způsob je přímo v prostředí QGIS přes volbu přidat vektorovou vrstvu nahrát
potřebná data a otevřít atributovou tabulku (Obr. 4).
Obr. 4 QGIS, přidání vektorové vrstvy
Příklad A – Kontaminace vody
Bude řešena úlohu havárie chemického nákladu, přepravovaného po železnici a následnou
kontaminaci vodních ploch, které jsou ve vzdálenosti do 200 metrů od železničních tratí.
Vstupní data budou - liniová vrstva železničních tratí ve formátu ESRI Shapefile a
polygonová vrstva vodních ploch v tomtéž formátu. Obě tyto vrstvy jsou z datové sady
ArcČR od společnosti ARCDATA Praha, s.r.o. Datová sada je dostupná na webu společnosti:
http://www.arcdata.cz/produkty-a-sluzby/geograficka-data/.
Nejprve se v prostředí QGIS přidá vrstva železničních tratí a vrstva vodních ploch přes dříve
zmiňovanou ikonu Přidat vektorovou vrstvu. Souřadnicový systém je již u obou vrstev
nastaven na S-JTSK. Ponecháme tedy toto nastavení. Pro všechny nově vygenerované vrstvy
pomocí modelu bude tento souřadnicový systém přiřazen automaticky.
Otevřeme komponentu Processing modeler. Přepínačem (8) nastavíme kartu Vstupy a
zvolíme Vector layer. Zobrazí se okno Parameter definition. Do pole Parameter name se zadá
text Railway, Shape type se zvolí Line, Required se ponechá Yes, aby byla vrstva vždy
vyžadovaný vstupní parametr modelu (Obr. 5). Do modelu je zakreslen fialový obdélník
se stejným textem Railway. Text Railway bude použit pro nadpis kolonky při spuštění modelu
v dialogu pro zadání vstupního parametru - vrstvy. Text lze dodatečně změnit. Totéž
zopakujeme pro vrstvu vodních ploch, Shape type zvolíme Polygon Required Yes.
4
Obr. 5 Nastavení vstupních dat do modelu
V okně náhledu (7) zobrazí první prvky nového modelu, a sice prvky reprezentující vstupní
data (Obr. 6).
Obr. 6 Processing modeler se vstupními daty
Přepneme se na záložku algoritmy (8) a otevřeme knihovnu QGIS geoalgorithms. Jako první
vytvoříme prvek pro operaci buffer. Nachází se v sekci Vector geometry tools, nástroj Fixed
distance buffer. Vstupní vrstvou do této operace budou železnice. Nabídnuty jsou vstupní
data, která jsou již definovaná v modelu: Railway a Water. Distance se nastaví na 200, ostatní
parametry se ponecháme ve výchozím nastavení (Obr. 7). V kolonce Buffer (OutputVector)
se zadá název parametru modelu – název vrstvy, která vznikne při běhu modelu.
5
Obr. 7 Nastavení operace Buffer
Následně se vloží do modelu překryvná operaci. Řeší se kontaminace vodních ploch ve
vzdálenosti do 200 metrů od železničních tratí. Využije se nástroj Intersection, který je
v sekci Vector overaly tools. Dvojím kliknutím na nástroj se nám otevře okno nastavení
vstupních parametrů. Jako Input layer nastavíme vrstvu vodních ploch Water. Protínanou
vrstvou (Intersect layer) pro nás bude buffer 200 metrů od železnic. Tato vrstva zatím
neexistuje, nicméně nám je nabídnuta volba Buffer from algorithm 0(Fixed distance buffer).
Zvolíme tuto možnost. Komentář v závorce říká, že bude připojena po vytvoření nástrojem
Fixed distance buffer. Nakonec se nastaví název parametru pro název výsledné vrstvy průniku
vodních ploch a bufferu kolem železnic (Obr. 8).
Obr. 8 Nastavení operace Intersection
6
Obr. 9 Výsledný model
4. Start modelu, uložení V tuto chvíli je již vytvořený model a zbývá jej spustit a následně zkontrolovat vzniklou
vrstvu. Pro spuštění modelu se použije ikona (5) Run model. Objeví se okno s parametry
modelu. Zde se nabízí nechat zaškrtnuté Open output file after running algorithm. O průběhu
výpočtu a tvorbě nových vrstev je uživatel informován pomocí lišty progress bar (Obr. 9).
V případě našeho modelu dojde ke dvěma rozděleným výpočtům, nejdříve buffer kolem
železnic a následně operace Intersection.
7
Obr. 10 Spuštění modelu, průběh vykonání operací a tvorby nových dat v modelu
Nakonec zkontrolujeme výslednou vrstvu. Červeně je označena vrstva intersect_vody_zel,
která vizualizuje kontaminace vodních ploch 200 metrů od železnic (Obr. 11).
Obr. 11 Výsledná vrstva Buffer a Intersect vytvořená pomocí modelu
Detailní náhled na oblast v okolí Ústí nad Labem, kde vedou železniční tratě v těsné blízkosti
řeky Labe, včetně železničního mostu je na obr. 12. Je zde zřejmá silná kontaminace vody
v případě havárie.
8
Obr. 12 Detail, okolí Ústí nad Labem
Vytvořený model uložíme pomocí ikon Uložit/Uložit jako (2). Model se nám uloží ve formátu
Processing models, s příponou (.model). Model lze následně opakovaně používat a upravovat.
Samostatný úkol
Sestavit nový model s nástrojem z knihovny SAGA – výpočet Convex hull
Obr. 13 Model s algoritmem z knihovny SAGA
9
Příklad B – Digitální model reliéfu
V tomto cvičení se bude vytvářet model, který pomocí interpolačního algoritmu zpracuje
výšková data. Vstupními daty bude bodová vektorová vrstva „dmr5g_sample.shp“. Už podle
názvu lze usoudit, že se jedná o ukázková data Digitálního modelu reliéfu 5. generace. Po
nahrání vstupních dat do projektu se spustí komponenta Processing modeler. Jako Input do
modelu se zvolí Vector layer a nastavíme mu parametry podle Obr. 14.
Obr.14 Nastavení parametrů pro vstupní vrstvu
Následně si do modelu přidáme interpolační metodu IDW, konkrétně z knihovny GRASS ->
Vector -> „v.surf.idw – Surface interpolation from vector point data by Inverse Distance
Squared Weighting“. Parametry pro interpolaci nastavíme podle Obr. 15.
Obr. 15 Nastavení parametrů pro interpolaci bodové vrstvy
Hotový model by následně měl vypadat stejně, jako na Obr. 16.
10
Obr. 16 Hotový model pro interpolaci bodové vrstvy „vyskpopis_body.shp“¨
Pokud máme správně vytvořený model, tak ho necháme proběhnout, výsledný rastr si
nazveme „raster_idw“ a necháme ho uložit do adresáře se cvičením.
Obr. 17 Výsledný rastr po nastavení symbologie (Layer properties -> Symbology)
Tvorba druhého modelu
Do druhého modelu, který vytvoříme, použijeme jako vstupní data rastrovou vrstvu, které
nastavíme parametry podle Obr. 18
11
Obr. 18 Nastavení parametrů pro vstupní rastrovou vrstvu
Na této rastrové vrstvě si vyzkoušíme základní rastrové analýzy. První analýzou bude
orientace svahů (Aspect). Orientaci svahu nalezneme ve zdrojové knihovně GDAL/OGR ->
[GDAL] Analysis -> Aspect. Parametry pro orientaci si nastavíme podle Obr. 19.
Obr. 19 Nastavení parametrů pro orientaci svahů
Další analýzou, kterou si do modelu přidáme, bude sklon svahů (Slope). Orientaci svahu
nalezneme ve zdrojové knihovně GDAL/OGR -> [GDAL] Analysis -> Slope. Parametry pro
sklon si nastavíme podle Obr. 20.
12
Obr. 20 Nastavení parametrů pro sklon svahů
Poslední analýzou, kterou si do modelu přidáme, bude stínovaný reliéf (Hillshade). Stínovaný
reliéf nalezneme ve zdrojové knihovně GDAL/OGR -> [GDAL] Analysis -> Hillshade.
Parametry pro stínovaný reliéf si nastavíme podle Obr. 21
Obr. 21 Nastavení parametrů pro stínovaný reliéf
Výsledný model by pak měl vypadat podobně jako na Obr. 22.
13
Obr. 22 Výsledný model pro rastrové analýzy
Nyní si zkusíme výsledný model spustit. Výstupní rastrové vrstvy uložíme do adresáře se
cvičením a vhodně pojmenujeme. Po proběhnutí modelu máme tři výsledné rastrové vrstvy.
Obr. 23 Výsledné rastrové vrstvy po nastavení symbologie
V tomto cvičení jsme si vyzkoušeli sestavit modely pro práci s výškovými daty. Nejprve jsme
sestavili model pro interpolaci bodových vektorových dat z DMR 5. generace a následně jsme
si vyzkoušeli sestavit model, provádějící základní rastrové analýzy.
Pokud Vám ještě zbyl čas, tak si můžete vyzkoušet i jiné interpolační metody, které znáte
nebo si můžete vyzkoušet další analýzy prováděné nad rastrovými daty.