Журавель О. М. , журавель Н. В.

Університет нафти і газу

 

Журавель О.М., Журавель Н.В.

Бази даних

та

Геоінформаційні системи

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

(Частина 2)

 

 

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний

Університет нафти і газу

 

 

Кафедра геотехногенної безпеки та геоінформатики

 

 

Журавель О.М., Журавель Н.В.

Бази даних

та

Геоінформаційні системи

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

(Частина 2)

 

 

Для студентів спеціальності

«Екологія та охорона навколишнього середовища»

 

 

Івано-Франківськ

ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І ГАЗУ

 

Кафедра геотехногенної безпеки та геоінформатики

 

Журавель О.М., Журавель Н.В.

 

Бази даних та геоінформаційні системи

 

 

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

(Частина 2)

 

 

Напрям

підготовки 0708 - екологія

 

Спеціальність екологія та охорона

навколишнього середовища

Освітньо-кваліфікаційний рівень 6.070801 - Бакалавр

 

 

МВ 02070855-2057-2007

 

Журавель О.М., Журавель Н.В. Бази даних та геоінформаційні системи: Лабораторний практикум. Частина 2. – Івано-Франківськ: Факел, 2007. – 29 стор.

Лабораторний практикум призначений для практичного засвоєння і вивчення курсу «Бази даних та геоінформаційні системи». Значна увага приділяється прикладним питанням, тобто, використанню інженерно-екологічних досліджень при прогнозуванні динаміки екологічного стану середовища та інженерному захисту території.

Лабораторний практикум розроблено у відповідності з робочою програмою навчальної дисципліни та навчальним планом підготовки за спеціальністю «Екологія та охорона навколишнього середовища». Може бути використана студентами денної та заочної форми навчання.

 

Рецензент: завідувач кафедри екології,

д-р техн. наук Адаменко Я.О.

 

Дане видання – власність ІФНТУНГ.

Забороняється тиражування та розповсюджування.

 

Зміст

ВСТУП.. 4

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт.. 5

Лабораторна робота № 1. 6

Лабораторна робота № 2. 8

Лабораторна робота № 3. 11

Лабораторна робота № 4. 13

Лабораторна робота № 5. 16

Лабораторна робота № 6. 19

Лабораторна робота № 7. 21

Лабораторна робота № 8. 23

Лабораторна робота № 9. 25

Лабораторна робота № 10. 27

ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ.. 29

ВСТУП

Метою вивчення курсу „Бази даних та ГІС” є отримання теоретичних знань і практичних навиків роботи з системами керування базами даних (СКБД) та геоінфор­маційних систем, оволодіти методами розробки і використання баз даних фактичних та картографічних матеріалів екологічного характеру.

Курс поділяється на дві частини. При вивченні першої частини протягом 5 семе­стру студентам надаються теоретичні знання з історії розвитку комп’ютерних баз даних, поширених СКБД, їх особливостях та досконало вивчається СКБД „Microsoft Access”. При цьому вони здобувають практичні навички по роботі з найпоширенішою на персональних комп’ютерах СКБД. При вивченні другої частини курсу протягом 6 семестру студентам на­даються теоретичні знання з історії розвитку геоінформаційних систем, поширених ГІС, їх особливостях та досконало вивчається базова ГІС Міністерства екології України «MapInfo». При цьому вони здобувають практичні навички по роботі з ГІС «MapInfo», здобува­ють знання з особливостей екологічних ГІС, їх проектування та розробки, поглибленого вивчення можливостей «MapInfo» для аналізу і прийняття рішень стосовно екологічних питань. Здобувають практичні навички по розробці екологічних ГІС. Даний курс тісно пов’язаний з курсом „Комп’ютерна картографія” та курсом „Еколого-геологічне картування”.

 

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт

Прийняті скорочення та позначення:

МІ – програма MapInfo

ЛКМ – клацання лівою клавішею мишки.

ПКМ – клацання правою клавішею мишки

Курсивом виділяється шлях.

Потовщеним курсивом виділено пункти меню та команди. Пункти меню, підпункти, команди відділені знаком «→».

Підкресленням виділено важливий текст.

Загальні вимоги

1 Вихідні дані для виконання лабораторних робіт зберігаються на сервері Сервер:\Шифр Спеціальності\BD_GIS\Data\L_номер роботи (наприклад, для класу 5113: R:\PE\BD_GIS\Data\L_1).

2 Робота виконується на локальному комп’ютері, для чого необхідно скопіювати вихідні дані на робоче місце.

3 Всі файли, створені в ході виконання лабораторної роботи зберігаються у каталозі лабораторної роботи.

4 Для найменування файлів застосовується наступний шаблон:

5 Прізвище_ Lномер лабораторної роботи.

6 При необхідності створення декількох файлів до імені файлу додаються пояснюючі індекси (наприклад: Ivanov_L5_grunt.tab, Ivanov_L5_voda.tab). В іменах файлів допускається використан­ня лише латинських символів, цифр та знаків «-», «_», «!».

7 Результати виконання лабораторної роботи зберігаються на сервері у власному каталозі у вигляді окремого каталогу лабораторної роботи.

Сервер:\Шифр Спеціальності\BD_GIS\Шифр групи\Шифр підгрупи\Власний каталог\L_номер лабораторної роботи

(наприклад, для класу 5113: R:\PE\BD_GIS\Data\PE-05-1\2\Ivanov\L_5).

Для чого по завершенні виконання роботи (або заняття) необхідно перенести каталог з робочого місця на сервер.

Для захисту необхідно мати виконану в повному обсязі та збережену на сервері у власному каталозі лабораторну роботу та звіт, у якому дані відповіді на поставлені питання. Перелік питань, які необхідно висвітлити дається до кожної лабораторної роботи окремо. Вимоги по оформленню звітів стандартні для університету.

Лабораторна робота № 1

Тема: «Ознайомлення з інтерфейсом MapInfo»

(2 години)

Вихідні дані: Сервер:\PE\BD_GIS\Data\L_1

 

МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ

Мета: Ознайомитись з інтерфейсом МІ.

Завдання: Вивчити основні вікна, панелі інструментів, прийоми роботи з об’єктами в ГІС МІ.

 

ХІД РОБОТИ

1 Скопіювати вихідні дані.

2 Запустити MapInfo (Пуск → Программы → MapInfo), або ярлик програми на робочому столі.

3 У вікні Quick Start представлено меню швидкого початку роботи впрограмі. Оберіть Open a Workspace (відкрити робочий набір). Відкрити робочий набір Lab_1.

4 Користуючись лекційним матеріалом знайти основні панелі інструментів.

5 Змінити масштаб відображення відстежуючи зміни у вікні карти.

6 Визначити картографічний шар, на якому знаходяться контури країн.

7 Зробити цей шар доступним для редагування.

8 Змінити відображення контуру України.

9 Зберегти зроблені зміни в таблиці.

10 Отримати інформацію про Україну, яка доступна в даній таблиці.

11 Зберегти Робочий набір.

12 Завершити роботу з МІ.

13 Перенести дані з робочої машини на сервер у власний каталог.

 

В звіті по лабораторній роботі описати:

1 Призначення пунктів вікна Quick Start.

2 Основні вікні програми.

3 Основні інструменти для роботи у вікні карти.

4 Засоби управління картографічними шарами (Layer Control).

5 Інформаційний рядок.

6 Графі­чні характеристики об’єктів.

7 Можливості по отриманню атрибу­тивної інформації.

 

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1 Як запустити ГІС МІ?

2 Призначення меню швидкого доступу?

3 Основні типи файлів МІ.

4 Як відкрити робочий набір?

5 Панелі інструментів МІ.

6 Скільки панелей інструментів існує в МІ?

7 Що таке контекстне меню?

8 Пункт меню «Layer Control», його використання.

9 Інформаційний рядок у головному вікні.

 

Для захисту лабораторної роботи необхідно представити власний робочий набір та відповісти на контрольні питання з переліку.

 

Лабораторна робота № 2

Тема: «Таблиці MapInfo»

(2 години)

Вихідні дані: Створюються під час виконання роботи.

 

МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ

Мета: Навчитись працювати з таблицями MapInfo.

Завдання: Створити таблицю з заданою проекцією та системою координат, структурою з відповідними типами полів. Створити всі доступні графічні об’єкти. Вивчити їх характеристики. Освоїти засоби MapInfo для редагування графічних об’єктів. Провести заповнення таблиць MapInfo атрибутивною інформацією.

 

ХІД РОБОТИ

1 Запустити MapInfo.

2 Створити нову таблицю. File → New Table.

3 Структура таблиці наступна:

Назва поля

Тип поля

Довжина поля

ID	Текстове
Nomer	Ціле число	–
Opus	Текстове
Plosha	Число з плаваючою десятковою точкою	–
Dovzhina	Число з плаваючою десятковою точкою	–

 

4 Проекція таблиці Довгота/Широта. Система координат Довгота/Широта.

5 Зберегти таблицю на робочому місці під назвою Власне прізвище_L2

6 Створити всі графічні примітиви МІ. Графічні характеристики для об’єктів обираєте самостійно, але різні для кожного типу.

7 Виконати зміну форми об’єктів інструментом Reshape.

8 Заповнити атрибутивною інформацією таблицю за такою схемою:

ID	Ставимо «000» + номер об’єкту по порядку + «Тип об’єкту» великою літерою «P» – точковий об’єкт; «L» – лінійний об’єкт;«R» – площинний об’єкт; «T» – текстовий об’єкт.
Nomer	Виставити номер по порядку
Opuc	В цьому полі вказати назву об’єкту (точка, ламана і т.д.) українською мовою
Plosha	Для того, щоб дізнатися довжину і площу фігури, треба двічі клацнути на об’єкті. У вікні Region Object дивимось на записи, де Total Area – площа, Total Perimeter – довжина. Запам’ятати чи переписти дані і натиснули кнопку Cancel.
Dovzhina

 

9 Створити два площинних об’єкти таким чином, щоб вони частково перекривали один одного.

10 Визначити і зафіксувати у звіті результати виконання команд Split, Erase, Erase Outside, Combine пункт меню Edit Object. Після виконання кожної команди повернутись до попереднього стану об’єктів можна за допомогою Edit→Undo або комбінації клавіш Ctrl+Z.

11 Відслідкувати можливості по зміні атрибутивної інформації для редагованих об’єктів.

12 Зберегти зроблені зміни в таблиці.

13 Зберегти Робочий набір

14 Завершити роботу з МІ

15 Перенести дані з робочої машини на сервер у власний каталог.

 

В звіті по лабораторній роботі вказати:

1 Типи полів таблиць МІ.

2 Графічні примітиви МІ та їх характеристики.

3 Засоби графічного редагування МІ.

4 Результати застосування команд Split, Erase, Erase Outside, Combine.

 

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1 Які існують типи полів таблиць МІ?

2 Які існують опції при створенні нової таблиці?

3 Як отримати доступ до можливостей редагування графічних об’єктів?

4 Чи можна змінити тип графічного примітиву?

5 Чи можна виконати редагування графічних об’єктів одного картографічного шару об’єктами іншого картографічного шару?

6 Як змінити форму графічного об’єкту?

7 До яких типів об’єктів можуть бути застосовані командиSplit, Erase, Erase Outside, Combine?

8 Чи можна отримати складові зі складного об’єкту?

9 Чи можна змінити атрибутивну інформацію одночасно зі зміною графічного об’єкту?

 

Для захисту лабораторної роботи необхідно представити власний робочий набір та відповісти на контрольні питання з переліку.

 

Лабораторна робота № 3

Лабораторна робота № 4

Тема: «Вибірки (запити)»

(4 години)

Вихідні дані: Сервер:\PE\BD_GIS\Data\L_4

 

МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ

Мета: Навчитись створювати прості та складні запити.

Завдання: Створити запит на вибір об’єкту за його атрибутивними характеристиками, створити запит на вибір об’єктів на підставі їх географічного розташування.

 

ХІД РОБОТИ

1 Скопіювати вихідні дані.

2 Запустити MapInfo (Пуск → Программы → MapInfo), або ярлик програми на робочому столі.

3 Відкрити робочий набір Lab_4.wor.

4 Для створення запиту, в результаті якого буде показана інформація по обраному населеному пункту за його власною назвою необхідно:

а) запустити діалогове вікно по створенню простого запиту Query→ Select;

б) обрати таблицю, з якою буде працювати запит;

в) ввести параметри запиту – ВлНазва =«Богородчани»

г) результати запиту відобразити в таблиці Ваше Прізвище_Z1.

5 Для відображення вибраних об’єктів у вікні карти потрібно:

а) зробіть вікно карти активним;

б) виконати Query → Find Selection.

6 Для створення запиту, в результаті якого буде показана інформація по населених пунктах площа яких більша 10 км^2, необхідно виконати дії аналогічні вказаним в п.4, змінивши параметр на Area(obj, "sq km")>10, а результати запиту відобразити в таблиці Ваше Прізвище_Z2.

7 Для створення запиту, в результаті якого буде показана інформація по населених пунктах, які знаходяться в межах Калуського району необхідно:

а) запустити діалогове вікно по створенню складного запиту Query → SQL Select;

б) вказати таблиці, які будуть використані в запиті - GR_RAYON, Nas_punkt

в) в умові вибору ввести:

GR_RAYON.Obj Contains Nas_punk.ObjAnd GR_RAYON.Власна_Назва

г) для відображення вибрати власну назву населеного пункту та назву району;

д) результати запиту відобразити в таблиці Ваше Прізвище_Z3.

8 Самостійно створити запити в результаті яких буде відображена наступна інформація:

1 Назви населених пунктів, площа яких більше 10 кв.км.

2 Перелік населених пунктів Богородчанського району, площа яких більше 3 кв.км.

3 Перелік населених пунктів Снятинського та Рожнятівського районів.

4 Кількість всіх річок, що протікають на території Надвірнянського району.

5 Площі всіх районів області.

6 Сумарну площу населених пунктів Городенківського району.

7 Перелік населених пунктів Городенківського району з відсотком їх площі до загальної площі району.

9 Результати виконання запитів зберегти у вигляді окремих таблиць під назвами «Ваше прізвище_Номер запиту»

10 Зберегти Робочий набір.

11 Завершити роботу з МІ.

12 Перенести дані з робочої машини на сервер у власний каталог.

 

В звіті по лабораторній роботі вказати:

1 Просторові оператори SQL МІ.

2 Способи отримання присутньої в неявному вигляді інформації по геометричним характеристикам об’єктів.

3 Можливості отримання статистичних характеристик по окремим полям таблиць.

 

 

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1 Які типи запитів існують в МІ?

2 Які оператори просторового аналізу існують в МІ?

3 В чому різниця між операторами «Contains» та «Contains Entire»?

4 Що таке центроїд?

5 Чи можна зберегти результати виконання запиту у вигляді окремої таблиці МІ?

6 Чи можна зберегти створений запит для подальшого використання?

7 Чи можна створювати запити у вікні MapBasic МІ?

8 Як перевірити правильність синтаксису створеного запиту?

9 Чи можна перевірити коректність створеного запиту?

10 Для чого використовується рядок Group by Colums в SQL Select?

 

Для захисту лабораторної роботи необхідно представити власний робочий набір та відповісти на контрольні питання з переліку.

 

Лабораторна робота № 5

Тема: «Тематичні карти»

(4 години)

Вихідні дані: Сервер:\PE\BD_GIS\Data\L_5

 

МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ

Мета: Навчитись візуалізувати просторово-розподілені дані.

Завдання: Навчитись будувати тематичні карти методом розмірних символів, методом кругових діаграм, методом значень.

 

ХІД РОБОТИ

1 Скопіювати вихідні дані.

2 Запустити MapInfo (Пуск → Программы → MapInfo), або ярлик програми на робочому столі.

3 Відкрити робочий набір Lab_5.wor.

4 Відкрити файл з даними аналізів проб Proba.xls в MapInfo

5 Побудувати карту точок відбору проб.

6 Побудувати тематичну карту методом розмірних символів, яка покаже вміст цинку в точках відбору проб. Для цього потрібно:

1 Виконати Map→Create Thematic Map. Відкривається вікно Create Thematic Map –Step1 of 3. На цьому кроці необхідно вибрати тип тематичної карти та шаблон для майбутньої карти.

2 Далі натискаєте на кнопку Next і переходите до другого кроку створення тематичної карти. З’являється вікно Create Thematic Map –Step2 of 3. На другому кроці створення тематичної карти обираєте потрібну Вам назву таблиці і назву поля: таблиця Proba, поле Zn.

3 Натискаємо на кнопку Next. З’являється вікно Create Thematic Map –Step3 of 3. На третьому кроці створення тематичної карти користувач може налаштувати відображення тематичної карти для власних потреб. Кнопка Legend… дає можливість налаштування вікна легенди, тобто умовних позначень до тематичної карти. При натисненні на цю кнопку з’являється вікно Customize Legend для налаштування параметрів легенди. В рядку Title: «Вміст цинку». В рядку Subtitle: – ­­«Власне прізвище». Група Range Labels використовується для вказання значення і відповідних їм пояснюючих підписів.

7 Побудувати тематичну карту методом кругових діаграм, яка показуватиме внесок кожного забруднювача в загальний екологічний стан. Побудова карти аналогічна описаній вище. Тип тематичної карти - Pie Charts. Для приведення вихідних даних до величин, порівняння яких буде коректним, використати наступні значення ГДК Hg-2.1, Cd-0.6, Zn-23, Cu-3, Pb-32, Ni-4. Title: – «Загальне забруднення», Subtitle – «Власне прізвище».

8 Побудувати тематичну карту методом діапазонів, яка показуватиме величини забруднення адміністративних районів окремим забруднювачем. Забруднювач обираєте за останньою цифрою залікової книжки (0 відповідає 10 речовина). Тип тематичної карти - Ranges. Побудову слід виконати для таблиці GR_RAYON за даними таблиці Proba. Для об’єднання інформації потрібно використати оператор Join. Дія його така ж як і в SQL і відома з попередньої лабораторної роботи. В рядку Title: «Районування області за вмістом?????», замість знаків питання вказуєте власну речовину. В рядку Subtitle: вводите власне прізвище. Решту параметрів оформлення обираєте за власним уподобанням.

9 Самостійно побудувати тематичну карту рівня забруднення адміністративних районів за екологічним індексом.

10 Зберегти Робочий набір.

11 Завершити роботу з МІ.

12 Перенести дані з робочої машини на сервер у власний каталог.

 

В звіті по лабораторній роботі вказати:

1 Типи тематичних карт.

2 Способи задання діапазонів.

3 Описати двотемні тематичні карти.

 

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1 Які дані можна візуалізувати за допомогою розмірних символів?

2 Як об’єднати дані з різних таблиць в тематичному картуванні?

3 Чи можна побудувати тематичну карту за нечисловими даними?

4 Як використати розрахункові дані в тематичному картуванні?

5 Який тип тематичної карти можна використати для багатьох даних?

6 Чи можна зберегти створену тематичну карту для подальшого використання?

7 Чи відбувається оновлення тематичної карти при зміні значень, на яких вона побудована?

8 Чи при закритті таблиці з даними закривається тематична карта?

9 Які можливості існують для управління тематичною картою?

10 Чи можна редагувати існуючу тематичну карту?

 

Для захисту лабораторної роботи необхідно представити власний робочий набір та відповісти на контрольні питання з переліку.

Лабораторна робота № 6

Лабораторна робота № 7

Тема: «Робота з таблицями»

(2 години)

Вихідні дані: Сервер:\PE\BD_GIS\Data\L_7.

 

МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ

Мета: Навчитись використовувати ГІС при обробці та аналізу вихідної екологічної інформації, яка представлена в типовому вигляді, виконувати перетворення таблиць.

Завдання: Опрацювати надану екологічну інформацію, створити карту фактичного матеріалу, змінити структуру таблиці, отримати приховану інформацію, заповнити в автоматичному режимі поля таблиці.

 

ХІД РОБОТИ

1 Скопіювати вихідні дані.

2 Запустити MapInfo (Пуск → Программы → MapInfo), або ярлик програми на робочому столі.

3 Відкрити Робочий набір Lab_7.wor.

4 Відкрити файл електронних таблиць Proba.XLS в MapInfo.

5 Створити карту фактичного матеріалу (точкові об’єкти). Координати наведені в проекції – Gaus-Kruger (Pulkovo 1942), система координат – GK Zone 5 (Pulkovo 1942).

6 Визначити проекцію і систему координат інших картографічних шарів.

7 Змінити проекцію таблиці Proba у відповідності до системи координат інших картографічних шарів. Змінити назву таблиці на Власне прізвище_L7.

8 Оновити поля, в яких зберігаються координати точок.

9 Добавити в таблицю Власне прізвище_L7 поле Rayon і заповнити його назвами району на території якого розташовані точки.

10 Зберегти зроблені зміни в таблиці.

11 Зберегти Робочий набір.

12 Завершити роботу з МІ.

13 Перенести дані з робочої машини на сервер у власний каталог.

 

В звіті по лабораторній роботі вказати:

1 Тип тематичної карти використаний в роботі.

2 Використаний спосіб задання діапазонів.

3 Описати екологічну ситуацію в області.

 

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1 Чи можна змінювати структуру електронних таблиць в MapInfo?

2 Чи можна створювати графічні об’єкти в електронних таблицях відкритих в MapInfo?

3 Які можливості надає збереження копії таблиці МІ?

4 Як оновити дані в полях таблиці МІ?

5 Як використовувати дані однієї таблиці для оновлення полів іншої?

6 Як визначити проекцію і систему координат існуючої таблиці МІ?

7 Чи можливо відкрити таблицю МІ в іншій проекції і системі координат?

8 Як змінити проекцію і систему координат існуючої таблиці МІ?

9 Чи можлива одночасна робота з таблицями МІ, що мають різні системи координат?

10 Для чого використовується опція встановлення проекції і системи координат вікна карти?

 

Для захисту лабораторної роботи необхідно представити власний робочий набір та відповісти на контрольні питання з переліку.

 

Лабораторна робота № 8

Лабораторна робота № 9

Лабораторна робота № 10

Університет нафти і газу

 

Журавель О.М., Журавель Н.В.

Бази даних

та

Геоінформаційні системи

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

(Частина 2)