Анализ и управление таблицами

Почти все данные ГИС хранятся или представлены в виде простых таблиц базы данных. Например, классы пространственных объектов представляют собой таблицы, у которых имеется атрибут геометрии (атрибут в таблице также называется полем или колонкой), растры могут быть просмотрены в виде таблицы атрибутов, и большинство баз данных ГИС имеют отдельные таблицы атрибутов, которые могут быть связаны с другими таблицами общим атрибутом. При создании базы данных или выполнении анализа, большая часть вашего времени может быть потрачена для управления таблицами: добавление или вычисление новых атрибутов, копирование таблиц или их строк из одного расположения в другое; конвертация таблиц, содержащих текстовые строки значений координат в пространственные объекты, связывающие одни таблицы с другими; подсчет суммарной статистики.

Для выполнения некоторых видов анализа требуется, чтобы данные ГИС были извлечены в виде таблиц для одного приложения или табличные данные из другого приложения могли бы послужить входными данными для ГИС. Часто некоторые шаги геообработки преобразуют или объединяют наборы данных, получая в результате класс пространственных объектов с многими атрибутами, извлеченными из других данных, которые могут быть выбраны или суммированы для получения табличных результатов.

Создание ГИС данных из таблиц

Соединение таблиц

Одним из наиболее распространенных приемов является соединение таблицы с данными, такими как демографическая или медицинская статистика, с набором географических пространственных объектов для визуализации. Такой прием требует, чтобы таблица и географические пространственные объекты имели общее ключевое поле, например, имя или идентификатор (ID).

Ниже приводится пример того, как ГИС-объектам могут быть присвоены дополнительные атрибуты путем присоединения данных из другой таблицы. Этот класс пространственных объектов округов штата Айова имеет атрибуты имени и кодовой информации стандарта США (FIPS), которые могут быть использованы в качестве ключевых полей для присоединения таблиц.

Эта автономная таблица содержит информацию по сбору урожая для каждого округа штата Айова. В ней также содержится имя и кодовые атрибуты FIPS, так что любое поле может быть использовано для присоединения пространственным объектам округа.

После того, как данные по урожайности присоединены к пространственным объектам округов, вы можете использовать поля из таблицы урожайности для присваивания им условных знаков, надписей или выборки пространственных объектов округов.

После того как вы объедините данные из различных источников, важно, чтобы типы данных и значения ключевых полей точно совпадали. Если одно поле представлено численным типом данных, а другое текстовым, соединение с использованием этих полей будет невозможно. Чтобы этого не было, вы можете создать новое поле в одной из таблиц, которое будет совпадать с типом данных в другой таблице, затем рассчитать значения из «не совпадающего» поля для нового, совпадающего, поля. Также, если ключевое значение написано с ошибками, имеет варианты написания или содержит типографическую ошибку или дополнительные характеристики (например, пробел в строке), то такие записи не будут присоединены.

Создание пространственных объектов из таблиц

Другим распространенным приемом является создание пространственной информации из табличных данных.

XY события

Возможно, проще всего этого можно добиться с помощью инструмента Создать слой событий XY (XY Event Layer), который создает слой из таблицы, содержащей поле с координатами X и Y. Ниже приводится пример того, как простая таблица координат и других данных может быть преобразована точечные объекты.

Точечные объекты, созданные из таблицы обладают таким же поведением, как и класс пространственных объектов и могут обозначаться символами и надписями с использованием атрибутов таблицы (если инструмент выдает неожиданные результаты, попробуйте в региональных настройках на Панели управления заменить разделители-запятые на разделители-точки – примечание переводчика).

Геокодирование

Вы можете также создать точечные объекты путем согласования значений в таблице и базового класса пространственных объектов. Один из способов сделать это - геокодирование, когда таблица содержит информацию об адресе (address), а базовый класс пространственных объектов – информацию об улицах и площадях.

Ниже приводится пример точки, созданной из адресной информации способом геокодирования адреса на основании данных пространственной привязки улицы.

Системы линейных координат

Другой способ сделать это – путем сопоставления местоположений в соответствии с расстоянием по линии, что называется система линейных координат (linear referencing). Этот метод может быть использован для создания точечных объектов на заданном расстоянии вдоль линии или линейных объектов, которые располагаются вдоль линии от заданного местоположения до другого местоположения.

Ниже приведен пример набора точечных объектов, созданного по методу установления соответствия между таблицей измерений расстояний и идентификаторов маршрута, и классом линейных пространственных объектов, содержащих объекты маршрута с данными измерений.

Ниже приведен пример набора линейных объектов, которые были созданы путем установления соответствия таблицы данных измерений («от» и «до») и идентификаторов маршрута, и класса линейных пространственных объектов, содержащего объекты маршрута с данными измерений.

Анализ табличных данных

Анализ табличных данных часто включает в себя определение того, как много каких-либо объектов принадлежит к заданной категории или рассмотрение того, как происходит распределение значений для набора явлений. Часто определенные явления, которыми вы интересуетесь, окружены многими другими объектами, которые слегка (или очень) отличаются. Определение объектов на основании этих различий часто включает объединение данных из различных источников с помощью соединения таблиц или с помощью пространственных соединений и наложений, с последующей выборкой и расчетом значений в полях.

Определение количества

Иногда объекты в вашей ГИС имеют атрибуты, которые вы хотите проанализировать, с помощью определения суммы некоторого поля для выбранных объектов или частоты встречаемости определенного типа пространственного объекта. Инструменты Суммарная статистика (Summary Statistics) и Частота (Frequency) в группе инструментов Статистика (Statistics) позволяют вам вычислить статистику для поля или нескольких полей и получить результаты в соответствии со значениями пока еще другого поля. Это может быть полезным как для отчетов, так и при анализе.

Расчет частоты с помощью инструмента Частота (Frequency) является хорошим способом, чтобы узнать, сколько явлений или объектов попадает в данную категорию. Например, вы можете запустить инструмент для набора земельных участков, чтобы посмотреть сколько участков принадлежит к каждой из нескольких категорий использования земель. Изучение частоты распределения ваших данных по категориям землепользования является важным первым шагом во многих процессах анализа.

Эта таблица частоты показывает вам, что на этой территории жилые участки встречаются почти в пять раз чаще, чем участки, занятые офисами и что меньше всего встречаются участки, используемые под коммуникации или ведомственные учреждения.

Вы можете также получить информацию о частоте для поля в таблице в ArcMap, щелкнув правой кнопкой на заголовок поля в диалоговом окне таблицы и щелкнув на Статистика (Statistics).

Просмотр распределения значений

Инструмент Суммарная статистика (Summary Statistics) позволяет вам определять количество каких-либо объектов, относящихся к набору пространственных объектов. Например, вместо того, чтобы просто использовать инструмент Частота (Frequency) для определения того, сколько имеется участков каждого типа, вы можете использовать инструмент Суммарная статистика (Summary Statistics) для этих участков. Этот инструмент используется для расчета общей (суммарной) площади участков каждой категории или для того, чтобы определить, насколько велики по площади участки или они среднего размера для каждого типа землепользования.

Таблица суммарной статистики показывает вам, что, несмотря на то, что участков промышленного использования имеется больше, чем участков с учреждениями, каждая категория занимает одинаковую зону города. Это предполагает, что участки с учреждениями и коммуникациями имеют тенденцию к тому, чтобы быть больше, чем офисные, жилые и промышленные категории участков землепользования.

Вы можете также использовать инструмент Суммарная статистика (Summary Statistics) для анализа распределения по значениям для набора пространственных объектов. Например, вы могли бы сравнить минимальные и максимальные значения высоты для некоторых видов растений в изучаемой области, диапазон цен для домов определенного типа в области или среднее значение, на которое цены на дома этого типа отличаются от средней цены (стандартное отклонение).

Вы можете также суммировать таблицы в ArcMap, щелкнув правой кнопкой на заголовке колонки поля в диалоговом окне таблицы и щелкнув на Суммировать (Summarize).

Для получения более подробной информации об использовании статистики в ГИС смотрите раздел Статистический анализ.

Подсчет записей

Иногда важно знать, сколько записей содержится в таблице или в выборке. Вы можете использовать эту информацию в модели или скрипте, которые автоматизируют процессы анализа или подготовки отчета. Инструмент Посчитать строки (Get Count) возвращает число пространственных объектов или строк в классе пространственных объектов, таблице или слое. Инструмент учитывает выборки, таблицы просмотра и слои по запросам. Вы можете использовать инструмент Посчитать строки(Get Count) в цикличном скрипте, который строит буферные зоны вокруг местоположений с постепенным увеличением расстояния буфера выбирает объекты в пределах буфера до тех пор, пока заданное число объектов не буден выбрано.

Управление табличными данными

Расчет значений

Инструмент Вычислить поле (Calculate Field) используется для математического объединения или управления значениями в одном или нескольких полях. Эти расчеты могут быть такими же простыми, как, например, вычисление значения заданного поля равным 23 для всех пространственных объектов или это значение действительно для всех выбранных объектов или объединенных значений в нескольких полях. Например, вы можете разделить поле население на зоны поля для того, чтобы получить значения плотности населения или соединить текст, содержащий номер дома, название улицы и тип поля улицы в единое адресное поле. Инструмент Добавить поле (Add Field) применяется для добавления нового поля, в котором будут содержаться результаты ваших вычислений.

Соединение таблиц

Инструмент Добавить соединение (Add Join) часто используется для объединения табличных данных, полученных на одном этапе анализа, с другими данными. Если таблицы имеют одинаковое ключевое значение (например, идентификатор объекта (ID) или имя), они могут быть соединены. Данные в обеих таблицах затем будут доступны для совместного анализа. Этот инструмент работает только со слоями или представлениями таблицы в таблице содержания ArcMap, а также со слоями или представлениями таблицы, созданными инструментами Создать векторный слой (Make Feature Layer) и Создать представление таблицы (Make Table View). Соединение временное и существует лишь в текущем сеансе работы. Объединенные результаты можно сохранить в новом классе пространственных объектов или таблице с помощью инструментов Копировать объекты (Copy Features) или Копировать строки (Copy Rows), либо экспортировав эти данные в ArcMap.

Атрибутивные индексы

Индексация поля может сделать процесс выборки строк, содержащих нужный атрибут, более эффективным. Для индексации поля можно использовать инструмент Добавить атрибутивный индекс (Add Attribute Index).

Подтипы и атрибутивные домены

Если ваша таблица хранится в базе геоданных, вы можете создать подтипы для ваших пространственных объектов и атрибутов. Подтипы предоставляют метод разделения ваших классов пространственных объектов или таблиц на локальные группировки, основанные на значении атрибутов, и позволяют вам работать с поднаборами пространственных объектов в классе пространственных объектов или со строками в таблице. Подтипы делают возможным установление согласованных атрибутов и поведения для этих поднаборов.

Более подробно об инструментах, которые создают и управляют подтипами

Домены предлагают способ для определения диапазона значений, которые могут использоваться для атрибутивных полей. Использование доменов помогает гарантировать целостность данных, ограничивая выбор значений для определенного поля.

Более подробно об инструментах, которые создают и управляют доменами

Представления таблиц

Таблица представляет собой физическую таблицу на диске или в базе геоданных. Представление таблицы является временной таблицей, которая хранится в памяти вашего компьютера, и которую вы можете использовать только как физическую таблицу. Обычно вы создаете представление таблицы по запросу, например, выражение SQL SELECT, таким образом, чтобы в представлении таблицы находился только поднабор записей физической таблицы.

Инструмент Создать представление таблицы (Make Table View) создает представление таблицы из одной входной таблицы, а инструмент Создать таблицу запросов (Make Query Table) создает представление таблицы из многих входных таблиц, которые могут быть соединены.

Если вы хотите сохранить представление таблицы в физическую таблицу, используйте инструмент Копировать строки (Copy Rows).

Создание сводной таблицы

Инструмент Сводная таблица (Pivot Table) позволяет вам снизить перегруженность данными большой таблицы. Это полезно для конвертации определенных САПР-данных определенных структур в объектах ГИС или для конвертации длинного списка измерительных станций и значений в таблицу. Уникальные значения в одном поле (Сводное поле) становится заголовком колонки в выходной таблице.

Таблицы растра

Довольно редко значения пикселов содержат дискретные целостные значения, которые используются для классификации растровых данных, например, типов растительности. Например, значение пиксела, равное 1 идентично лесным территориям, а пиксел со значением 2 соответствует заболоченным участкам. Для таких растров желательно иметь таблицу атрибутов растра (raster attribute table), которая описывает каждое уникальное значение пиксела и выполняет многие операции с таблицами, которые описаны выше. Инструмент Построить таблицу атрибутов растра (Build Raster Attribute Table) создает или обновляет таблицы атрибутов растра.

Инструменты таблицы

Существует множество инструментов, которые управляют и производят различные операции с таблицами и их атрибутами. Большинство этих инструментов находятся в Наборе инструментов Управление данными (Data Management).

Набор инструментов	Описание
Анализ/Статистика	Содержит инструменты Частота (Frequency) и Суммарная статистика (Summary Statistics)
Набор инструментов Конвертация	Конвертирует данные в форматы ArcGIS
Набор инструментов Геокодирование	Позволяет конвертировать таблицы адресов в точечные объекты
Набор инструментов Системы линейных координат	Позволяет конвертировать таблицы, содержащие координаты [маршрут, измерение] в точечные объекты

Операции с таблицами