Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > Gymnázium > Kompetence k učení > Poznáváme hurikány pomocí GIS aplikace A...

Ikona prakticky

Poznáváme hurikány pomocí GIS aplikace ArcExplorer

Ikona inspiraceIkona blok
Autor: Jiří Vorel
Anotace: Seznámení s hurikány prostřednictvím volně dostupné GIS aplikace ArcExplorer, analýza geografických dat, prohlubování znalostí o geografických informačních systémech (GIS).
Podpora výuky jazyka:
Klíčové kompetence:
  1. Gymnázium » Kompetence k učení » efektivně využívá různé strategie učení k získání a zpracování poznatků a informací, hledá a rozvíjí účinné postupy ve svém učení, reflektuje proces vlastního učení a myšlení
  2. Gymnázium » Kompetence k řešení problémů » uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti, kromě analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím představivosti a intuice
Očekávaný výstup:
  1. gymnaziální vzdělávání » Člověk a příroda » Geografie » Geografické informace a terénní vyučování » používá dostupné kartografické produkty a další geografické zdroje dat a informací v tištěné i elektronické podobě pro řešení geografických problémů
  2. gymnaziální vzdělávání » Člověk a příroda » Geografie » Geografické informace a terénní vyučování » používá s porozuměním vybranou geografickou, topografickou a kartografickou terminologii
Mezioborové přesahy a vazby:
  1. Gymnaziální vzdělávání -> Informatika a informační a komunikační technologie
Průřezová témata:
  1. Gymnaziální vzdělávání » Environmentální výchova » Člověk a životní prostředí
Organizace řízení učební činnosti: Frontální, Skupinová, Individuální
Organizace prostorová: Specializovaná učebna
Nutné pomůcky: PC, software ArcExplorer - Java Edition for ducation, data.
Klíčová slova: data, atmosféra, GIS, ArcExplorer, geoinformatika, hurikány

Tento příspěvek je zaměřen na práci s geografickými daty v počítačovém prostředí. Je tedy určen pro výuku geografie, která se zabývá prostorovými vlastnostmi přírodních jevů. V našem případě jsou geografickými daty údaje o hurikánech na území Severní Ameriky a Atlantského oceánu, které každoročně pustoší řadu států a jejich oblastí. Tematicky se tento příspěvek řadí do fyzické části geografie - do tematického celku atmosféry.  Data vycházejí z národního atlasu USA a obsahují informace o všech hurikánech a tropických bouří, které od počátku 20. století pustošily, či se jen přehnaly Severní Amerikou. Z dalších dat, která jsou nezbytná pro provádění jednoduchým analýz, jsou údaje o městech a státech USA. Abychom mohli pracovat a zkoumat hurikány, je třeba si ještě jednou zrekapitulovat a ujasnit, které pomůcky a prostředky budeme potřebovat:

  • PC
  • přístup na internet
  • geografická data - soubor hurricanes.zip - stáhneme na adrese geoportal.alej.cz v sekci geoinformatika-> modelová cvičení
  • Software - ArcExplorer Java Edition for Education (AEJEE) - stáhneme na adrese: www.esri.com/software/arcexplorer/download.html (dle operačního systému vyberte patřičnou verzi - pro windows/unix
  • software - winrar pro dekompresi souboru hurricanes.zip

Pokud máte nainstalován patřičný software, můžete začít pracovat.

Načtení dat

Komprimovaný soubor hurricanes.zip obsahuje několik souborů, které načítá aplikace ArcExplorer. Soubor rozbalíme a data uložíme na příslušné místo na disku. Měli bychom mít uloženy následující soubory:

Data ke cvičení:

Popis

Název souboru

všechny hurikány

haralll020.shp

hlavní hurikány, které dosáhly pevniny

hurmjrl020.shp

města Severní Ameriky

pop_pnt.shp

státy a provincie severní Ameriky

bound_p.shp

Prostředí ArcExplorer Java Edition for Education (AEJEE):
  1. Spusťte program ArcExplorer - v nabídce start-> programy klikněte na AEJEE.
  2. Klikněte na Add data a otevřete adresář hurricane_analysis.
  3. V tomto adresáři otevřete soubory bound_p.shp, hurmjrl020.shp a pop000x_shp. Soubory načítejte vždy tak, aby v tabulce obsahu byly bodové a liniové prvky vždy nad prvky plošnými. V našem případě tedy musí být plošná vrstva vrstva hranic a států (bound_p.shp) nejníže, protože by jinak překryla ostatní zobrazované vrstvy.
  4. Uložte mapu na zvolené místo na disku pod názvem huricany. Soubor bude mít příponu axl (Extended ArcXML).
  5. Po načtení patřičných dat se nám objeví prostředí aplikace ArcExplorer, které tvoří tři hlavní části (obr. 1):

A - menu a nástrojová lišta - pomocí ní ovládáme program
B
- tabulka obsahu - zobrazuje data ve formě vrstev, které jsme načetli a pracujeme s nimi
C - pracovní plocha - zobrazuje aktivní vrstvy       
D - Atribute Table
, tabulka atributů - zobrazuje popisná (atributová) data k vrstvě (pravým tlačítkem myši na název vrstvy v tabulce obsahu a vybrat open atribute table)

Prostředí ArcExplorer  Java Edition for Education (AEJEE)
1. Prostředí ArcExplorer Java Edition for Education (AEJEE)

 

 

Menu a nástrojová lišta (obr. č. 1):

Prostředí aplikace ArcExplorer  (AEJEE) má v menu nástrojovou lištu, prostřednictvím které budeme provádět jednoduché operace s prostorovými daty. K našemu cvičení budeme potřebovat funkce, které charakterizuje následující tabulka:

symbol název popis

 


Add Layers Přidá vrstvu (y) do tabulky obsahu.

 


Pan Uchopí zobrazenou oblast a pohybuje s ní.

 


Zoom In/Out Přibližování/oddalování.

 


Identify Identifikuje prvky aktivní vrstvy

 


Find Vyhledá prvky, které jsou aktivní (jsou označeny  v tabulce obsahu).

 


Clear All Selection Zruší výběr prvků.

 


Measure Měření vzdáleností.

 


Query Builder Stavebnice dotazu - můžeme provádět jednoduché operace s atributovými daty.











Práce se symbolikou

Pravým tlačítkem myši klikněte na vrstvu států a zemí v tabulce obsahu (obr. č. 2). Vyberte Properties (možnosti).

V menu: Symbols-> Draw features using vybereme Unique Symbols, ve Field for values zvolíme atribut NAME a potvrdíme OK (obr. 2.). Tím docílíme různobarevného zobrazení států, provincií, teritorií Severní Ameriky i vodních ploch. Ujistěte se, že barva vodních ploch je správná. Pokud ne, změňte barvu vodních ploch a modrou (obr. 2.).

Podobným způsobem se pokusíme pojmenovat jednotlivé státy USA. Pravým kliknutím myši na vrstvu států a zemí v tabulce obsahu-> Properties-> Labels-> Label features using - vybereme atribut NAME, zvolíme požadovanou velikost a typ písma a potvrdíme OK.

Pojmenujte hlavní hurikány tak, jako jste pojmenovali státy a země u plošné vrstvy bound_p. Pravým kliknutím v tabulce obsahu klikněte na vrstvu hurmjrl020, vyberte Properties a dále Labels. Zvolte patřičnou velikost a typ písma tak, aby pracovní plocha byla přehledná. Názvy hurikánů umístěte On The Line. Pro lepší přehled zvětšete měřítko pracovní plochy zoomem.

Otázky a úkoly

1. Vyhledejte ostrov, který leží na 65° z. Z. d. a 33° s. z. Š.
2. O který ostrov se jedná? Uveďte, zda a jak často je tento ostrov postihován hurikány.
3. Porovnejte směry jednotlivých hurikánů. Určete, které státy USA jsou nejvíce postihovány hurikány. Které z nich naopak nejsou postihovány hurikány? Zdůvodněte proč tomu tak je.

Atributová tabulka

Klikněte pravým tlačítkem myši v tabulce obsahu na liniovou vrstvu hurikánů hurmjrl020 a vyberte Atribute Table. Zobrazí se nám tabulka atributů této vrstvy. V této tabulce najděte pole FID (počet řádků) a jeďte kurzorem dolů na konec pole FID. Zjistíte, že pole FID obsahuje celkem 4056 řádků. Tento počet řádků ovšem neuvádí skutečný počet hurikánů liniové vrstvy hurmjrl020. Po podrobném přezkoumání dospějete k závěru, že každý hurikán se skládá z několika segmentů (řádků). Každý segment (řádek) znázorňuje trasu a sílu hurikánu po dobu šesti hodin.

Otázky a úkoly

1. Jaké atributy obsahuje tato liniová vrstva hurmjrl020? Prozkoumejte podrobněji atribut NAME (názvy hurikánů). Proč některé hurikány nemají jména, jsou tedy: NOT NAMED? Proč jsou ostatní hurikány pojmenovány podle vlastních jmen? Pokuste se najít souvislost mezi názvy hurikánů a roky, kdy vznikly. Prozkoumejte podrobněji atributy YEAR, MONTH, DATE ve spojení s názvy jednotlivých hurikánů.
2. Podívejte se podrobněji na pole CATEGORY (kategorie, síla hurikánu) a zjistěte, které kategorie u hurikánů existují? Seřaďte jednotlivé kategorie hurikánů podle síly od nejmenší po největší? Využijte internet.

Seznámení s hurikánem Andrew

Pojďme se blíže podívat na jeden z nejdestruktivnějších hurikánů dvacátého století - Andrew.

Kurzorem najeďte do tabulky obsahu a klikněte na vrstvu hurmjrl020. Poté v nástrojové liště klikněte na funkci Querry Builder (stavebnice dotazu).  V Select field vybereme NAME hurikán Andrew, tedy celý dotaz bude (obr.): (NAME=Andrew). Potvrďte tlačítkem Execute. V mapě se hurikán Andrew zvýrazní.

Použijte funkci Measure/Měření a zjistěte, jak velkou dráhu hurikán Andrew urazil (v km)? Pomocí stavebnice dotazu zjistěte, kdy hurikán Andrew vznikl a jakou měl sílu? Sledujte zejména atributy DATE, MONTH, YEAR a CATEGORY. Kolik dní hurikán existoval? Kdy byl nejsilnější a jaké oblasti pravděpodobně nejvíce pustošil? Kolik dní byl vlastně Andrew hurikánem? Pomocí stavebnice dotazu vytvořte takový dotaz, aby se vám v mapě zvýraznila pouze ta část hurikánu Andrew, která měla největší sílu - tedy kategorii H5.

Kategorie hurikánů vysvětluje následující tabulka:

Zkratka v poli CATEGORY

Název útvaru

TD

Tropická deprese (nejedná se o hurikán)

TS

Tropická bouře (nejedná se o hurikán)

H1 (nejmenší síla) až H5 (nejničivější)

Kategorie hurikánu dle Saffir/Simpsonovy škály.

Otázky a úkoly

1. Pustošil hurikán Andrew Floridu tou nejničivější silou nebo mohla být síla hurikánu nad pevninou ještě větší?
2. Vyhledejte hurikán (y), který (é) pustošil (y) pevninu USA kategorií H5?
3. Zjistěte, jaká je závislost mezi rychlostí hurikánu a jeho tlakem? Jak velké tlaky vzduchu jsou obecně v hurikánech? Zkoumejte atributy PRESSURE a WIND_KTS.

Dopady hurikánů na města USA

V této části cvičení se pokusíme zjistit, jak hodně/málo pustošily hurikány sídla USA. Ukážeme si to na příkladu státu Florida, který je hurikány postihován nejvíce ze všech amerických států.

Pomocí tlačítka Clear Selection v nástrojové liště smažte všechny předchozí aktivní prvky. Klikněte na vrstvu hurmjrl020 a dále v nástrojové liště na Select Features. Z uvedeného vyberte možnost Polygon. Pomocí této funkce vytvoře v mapě útvar (polygon), který bude zahrnovat celé území státu Florida.  Polygon ukončíte dvojklikem levého tlačítka myši a žlutě se vám zvýrazní všechny hlavní hurikány, které se přehnaly přes Floridu.

Otevřete atributovou tabulku vrstvy hurmjrl020 v tabulce obsahu a zjistěte kolik hurikánů je zvýrazněno? Kolik hurikánů tedy pustošilo Floridu? Zvýrazněná pole seskupíte pod sebe tehdy, když kliknete pravým tlačítkem myši na jakékoli atributové pole a označíte Sort selected data to Top.

Pokusme se zjistit, jaká města byla floridskými hurikány ovlivněna nejvíce. Na tuto otázku odpovíme tak, že zobrazíme vrstvu měst pop_pnt. Dále budeme vycházet z toho, že šířka hurikánů je pouze několik málo kilometrů. Území, kterým hurikán prochází je tedy poměrně úzké. Pro náš dotaz budeme tedy počítat s šířkou území 5 km. Použijeme k tomu funkci Buffer (Obalová zóna) v nástrojové liště. Do kolonky Buffer Distance tedy zadáme šířku 5 km a Buffer Units kilometry. Potvrdíme tlačítkem OK. V mapě se nám poté zobrazí obalová zóna šířky 5 km kolem všech zvýrazněných hurikánů. Některá floridská města leží uvnitř obalových zón, a pravděpodobně tedy byly v minulosti více či méně postiženy hurikány.

Úkol

Zjistěte, o která města se jedná? Na internetu se pokuste najít informace o floridských městech, která byla postižena hurikány.

Export dat o postižených městech USA

Aplikací ArcExplorer lze exportovat požadovaná data. Pokusíme se vyexportovat do souboru města postižená hurikány na Floridě. Nejprve musíme kliknout levým tlačítkem myši v tabulce obsahu na bodovou vrstvu pop_pnt. Vrstva se stane aktivní a mohu s ní dále pracovat. Dále v liště nástrojů vybereme funkci Select Features a označíme všechna floridská města, která leží uvnitř obalových zón hurikánů. K tomu, abychom mohli označit více prvků (měst), musíme podržet klávesu „shift" a tlačítkem levé myši postupně klikat na jednotlivá města. Poté otevřeme atributovou tabulku bodové vrstvy pop_pnt. Najedeme na jakékoli pole a pravou myší vybereme Export Selected Data. Data exportujeme v jednom ze tří formátů do zvoleného místa na disku. Data můžeme dále využít.

Úkol

Vytvořte dotaz ve stavebnici dotazu, kterým byste vybrali všechny hurikány kategorie H5? Pracujte tentokrát s liniovou vrstvou všech hurikánů haralll020. Vybrané prvky (hurikány) vyexportujte do formátu DBF a vytiskněte.

Závěr

Smyslem tohoto cvičení je upozornit žáky i učitele na volně dostupné aplikace, které dokáží pracovat s geografickými daty. Na příkladu poznávání hurikánů jsou v tomto cvičení ukázány postupy, jak provádět ve školní praxi jednoduché analýzy s geografickými daty, dotazování do atributových tabulek a další operace. Cvičení také můžeme chápat jako odrazový můstek k dalšímu prohlubování znalostí o geografických informačních systémech (GIS). Žáci mohou, nejen ve škole, pracovat s volně dostupnou aplikací ArcExplorer, provádět analýzy s daty a prezentovat výsledky svých projektů prostřednictvím map, které sami vytvoří. Zeměpis jako vyučovací předmět na základních a středních školách tak získá novou praktickou a aplikační tvář, bez které se v moderním světě informačních technologií neobejde.


2.Symbolika

 

3. Stavebnice dotazu

 

 

Citace a použitá literatura:
[1] - DAVIS, E. D. GIS pro každého. Vytváříme mapy na počítači.. Praha : Computer Press, 2000.  
[2] - KUBEŠ, J.; HOSNEDL, J.; ZDRÁHALOVÁ, M. Počítače ve vyučování přírodovědných předmětů.. 1. vydání. Plzeň : Fraus, 2005.  
[3] - KERSKI, J. Learning more about hurricanes. ArcUser, 2008.  
Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
 
INFO
Publikován: 14. 01. 2009
Zobrazeno: 5071krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 0

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku :
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
zatím nikdo Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
VOREL, Jiří . Poznáváme hurikány pomocí GIS aplikace ArcExplorer. Metodický portál: Články [online]. 14. 01. 2009, [cit. 2019-12-11]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/c/GK/2905/POZNAVAME-HURIKANY-POMOCI-GIS-APLIKACE-ARCEXPLORER.html>. ISSN 1802-4785.
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře
Příspěvek nebyl zatím komentován.
Vložit komentář:

Pro vložení komentáře je nutné se přihlásit.