进阶:缓冲区、相交、差集和融合

按位置组合图层:哪些地块位于矿区一英里范围内,田地下面是什么土壤,湿地之外还剩下什么,以及一个农场里每种土壤各有多少英亩。

到目前为止,所有操作每次都只针对一个图层:一张地图,一张表。您对它进行了筛选、排序、求和和着色。

本指南中的工具会根据形状所在的位置,把两个图层组合起来。它们能回答任何一张表都无法单独回答的问题:

每个工具都会生成一个新图层,拥有自己的形状和属性表。这意味着第2部分中的所有操作都适用于结果:排序、汇总、按其为地图着色、导出。

获取数据

示例使用参考数据中的免费公开数据,您可以跟着操作。在图层面板中点击导入按钮(带+号的文档图标),然后选择参考数据。有些数据集按县下载,一次一个县;其他数据集则下载您屏幕上显示的区域,所以请先放大。

威斯康星州Grant County(缓冲区和相交):

威斯康星州Door County(土壤、差集和融合):

不在威斯康星州?土壤调查 (SSURGO) 几乎覆盖整个美国,所以土壤示例几乎在任何地方都适用。至于地块或田地,请使用您所在县的文件;如果您在加利福尼亚州,也可以使用参考数据中的California Crops(加州作物)。

工具在哪里

同样的四个工具位于两个地方,唯一的区别在于它们作用的对象:

“工具”菜单中还有交互式缓冲区,我们首先会用到它。

地图工具栏,其中的“工具”按钮(扳手图标)已圈出
“工具”就是地图工具栏中的扳手图标

缓冲区:在某个对象周围画出一个范围

缓冲区是围绕要素、距离固定的一个范围。点会变成圆,线会变成一条廊道,面则向外扩展(如果距离为负值,则向内收缩)。

问题:哪些地块位于矿区一英里范围内?Grant County位于上密西西比河谷铅锌矿区,矿产资源图层以点的形式显示这里的矿山。

动手试试:

  1. 按照上面方框中的说明加载Grant County的数据,然后放大,直到显示出矿产资源的点。
  2. 在地图上点击一个矿山将其选中。本例使用的是Platteville以南的Upper Mississippi Valley Zn-Pb Dist. Mines点位。
  3. 点击工具(扳手图标),选择交互式缓冲区。
“工具”菜单,“几何运算”下方的“交互式缓冲区”已高亮显示
工具 → 交互式缓冲区
  1. 将距离设置为5,280英尺,也就是一英里。可以拖动滑块,也可以直接输入数字。更改时,地图上的红色圆环会随之更新,所以您可以先试几个距离,再确定一个。
iPad上的交互式缓冲区,在威斯康星州Platteville附近一处矿山周围设置为5280英尺,一英里的圆环覆盖在Grant County的地块上
在Grant County上密西西比河谷铅锌矿区的一处矿山周围创建一英里的交互式缓冲区
  1. 点击目标图层,选择创建新图层…。将它命名为缓冲:圆环会保存到这个图层中。
交互式缓冲区面板中的“目标图层”列表,“创建新图层”已高亮显示
目标图层 → 创建新图层…
  1. 点击完成。新的“缓冲”图层中只有一个要素:这个圆环。

它接触到了哪些地块?在接触下选择地块图层,面板就会统计圆环覆盖到的地块数量,点击选择接触要素还会在地图上高亮显示它们。这样可以快速了解有多少地块、分布在哪里。如果想知道具体是哪些地块,并在表格中查看每个地块的地址、地块编号和类别,请使用下一步的相交。

相交:两个图层重叠的部分

相交会把一个面图层叠放在另一个面图层上,只保留两者重叠的部分。每一处重叠都会成为一个新的碎片,每个碎片都带有来自两个图层的列。您可以选择从每一侧保留哪些列。

一英里范围内的地块

  1. 在图层面板中点击缓冲图层旁边的…,然后选择几何运算,再选择相交图层…
某图层的“几何运算”列表:缓冲图层、相交图层(已高亮)、差集、融合和叠加分析
图层的 … → 几何运算 → 相交图层…
  1. 将参照图层设置为Grant地块。面板会显示这两个图层共有多少个重叠的多边形。
  2. 在属性下点击Grant地块,选择碎片要保留它的哪些列。默认全部选中(这里是45列中的45列);请关闭不需要的列。
  3. 将输出图层保持为新图层,然后点击运行。
“相交图层”面板:当前图层为“缓冲”,参照图层设置为Grant地块,“属性”列表中Grant地块的45/45已高亮显示
“相交图层”面板:用于切割的图层,以及要保留的列

新图层相交_缓冲_Grant地块就是每个地块位于圆环内的部分:共141个碎片,每个碎片仍然带有其所属地块的列。像第2部分那样按Class of Property(房产类别)为它着色,就能看出这一英里范围内都是哪类土地。

Grant County的地块碎片按矿山周围一英里的圆环裁剪,并按房产类别着色;结果图层显示141个要素
圆环内的地块,沿圆环边缘裁剪,并按房产类别着色

而且由于结果是一个图层,它也有一张表。用第2部分中的方法打开它,就可以对列表进行排序、筛选或导出。

结果图层的表格,共141个要素:土地评估价值、总评估价值、净房产税和总房产税,以及评估英亩数、契据英亩数和GIS英亩数
结果的表格:每个碎片一行,带有其所属地块的列

两种英亩数。Assessed Acres、Deeded Acres和GIS Acres等列来自原始地块,描述的是整个地块。相交还会添加一个gogis_area列,它只测量位于圆环内的那一部分。要计算圆环内的总面积,请对gogis_area进行汇总。

差集:剩下的部分

差集与相交正好相反:它去掉重叠部分,保留其余部分。用它可以从一块区域中去掉某些东西——湿地、洪泛区、退让带——然后看看还剩下什么。

问题:这个39.97英亩的地块中,有多少面积位于已测绘的湿地之外?

动手试试,先加载Door地块和湿地:

  1. 在地图上点击该地块将其选中。
  2. 点击工具 → 几何运算 → 差集…
  3. 将参照图层设置为湿地:也就是要去掉的图层。
  4. 将输出图层保持为新图层,然后点击运行。
航拍影像上的一个Door County地块,已测绘的湿地沿其西侧分布
之前:地块以及沿其西侧分布的已测绘湿地
减去湿地后的地块,沿林带留下不规则的边界
之后:一个新形状,代表已测绘湿地之外的35.80英亩

4.17英亩的湿地被去掉了,新形状沿着湿地的边缘延伸。同样的思路也适用于洪泛区:从一块地中差集掉洪泛区,就能看到洪泛区之外的部分。或者先对水井创建缓冲区,再从田地中差集掉这些圆环,就能看到可以喷洒农药的区域。

请注意,这只能测量地图上显示的内容,并不能说明这块土地在法律上可以用于什么用途。

融合:把形状合并在一起

融合会把多个面合并成数量更少、面积更大的面。您可以把所有内容合并成一个轮廓,也可以按某一列分组,让具有相同值的形状合并为一个。合并时,它还可以对数字列求和,并统计合并了多少个形状。

问题:农场里每种土壤类型各有多少英亩?

第一步:农场下面的土壤

融合需要有东西可合并,所以先用相交把土壤按农场范围切割出来。这里使用“工具”菜单中针对选中要素的版本,这样只会切割农场,而不是整个县。加载Door地块后:

  1. 选中农场:点击其中一个地块,然后长按其他每个地块,将它们加入选择。
作为一个农场选中的十个Door County地块,在Sturgeon Bay以南的地图上高亮显示
农场:一起选中的十个地块
  1. 如果还没有下载土壤数据,请先下载:在图层面板中点击导入按钮(带+号的文档图标),选择参考数据,然后选择土壤调查 (SSURGO)。土壤数据下载的是屏幕上显示的区域,所以请先放大到农场。如果您已经有这个图层,只需将其打开即可。每块土壤区域都会标注其名称。
选中的农场地块上方的SSURGO土壤区域,标注为Onaway、Carbondale、Solona、Cathro等
农场下方及周边的土壤
  1. 点击工具 → 几何运算 → 相交图层…
  2. 将参照图层设置为土壤调查 (SSURGO)。
  3. 在属性下点击土壤调查 (SSURGO),保留土壤名称(compname)及其农田类别(farmlndcl)。
  4. 点击运行。

只有选中的地块会被切割,所以新图层只包含农场上的土壤:这里共60个碎片,每个碎片都有其土壤名称和自己的gogis_area。按compname为它着色即可查看。

按土壤名称着色的相交结果,图例中有13种土壤,图层显示60个要素
农场被切割成60个土壤碎片,按土壤着色

有关土壤数据的更多信息,请参阅SSURGO土壤数据与FEMA洪水图。

第二步:每种土壤一个形状

现在按土壤名称合并这60个碎片:

  1. 在图层面板中点击相交结果旁边的…,然后选择几何运算 → 融合…
  2. 在分组依据下,将属性设置为compname。(如果保持为合并所有内容,则会得到一个整体轮廓。)
  3. 打开添加合并计数,查看每种土壤由多少个碎片合并而成。
  4. 将输出图层保持为新图层,然后点击运行。
“融合”面板,分组依据的属性设置为compname,已打开“添加合并计数”
“融合”面板:按土壤名称分组,并统计合并的数量

60个碎片变成了13个形状,每种土壤类型一个。出现在多块田中的同一种土壤仍然是一个要素,由几个分开的部分组成。打开新图层的表:每一行是一种土壤,merged_count表示它由多少个碎片合并而成(Onaway有16个),gogis_area则是该土壤在农场上的总面积。在本例中,13种土壤合计约341英亩,其中Carbondale面积最大,为91英亩。

融合结果的表格共13行,每种土壤一行,显示compname、merged_count和gogis_area;图层面板中显示有60个要素的相交图层和有13个要素的融合图层
从60个碎片到13种土壤:每种一行,附有计数和英亩数

其他用途:

一次处理所有要素

上面的示例都是针对您选中的要素进行的。每个工具也都有针对整个图层的版本:在图层面板中点击图层旁边的…,然后选择几何运算,它就会对该图层中的所有要素运行。例如,缓冲图层…可以在每口水井周围画出100英尺的保护区,或者沿河流与溪流中的每条溪流画出50英尺的廊道。如果希望相互重叠的缓冲区合并成一个形状,请打开消除重叠。

接下来做什么

每个结果都是一个普通图层。您可以为它设置样式和标注、打开它的表,或者把这些工具串联起来使用:先缓冲区,再相交,然后融合。完成后,可以将其导出为Shapefile或GeoPackage,在桌面GIS中打开,也可以导出为CSV用于电子表格。所有这些工具都在设备上运行,所以数据加载后,即使没有信号也能使用。

有关每个工具的更多示例,请参阅几何运算常见问题。

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