Intro til GIS for lærere i videregående, 10. nov 2017 Gidske L. Andersen, Insitutt for Geografi, Universitetet i Bergen

Transkript

1 Intro til GIS for lærere i videregående, 10. nov 2017 Gidske L. Andersen, Insitutt for Geografi, Universitetet i Bergen Gidske.Andersen@uib.no Kort introduksjon til QGIS QGIS er et såkalt FOSS4G programvare free and open source software for GEO QGIS kan lastes ned fra Stort brukerfelleskap og mange ressurser; manualer, etc Se for eksempel Start opp QGIS fra startmenyen på datamaskinen. Først av alt kan du sette språket på alle menyer til norsk (oversettelsene fra engelsk til norsk er gjort av frivllige brukere, derfor er ikke nødvendigvis alt alltid oversatt. Hvis du føler deg kallet kan du bli en oversetter). Hvis programmet allerede har norske innstillinger dropper du dette punktet. Gå til settings>options> velg Locale i sidebaren på vinduet som åpner seg. Der kan du velge norsk språk. Trykk ok For å iverksette endringene må du restarte programmet. Når du åpner igjen nå er alle menyer på norsk 1

2 Vi går gjennom hovedelementene av det grafiske brukergrensesnittet i QGIS i fellesskap Installere tilleggsmoduler QGIS har et stort utvalg av tilleggsmoduler med ekstra funksjonalitet som enkelt kan legges til programmet. Du skal nå legge til 3 ulike moduler Velg programtillegg på hovedmenyen>administrer og installer programtillegg>i vinduet som kommer opp skriver du Indicatrix i søkefeltet>hak av på indicatrix mapper som kommer opp og velg installer. Søk deretter etter QuickMap Services hak av og installer Søk deretter etter shape tools hak av og installer Trykk nå på feltet til venstre i vinduet der det står installerte programtillegg. Nå skal det vise her at de tre aktuelle tilleggene er installert. Når du haker av og på vil du se at noen nye symboler dukker opp på verktøylinjene dine Finne og legge til data i QGIS Det finnes mye data tilgjengelig og i stadig større grad er data gratis. Dette gjelder også det norske kartgrunnlaget. De aller fineste målestokkene (FKB-data) er fremdeles med begrenset tilgang. I denne delen skal du lære noen ulike måter å finne og laste inn data i QGIS For norske data finner du en god oversikt på Mye av dette er data som kan lastes ned og analyseres lokalt på din egen maskin. Tradisjonelt har kartdata fra kartverket vært tilgjengelig kun i SOSI format. Ettersom FOSS har blitt viktigere på markedet har man også skapt felles/internasjonale standarder for geodata og i stadig større grad kan man finne data fra kartverket i formater som leses av for eksempel QGIS. Hvis du likevel har behov for data i sosi-format er her linker til noen muligheter (ikke prøvd ut) Laste ned fra Kartverket og lese inn i QGIS Gå til geonorg.no Søk etter for eksempel brannsmitteområder og velg lenken som kommer opp under datasett. Inne på siden velger du «legg i kurv» - -gå deretter til kurvsymbolet oppe til høyre og klikk på det. Velg så ønsket kommune (for eksempel Bergen), rett koordinatsystem (UTM sone 32 er rett for vestlandet) og ønsket format (gml, siden QGIS ikke leser sosi-format direkte). Lagre filen lokalt på maskinen (O-området). Gå til mappen, høyreklikk på filen og «extract all». Du har nå en fil av filtype *.gml Gå til QGIS 2

3 Velg «legg til vektorlag» (se figur under) dette vinduet kommer opp. Velg «bla gjennom» og lokaliser filen din og velg deretter «open». I «layers panel» ser du hele tiden en oversikt over lagene som er åpen i prosjektet ditt. Hvis du høyreklikker på laget får du opp mulighetene du har til å interagere med laget. Velg «Åpne attributttabell» for å se på informasjonen som tilhører de romlige objektene. Lukke tabellen etterpå. Laste inn data fra en WMS-tjeneste Det finnes også data som er tilgjengelig som såkalte Web Mapping Services (WMS). Det vil si at dataene strømmes til din maskin og først og fremst kan brukes som bakgrunnsinformasjon. Dette er veldig nyttig hvis du vil gi andre kartlag en bedre kontekst, for eksempel datasettet vi nettopp lastet inn eller sporingsdata fra en GPS. Her er oversikt over WMS-tjenester fra Kartverket Søk etter gråtone og velg «Topografisk norgeskart 2 gråtone» - se etter informasjon om «Get Capabilities Url» Den skal se slik ut: Gå til QGIS velg «legg til WMS/WMTS lag» (se over) Velg «ny» i vinduet som kommer opp Fyll inn med følgende informasjon (kopier url en over) og velg ok etterpå 3

4 Velg ok Velg koble til i dette vinduet da kommer det en liste med ulike lag frem. Merk lag du ønsker å vise og trykk «legg til» Du har nå et fint bakgrunnskart for brannsmitteområdene dine. En annen veldig nyttig WMS-tjenester er Norge i bilder. Prøv å legg den til på egen hånd. 4

5 Legge til bakgrunnsdata med QuickMap I tilleggsmodulen du allerede har installert, Quick Map, er flere WMS tjenester ferdig koblet opp. Trykk på ikonet og prøv ut noen av de mulige tjenestene som finnes. DU kan også bruke søkefunksjonen og søke etter lag. Søk for eksempel etter Open Street Map. Det er nok den største og mest omfattende karttjenesten som er såkalt «crowd sourced» - altså hvem som helst kan være med å kartlegge. Du kan lese mer om/bidra til Open Street Map her. Fra QGIS kan du også laste ned data fra OSM og bruke direkte i egne analyser! Dette kan du gjøre fra Vektor-menyen - OSM > last ned data. Endre symbolisering av vektorlag Du kan endre symbolisering av brannsmitteområdene for å gjøre kartet mer informativt: Dobbelklikk på symbolet i «layers panel» - dette vinduet kommer opp. Velg Stil. Merk «enkelt fyll» og i «fyll» og «outline» etc under kan du nå justere som du vil. Nå ser for eksempel kartvinduet slik ut: 5

6 Du kan lagre prosjektet ditt ved å velge Prosjekt/lagre som fra hovedmenyen. Studere projeksjoners egenskaper ved hjelp av Tissot s Indikatrix Den andre øvelsen vi skal gjøre er knyttet til projeksjoner, deres egenskaper og bruker et verktøy som kan være nyttig for elever for å få en bedre forståelse av hvordan ulike projeksjoner fordreier flater, vinkler, retninger og avstander. Til dette bruker vi Tissot s indikatrix, som du kan lese mer om for eksempel her. I en undervisningssituasjon kan man for eksempel ta utgangspunkt i dette kartet og hvorfor det er feil, og ikke minst hvordan det egentlig skulle ha sett ut (Fra Goodchild, 2009). Øvelsen under er tilpasset fra kurset GEO110; kartografi og tematiske kart. 6

7 Trykk på symbolet for nytt prosjekt (det blanke arket på hovedverktøyslinjen). Trykk på indicatrix symbolet. Dette vinduet åpner seg: Verktøyet lager et gradnett og i extent står det hvor stor utstrekning det skal ha; i resolution spesifiserer du hvor stort mellomrom det skal være mellom lengde- og breddegradene i nettet. Cap henviser til sirklene som blir laget, og a og b er store og lille halvakse for ellipsoiden. La innstillingene være som de er og trykk run. Etter en liten stund vil dette komme frem i vinduet ditt (da kan du lukke indicatrix-vinduet): Hva ser du nå? For å gjøre det litt lettere å tolke, gå til quick map symbolet ditt på verktøylinjen, og velg OSM fra nedtrekksmenyen>openstreetmap Monochrome I dette tilfellet får vi frem Open Street Map sitt verdenskart. Hvis det ikke har dukket opp enda fortvil ikke. Det vil dukke opp snart! 7

8 Legg merke til teksten nederst i høyre hjørnet som sier EPSG Dette er kodesystemet som petroleumsbransjen har laget for å forsikre seg om at de vet hvilket datum og projeksjoner de opererer i når de borer etter olje. Hvorfor er det viktig for dem? Klikk på teksten. Du får nå opp dette vinduet: Nederst i vinduet kan du se hvilket datum som er valgt hva heter det? Legg merke til at OTF on the fly- er haket av øverst i vinduet. Det betyr at når du velger et annet koordinat referanse system (CRS) fra listen under vil programmet automatisk transformere og projisere fra det nåværende (WGS84) til det nye du velger. Du skal nå lage noen forskjellige verdenskartprojeksjoner. For å få en oversikt, skriv inn «world» i feltet «filter». Bla deg kjapt gjennom listen med projiserte koordinatsystem. Det er mange ulike typer, og dette er bare de som heter noe med «world» i navnet. Begynn med å velge World Mercator. Trykk ok. Da skal skjermbildet ditt se sånn ut: 8

9 Zoom inn i kartet og mål hvor stor radiusen i sirkelen er langs ekvator. Mål både i N-S og Ø-V retning. Bruk linjalverktøyet En lengdegrad langs ekvator er 111km. Hvor stor er sirklene langs ekvator i grader? Hvordan stemmer dette med innstillingen for indicatrix? Mål igjen på 60 grader nord i begge retninger - hvor stor er sirkelen her? Hvordan kan du utifra dette finne ut hvilken hovedegenskap Mercators projeksjon bevarer? Hvor mye forstørret er objekter på kartet på 60 grader nord? Hvordan stemmer dette med det du vet om lengden på en lengdegrad på 60 grader nord? Er det riktig å sette en målestokk på et kart i Mercators projeksjon? Mercators projeksjon er en sylinderprojeksjon. Hva er standardlinjen på Mercators projeksjon? 9

10 Velg noen andre projeksjoner og se hvordan sirklene endrer seg, for eksempel Mollweide arealriktig projeksjon Robinson kompromiss projeksjon Hvordan skal Pyongyang kartet egentlig se ut? Åpne et nytt prosjekt Legg til filen pyongyang.shp Legg merke til hvilken datum/projeksjon datasettet er i (nede til høyre i programvinduet) Datasettet er i WGS, og uprojisert i grader Før vi lager buffer velger vi en projeksjon som sentrerer kartet på pyongyang Gå til innstillinger velg egendefinert CRS 10

11 Fyll inn som vist i boksen for navn og parameter (tips dette bygger på standard innstillingene for Azimuthal Equidistant, men har endret sentrering til Pyongyang. Standard innstillingene kan kopieres fra prosjektegenskaper CRS ved å trykke på CRS informasjonen nede i høyre hjørne.) Trykk ok Åpne prosjektegenskaper CRS igjen og velg den nye projeksjonen Legg til verdenskart_2007.shp Nå ser det ca sånn ut i kartvisningen din 11

12 Du skal nå lage noen buffere det vil si avgrense området rundt Pyongyang innenfor en radius på 10000km, slik som det feile kartet har gjort (se for øvrig denne lenken for mer info om rekkevidden til våpen fra Nord-korea). For å få dette til må vi bruke geodetiske avstandsmål, dvs at avstandene tar hensyn til jordens kurvatur. I QGIS kan vi bruke shape tools til dette. Først kan du måle manuelt avstander på 10000km med måleverktøyet (til venstre). Dette verktøyet viser også veldig godt at korteste avstand mellom to punkter alltid følger en storsirkel derfor er linjene buet. Det er ofte denne typen projeksjon man bruker på kart som viser flyruter. Nå kan du lage to buffere; en på 5000km og en på km med create shapes verkøyet. 12

13 Resultatet blir slik (merk lilla buffer er kun 7500km). Som du ser er det en «bug» når avstandene blir over 5000km. Legg derfor til PY_b10k.shp denne er laget i et annet program og viser 10000km buffer. Konklusjonen er at området innenfor en km radius fra Pyongyang er mye større enn det feile kartet. Enkle GIS analyser for å finne ut hvilke land og antall mennesker som er i et potensielt nedslagsfelt Gjør dette med enten 5000km eller 10000km bufferen; eller begge om du ønsker. Først skal du finne ut hvilke land som er innenfor bufferen du har valgt. Til dette kan vi bruke en overlagsanalyse som heter intersect. Det vil si at kun det som er felles for 2 lag blir valgt ut. I dette tilfellet er det fellesområder for verdenskart_2007 og e.g. PYb10K Søk etter intersect i prosesserings verktøykassen velg verktøyet «skjæringspunkt». 13

14 Velg run etter du har valgt lagene Et nytt lag blir lagt til velg åpne attributttabell. Hvor mange land er innenfor bufferen? Hvor mange personer bor innenfor den samme bufferen? For å regne ut det trenger vi et datasett om befolkning på finere enheter enn landegrenser. Datasettet er lastet ned fra NASA earthdata ; mer info her Formatet er tiff dette er et raster/bilde lag der hver enkelt celle/pixel er 1km og inneholder informasjon om antall personer innenfor cellen Før du legger det til kan det være hensiktsmessig å stille tilbake projeksjonen til for eksempel Mercator Legg til laget ved å bruke «legg til raster»-knappen Velg filen gpw-v4-population-density-adjusted-to-2015-unwpp-country-totals_2015.tif. Nå skal du symbolisere laget i tråd med visningen på nettsiden over. Brekkpunkt for klassifiseringen er 1, 5, 25, 250, 1000 Dobbeltklikk på laget og velg «stil» i vinduet Gjør følgende valg Opptegningstype: enkeltbånds pseudofarge 14

15 Under last min/maksverdier velg Min/maks og trykk last du ser nå verdiene i datasett som går fra 0 til e+06 Under farge velg YlOrRD (gul rød) fargepalett Under modus velg jevne intervaller, sjekk at antall klasser er riktig og editer deretter verdiene til brekkpunktene gitt over. Trykk apply / ok For å finne ut antall personer som bor innenfor bufferen kan vi bruke funksjonen zonal statistics den summerer pixelverdiene (og regner ut ulike mål) for hver sone i datasettet i dette tilfellet er det land Søk etter zonal og velg verktøyet sonestatistikk 15

16 Fyll inn som vist Trykk run Dette kan ta litt tid Når filen er laget, åpne attributtabellen. Alle nye kolonner starter med _. Hvilken kolonne gir antall mennesker? Prøv deg frem med symbolisering av laget Ekstra utfordring til slutt. Hvor store områder blir påvirket om havnivået stiger med 2 meter i Vietnam, Kambodsja og Fillipinene? Bruk filen gt30e100n40.dem (lastet ned fra Earth Explorer dem/gtopo; mer info her: Bruk verktøyet Reclassify values til å velge ut områder under 2moh Du kan bruke select til å velge ut de nevnte landene Finn en måte å visualisere disse områdene og hvor mange folk som bor der. Bruk befolkningsdatasettet. Du kan bruke zonal statistics som over for å oppsummere antall personer som bor under et visst havnivå i de tre landene Her er en fin side som viser den samme tematikken på en mye finere skala: 16

17 Hvis du har lyst til å utforske de topografiske analyseverktøyene kan du gjøre det på terrengmodellen over, eller du kan prøve å laste ned en for et område i Norge. Kalkuler helning (slope) og helningsretning (aspect) for datasettet. 17