🧭 Teoretická část

1. Úvod do prostorových funkcí

Prostorové funkce patří mezi základní nástroje geografických informačních systémů (GIS).
Umožňují analyzovat, jak spolu jednotlivé geografické objekty prostorově souvisejí – tedy jaké mezi nimi existují vztahy (překrývání, dotyk, vzdálenost apod.).

Zatímco atributová data popisují vlastnosti objektů (např. počet obyvatel, typ půdy, třída silnice), geometrická složka dat určuje jejich polohu a tvar v prostoru. Kombinací obou lze provádět tzv. prostorové analýzy – získávat nové informace, které by jinak nebyly patrné.

Příklady prostorových dotazů:

  • Kolik obyvatel žije do 500 m od železniční stanice?
  • Jaká část města leží v záplavovém území?
  • Které silnice protínají lesní oblasti?

2. Základní principy prostorových funkcí

2.1 Topologické překrytí (overlay)

Overlay znamená porovnání dvou nebo více vrstev a analýzu jejich prostorového vztahu.
Historicky se překrývaly mapy na fóliích; dnes se overlay provádí matematicky – GIS vyhodnocuje průniky, sjednocení či rozdíly geometrií.

Výsledek overlay analýzy → nová vrstva s kombinovanými informacemi z obou vstupních dat.

2.2 Booleanovská logika v prostorových analýzách

Prostorové operace se řídí logickými operátory:

Operátor Význam Logický příklad Prostorový příklad
AND (∩) průnik město AND les území, které je zároveň město i les
OR (∪) sjednocení město OR les území, které je buď město, nebo les
NOT (-) rozdíl město NOT les město bez lesních oblastí

2.3 Typy prostorových dat

Typ geometrie Popis Příklad
Bod (point) přesná poloha studna, strom
Linie (polyline) lineární prvek bez šířky silnice, řeka
Polygon (area) plošný prvek obec, les

Při kombinaci dat musí být typy geometrie vzájemně kompatibilní (např. CLIP může ořezávat linie polygonem).

3. Přehled základních prostorových funkcí

3.1 CLIP – ořezání dat

  • Princip: ořezává vstupní vrstvu podle ořezové.
  • Vstup: libovolná vrstva + polygonová ořezová vrstva.
  • Výstup: objekty ležící uvnitř ořezové vrstvy.
  • Příklad: silnice pouze na území Poruby.

3.2 BUFFER – obalová zóna

  • Princip: vytváří území v určité vzdálenosti od objektu.
  • Vstup: body, linie nebo polygony + vzdálenost.
  • Výstup: polygonová vrstva zón.
  • Příklad: pásma 500 m a 3 km kolem železničních stanic.

3.3 INTERSECT – průnik

  • Princip: najde překrývající se části více vrstev.
  • Výstup: nová vrstva pouze s průnikem.
  • Příklad: lesy ležící uvnitř města Ostravy.

3.4 UNION – sjednocení

  • Princip: spojí dvě polygonové vrstvy, zachová i nepřekrývající se části.
  • Výstup: vrstva všech oblastí z obou vrstev.
  • Příklad: sjednocení lesů a vodních ploch.

3.5 MERGE – spojení dat

  • Princip: sloučí více vrstev stejného typu bez ohledu na polohu.
  • Výstup: jedna vrstva s daty ze všech vstupů.
  • Příklad: spojení vrstev Poruba a Zábřeh.

3.6 DISSOLVE – sloučení podle atributu

  • Princip: slučuje prvky se stejným atributem do jednoho celku.
  • Výstup: vrstva s menším počtem prvků.
  • Příklad: sloučení všech částí obce Ostrava.

3.7 ERASE – odečtení dat

  • Princip: odečte jednu polygonovou vrstvu od druhé.
  • Výstup: území zbylé po odečtení.
  • Příklad: území ČR dále než 1 km od silnic.

4. Význam prostorových funkcí v praxi

Prostorové funkce jsou klíčovým nástrojem GIS:

  • modelují dopady jevů (povodně, hluk, doprava),
  • hodnotí dostupnost (např. škol nebo nemocnic),
  • určují překryvy územních limitů,
  • vytvářejí nové datové vrstvy z kombinovaných informací.

CV05 – Praktická část: Prostorové funkce (GIS)

Cíl cvičení

  • Seznámit se s vybranými prostorovými funkcemi GIS.
  • Vyzkoušet jejich použití na datech ArcČR 500.
  • Naučit se vytvářet a spravovat vlastní File Geodatabase.
  • Provést základní překryvné analýzy a interpretovat výsledky.

1. Příprava prostředí v ArcGIS Pro

Krok 1 – Založení projektu

  1. Otevři ArcGIS Pro a vytvoř nový projekt (např. CV05_ProstoroveFunkce).
  2. Zkontroluj, že se vytvořila výchozí geodatabáze (CV05_ProstoroveFunkce.gdb).

Krok 2 – Vytvoření vlastní geodatabáze

  1. Otevři Catalog → pravým tlačítkem → New → File Geodatabase.
  2. Pojmenuj např. MojeData_CV05.gdb.

Krok 3 – Přidání zdrojových dat

  1. Připoj složku s daty ArcČR 500.
  2. Přidej vrstvy:
    • Části obce (polygony)
    • Silnice (linie)
    • Železniční stanice (body)
    • Lesy (polygony)

2. Práce s vrstvami a výběry

Krok 4 – Výběr částí obce Ostrava

NAZ_OBEC = 'Ostrava'
  • Exportuj jako Ostrava_casti.

Krok 5 – Vytvoření vrstvy Poruba

NAZ_CAST = 'Poruba'
  • Exportuj jako Poruba.

3. Prostorové operace

Krok 6 – Výběr silnic, které kříží Porubu

  • Select by Location
    • Input: Silnice
    • Relationship: Intersect
    • Selecting Features: Poruba
  • Exportuj jako Silnice_Poruba.

Krok 7 – Ořezání silnic na území Poruby (CLIP)

  • Clip Tool
    • Input Features: Silnice
    • Clip Features: Poruba
    • Output: Silnice_Poruba_clip

Krok 8 – Sloučení částí Ostravy (DISSOLVE)

  • Dissolve Tool
    • Input: Ostrava_casti
    • Dissolve Field: NAZ_OBEC
    • Output: Ostrava_dissolved

Krok 9 – Spojení Poruby a Zábřehu (MERGE)

  1. Vyber NAZ_CAST = 'Zábřeh' → exportuj Zabreh.
  2. Merge Tool
    • Input Datasets: Poruba, Zabreh
    • Output: Poruba_Zabreh

Krok 10 – Porovnání INTERSECT a UNION

  • Intersect: Lesy + Ostrava_dissolved → Lesy_Ostrava_intersect
  • Union: Lesy + Ostrava_dissolved → Lesy_Ostrava_union

Krok 11 – Vytvoření bufferů

  • Buffer Tool
    • 500 m → Buffer_500m
    • 3 000 m → Buffer_3km

4. Aplikační úlohy

Úloha 1 – Území do 500 m od dálnic

  • Buffer 500 m → Clip s hranicí ČR → Calculate Geometry (km²).

Úloha 2 – Obce do 10 km od řeky Morava

  • Buffer 10 km → Select by Location → součet obyvatel.

Úloha 3 – Křížení silnic a železnic

  • Intersect Dálnice + Silnice I. třídy + Železnice.
  • Vyhodnoť počet průsečíků a podíl dálnic (%).

Úloha 4 – Spojení letišť a železničních stanic

  • Merge Letiště + Železniční stanice → zjisti počet objektů.

Úloha 5 – Území dále než 1 km od silnic

  • Buffer 1 km → Erase od území ČR → oblasti bez dostupnosti.

Úloha 6 – Území do 100 km od hranic Prahy

  • Vyber Prahu → Buffer 100 km → Clip s ČR → výpočet výměry.

Úloha 7 – Lesní pokryv Ostravy

  • Intersect Lesy × Ostrava_dissolved → výpočet plochy a procent.

5. Editace dat a atributů

  1. Panel Edit → Select okres → Delete Selected (např. Frýdek-Místek).
  2. V Attribute Table uprav hodnoty nebo přidej nové záznamy.

6. Shrnutí funkcí

Funkce Typ operace Účel
CLIP Ořez vymezení území podle jiné vrstvy
BUFFER Vzdálenostní analýza analýza okolí objektů
INTERSECT Překryv nalezení společného území
UNION Sjednocení kombinace všech oblastí
MERGE Spojení vrstev sloučení více vstupů
DISSOLVE Sloučení atributové tvorba větších celků
ERASE Rozdíl odečtení území

7. Závěr

Prostorové funkce jsou základem analytické práce v GIS.
Díky nim lze efektivně:

  • analyzovat vztahy mezi objekty,
  • vytvářet nové vrstvy kombinující různé informace,
  • a podporovat rozhodování v územním plánování, dopravě i ekologii.