CV03 – Mapová algebra v ArcGIS Pro
Téma: výběr míst vhodných pro FVE v obci Albrechtice (Karviná)
Kritéria: sklon ≤ 15°, solární expozice ≥ 1000 kWh/m², mimo zastavěná území a lesy (CLC).

0) Příprava projektu a prostředí

  • Nový projekt: Map → pojmenuj např. CV03_MapAlgebra_Albrechtice.
  • Geodatabáze: ve výchozí CV03_MapAlgebra_Albrechtice.gdb vytvoř Feature Dataset S_JTSK (volitelné) v S-JTSK / Krovák East North (EPSG:5514).
  • Nastavení prostředí (důležité!):
    • Geoprocessing panel → Environments (globálně pro projekt):
    • Output coordinate system: EPSG:5514
    • Processing extent: Same as layer → později Albrechtice
    • Snap Raster: nastavíme až po vytvoření prvního rastru (DMR5G ořez)
    • Cell Size: Maximum of Inputs nebo pevně 5 m (DMR5G má ~5 m)
    • Mask: nastavíme na polygon obce (po jeho vytvoření)

Tím zajistíš stejné rozsahy a mřížku pro všechny výstupy.

1) Hranice obce Albrechtice

Data: ArcČR 4.3 (vrstva Obce a případně Obce – definiční body).

  1. Přidej ArcČR 4.3 do projektu (balík nebo sdílená GDB).
  2. Pokud Obce obsahuje názvy, proveď Select By Attributes:
    NAZEV = 'Albrechtice' (nebo jiný odpovídající atribut/jméno).
  3. Pokud názvy chybí: Spatial Join mezi polygonovou vrstvou Obce (Target) a Obce – definiční body (Join Features) → získáš textové názvy do polygonů. Pak vyber Albrechtice.
  4. Export vybrané obce: pravým na Obce → Data → Export Features → gdb: Albrechtice_boundary.
  5. Nastav symbologii a ulož si vrstvu; tuto vrstvu použij jako Mask a Processing Extent v Environments.

2) DMR5G – připojení, zobrazení a sklon

  • Zdroj: ImageServer ČÚZK https://ags.cuzk.cz/arcgis2/rest/services/dmr5g/ImageServer.
    1. Připojení serveru: Insert → Connections → Server → Add ArcGIS Server Connection → vlož URL. Případné přihlašovací okno zavři křížkem.
    2. V Catalog → Servers přetáhni dmr5g do mapy.
    3. Ve vlastnostech vrstvy dmr5g → Processing Template nastav None (uvidíš výšky, ne jen stínování).
    4. Ořez na obec: Data Management → Raster Processing → Clip Raster
    • Input Raster: dmr5g
    • Output Extent / Feature geometry: Albrechtice_boundary (zaškrtni Use Input Features for Clipping Geometry)
    • Output name: DMR5G_albrechtice (rastr v GDB)
    • Pozn.: U ImageServeru je výpočet on-the-fly. Pro vyšší výkon můžeš udělat Copy Raster po klipu, aby sis vytvořila lokální raster dataset.
      1. Sklon (Slope): Spatial Analyst → Surface → Slope
    • Input raster: DMR5G_albrechtice
    • Output measurement: DEGREE (stupně)
    • Z-Factor: 1 (výšky v metrech, horizont v metrech – Křovák)
    • Output raster: Slope_deg

3) CLC 2018 – ořez, převod na rastr, reklasifikace

Zdroje: CLC 2018 ČR + legenda (kódy CODE_18). Kritéria: nevhodné → urban 112; les 311, 312, 313.

  1. Přidej CLC 2018 vektor (polygon).
  2. Ořez na obec: Analysis → Tools → Clip
    • Input Features: CLC_2018
    • Clip Features: Albrechtice_boundary
    • Output: CLC18_clip
  3. Feature to Raster: Conversion → To Raster → Feature To Raster
    • Input Features: CLC18_clip
    • Field: CODE_18
    • Cell Size: 5 (shodně s DMR)
    • Output raster: CLC18_r5
  4. Reklasifikace CLC: Spatial Analyst → Reclassify
    • Input raster: CLC18_r5
    • Vytvoř pravidla:
      • 112, 311, 312, 313 → 0 (nevhodné)
      • Vše ostatní → 1
      • (Tip: použij Unique values → vyber uvedené třídy do 0; ostatní hromadně na 1.)
    • Output raster: CLC_ok (binární 0/1)

4) Reklasifikace sklonu

  • 0–15° → 1, >15° → 0
  • (Pomocí Classify → Manual break na 15)
  • Output raster: Slope_ok (binární 0/1)

5) Analýza slunečního záření (Area Solar Radiation)

Nástroj: Spatial Analyst → Solar Radiation → Area Solar Radiation
Pozn.: Výpočet je náročný — běž spíše na ořezaném DMR5G.

Doporučené parametry (pro srovnatelný výsledek):

  • Input raster: DMR5G_albrechtice
  • Time configuration: Whole Year
  • Date/time interval: ponech výchozí (např. 14-day / Monthly podle verze)
  • Calculation directions / sky size: výchozí hodnoty (např. sky size ~200)
  • Z-factor: 1
  • Slope/Aspect: From DEM (automaticky)
  • Diffuse/Direct model parameters: výchozí hodnoty
  • Output raster: Solar_Whm2

Výstup je v Wh/m². Potřebujeme kWh/m² a prahovat na ≥ 1000 kWh/m².

5.1 Převod jednotek a prahování

Máš dvě pohodlné cesty:

A) Raster Calculator (v jednom kroku) Solar_kWh_ok = Con( (Solar_Whm2 / 1000.0) >= 1000, 1, 0 )

nebo rozdělit na dva kroky:

B1) Raster Calculator – převod:

Solar_kWh = Solar_Whm2 / 1000.0

B2) Raster Calculator – prahování: Pomocí reclassify - nad 1000 dáme 1, pod 1000 dáme 0

Výsledek Solar_kWh_ok je binární 0/1.

6) Kombinace kritérií – Raster Calculator

Chceme pixely splňující všechny tři podmínky (logické AND):

  • Slope_ok = 1
  • CLC_ok = 1
  • Solar_kWh_ok = 1

Raster Calculator: PV_suitable = Slope_ok + CLC_ok + Solar_kWh_ok

Output: PV_suitable (binární 0/1).

Díky Mask = Albrechtice_boundary a Snap = DMR5G_albrechtice už máš vše zarovnané a ořezané.

7) Kontroly kvality a čištění

  • NoData: zkontroluj, že v binárních rastrů mimo Albrechtice není nic (mask to řeší). Uvnitř obce by NoData být nemělo; pokud je, může to být v CLC (díra) — vyřeš nastavením Reclassify pro All other values.
  • Pixel alignment: otevři Layer Properties → Source a ověř u Slope_ok, CLC_ok, Solar_kWh_ok, PV_suitable stejné Cell Size, Extent a Origin.
  • Rychlá vizuální kontrola:
    • Slope_ok: světlé/rovné plochy = 1
    • CLC_ok: nezastavěné a nelesní = 1
    • Solar_kWh_ok: vyšší osvit = 1
    • PV_suitable: průnik výše.

8) (Volitelné) Vektorová generalizace a plošné filtry

Pokud chceš odstranit šum a velmi malé plochy:

  1. Region Group (Spatial Analyst → Generalization) na PV_suitable (consider only 4-neighbors).
  2. Set Null malé regiony (např. < 10 pixelů = < 250 m²):
    Con( (PV_suitable == 1) & (RegionSize >= 10), 1 ) (přes kombinaci s výstupy Region Group).
  3. Raster to Polygon a Eliminate / Eliminate Polygon Part pro odstranění drobků a úzkých částí.
    Výsledek ulož jako PV_suitable_poly.

9) Mapové výstupy (co odevzdat)

9.1 Kompoziční mapa

  • Vytvoř Layout A4/A3.
  • Zobraz čtyři panely:
    • Slope_ok (0/1 symbologie)
    • CLC_ok (0/1)
    • Solar_kWh_ok (0/1)
    • PV_suitable (0/1, zvýrazni 1 zeleně)
  • Přidej legendu, měřítko, severku, popis datových zdrojů a souřadnicový systém.
  • Exportuj jako PDF a PNG (300 dpi). Pojmenuj např.:
    • CV03_Albrechtice_mezivysledky.pdf
    • CV03_Albrechtice_vysledek.pdf

9.2 Stručný komentář (příklad osnovy)

  • Metodika: DEM (DMR5G, 5 m), Area Solar Radiation (celý rok), CLC 2018 (kódy nevhodných tříd), reklasifikace na 0/1, logický průnik.
  • Zjištění: plocha vhodných pixelů (m²/ha), hlavní lokality (např. podél X, plochy polí), omezení (stínění lesy, sklony svahů).
  • Limitace: přesnost CLC v měřítku, sezónnost modelu, nezohledněné stínění objekty/vegetací lokálního měřítka, technické a právní faktory (OÚP, sítě).
  • Doporučení: případně přidat další kritéria (dist. k sítím, vzdál. od zástavby, orientace SV–JZ, aspekty).

10) „Samostatný program” (aplikuj na obec bydliště)

Stejný postup; pouze v kroku 1 vyber tvoji obec.
Kritéria zůstávají: Slope ≤ 15°, Solar ≥ 1000 kWh/m², CLC ≠ {112, 311, 312, 313}.
Odevzdej mapu se 3 mezivýsledky (Slope_ok, CLC_ok, Solar_kWh_ok) a výsledkem (PV_suitable) + stručný komentář.
Souborový titul a text v mapě změň na název tvojí obce a datum.

Shrnutí klíčových nástrojů (rychlá taháková verze)

  • Clip (Features) → Albrechtice_boundary
  • Clip Raster / Copy Raster → DMR5G_albrechtice
  • Slope → Slope_deg
  • Reclassify (Slope) → Slope_ok (≤15 → 1; jinak 0)
  • Clip (CLC) → CLC18_clip
  • Feature to Raster (CODE_18, 5 m) → CLC18_r5
  • Reclassify (CLC) → CLC_ok (112,311–313 → 0; ostatní → 1)
  • Area Solar Radiation (Whole Year) → Solar_Whm2
  • Raster Calculator → Solar_kWh_ok = Con((Solar_Whm2/1000) >= 1000, 1, 0)
  • Raster Calculator (finále) → PV_suitable = Con((Slope_ok==1) & (CLC_ok==1) & (Solar_kWh_ok==1), 1, 0)

Tipy a časté záseky (ušetří nervy)

  • Environments nastav hned po vytvoření DMR5G_albrechtice (Snap, Cell size, Mask, Extent).
  • S-JTSK všude: vyvaruj se mixu S-JTSK (m) a WGS84 (stupně); Slope i Solar pak sedí se Z-faktorem 1.
  • CLC detail: pokud máš jen kategorie bez CODE_18, připoj si legendu tabulkou (Join) a vezmi příslušné kódy.
  • Výkon Solar: pokud to trvá moc, sniž sky size, zvyšte interval (měsíční) a ověř, že počítáš jen ořez obce.
  • Symbologie 0/1: jednoduché 2-třídní barvy, ať je kompozice čitelná.
  • Reproducibilita: pojmenuj výstupy přesně jako výše; exportuj Layer Files (.lyrx) a přilož do odevzdání.