-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Eng. Mohammed Alhessi
M.Sc Geomatics Engineering
Monday, March 02, 2015
Eng. Mohammed Alhessi 1
GIS Applications
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Grades Policy
Midterm: 25%
Final: 50%
Assignments: 15%
Attendance: 10%
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 2
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
GIS Analysis Project
The steps in a GIS project:
Step 1: Identify your objectives
Step 2: Create a project database
Step 3: Analyze the data
Step 4: Present the results
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 3
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Step01: Identify your objectives
%
.
Page 2
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 4
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Identify your objectives
Shapefile
Shapefile
Excel
Google Earth + Shapefile
Raster
DEM
AutoCAD
Shapefile
Shapefile
AutoCAD + Shapefile
Personal Geodatabase
) (
) (
Remotely Sensed
Image
Formats
Page
1
GPS
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 5
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Step 02: Create GIS Database ح ء جغ
GIS Database = GeoDatabase = Spatial Database
Container for spatial and Attribute Data حاويةالجغرافيةالبياناتقاعدة
والوصفيةالمكانيةللبياناتومستودع
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 6
Data البيانات
Spatial مكانية
Geometrical
هندسية
يعبر عنها باإلحداثيات
Topological
طبولوجية
عالقات الجوار واالتصال
Attribute وصفية
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
ن
ص
ArcGIS
Data Stores in
ArcGIS
Geodatabase
(GDB)Shapefile
File Geodatabase Personal
Geodatabase SDE Geodatabase
Storage: Binary
filesAccess
DBMS: Oracle, Sql
Server, ...
Storage: Files
.shp
.dbf
.shx
.prj
Size: 2GB for each
file
Capabilities: not
Comparable with
File Geodatabase
Used: for data
exchange with
other vendors
products.
Non-Topological
Size: 256 TB per
Table
2 GB for whole
GDBDepends on DBMS
Performance:
better than
personal
Performance:
good for small
data
Very Good
Storage Efficiency:
it needs 1/3 space
required by
Personal GDB or
Shapefile
Storage Efficiency:
Not good
Storage Efficiency:
Depends on DBMS
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 7
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Fundamental datasets in the geodatabase
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 8
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Location
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 9
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Coordinates
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 10
(10,8)(7.5,15)
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Coordinate Systems
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 11
Coordinate Systems
Geographic Coordinate
Systems
Projected Coordinate
Systems
Local Coordinate Systems
Global Coordinate Systems
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Geographic Coordinate System
A geographic coordinate system (GCS) uses a three-
dimensional spherical surface to define locations on the
earth
المواقعليحدداألبعادثالثيالكرويالسطحيستخدمالجغرافياإلحداثياتنظام
.األرضعلى
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 12
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Geographic Coordinate System
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 13
A GCS is often incorrectly called a datum, but a datum is onlyone part of a GCS
هذاولكن(Datum)المرجعيالسطحهوبأنهالجغرافياإلحداثينظامإلىيشارأحيانا.يالجغرافاإلحداثياتنظاممنورئيسيواحدمكونفقطهوالمرجعيالسطح.خاطئ
.األسفلفيموضحةاألخرىالمكونات
A GCS includes
an angular unit of measure, (الدرجات:مثال)الزاويةالقياسوحدة
a prime meridian, and (جرينتش:مثال)المرجعيالطولخط
a datum (based on a spheroid). وحجمهوشكلهاإلليبسويد)المرجعيالسطح(واتجاههوموضعه
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 14
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Longitudes and Latitudes
A point is referenced by its longitude and latitude values.
)الطولخطبزاويةتحددالنقطة Longitude )العرضدائرةوزاوية( Latitude ).
Longitude and latitude are angles measured from the earth's center to a
point on the earth's surface.
.األرضسطحعلىمانقطةإلىاألرضمركزمنتقاسزواياهيالعرضودوائرالطولخطزوايا
The angles often are measured in degrees (or in grads).
.بالدرجاتتقاسالزوايا
)زواياعنعبارةللنقطةالجغرافيةاإلحداثياتأنبماسبقممايتبين Longitudes and
Latitudes .سابقاتحدثناكماالجغرافياإلحداثياتلنظامالزاويةالقياسوحدةتحديديلزملذلك(
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 15
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Longitudes and Latitudes
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 16
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Parallels and Meridians In the spherical system, horizontal lines, or east–west lines, are lines of equal latitude, or parallels.
)العرضدوائرتسمىالغربإلىالشرقمنتتجهالتياألفقيةالخطوطالكروي،النظامفي Parallels واحدةعرضدائرةعلىتقعالتيالنقاط.(
)الزاويةنفسلهايكون Latitude ).
Vertical lines, or north–south lines, are lines of equal longitude, or meridians.
)الطولخطوطتسمىالجنوبإلىالشمالمنتتجهالتيالخطوط Meridians الزاويةنفسلهايكونواحدطولخطعلىتقعالتيالنقاط.(
(Longitude ).
These lines encompass the globe and form a gridded network called a graticule.
الجغرافيةاإلحداثياتشبكةتسمىالعرضودوائرالطولخطوطمنتتكونالتيالشبكة Graticule.
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 17
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Units
Latitude and longitude values are traditionally measured either in decimal
degrees or in degrees, minutes, and seconds (DMS)
والدقائقالدرجاتبنظامأوبالدرجاتالطولوخطوطالعرضدوائرزواياأيالجغرافيةاإلحداثياتتقاس
.والثواني
Latitudes range from -90° at the South Pole to +90° at the North Pole.
.الشماليالقطبعند90+إلىالجنوبيالقطبعند90-منالعرضدوائرزواياقيمتتراوح
Longitudes range from -180° when traveling west to 180° when traveling east.
السفرعند180+أوغرباالسفرعند180-إلى(جرينتشخط)صفرمنالطولخطوطزواياقيمتتراوح
.شرقا
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 18
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Units
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 19
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Spheroids and spheres
The shape and size of a geographic coordinate system's surface is defined by a sphere or
spheroid.
)الكرويبالشكلتحديدهيمكن(الجغرافيةاإلحداثياتنظامفيالمستخدم)المرجعيالسطحوحجمشكل Sphere بالشكلأو(
)اإلهليلجي Spheroid, Ellipsoid ).
Although the earth is best represented by a spheroid, it is sometimes treated as a sphere
to make mathematical calculations easier.
األرضسطحتمثيلمعينةظروفعنديمكنالحساباتلتسهيلولكن،اإلهليلجيبالشكلمايكونبأفضلاألرضتمثيليمكن
.الكرويبالشكل
a Sphere is possible for small-scale maps (smaller than 1:5,000,000)
1:5000000منأصغررسمبمقياسخرائطإنتاجحالفيالكرويالتمثيلنعتمد
a Spheroid is for larger-scale maps (scales of 1:1,000,000 or larger)
1:1000000منأكبررسمبمقياسخرائطإنتاجحالفياإلهليلجيالتمثيلنعتمد
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 20
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Spheroids and spheres
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 21
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
The shape of an ellipse is defined by two
radii.
.قطرينبأنصافيعرفالبيضاويالشكل
The longer radius is called the semimajor
axis, and the shorter radius is called the
semiminor axis.
األكبرالمحورنصفيسمىاألطولالقطرنصف
(Semimajor axis ).
األصغرالمحورنصفيسمىاألقصرالقطرنصف
(Semiminor axis ).
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 22
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Spheroid Rotating the ellipse around the semiminor axis creates a spheroid.
)اإلهليلجيبـالشكليعرفماينتجاألصغر،محورهنصفحولالبيضاويالشكلبتدوير Spheroid or Ellipsoid)
A spheroid is defined by either the semimajor axis, a, and the semiminor axis, b, or by a and the
flattening f.
األكبرالمحورنصف(1):طريقعنإماتعريفهيمكناإلهليلجيالشكل a األصغرالمحورونصف b األكبرالمحورنصف(2)وإما، a معاملو
)التفلطح flattening )f.
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 23
f = (a - b) / a
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
WGS84
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 24
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Local system
a spheroid is chosen to fit one country or a particular area.
.غيرهامنأكثرمامنطقةليالئماالهليلجيالسطحاختياريمكن
A spheroid that best fits one region is not necessarily the same one that fits
another region.
.أخرىمنطقةيناسبالذيالسطحنفسهوبالضرورةليسمامنطقةيناسبالذياإلهليلجيالسطح
Until recently, North American datum used a spheroid determined by Clarke in
1866. The semimajor axis of the Clarke 1866 spheroid is 6,378,206.4 meters,
and the semiminor axis is 6,356,583.8 meters.
الشماليةألمريكااإلحداثياتنظام NAD يبلغ.1866سنةكالركالعالمعرفهالذيالمرجعيالسطحيستخدم
.م6356583.8األصغرالمحورونصفم6378206.4األكبرالمحورنصف
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 25
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 26
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Because of gravitational and surface feature variations, the earth is
neither a perfect sphere nor a perfect spheroid. Satellite technology
has revealed several elliptical deviations; for example, the South
Pole is closer to the equator than the North Pole. Satellite-
determined spheroids are replacing the older ground-measured
spheroids. For example, the new standard spheroid for North
America is the Geodetic Reference System of 1980 (GRS 1980),
whose radii are 6,378,137.0 and 6,356,752.31414 meters. The GRS
1980 spheroid parameters were set by the International Union for
Geodesy and Geophysics in 1979.
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 27
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
فإنأخرى،إلىنقطةمناألرضجاذبيةمجالوكذلكاألرضسطحعلىالمعالماختالفبسبب
.اإلهليلجيحتىوالالكرويالشكليأخذوالمنتظمغيرالحقيقياألرضسطحشكل
الجنوبيالقطبأناألرضسطحتدرسالتيالصناعيةلألقمارالحديثةالعلميةاألبحاثبينت
.الشماليالقطبمناالستواءدائرةإلىأقرب
حجمهتحديدسيتماإلهليلجيوهوالشكلاألرضسطحيمثلالذياألفضلالشكلأنإلىأدىهذا
كانتالتيالتقليديةالطرقبعكسالصناعية،األقمارمسحعلىبناءواتجاههوموضعهوشكله
.المرجعيالسطحوحجمشكللتحديداألرضيةالجيوديسيةالمساحةتستخدم
العالمياإلحداثياتنظام GRS80 بناءلهالمرجعيالسطحتعريفتمإحداثياتلنظاممثالهو
.الصناعيةاألقمارمسحعلى
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 28
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 29
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Datums While a spheroid approximates the shape of the earth, a datum defines the position of the spheroid relative to the center of
the earth.
)المرجعيالسطحعنهويجيبيحددهماهوهذااألرض؟لمركزبالنسبةواتجاههالشكلهذاموضعتحديديمكنكيفولكناألرض،شكليمثلاإلهليلجيالشكل Datum ).
)المرجعيالسطحلذلك Datum .األرضلمركزبالنسبةموضعهأيضاولكناالهليلجيالشكلوشكلحجمفقطيحددال(
A datum provides a frame of reference for measuring locations on the surface of the earth.
.األرضسطحعلىالمواقعلقياسمرجعيإطارالمرجعيالسطحيعتبر
It defines the origin and orientation of latitude and longitude lines.
.العرضودوائرالطولخطوطواتجاهاألصلنقطةهيأينيحددالمرجعيالسطح
Geocentric datums uses the earth's center of mass as the origin. The most recently developed and widely used datum is
WGS 1984.
)المركزيالمرجعيالسطح Geocentric Datum العالمياإلحداثياتبنظامالخاصالمرجعيالسطحذلكعلىمثال.األصلكنقطةاألرضكتلةمركزيستخدم(
(WGS84 ).
Local datums aligns its spheroid to closely fit the earth's surface in a particular area.
.األرضمركزهياألصلنقطةتكونأنالضروريمنليسولذلك.غيرهامنأكثرمامنطقةليناسباالهليلجيالشكليوجهأنيحاولالمحليالمرجعيالسطح
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 30
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 31
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Map Projections
A projected coordinate system is defined on a flat, two-dimensional surface.
الورقية،الخريطةالمستويالسطحعلىأمثلة.المواقعلتحديداألبعادثنائيالمستويالسطحيستخدمالذيالنظامذلكهوالمسقطاإلحداثياتنظام
.الكمبيوترشاشة
Unlike a geographic coordinate system, a projected coordinate system has constant lengths, angles, and
areas across the two dimensions.
10نقطيتينبينالفرقكانتلوأنهذلكيعني.المسقطاإلحداثياتنظامفيثابتةوالمساحاتوالزوايااألطوالفإنالجغرافي،اإلحداثياتنظامبخالف
بينالفرقأنلوالجغرافياإلحداثياتنظامفيولكن.تكونأينماثايتةم10المسافةأنيعنيمتساويتين،المسافتينفإنم،10أخريتينونقطتينم
متساويتين،غيرالمسافتينفإن،60عرضدائرةعندأيضاواحدةدرجةبينهماالفرقأخريتينونقطتيناالستواءخطعندواحدةدرجةنقطيتين
.ثباتيوجدالوبالتالي
A projected coordinate system is always based on a geographic coordinate system that is based on a
sphere or spheroid.
السطحبتحديدإالجغرافيإحداثياتنظامتعريفيمكنكوال.الجغرافياإلحداثياتنظامعلىباالعتمادإالمسقطإحداثياتنظامإنشاءيمكنكال
.أوالالمناسبالمرجعي
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 32
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
In a projected coordinate system, locations are identified by x,y
coordinates on a grid, with the origin at the center of the grid.
)باإلحداثياتتعرفالنقاطالمسقط،النظامفي x,y ).
Each position has two values that reference it to that central location.
One specifies its horizontal position and the other its vertical position.
The two values are called the x-coordinate and y-coordinate. Using this
notation, the coordinates at the origin are x = 0 and y = 0.
)األفقيةباإلحداثياتيعرفموقعكل x )الرأسيةواإلحداثيات( y اإلحداثياتلهااألصلنقطة.(
(x=0,y=0 ).
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 33
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 34
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
A map projection uses mathematical formulas to relate spherical coordinates on
the globe to flat, planar coordinates.
.المستويةاإلحداثياتإلىالكرويةاإلحداثياتلتحويلرياضيةمعادالتتستخدمالخرائطإسقاطعملية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 35
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Distortions
Different projections cause different types of distortions. Some projections are designed to
minimize the distortion of one or two of the data's characteristics. A projection could
maintain the area of a feature but alter its shape.
هدفلذلك.الهندسيةالخصائصمنغيرهاأوالمساحاتأوالمسافاتأوالشكلفيهندسية،تشوهاتيصاحبهااإلسقاطعمليةإن
.اإلمكانقدراألخرىالخصائصفيالتشوهاتتقليلمعالخصائصتلكمنأكثرأوواحدةخاصيةعلىالحفاظهومسقطأي
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 36
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Conformal projections الشكلعلىيحافظإسقاط
Equal area projections المساحاتعلىيحافظإسقاط
Equidistant projections مواقععندالمسافاتعلىيحافظإسقاط
معينة
True-direction projections االتجاهاتعلىيحافظإسقاط
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 37
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Many common map projections are classified according
to the projection surface used: conic, cylindrical, or
planar.
:إلىاإلسقاطفييستخدمالذيالسطححسبتصنيفهايمكناإلسقاطات
مخروطي
إسطواني
مستوي
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 38
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Conic
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 39
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Cylinderical
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 40
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Planar
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 41
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 42
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Transverse Mercator Projection method: Cylindrical projection with central meridian placed in a particular region.
Lines of contact: Any single meridian for the tangent projection. For the secant projection, two almost parallel lines
equidistant from the central meridian. For UTM, the lines are about 180 km from the central meridian.
Linear graticules: The equator and the central meridian.
Properties
Shape
Conformal. Small shapes are maintained. Larger shapes are increasingly distorted away from the central meridian.
Area
Distortion increases with distance from the central meridian.
Direction
Local angles are accurate everywhere.
Distance
Accurate scale along the central meridian if the scale factor is 1.0. If it is less than 1.0, there are two straight lines with
accurate scale equidistant from and on each side of the central meridian.
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 43
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 44
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Coordinate Systems in ArcGIS
Each dataset (shapefile, Feature Class, or Raster) is
associated with a coordinate system (projected or geographic)
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 45
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
UKBA
A: NPB: PUK: Big Problem
NP-TNPA
B: NPA: PUK: Big Problem
NPNP-TB
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 46
Layer
Map
A: Any Coordinate System with name A
B: Any Coordinate System with name B
UK: Unknown Coordinate System
NP: No Problem تطابقيحدث
NP-T: No Problem after
Transformation
اإلحداثياتتحويلبعدولكنتطابقيحدث
P: Problem تطابقيحدثال
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Start
Set Coordinate System of Dataset
A
Get Coordinate System of Dataset
B or UK
B or UK?
Coordinate Systems Transformation is
performed
And No Problem (NP-T)
Do you know its coordinate
system?
Define it using the tool :
Define Projection
ArcGIS Does not know!
You Does not know!
You are stucked!!
!
!
Do you want Permanent
Transformation?
Transform it using the tool :Project for
vector and Project Raster for Raster
B UK
Yes No
Yes
No
END
END
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 47
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 48
Project Raster
Define Projection
and Project Tools
-
GIS Applications قسم الجغرافيا-اآلدابكلية
نظم المعلومات الجغرافية
Monday, March 02, 2015Eng. Mohammed Alhessi 49