studentské projekty ke kurzu GIS a DPZ v geologii

ZS 2016/2017

 

všechny projekty budou studenti obhajovat v diskusi s vyučujícím, kromě obrazových a datových výstupů specifikovaných u každého projektu bude součástí projektu vždy také text o rozsahu cca 2-3 strany, který bude obsahovat 1) popis metodických postupů práce (jednotlivé kroky práce se SW, použité nástroje a zdůvodnění jejich použití), 2) stručnou rešerši geologie studovaného území, a 3) diskusi ke geologické interpretaci

obrazové přílohy je možno odevzdat ve formátech pro ArcGIS (podle zadání projektu), po dohodě i v jiných formátech, mapy buď vytištěné nebo jako tiskový Layout v rámci ArcView projektu

projekt nemá smysl předkládat k obhajobě když:

-          nemáte připravený ArcGIS mapový projekt se vstupními daty, všemi mezivýstupy, konečnými výstupy

-          netušíte jaké jevy zobrazují jednotlivé datové vrstvy ve vašem projektu

-          nemáte ve vašem projektu vytvořený tiskový layout se základními popisy dat, legendou, měřítkem

-          text semestrální práce/studentského projektu neobsahuje základní formální náležitosti jako název, text zadání, datum, jméno autora, úvod, závěry, citace literatury, seznam literatury a další náležitosti zmíněné výše

termíny prezentace/obhajoby projektů:

viz http://www.natur.cuni.cz/ugp/main/staff/martinek/DPZ.htm

pracovat můžete v prostředí ArcGIS nebo po dohodě s vyučujícím v jiném (Grass, Multispec), hlavním smyslem práce není naučit se ovládat některý SW, ale porozumět základním principům GIS, DPZ a zpracování digitálních obrazových mapových dat

 

k dispozici jsou vám učebna K1 a K2 v rozvrhovaných termínech, kde bude vždy možno konzultovat problémy s vyučujícími nebo doktorandy, nebo studovny (Albertov Věž a Hlavova 8) – bez časového omezení a vyučujících, všude ArcGIS; dále materiály na webstránkách http://www.natur.cuni.cz/ugp/main/staff/martinek/DPZ.htm

a v učebnách CITu na V:/martinek a na V:/lexa, popř. na V:/bokr

a také ve studovně geologické knihovny

manuály PDF k ArcGISu jsou k dispozici na V:/pstych/geologie/manualy

 

Rady, tipy, triky:

·         používejte ArcView Help, odkazy na http://www.natur.cuni.cz/ugp/main/staff/martinek/DPZ.htm, internetové prohledávače (např. www.google.com) , v případě technických problémů (jak něco udělat v ArcView) – pokud nepomůže Help a pedagog není nablízku je nejlépe se obrátit na www.esri.com - Support, většinu vašich problémů už někdo řešil a v diskusní skupině vám poradí jak na to; pokud na to není jednoduchý nástroj v ArcGISu,  velmi pravděpodobně už na to někdo udělal skript či extenzi, kterou si zde v sekci Download stáhnete a nainstalujete, Při potížích s instalací v učebnách CIT kontaktujte správce.

·         rektifikace rastrů v ArcGIS – viz manuál ve studovně, na V:\martinek\cviceni\rektifikace nebo zde

·         kde získat digitální model reliéfu: na portálu http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp stáhněte Geotif vašeho zájmového území, produkt, který obsahuje DMR s cca 90 m gridem se jmenuje SRTM, Degree Tiles , pak ho stačí extrahovat z archivu a vložit do ArcGIS

problémy s vymaskováním vodních ploch lze vyřešit takto:

setnull([SRTM_u03_n028e051.tif] == -32768, [SRTM_u03_n028e051.tif])

·         import GTOPO30 do ArcGIS zde

·         DMR s gridem 1 obloukove vteriny je možno po zaregistrování stáhnout zde https://centaurus.caf.dlr.de:8443/eoweb-ng/index2.html (musíte se zaregistrovat a nemít blokovaný port 8080)

·         jak načíst geol. mapy 1:50 000 ČR do ArcGIS z mapového serveru ČGS (jen ke čtení – umožňuje dotazy, analýzy): v ArcMap/Add Data/GIS Servers/ArcGIS Servers/http://mapy.geology.cz/arcgis/services/GEOCR50; vyžaduje rychlé internetové spojení, i tak to chvíli trvá, mapy se zobrazují většinou až od měřítka 1:100 000; analogicky načteme topografická data ze serveru MŽP geoportal.gov.cz  (arccr je topomapa 1:500 000, ortocb jsou letecká ortofota, ...), ortofoto z WMS server        http://geoportal.cuzk.cz/WMS_ORTOFOTO_PUB/WMService.aspx; podobně katastrální mapy http://services.cuzk.cz/wms/wms.asp, návod je na http://www.cuzk.cz/Dokument.aspx?AKCE=DOC:10-WMS_PRO_KM ; hezky manual k tematu od Pavla Bokra je na http://www.gweb.cz/mapove-servery.pdf

·         nove rozcestniky Ceske geologick sluzby vcetne navodu jak data pouzivat: mapove aplikace http://mapy.geology.cz/,  WMS sluzby na vkladani geol.map jako datove online vrstvy do ArcGISu http://wms.geology.cz/, dalsi online aplikace http://aplikace.geology.cz/

·         http://services.arcgisonline.com   

·         jak spočítat Airyho isostázi

·         kde získat GIS data (tématické mapy, DMR, snímky, ..): www.geographynetwork.com, www.tectask.org, http://gis.mapsofworld.com/government/government-agencies/, http://www.onegeology.org/

·         jak vytvořit vektorovou vrstvu nad rastrem (vektorizace rastrové mapy, interpretace snímku), návod zde, novy a lepsi navod je na http://www.gweb.cz/vektorizace.pdf, aktualni navody a pomucky od Pavla Bokra http://www.bokr.cz/gis/

·         výpočet tan ve spatial analyst pracuje s radiany, slope grid ve stupnich je třeba převést na radiany – dělit konstantou 57.296

 

 

data k jednotlivým projektům najdete na disku V:\Martinek\StudProjekty nebo V:\Lexa, v následujícím textu u zadání jednotlivých projektů jsou vyznačena tučně

 

Hydrologické projekty (např. 26 – 31): budete potřebovat Toolbox/Spatial Analyst Tools/Hydrology

doporučení: projděte si prezentaci  hydromodeling workshop.ppt (V:/martinek/cviceni/hydro)

 

projekty č. 1 - 38 budou předkládány k obhajobě K.Martínkovi, č. 39-69 O.Lexovi

 

 

1. DMR a magnetometrie, 1:25 000 list Tanvald

Zadání:

·         zkonstruujte digitální model reliéfu (DMR) z tabulky TanvaldDMR.dbf (xyz hodnoty reliéfu , body v síti po 100 m), použijte GRID i TIN

·         zkonstruujte mapu izolinií magnetického pole (grid), hodnoty kappa měřené přenosným kapametrem na výchozech jsou v tab. TanvaldMagnet.txt, vyberte vhodnou metodu interpolace (IDW, Spline, Krigging)

·         interpretujte strukturní prvky z DMR

·         vymapujte hranici mezi málo magnetickým masívem na severu a výrazně magnetičtějším na jihu

·         konfrontujte své interpretace s dostupnými geologickými a geofyzikálními daty (minimálně geol.mapa 1:50 000, magnetometrie 1:500 000)

SW:

ArcView Spatial Analyst, 3D Analyst, ArcScene

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), grid DMR se strukturní interpretací (shapefile)

TIN DMR (3D pohled)

grid magnetometrie + interpretace

 

 

2. Zlomové systémy riftu Mrtvého moře

Zadání:

·         rektifikujte naskenovaný družicový snímek Landsat TM Akabského zálivu Rudého moře akabsky2.tif podle DMR této oblasti akabDEM (grid).

·         zkonstruujte TIN model reliéfu a potáhněte ho Landsatem

·         interpretujte zlomové systémy v oblasti a jejich kinematiku, konfrontujte s dostupnými geologickými daty

SW:

ArcView Spatial Analyst, 3D Analyst

čtení: Vesmír 5/2001

Výstupy:

text

rektifikovaný Landsat

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled)

strukturní mapa (shapefile)

 

 

3. – 4. Írán - konstrukce základní topografické a strukturní mapy ze scény Landsat TM

a)

Zadání:

Iran_3.img (Iran_4.img) je část scény Landsat TM (7 pásem) jižního Íránu v oblasti pohoří Zagros, celkový pohled je na iran3215.tif. Digitální model reliéfu je na V:\Martinek\studProjekty\3-6Iran\tingrid1.tif.

·         vyřízněte z DMR zájmové území; sežeňte alespoň přehlednou geologickou mapu (Internet)

·         vizualizujte ve 3D scénu Landsat na DMR

·         nakreslete interpretační mapu, kde budou vyznačeny v různých vrstvách základní topografické a strukturní prvky (reliéf, řeky, jezera, vegetace, zastavěná plocha, osy vrás, zlomy, kvartér-nivní sedimenty, svahoviny)

SW:

ArcView, Spatial Analyst, 3D Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled), 3D Landsat na DMR

základní topografická a strukturní mapa (shapefile)

 

 

5. - 6. Írán – mapování základních litologických jednotek a solných diapirů

a)

Zadání:

Iran_3.img (Iran_4.img) je část scény Landsat TM jižního Íránu v oblasti pohoří Zagros, celkový pohled je na iran3215.tif.

·         sežeňte přehlednou geologickou mapu zájmového území (Internet)

·         s využitím vhodných barevných kombinací spektrálních pásem nakreslete interpretační mapu základních litologických jednotek

·         Iran_3_5-7.img je jednovrstvý rastrový obraz, který vznikl odečtením spektrálních pásem 5 a 7; využijte ho pro vymapování solných diapirů, svoji interpretaci porovnejte s geologickou mapou

SW:

ArcView, Spatial Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa)

mapa základních litologických jednotek (shapefile)

mapa solných diapirů (shapefile)

 

 

7. - 8. Mongolsko - konstrukce základní topografické a strukturní mapy ze scény Landsat TM

 

Zadání:

Gobi_z_7.img (Gobi_s_8.img) je část rektifikované scény Landsat TM jižní části pouště Gobi nedaleko hranice s Čínou. Digitální model reliéfu je na V:\Martinek\studProjekty\7-10Gobi\dem_gobi.img.

·         vyřízněte z DMR zájmové území; sežeňte alespoň přehlednou geologickou mapu (Internet)

·         vizualizujte ve 3D scénu Landsat na DMR

·         nakreslete interpretační mapu, kde budou vyznačeny v různých vrstvách základní topografické a strukturní prvky (reliéf, řeky, jezera,  osy vrás, zlomy, kvartér-nivní sedimenty, svahoviny)

SW:

ArcView, Spatial Analyst, 3D Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled), 3D Landsat na DMR

základní topografická a strukturní mapa (shapefile)

 

9. – 10. Mongolsko – mapování základních litologických jednotek a hydrotermálních alterací 

 

Zadání:

Gobi_z_7.img (Gobi_s_8.img ) je část rektifikované scény Landsat TM jižní části pouště Gobi nedaleko hranice s Čínou

·         sežeňte přehlednou geologickou mapu zájmového území (Internet)

·         s využitím vhodných barevných kombinací spektrálních pásem nakreslete interpretační mapu základních litologických jednotek

·         na zájmovém území se vyskytují výrazné hydrotermální alterační zóny, na které jsou vázána ložiska zlata, vymapujte tyto zóny

SW:

ArcView, Spatial Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa)

mapa základních litologických jednotek (shapefile)

mapa hydrotermálních alterací (shapefile)

11. – 12. Írán - konstrukce základní topografické a strukturní mapy ze scény Landsat TM

 

Zadání:

Iran_11.img (Iran_12.img ) je část scény Landsat TM jižního Íránu v oblasti pohoří Zagros, celkový pohled je na iran3215.tif. Digitální model reliéfu je na V:\Martinek\studProjekty\3-6Iran\tingrid1.tif.

·         vyřízněte z DMR zájmové území; sežeňte alespoň přehlednou geologickou mapu (Internet)

·         vizualizujte ve 3D scénu Landsat na DMR

·         nakreslete interpretační mapu, kde budou vyznačeny v různých vrstvách základní topografické a strukturní prvky (reliéf, řeky, jezera, vegetace, zastavěná plocha, osy vrás, zlomy, kvartér-nivní sedimenty, svahoviny)

SW:

ArcView, Spatial Analyst, 3D Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled), 3D Landsat na DMR

základní topografická a strukturní mapa (shapefile)

 

13. – 14. Írán – mapování základních litologických jednotek a solných diapirů

 

Zadání:

Iran_11.img (Iran_12.img) je část scény Landsat TM jižního Íránu v oblasti pohoří Zagros, celkový pohled je na iran3215.tif

·         sežeňte přehlednou geologickou mapu zájmového území (Internet)

·         s využitím vhodných barevných kombinací spektrálních pásem nakreslete interpretační mapu základních litologických jednotek

·         Iran_11_5-7.img je jednovrstvý rastrový obraz, který vznikl odečtením spektrálních pásem 5 a 7; využijte ho pro vymapování solných diapirů, svoji interpretaci porovnejte s geologickou mapou

SW:

ArcView, Spatial Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled), 3D Landsat na DMR

mapa základních litologických jednotek (shapefile)

mapa solných diapirů (shapefile)

 

 

15. – 18. Mongolsko - Gobi - konstrukce základní topografické a strukturní mapy ze scény Landsat TM

 

Zadání:

Gobi_15.img (Gobi_16.img, Gobi_17.img, Gobi_21.img) je část rektifikované scény Landsat TM jižní části pouště Gobi nedaleko hranice s Čínou. Digitální model reliéfu je na V:\Martinek\studProjekty\7-10Gobi\dem_gobi.img.

SW:

ArcView, Spatial Analyst, 3D Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled), 3D Landsat na DMR

základní topografická a strukturní mapa (shapefile)

 

 

19. – 21. Mongolsko - Altaj - konstrukce základní topografické a strukturní mapy ze scény Landsat TM

 

Zadání:

/15-17Altaj/altaj1.img (altaj2.img, altaj3.img) je část rektifikované scény Landsat TM jižní části pouště Gobi nedaleko hranice s Čínou. Digitální model reliéfu je na V:\Martinek\studProjekty\15-17Altaj/dem30aorez.img.

SW:

ArcView, Spatial Analyst, 3D Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled), 3D Landsat na DMR

základní topografická a strukturní mapa (shapefile)

 

 

22. –  25. Mongolsko – Gobi – mapování základních litologických jednotek

 

Zadání:

Gobi_15.img (Gobi_16.img, Gobi_17.img, Gobi_21.img) je část rektifikované scény Landsat TM jižní části pouště Gobi nedaleko hranice s Čínou

SW:

ArcView, Spatial Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa)

mapa základních litologických jednotek (shapefile)

mapa hydrotermálních alterací (shapefile)

 

26. –  28. Mongolsko – Altaj – mapování základních litologických jednotek

 

Zadání:

15-17Altaj/altaj1.img (altaj2.img, altaj3.img) je část rektifikované scény Landsat TM jižní části pouště Gobi nedaleko hranice s Čínou

SW:

ArcView, Spatial Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa)

mapa základních litologických jednotek (shapefile)

mapa hydrotermálních alterací (shapefile)

 

29. – 30. Írán - konstrukce základní topografické a strukturní mapy ze scény Landsat TM

 

Zadání:

Iran_22.img (Iran_23.img) je část scény Landsat TM jižního Íránu v oblasti pohoří Zagros, celkový pohled je na iran3215.tif. Digitální model reliéfu je na V:\Martinek\studProjekty\3-6Iran\tingrid1.tif.

SW:

ArcView, Spatial Analyst, 3D Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa), TIN DMR (3D pohled), 3D Landsat na DMR

základní topografická a strukturní mapa (shapefile)

 

31. – 32. Írán – mapování základních litologických jednotek a solných diapirů

 

Zadání:

Iran_22.img (Iran_23.img) je část scény Landsat TM jižního Íránu v oblasti pohoří Zagros, celkový pohled je na iran3215.tif

SW:

ArcView, Spatial Analyst

Výstupy:

text

grid DMR (mapa)

mapa základních litologických jednotek (shapefile)

mapa solných diapirů (shapefile)

 

33 - 35. Mapování kontaminací

Vymapujte možné kontaminace, které by mohl způsobit únik toxických látek ze skládek na zájmovém území. Které obce budou ohroženy ?

data:      DMR 03-41

                                03-42

                                03-44

                skládky – www.geology.cz nebo geoportal.cenia.cz

SW: Spatial Analyst Hydrology Tools

postup: Flow Direction grid, Flow Accumulation grid, Stream definition, Basin, Catchment, Drainage point (pour point)

 

36 - 38. Mapování rizik sesuvů

Vymapujte oblasti s nejpravděpodobnějším rizikem sesuvu/skluzu.

data:      DMR Beskydy-vrst-25-24

                                Beskydy-vrst-25-23V

                                Beskydy-vrst-25-23Z

                geologická mapa – viz www.geology.cz

SW: Spatial Analyst Hydrology Tools, 3D Analyst

postup: spočítejte wetness index a zvolte vhodnou prahovou hodnotu v kombinaci s vhodnou litologií (obsah jílových minerálů)

nápověda: rastrový DMR získáte tak, že z vrstevnic vytvoříte ve 3D Analystu TIN a ten pak konvertujete do rastru

 

 

 

39-43. Analýza geochemických dat z oblasti Štiavnického stratovulkánu

Nalezení zdrojových hornin polymetalického zrudnění (39.Cu, 40. Pb, 41. Zn, 42.Bi, 43.Cr).

Z digitálního modelu terénu (dem.tif) vytvořte mapu povodí. Určete, které horniny mají největší plošné zastoupení v třech povodích s největší koncentrací daného prvku. Použijte vektorovou geologickou mapu (geology.shp) a databázi geochemických měření (geochem.shp). Všechny data jsou uložena v projekci S-JTSK EastNorth.

 

SW:

ArcGIS, Spatial Analyst Hydrologic Analysis

Výstupy:

text

Mapová sestava, tabulky, grafy

 

 

 

44-46. Určení mocnosti zemské kůry v oblasti Himalájí

 

Na základě digitálního modelu SRTM (stáhněte s Internetu) vytvořte mapu mocnosti zemské kůry v oblasti vymezené polygonem boundxx.shp za předpokladu Airyho izostatické rovnováhy. Průměrná hustota kůry je 2.7 g/cm3 a pláště 3.3 g/cm3. Mocnost kůry indické desky je v průměru 35km. Její průměrnou elevaci v oblasti vymezené polygonem indie_ref.shp využijte jako referenci. Vypočtené mocnosti vyhlaďte filtrem (Mean Focal Statistics s poloměrem 5 km).

 

SRTM v4 data: http://srtm.csi.cgiar.org/

 

SW:

ArcGIS, Spatial Analyst

Výstupy:

text

GRID mocnost kůry

 

 

47-52. Tepelný tok ve vybraných státech Evropy

Vytvořte mapu izolinií tepelného toku pro daný stát a spočítejte průměrný tepelný tok v jednotlivých státech Evropy (47.Francie, 48.Švýcarsko, 49.Polsko, 50.Bulharsko, 51.Rumunsko, 52.Německo).

 

Data jsou na http://www.heatflow.und.edu/data.html

SW:

ArcGIS, Spatial Analyst

Výstupy:

text

Mapa tepelného toku (grid)

 

53-55. Určení změny sklonu subdukující desky podél subdukční zóny.

Vyhodnoťte laterální změnu průměrného sklonu subdukující desky podél subdukční zóny (53.Pacifické desky pod Ochotskou desku, 54.indoaustralské desky pod indočínskou, 55.Nasca pod jihoamerickou). Pro analýzu si rozdělte subdukční rozhraní na 10 stejně dlouhých úseků.

 

Data jsou na http://www.ngdc.noaa.gov/hazard/earthqk.shtml

nebo http://earthquake.usgs.gov/research/data/

SW:

ArcGIS

Výstupy:

text

Mapová sestava s tabulkou výsledků

 

56-62. Vytvoření digitální geologické mapy - vektorizace.

Podle naskenované předlohy geologické mapy vytvořte digitální geologickou mapu (vrstva horninových typů a vrstva zlomů) s korektní topologii. Data jsou k dispozici u O. Lexy.

 

SW:

ArcGIS

Výstupy:

text

Mapová sestava

 

63. Horninové typy a eroze.

Určete, které horninové typy tvoří morfologicky nejstrmější svahy v oblasti Jeseníků. Použijte vektorovou geologickou mapu (jeseniky1424.shp) a digitální model terénu SRTM v4

 

SRTM v4 data: http://srtm.csi.cgiar.org/

 

SW:

ArcGIS, Spatial Analyst

Výstupy:

text

Mapová sestava, tabulky

 

64-69. Vývoj seismicity vybraných oblastí Evropy v posledních letech

Popište časový vývoj seismicity ve vybraných oblastech (64.Západní Čechy, 65.jihozápadní Polsko, 66.Vranč, 67.Dinaridy, 68.Apeniny, 69.Rýnský prolom). Vytvořte sumarizační diagramy ukazující vývoj počtu seizmických událostí v čase a vývoj průměrné magnitudy v čase. Pro průměrnou magnitudu použijte graf typu box-plot pro lepší zobrazení statistické variace.

 

Data jsou na http://www.ngdc.noaa.gov/hazard/earthqk.shtml

nebo http://earthquake.usgs.gov/research/data/

SW:

ArcGIS

Výstupy:

text

Mapová sestava, grafy