Tvorba ArcGIS Notebookov pre spracovanie dát európskych miest a štátov

Cieľom notebooku s názvom Základy Jupyter Notebooku je vysvetliť užívateľovi začínajúcemu pracovať s Jupyter Notebookmi, s čím sa chystá pracovať, na čo sa dá notebook používať a ako ho vytvoriť v prostredí VS Code. Tento notebook plní úlohu prezentácie použiteľnej vo výuke a tiež úlohu tutoriálu s radami na formátovanie textu v markdown bunkách, na prácu s premennými v bunkách kódu a s užitočnými príkazmi a funkciami v jazyku Python.

Notebook Python cvičenia má za cieľ precvičiť základné programovacie znalosti z jazyka Python a praktické použitie príkazov a funkcií uvedených v predchádzajúcom notebooku, ako napr. input, modulus, random.randint, split. Dôraz je kladený na správne používanie podmienok if, for cyklov a na prácu s reťazcami a zoznamami. Umiestnenie riešení na koniec notebooku do zbalenej hierarchickej štruktúry necháva priestor užívateľovi vypracovať cvičenie samostatne a správne riešenie použiť iba na kontrolu. Tento notebook je možné použiť ako cvičenie vo výuke alebo ako domácu úlohu.

Cieľom notebooku ArcPy cvičenia je precvičiť používanie funkcií ArcPy. Správne riešenia sú rovnako ako v predchádzajúcom notebooku umiestnené na koniec do zbalenej štruktúry. Tento notebook je špecifický tým, že jeho prvá polovica je určená na používanie vo VS Code a druhá polovica v ArcGIS Pro. Na začiatku sa nachádza návod na naklonovanie ArcGIS Python prostredia, vďaka ktorému je možné spúšťať ArcPy funkcie mimo prostredia ArcGIS Pro. Tento notebook je tak zároveň tutoriálom aj materiálom na cvičenie vo výuke. ArcPy funkcie a metódy použité v tomto notebooku zahŕňajú Buffer, Clip, Get Count, Describe, Search Cursor, Intersect, Dissolve, Add Field, Calculate Field, Join Field, List Feature Classes.

Notebook Kolokačná analýza má za cieľ vysvetliť kolokačnú analýzu v ArcGIS Pro. Notebook vďaka kombinácii vysvetľujúceho textu, Python kódu a okamžitých výsledkov viditeľných v mape alebo pod spustenou bunkou interaktívne vysvetľuje komplexný pojem. Užívateľ vďaka tomu získa živšiu predstavu o tom, čo kolokačná analýza je, ako jednotlivé parametre ovplyvňujú výsledky analýzy a ako sa dajú tieto výsledky interpretovať. Notebook predstavuje „data storytelling“ kolokácie mestskej zástavby so zeleňou a športoviskami v konurbácii Katowice a tiež demonštráciu mapového modulu arcpy.mp, ktorým je možné ovládať prvky a objekty v projekte ArcGIS Pro. Ako zdrojové dáta sú použité dáta Copernicus Urban Atlas pre Európu.

Cieľom notebooku Hustota dopravnej siete je previesť užívateľa procesom výpočtu hustoty dopravnej siete na plochu a na populáciu v hexagónovej mriežke na zvolenom území. Celý proces je realizovaný pomocou Python kódu od stiahnutia dát dopravnej siete a populačného gridu, cez ich úpravu až po samotný výpočet a jednoduchú vizualizáciu. Užívateľ získa predstavu o tom, čo takýto proces zahŕňa a ako je konkrétne realizovaný v ArcGIS Pro. Tento notebook vychádza z Python skriptu, ktorý je jedným z výstupov bakalárskej práce Možnosti výpočtu charakteristik dopravní sítě států a měst (Tóth 2022). Týmto notebookom je ilustrovaný prevod kódu z Python skriptu do formy Jupyter Notebooku.

Notebook s názvom Eurostat má za cieľ predstaviť knižnicu Eurostat, popisnými štatistikami charakterizovať vybraný dataset o ľudských zdrojoch vo vede a technológii a pomocou máp a grafov vytiahnuť zaujímavé informácie z dát. Pomocou uvedenej knižnice je možné jednoducho pristupovať k Eurostat datasetom na základe ich ID. Týmto spôsobom je zabezpečená aktuálnosť dát pri každom spustení notebooku. Dáta sú ukladané do štruktúr (Geo)DataFrame, takže užívateľ si osvojí ich vlastnosti a metódy. „Data storytelling“ je zameraný na vývoj podielu aktívnej populácie vo vede a technológii v európskych regiónoch NUTS 2 medzi rokmi 2011 a 2022 a na vybrané skupiny regiónov. Čiastočným cieľom je ukážka získania, spracovania a vizualizácie priestorových dát iba s použitím open-source Python knižníc.

Cieľom notebooku s názvom Rozloha ľadovca je predstaviť jednoduchú metódu na odhad rozlohy horského ľadovca pomocou spektrálneho indexu NDSI a demonštrovať využitie knižnice Rasterio na prácu so satelitnými snímkami. Rozloha ľadovca je odhadovaná zo Sentinel-2 snímok stiahnutých v júli v rokoch 2018- 2023. Užívateľ môže sledovať vývoj rozlohy ľadovca v tomto období na vytvorených grafoch. Čiastočným cieľom je podobne ako pri notebooku Hustota dopravnej siete konverzia zdrojového Python skriptu na Jupyter Notebook, keďže tento notebook je založený na skripte zo semestrálnej práce GeoPython: výpočet rozlohy ľadovca (Potočiar a Tóth 2023). V úvode notebooku sa nachádza návod na stiahnutie snímok z misie Sentinel-2.

Notebook Mapovacie knižnice má za cieľ predstaviť štyri open-source Python knižnice, ktoré vedia vytvárať mapy, ukázať silné stránky a špeciality týchto knižníc a porovnať ich pri vizualizácii jedného spoločného datasetu. Toto sú vybrané knižnice: Cartopy, Folium, Plotly a ipyleaflet. Užívateľ tak získa prehľad o možnostiach vytvárať statické i interaktívne mapy priamo v Jupyter Notebooku pomocou Python kódu. Spoločným datasetom, ktorý vizualizujú všetky knižnice, je polygónová vrstva európskych štátov. Tento notebook je inšpirovaný článkom 6 python libraries to make beautiful maps (Rozanov 2024).