QGIS לאדריכלים בלי לפתוח את QGIS

רוב משרדי הבוטיק בישראל לא נוגעים ב-GIS. לא כי הם לא צריכים אותו, אלא כי מי שפתח פעם את QGIS ראה חלון עם עשרים סרגלי כלים, רשימת שכבות שלא ברור מאיפה מביאים אותה, ותפריט עיבוד עם מאות פריטים בשמות שאף אחד לא מבין. סגרתי אותו גם אני, יותר מפעם אחת.

מה שהשתנה זה לא ש-QGIS נעשה פשוט יותר. הוא לא. מה שהשתנה זה שאני כבר לא צריך לגעת בממשק שלו. יש לו מנוע עיבוד שיודע לרוץ לבד בלי החלון, והכלי שיושב אצלי על המחשב מפעיל אותו במקומי. אני מבקש בעברית, המנוע מחשב, ואני מקבל את התוצאה. במדריך הזה אני מראה בדיוק איך זה עובד, כולל המספרים שנמדדו והמקומות שבהם זה נופל.

---

1. למה QGIS נשאר סגור אצל רוב המשרדים

QGIS הוא תוכנה חינמית, חזקה מאוד, ובנויה בשביל אנשי GIS. זו לא ביקורת, זו פשוט עובדה על קהל היעד שלה. אדריכל שנכנס אליה מגלה שכדי לענות על שאלה פשוטה כמו מה נמצא בטווח הליכה של רבע שעה מהאתר, הוא צריך קודם לדעת מאיפה משיגים שכבת רחובות, איך מייבאים אותה, מה זה CRS ואיזה אלגוריתם מבין עשרות מתאים למה שהוא רוצה.

אז מה קורה בפועל. במשרדי בוטיק המידע המרחבי הזה או שלא נאסף בכלל, או שמישהו משרטט אותו ביד באוטוקאד לפי הערכה, או ששולחים את זה החוצה ליועץ. שלוש האפשרויות עולות זמן וכסף, ובשתיים מהן התוצאה פחות מדויקת ממה שהיה אפשר לקבל בחינם.

הנקודה שהובילה אותי לכתוב את המדריך הזה היא שדווקא בגלל שהכלי נראה מסובך, הוא המקום שבו יש הכי הרבה מה להרוויח. במקומות שבהם כולם כבר יודעים לעבוד, הבינה המלאכותית מייעלת קצת. במקום שבו אף אחד מהמשרד לא נכנס, היא פותחת יכולת שלא הייתה קיימת.

2. שתי תוכנות בתוך אחת: החלון והמנוע

זה הדבר היחיד שחייבים להבין כדי שכל השאר יתיישב.

QGIS מורכב משני חלקים נפרדים. יש את החלון עם המפה, השכבות, הסרגלים והתפריטים, וזה מה שכולם מזהים כ-QGIS. ומתחתיו יושב מנוע עיבוד, כלומר אוסף גדול של אלגוריתמים גיאוגרפיים מוכנים. בגרסה שאני עובד עליה, QGIS 3.34.2, יש בו 355 אלגוריתמים: חיץ, חיתוך, הקרנה, קווי גובה, שיפועים, איזוכרונים, סטטיסטיקה בתוך פוליגון, ייצוא לפורמטים שונים.

מה שרוב האנשים לא יודעים הוא שאפשר לקרוא למנוע הזה ישירות, בלי לפתוח את החלון. יש קובץ הפעלה שיושב בתיקיית ההתקנה של QGIS ומקבל פקודות, וכל אחד מ-355 האלגוריתמים זמין דרכו. זה בדיוק אותו קוד שרץ כשלוחצים על כפתור בממשק, רק בלי הממשק.

מכאן המשוואה מתהפכת. אתם מתקינים את QGIS פעם אחת ומשאירים אותו סגור לתמיד. הכלי שרץ אצלכם על המחשב מאתר איפה הוא הותקן, בוחר את האלגוריתם המתאים לשאלה שלכם, מרכיב את הפקודה, מריץ אותה, ומחזיר לכם קובץ. אתם לא לומדים תוכנה חדשה. אתם מפעילים מנוע שכבר קיים.

3. איך עובדים בפועל: שלושה צעדים באותו סדר

הכלי עושה את זה לבד, אבל שווה לדעת מה קורה שם, כי זה מסביר למה התוצאה יוצאת אמינה. כל ניתוח, בלי יוצא מן הכלל, בנוי משלושה צעדים באותו סדר.

1. איזה אלגוריתם מתאים. המנוע יודע לפרוש את רשימת כל 355 האלגוריתמים שלו, וכל אחד מגיע עם שם ותיאור קצר. הכלי מחפש בתוכה במקום לנחש.
2. איך קוראים לפרמטרים שלו. לכל אלגוריתם יש פקודת עזרה שמדפיסה את שמות הפרמטרים המדויקים שלו ואת הערכים שהם מקבלים.
3. הרצה. רק עכשיו, עם השמות הנכונים ביד.

הצעד האמצעי הוא זה שאנשים מדלגים עליו, וזו טעות. שמות הפרמטרים משתנים בין אלגוריתמים ובין גרסאות של QGIS, ופרמטר בשם שגוי לא תמיד נכשל. לפעמים המנוע פשוט מתעלם ממנו, נכנס עם ברירת המחדל, ומחזיר תוצאה. תוצאה שהיא לא מה שביקשתם, בלי שום סימן לכך.

יש שם גם כמה בורות מוזרים שאני נתקלתי בהם. פרמטר עלול להיקרא בשם שמסתיים בספרה, למשל TRAVEL_COST2, והספרה היא חלק מהשם ולא טעות הקלדה. ובחירות מרובות מוזנות כמספר ולא כמילה: כותבים STRATEGY=0 ולא את השם באנגלית. אלה בדיוק הדברים שלוקחים חצי שעה למי שמנסה לבד ואפס למי שמריץ את פקודת העזרה קודם.

4. מה נמדד: מפת הליכתיות בחמש שניות

הדוגמה שאני חוזר אליה היא מפת הליכתיות, כלומר האזור שאפשר להגיע אליו ברגל בזמן נתון מנקודה נתונה. זה ניתוח שאדריכלים מבקשים הרבה ומקבלים לעיתים רחוקות, כי הוא נשמע כמו עבודה של יועץ.

ההיגיון פשוט: הליכה בקצב סביר היא בערך 4.8 קילומטר בשעה, ולכן רבע שעה הליכה היא בערך 1,200 מטר. אבל 1,200 מטר לאורך הרחובות, לא באוויר. זה כל ההבדל בין עיגול שמישהו צייר על המפה לבין צורה שמתחשבת בכך שיש כביש מהיר שחוסם, נחל שאין עליו גשר, או שכונה עם רחובות ללא מוצא. האלגוריתם לוקח שכבת רחובות, פורש ממנה את כל המסלולים האפשריים מהנקודה שלכם, ועוצר בכל כיוון כשנגמר התקציב.

שני המספרים נמדדו על המכונה שלי בהכנה למפגש הקורס, ושניהם אמיתיים. ההפרש ביניהם הוא לא המנוע, הוא הנתונים, וזו הנקודה שאני רוצה שתיקחו מהפרק הזה. החישוב עצמו הוא הזול. השגת השכבות והכנתן היא העבודה.

עוד דבר שכדאי לדעת: כל קריאה למנוע טוענת את QGIS מחדש מאפס, וזה עולה כמה שניות קבועות בכל פעם. בניתוח בודד לא מרגישים. בשרשרת ארוכה של עשר פעולות זה מצטבר, וזה מחיר קבוע ולא תקלה.

5. מה אדריכל באמת צריך מתוך 355 האלגוריתמים

מתוך 355, אני משתמש בקביעות בשבעה או שמונה. הנה מה שבאמת חוזר בעבודה תכנונית.

הערה על פורמטים, כי היא חוסכת כאב ראש. shapefile הוא הפורמט הוותיק והמוכר, ויש לו שתי מגבלות מציקות: הוא מגיע כחמישה קבצים נלווים שאסור להפריד, והוא מקצץ שמות שדות לעשרה תווים בשקט. יש פורמט חדש יותר שנקרא GeoPackage, שהוא קובץ אחד בלי המגבלות האלה. אני עובד איתו כברירת מחדל, ומייצא ל-shapefile רק כשמישהו ביקש במפורש.

6. מאיפה מגיעים הנתונים, וזה רוב העבודה

נקודה שחשוב להגיד בגלוי, כי היא ההפתעה הראשונה של כל מי שמתחיל: המנוע לא מוריד כלום מהאינטרנט. הוא מחשב על שכבות שיושבות אצלכם על הדיסק. אין מצב שבו אתם כותבים כתובת ומקבלים מפת הליכתיות מהאוויר, אלא אם מישהו כבר סידר לכם את שכבת הרחובות מראש.

הדרך שאני עובד בה היא לרכז את הכל בתיקייה אחת, להמיר לפורמט אחיד, ולהקרין הכל למערכת קואורדינטות אחת לפני שמתחילים לחשב. אחרי הצעד הזה כל שאר הניתוחים רצים ישר. לפניו, כל ניתוח הוא הימור.

עוד פרט קטן שעלה לי בזמן: עדיף לעבוד בתיקייה שכל הנתיב שלה באנגלית. חלק מרכיבי העיבוד מתקשים עם נתיבים שיש בהם עברית או רווחים, והכישלון לא תמיד ברור. אני מחזיק תיקיית עבודה קצרה בשם אנגלי ומעתיק את התוצאה למקום הנכון בסוף.

7. תיק תב"ע הוא GIS, גם אם לא קראתם לזה ככה

זה החיבור שהכי מפתיע אדריכלים כששומעים אותו. קובצי ה-shapefile שיושבים בתוך תיק התוכנית שהורדתם ממבא"ת הם שכבות GIS לכל דבר. שכבת המגרשים, שכבת קווי הבניין, גבול התוכנית: כל אלה הם בדיוק אותו סוג נתון שהמנוע יודע לעבד.

כלומר מי שעבד פעם על תיק תב"ע כבר החזיק ביד נתוני GIS, פשוט בלי לפתוח אותם. וברגע שיש מנוע שיודע לקרוא אותם, נפתחות שאלות שקודם דרשו יועץ: מה השטח האמיתי של המגרש לפי הגיאומטריה ולא לפי מה שרשום בטבלה, כמה מטרים יש בין קו הבניין לגבול המגרש, מה נמצא בטווח הליכה מהמגרש הזה, ואיך נראה גבול התוכנית מונח מעל צילום אוויר.

את התיק עצמו, מה יש בו ואיך שולפים ממנו זכויות בנייה וייעודי קרקע, פירטתי במדריך הנפרד על ניתוח תב"ע עם בינה מלאכותית. שם גם מופיע ממצא שרלוונטי ישירות לכאן: בתוכנית שבדקתי, שדה השטח בשכבת המגרשים החזיר אפס בכל תשעת המגרשים. זו בדיוק הסיבה שכדאי לחשב שטח מהגיאומטריה במקום להאמין לטבלה.

8. הגשר החוצה: DXF לאוטוקאד ולריינו

ניתוח שנשאר בתוך עולם ה-GIS לא עוזר לאדריכל. מה שעוזר זה שהתוצאה תיכנס לשרטוט שאתם באמת עובדים בו.

למנוע יש אלגוריתם ייצוא ל-DXF, שהוא פורמט שאוטוקאד וריינו פותחים ישירות בלי המרות. כך יוצא רדיוס ההליכה, גבול התוכנית, קווי הגובה או שכבת המגרשים כגיאומטריה נקייה שאפשר להניח מתחת לתוכנית.

שתי הערות מהשטח. ראשית, כדאי לייצא בלי סימבולוגיה. יש אפשרות לייצא כולל הסמלים הגרפיים של המפה, וזה מייצר שרטוט מלוכלך שמישהו יצטרך לנקות. בלי סימבולוגיה מקבלים קווים ופוליגונים ותו לא, וזה מה שאתם רוצים. שנית, ה-DXF יוצא בקואורדינטות אמיתיות, כלומר במספרים גדולים מאוד. זה נכון וזה מה שרוצים כשמניחים על רקע מדוד, אבל אם השרטוט שלכם יושב סביב הראשית, תצטרכו להזיז אחד מהם.

9. המלכודות

לכל המלכודות כאן, בדיוק כמו בתב"ע, יש מכנה משותף אחד: הן לא מתפוצצות. אין הודעת שגיאה ואין קריסה. מקבלים קובץ, הוא נפתח, והוא שגוי.

יחידות ומערכת קואורדינטות, וזו האם של כולן

אם אתם זוכרים דבר אחד מהמדריך הזה, שיהיה זה.

שכבה גיאוגרפית יושבת במערכת קואורדינטות. רוב מה שמורידים מהאינטרנט מגיע במערכת שנקראת WGS84, ובה המיקום נמדד במעלות של קו רוחב ואורך. עכשיו תבקשו חיץ של 500 סביב נקודה. המנוע יבצע בדיוק את מה שביקשתם: 500 מעלות. הוא לא ישאל אם התכוונתם למטרים, לא יתריע, ולא ייכשל. הוא יחזיר לכם פוליגון בגודל של יבשת ויסיים בהצלחה.

בדיקת השפיות שאני עושה תמיד: חיץ של 500 מטר סביב נקודה צריך לצאת צורה שרוחבה בערך קילומטר. אם המספרים שמופיעים נראים מטורפים לכאן או לכאן, המערכת שגויה. זו בדיקה של חמש שניות והיא תופסת את הטעות היקרה ביותר בכל התחום.

שתי שכבות בשתי מערכות קואורדינטות שונות

וריאציה מסוכנת יותר של אותה מלכודת. כשחותכים שכבה לגבול תוכנית, שתי השכבות חייבות להיות באותה מערכת. אם הן לא, הן פשוט לא נפגשות במרחב, והתוצאה היא קובץ ריק לגמרי, בלי שום שגיאה. מי שרואה קובץ ריק נוטה להסיק שאין נתונים באזור, וזו מסקנה הפוכה מהאמת. לפני כל חיתוך, לוודא שהכל באותה מערכת.

הצליח, לא נוצר כלום

זו מלכודת טכנית טהורה ושווה להכיר אותה, כי היא מסבירה למה סקיל טוב שונה מהרצה מזדמנת. המנוע מחזיר סימן הצלחה גם כשלא ייצר שום פלט. כלומר אפשר לקבל הודעה שהכל עבר בסדר ולגלות שהקובץ לא קיים או שגודלו אפס. בשרשרת של חמש פעולות, כישלון שקט בשלב השני מייצר תוצאה סופית מטעה. הדרך היחידה היא לבדוק אחרי כל שלב שהקובץ קיים ושיש בו משהו.

פרמטר בשם שגוי שמתעלמים ממנו

כמו שכתבתי למעלה. שם פרמטר שגוי לא בהכרח נכשל, לפעמים הוא מושמט וברירת המחדל נכנסת במקומו. אם התוצאה לא נראית כמו מה שביקשתם, ההסתברות הגבוהה היא שפרמטר אחד לא נקלט. זה גם מה שהופך את פקודת העזרה לצעד חובה ולא לנוחות.

שני ספקים לאותה פעולה

לחלק מהפעולות יש שתי גרסאות במנוע, אחת ממנוע QGIS עצמו ואחת מספריית עיבוד ותיקה שהוא נשען עליה. שתיהן עובדות, אבל הן לא זהות בהתנהגות ובעיקר לא בטיפול במערכות קואורדינטות. ברירת המחדל הנכונה היא לבחור את הגרסה של QGIS עצמו, אלא אם יש סיבה ספציפית.

המלכודת האנושית: תוצאה יפה שאף אחד לא אימת

וזו האחרונה והיא לא טכנית. מפת הליכתיות יוצאת יפה. היא נראית מקצועית, היא נכנסת נהדר למצגת, ומאוד קל להתאהב בה. אבל היא מבוססת על שכבת רחובות שירדה ממקור פתוח, שהיא לא תמיד מעודכנת ולא תמיד מכילה שבילים והולכי רגל. לפני שמפה כזאת נכנסת למסמך שיוצא בשמכם, שווה להסתכל עליה על רקע צילום אוויר ולשאול אם הצורה מסתדרת עם מה שאתם יודעים על המקום. ברוב הפעמים כן. בפעמים שלא, תראו את זה מיד.

10. להפוך את זה לתהליך קבוע

עד כאן תיארתי הרצה בודדת. הערך האמיתי מתחיל כשמפסיקים להריץ ומתחילים לשמור.

אחרי שתהליך עבד כמו שצריך פעם אחת, אומרים לכלי לשמור אותו כסקיל. הוא כותב לעצמו מסמך שמתאר את סדר הפעולות: איפה QGIS יושב על המחשב הזה, לאיזו מערכת קואורדינטות להקרין, איזה אלגוריתם לכל שאלה, ומה לבדוק אחרי כל שלב. בפעם הבאה הוא לא מגלה שום דבר מחדש.

יש כאן פרט אחד שמייחד סקילים שעובדים מול תוכנה מותקנת, ולקח לי זמן להגיע אליו. הסקיל מחזיק בתוכו בלוק שמתאר את הסביבה, כלומר איזו גרסה מותקנת ואיפה בדיוק. בהרצה הראשונה הוא בודק ורושם, ואם בעתיד תשדרגו את QGIS או שהנתיב ישתנה, הוא מעדכן את הבלוק. אצלי כתוב שם היום QGIS 3.34.2 עם 355 אלגוריתמים. בלוק מיושן גרוע מבלוק ריק, כי הוא גורם לכלי לנחש נתיב שכבר לא קיים במקום לבדוק.

וזה גם המקום שבו זה הופך מכלי אישי לתשתית משרדית. הידע על איך המשרד שלכם מכין שכבות ובאיזו מערכת קואורדינטות הוא עובד מפסיק לשבת בראש של מי שהתעסק בזה, ומתחיל לשבת בקובץ שכולם עובדים לפיו.

---

שאלות ותשובות