本科學(xué)生綜合性設(shè)計(jì)性

1、實(shí)驗(yàn)名稱：土壤侵蝕危害性模型分析實(shí)驗(yàn)時(shí)間：一一小組合作：是 否小組成員：否本科學(xué)生綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名查建勛學(xué)號(hào)專業(yè) _ GIS 班級(jí) _ 2010GIS實(shí)驗(yàn)課程名稱 66分間分析指導(dǎo)教師及職稱董監(jiān)開課學(xué)期 2012至2013學(xué)年 第一 學(xué)期上課時(shí)間2012 年 11月 1 日云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院地理信息系統(tǒng)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪媚Ｐ蜕善?ModelBuilder)為設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)空間處理模型提供了一個(gè)圖形化 的建模環(huán)境。模型是以流程圖的形式表示，通過工具將數(shù)據(jù)串起來以創(chuàng)建高級(jí)的功 能和流程。將工具和數(shù)據(jù)集拖動(dòng)到一個(gè)模型中，然后按照有序的步驟把它們連接起 來以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的GIS任務(wù)。在M

2、odelBuilder環(huán)境下通過繪制數(shù)據(jù)處理流程圖的方式 實(shí)現(xiàn)空間分析過程的自動(dòng)化；建立土壤侵蝕模型，獲取土壤侵蝕危險(xiǎn)性分布圖，來 分析一個(gè)地區(qū)的潛在的的危害性！2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及使用軟件模塊:2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)：研究區(qū)界線(Study Area植被(Vegetation),氣象數(shù)據(jù)(Climate.shp), 高地dem柵格數(shù)據(jù)：土壤類型柵格(Soilsgrid)2.2 軟件模塊ArcGIS中Arctoolbox的Spatial Analys空間分析擴(kuò)和 3D分析擴(kuò)展模塊，以及 ModelBuilder建模工具和ModelBuilder里面編輯模型的一些工具。3、理論依據(jù)：3.1 地理建模

3、是基于空間分析對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行就、求解的流程，用ArcGIS建立模型，然后用模型生成器(ModelBuilder)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)空間處理模型的模型框架。3.2 空間處理過程，基于對(duì)源生數(shù)據(jù)或信息處理過程。3.3 空間分析模型，在 ArcGIS中的Arctoolbox中用Spatial Analyst空間分析擴(kuò)和3D 分析擴(kuò)展模塊進(jìn)行對(duì)地理因子分析。3.4 運(yùn)行新建的模型，顯示土壤侵蝕的程度，顯示危險(xiǎn)性并獲取土壤侵蝕危險(xiǎn)性分布 圖。、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案4、實(shí)驗(yàn)方法步驟及注意事項(xiàng):1.1 實(shí)驗(yàn)步驟:4.2.1在創(chuàng)建模型時(shí)要注意設(shè)置好建”模型和編輯時(shí)生成文件所需存儲(chǔ)的位置;4.2.2在模型設(shè)計(jì)過程中，要注意好工

4、具的調(diào)用;5 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法：5.1 加載數(shù)據(jù)：打開ArcGI§激活Spatial Analyst和3D Analyst擴(kuò)展模塊，打開 ArcTOObOXg、數(shù)據(jù)與軟件模塊、理論依據(jù)、實(shí)驗(yàn)方法步驟見實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案一添加數(shù)據(jù)研究區(qū)界線(Study Area'植被(Vegetation)、土壤類型柵格 (Soilsgrid),氣象數(shù)據(jù)(Climate.shp)、高地 dem。5.2 創(chuàng)建模型：啟動(dòng)ArcToolbox ;執(zhí)行菜單命令：工具屬性,在屬性 設(shè)置對(duì)話框中，設(shè)置空間處理選項(xiàng)頁中我的工具箱位置,將其指定為某個(gè)路徑； 右鍵單擊ArcToolbox ,選擇NewToolbox

5、 ,生成Toolbox1 ,將新建工具箱模型應(yīng)用； 右鍵單擊Toolbox1 ,在Ne沖選擇Model,則生成model。5.3 設(shè)計(jì)模型：將地理因子和 ArcToolbox所需要的工具拖到ModelBuilder 窗口中，進(jìn)行對(duì)創(chuàng)建模型的設(shè)計(jì)和相關(guān)屬性的編輯。5.4 執(zhí)行模型，查看結(jié)果，獲取土壤侵蝕危險(xiǎn)性分布圖在ModelBuilder窗口中執(zhí)行菜單命令：模型運(yùn)行整個(gè)模型。在ModelBuilder窗口中，右鍵點(diǎn)擊圖框土壤侵蝕柵格在出現(xiàn)的右鍵菜單 中選中添加到顯示窗口 o于是土壤侵蝕危險(xiǎn)性分級(jí)柵格數(shù)據(jù)Hazrad被加入到 ArcMa葉，查看土壤侵蝕的可能性情況。5.5 保存模型在Model

6、Builder窗口中執(zhí)行菜單命令：模型模型屬性。在parameters選項(xiàng)頁 選擇該模型中用到的參數(shù)。同時(shí)設(shè)置中間變量參數(shù)：右鍵單擊所要設(shè)置的圖形要素， 選W Intermediate。最后，在ModelBuilder窗口中，保存模型；同時(shí)在 ArcT001bo燈保存設(shè)置：右鍵 ArcToolbox,選擇Save Setting命令，保存為文件，則該設(shè)置被保存.xml格式。下次打 開時(shí)，只要點(diǎn)擊右鍵ArcToolbox,選擇Load Setting命令，以文件形式打開(From File), 選擇所要打開的設(shè)置即可。6 .參考文獻(xiàn)1劉湘南，黃方，王平等.2008.GIS空間分析原理與方法(第二

7、版).7北京.科學(xué)出版社 2宋小冬，鈕心毅.2007地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程(ArcGIS 9.x (第一版).北京.科學(xué)出 版社，3朱安國.水土流失與水土保持.貴陽：貴州人民出版社,1986.4朱顯謨.黃土區(qū)土壤侵蝕的分類.土壤學(xué)報(bào)，1956, 4( 2) : 99114.5朱安國.水土流失與水土保持.貴陽：貴州人民出版社，1986.指導(dǎo)老師對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的意見：指導(dǎo)老師簽名：驗(yàn)報(bào)告2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程及結(jié)果2.1 加載數(shù)據(jù)ArcGIG 激活Spatial Analyst和3D Analyst擴(kuò)展模塊,打開ArcToolbox,添加數(shù)據(jù)研 究 區(qū)界線(Study Area)、植被(Vegetat

8、ion)、土壤類型柵格(Soilsgrid),氣象數(shù)據(jù) (Climate.shp) ,g高地dem,然后為了土層顯示不受相互間的影響，設(shè)置些基本屬性。2.1.2結(jié)果如圖：2.2 創(chuàng)建模型ArcToolbox ；執(zhí)行菜單命令：工具屬性,在屬性設(shè)置對(duì)話框中，設(shè)置空 問處理選項(xiàng)頁中我的工具箱位置,將其指定為某個(gè)路徑；右鍵單擊 ArcToolbox , 選才? New Toolbox ,生成Toolbox1 ,將新建工具箱命名為模型應(yīng)用；右鍵單擊 Toolbox1 ,在 New選擇 Model,則生成 model。2.3 對(duì)創(chuàng)建模型的編輯在ModelBuilder 窗口中，執(zhí)行菜單命令 ：modlem

9、odel properties, 在General中設(shè)置模型的名稱（土壤侵蝕分析）及標(biāo)注（土壤侵蝕危險(xiǎn)性模型）。在Environments項(xiàng)頁中設(shè)置分析范圍：點(diǎn)擊 General setting Extent * Values設(shè)置范圍設(shè)定輸出范圍為Same As Layer“Study Area ” 結(jié)果如圖：2.4 在ModelBuilder 窗口中，執(zhí)行菜單命令：model _Diagram properties ,選擇流程圖樣式。結(jié)果如圖：2.5 從ArcMap中，將圖層植被、土壤網(wǎng)格、氣象因子、高地dem拖放到 ModelBuilder 窗口中；2.6 將工具Slope 拖放到Mode

10、lBuilder 窗 口中在ModelBuilder 窗口中，點(diǎn)擊 添加連接按鈕，連接高地dem雙擊工具圖框坡度,在坡度工具屬性對(duì)話框中設(shè) 置輸入、輸出柵格數(shù)據(jù)。右鍵點(diǎn)擊圖框輸出柵格將其改名為：坡度圖。 模型：2.7 重分類2.7.1 從Arctoolbox中將工具重分類拖放到ModelBuilder窗口中（此工具在Spatial Analyst Tools Reclassf）,在ModelBuilder窗口中，點(diǎn)擊添加連接按鈕將派生 數(shù)據(jù)圖框坡度圖與工具圖框重分類連接在一起。模型：2.7.2 在ModelBuilder窗口中，雙擊工具圖框重分類，在重分類工具屬性對(duì) 話框中將坡度重分類。在這里

11、我們通過INFO數(shù)據(jù)表slopereclass實(shí)現(xiàn)重分類，在 圖中，點(diǎn)擊裝載按鈕，找到數(shù)據(jù)表slopereclass,將根據(jù)此數(shù)據(jù)表中的設(shè)定值將坡度分為10類。2.8 植被柵格與氣象因子的重分類、加權(quán)疊加和屬性設(shè)置Arctoolbox中將工具要素到柵格拖放到ModelBuilder 窗口中（此工具在 Conversion Tools TORaster下），在ModelBuilder 窗口中，點(diǎn)擊添加連 接按鈕將數(shù)據(jù)圖框vegetaion與工具圖框要素到柵格連接在一起。將工具圖框 要素到柵格后的輸出柵格改名為植被柵格。雙擊與Vegetaion相連的工具圖 框要素到柵格,在出現(xiàn)的對(duì)話框中，設(shè)置字段

12、為VEGTYPE在ModelBuilder中 右鍵選中圖框要素到柵格,執(zhí)行運(yùn)行命令。 模型： Arctoolbox 中將工具加權(quán)疊加拖放到ModelBuilder 窗口中（此工具在 Spatial Analyst ToolsOverlay 下，右鍵點(diǎn)擊工具圖框加權(quán)疊加后的結(jié)果數(shù) 據(jù)圖框改名為土壤侵蝕柵格。 模型：ModelBuilder窗口中，雙擊工具圖框加權(quán)疊加,在出現(xiàn)的加權(quán)疊加工具設(shè)置 對(duì)話框中點(diǎn)擊Add Raster Row胺鈕。在加入加權(quán)疊加層"寸話框中，依次加入土 壤網(wǎng)格(屬性S_Value)、植被柵格圖(屬性TYPE、重分類坡度圖(屬性Value)、 氣象重分圖(屬性Va

13、lue)。四個(gè)因子添加完成后，回到加權(quán)疊加工具設(shè)置對(duì)話框， 分別將因子土壤網(wǎng)格、植被柵格、重分類坡度圖、氣象重分圖的權(quán)重設(shè)置為：20%、45% 15% 20% 如圖： 給各因子不同屬性值賦權(quán)重：各種土壤類型賦值：1、3、5、9;各種植被類型賦值：1、3、6、8、9;各坡度類型賦值：1、2、3、4、5、6、7、8、9、9;氣象分為：1、 3、6、8.結(jié)果模型：2.9 執(zhí)行模型，查看結(jié)果2.9.1 在ModelBuilder 窗口中執(zhí)行菜單命令： model RunEntier Model在ModelBuilder窗口中，右鍵點(diǎn)擊圖框土壤侵蝕柵格在出現(xiàn)的右鍵菜單中選中 添加到顯示窗口 。于是土壤侵

14、蝕危險(xiǎn)性分級(jí)柵格數(shù)據(jù)Hazrad被加入到ArcMa計(jì), 從0.9表示研究區(qū)內(nèi)土壤侵蝕的危險(xiǎn)級(jí)別：1表示發(fā)生土壤侵蝕的可能性較小，9 表示發(fā)生土壤侵蝕的可能性極大。2.9.2 在ModelBuilder窗口中，保存 模型；同 時(shí)在ArcToolbox中保 存設(shè)置：右 鍵 ArcToolbox,選擇Save Setting命令，保存為文件，則該設(shè)置被保存.xml格式。下次打 開時(shí)，只要點(diǎn)擊右鍵ArcToolbox,選擇Load Setting命令，以文件形式打開(From File), 選擇所要打開的設(shè)置即可。如圖：3、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論：3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)：研

15、究區(qū)界線 (Study Area)、植被(Vegetation),氣象數(shù)據(jù)(Climate.shp),高地dem 柵格數(shù)據(jù)：土壤類型柵格(Soilsgrid)3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.3 分析數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)了一些問題，模型能順利建立好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒能夠達(dá)到起初預(yù)想的效果。同時(shí)對(duì)于建模型應(yīng)用這個(gè)環(huán)節(jié)掌握的不是很好。本次試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌瓿桑?達(dá)到一定效果。但是由于對(duì)建模型這一塊不熟悉，很多知識(shí)點(diǎn)都是陌生，所以沒能達(dá)到預(yù)期想要的結(jié)果。 需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，同時(shí)對(duì)于數(shù)據(jù)的除理方面還有欠缺， 也需要加強(qiáng)。5、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1）、本次實(shí)驗(yàn)成敗之處及其原因分析:1.1 本次試驗(yàn)?zāi)馨涯Ｐ徒⒑?，同時(shí)從中會(huì)到一些技巧，因?yàn)閷?duì)此不熟悉，在建立模 型時(shí)重復(fù)了很多次，而且數(shù)據(jù)處理方面也出現(xiàn)了批漏，但最終能順利王成1.2 原因模型數(shù)據(jù)加載中數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差錯(cuò)。2）、本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及改進(jìn)措施:做好本實(shí)驗(yàn)需要把握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：模型中數(shù)據(jù)因子加載處理以及模型參數(shù)的設(shè)置，數(shù)據(jù)加載完成后，需要運(yùn)行，不然