實驗四矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)分析2

1、測繪工程學院GIS軟件應(yīng)用實驗報告書實驗名稱：實驗四、矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)分析2專業(yè)班級：姓 名：學 號：實驗地點：實驗時間：實驗成績： 地理信息系一、實驗?zāi)康呐c要求通過練習，熟悉ArcGIS柵格數(shù)據(jù)距離制圖、成本距離加權(quán)、數(shù)據(jù)重分類、多層面合并等空間分析功能，熟練掌握利用ArcGIS上述空間分析功能分析和結(jié)果類似學校選址的實際應(yīng)用問題的基本流程和操作過程。練習一1、新學校選址需注意如下幾點： 1） 新學校應(yīng)位于地勢較平坦處； 2） 新學校的建立應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有土地利用類型綜合考慮，選擇成本不高的區(qū)域； 3） 新學校應(yīng)該與現(xiàn)有娛樂設(shè)施相配套，學校距離這些設(shè)施愈近愈好； 4） 新學校應(yīng)避開現(xiàn)有學校，合理

2、分布。 2、各數(shù)據(jù)層權(quán)重比為：距離娛樂設(shè)施占0.5，距離學校占0.25，土地利用類型和地勢位置因素各占0.125。3、實現(xiàn)過程運用ArcGIS的擴展模塊（Extension）中的空間分析（Spatial Analyst）部分功能，具體包括：坡度計算、直線距離制圖功能、重分類及柵格計算器等功能完成。4、最后必須給出適合新建學校的適宜地區(qū)圖，并對其簡要進行分析。 練習二1、新建路徑成本較少； 2、新建路徑為較短路徑； 3、新建路徑的選擇應(yīng)該避開主干河流，以減少成本； 4、新建路徑的成本數(shù)據(jù)計算時，考慮到河流成本（Reclass_river）是路徑成本中較關(guān)鍵因素，先將坡度數(shù)據(jù)（reclass_sl

3、ope）和起伏度數(shù)據(jù)（reclass_QFD）按照0.6：0.4權(quán)重合并，然后與河流成本作等權(quán)重的加和合并，公式描述如下： cost = Reclass_river + ( reclass_slope*0.6+reclass_QFD*0.4) 5、尋找最短路徑的實現(xiàn)需要運用ArcGIS的空間分析（Spatial Analyst）中距離制圖中的成本路徑及最短路徑、表面分析中的坡度計算及起伏度計算、重分類及柵格計算器等功能完成；6、最后提交尋找到的最短路徑路線圖。 練習三 1、熊貓活動具有一定的槽域范圍，一個槽域范圍只有一個或一對熊貓，在此練習中，假設(shè)熊貓槽域半徑為5km。 2、雖然一個采樣點代表

4、一個熊貓，但由于熊貓的生存具有確定槽域特征，不同的采樣點具有不同的空間控制面積。假定熊貓活動范圍分布滿足以采樣點為中心的泰森多邊形，如何將這一信息加入密度分布圖是本練習的重點。 3、 在野外實采的熊貓活動足跡數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以每個熊貓槽域范圍為權(quán)重，運用ArcGIS中的區(qū)域分配功能制作該地區(qū)熊貓分布密度圖。 練習四 1、經(jīng)濟的發(fā)展具有一定的連帶效應(yīng)和輻射作用。以該地區(qū)各區(qū)域年GDP數(shù)據(jù)為依 據(jù)，采用IDW和Spline內(nèi)插方法創(chuàng)建該地區(qū)GDP空間分異柵格圖。 2、分析每種插值方法中主要參數(shù)的變化對內(nèi)插結(jié)果的影響。 3、 分析兩種內(nèi)插方法生成的GDP空間分布圖的差異性，簡單說明形成差異的主要原因。

5、 4、通過該練習，熟練掌握兩種插值方法的適用條件。 練習五 1、應(yīng)用柵格數(shù)據(jù)空間分析模塊中的等高線提取功能，分別提取等高距為15米和75米的等高線圖，并按標準地形圖繪制等高線方法繪制等高線,作為山頂點、凹陷點空間分布的背景圖； 2、通過鄰域分析和柵格計算器提取山頂點、凹陷點。二、實驗準備練習一：實驗數(shù)據(jù)及實現(xiàn)流程圖1、 Landuse（土地利用圖） 2、dem（地面高程圖） 3、rec_sites（娛樂場所分布圖） 4、school（現(xiàn)有學校分布圖） 準備數(shù)據(jù) 土地利用圖 高程圖 娛樂場所分布圖 學校分布圖 距離娛樂場所計算坡度距離學校派生數(shù)據(jù) 重分類 權(quán)重0.250.50.1250.125

6、最終結(jié)果 練習二：實驗數(shù)據(jù)及實現(xiàn)流程圖1、dem(高程數(shù)據(jù)) 2、startPot (路徑源點數(shù)據(jù)) 3、endPot (路徑終點數(shù)據(jù)) 4、river (小流域數(shù)據(jù)) 小流域分布圖 高程圖 高程圖數(shù)據(jù)準備 派生數(shù)據(jù)計算起伏度計算坡度 重分類 0.40.6+權(quán)重分配 成本數(shù)據(jù) 計算距離方向 結(jié)果 練習三：實驗數(shù)據(jù) 野外實采的熊貓活動足跡數(shù)據(jù)，一個足跡代表一個熊貓曾在此處活動過，相同足跡只記載一次，數(shù)據(jù)存放于隨書光盤的.Chp8Ex3目錄中。 練習四：實驗數(shù)據(jù)某地區(qū)的統(tǒng)計GDP數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)范圍：4601萬132630萬元。數(shù)據(jù)存放于隨書光盤的.Chp8Ex4目錄中。練習五：實驗數(shù)據(jù)黃土丘陵地區(qū)1:

7、10000DEM數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存放于隨書光盤的.Chp8Ex5目錄中。三、實驗內(nèi)容與主要過程練習一1、運行ArcMap，加載Spatial Analyst模塊，如果Spatial Analyst模塊未能激活，點擊【自定義】|【擴展模塊】，選擇Spatial Analyst，點擊【關(guān)閉】按鈕。2、加載地圖文檔對話框，選擇E:Chp8Ex1school.mxd。3、設(shè)置空間分析環(huán)境。點擊【地理處理】|【環(huán)境】，打開環(huán)境設(shè)置對話框設(shè)置相關(guān)參數(shù)： (1) 展開【工作空間】，設(shè)置默認工作路徑為：“F:EX1result”。(2) 展開【處理范圍】，在范圍下拉框中選擇“與圖層 landuse相同”。(3) 展

8、開【柵格分析】，在像元大小下拉框中選擇“與圖層 landuse相同”，如圖1-1所示。 圖1-14、從DEM數(shù)據(jù)提取坡度數(shù)據(jù)集。選擇DEM數(shù)據(jù)層，點擊Spatial Analyst模塊的下拉箭頭，選擇【表面分析】并點擊【坡度】，生成【坡度】數(shù)據(jù)集，如圖1-2所示。 圖1-25、從娛樂場所數(shù)據(jù)“Rec_sites”提取娛樂場直線距離數(shù)據(jù)。選擇Rec_sites數(shù)據(jù)層，點擊Spatial Analyst模塊的下拉箭頭，選擇【距離分析】并點擊【歐式距離】，生成dis_recsites數(shù)據(jù)集，如圖1-3所示。 圖1-36、從現(xiàn)有學校位置數(shù)據(jù)“School”提取學校直線距離數(shù)據(jù)庫。選擇School數(shù)據(jù)層

9、，點擊Sptial Analyst模塊的下拉箭頭，選擇【距離分析】并點擊【歐式距離】，創(chuàng)建數(shù)據(jù)集，得到dis_School數(shù)據(jù)集，如圖1-4所示。 圖1-47、重分類數(shù)據(jù)集 (1) 重分類坡度數(shù)據(jù)集學校的位置在平坦地區(qū)比較有利，比較陡的地方適宜性比較差。采用等間距分級分為10級，在平坦的地方適宜性好，賦以較大的適宜性值；陡峭的地區(qū)賦比較小的值，得到坡度適宜性數(shù)據(jù)recalssslope，如圖1-5所示。 圖1-5(2) 重分類娛樂場直線距離數(shù)據(jù)集考慮到新學校距離娛樂場所比較近時適宜性好，采用等間距分級分為10級，距離娛樂場所最近適宜性最高，賦值10；距離最遠的地方賦值1。得到娛樂場所適宜性圖r

10、eclassdisr，如圖1-6所示。 圖1-6(3) 重分類現(xiàn)有學校直線距離數(shù)據(jù)集考慮到新學校距離現(xiàn)有學校比較遠時適宜性好，采用分級分為10級，距離學校最遠的單元賦值10，距離最近的單元賦值1。得到重分類學校距離圖reclassdiss，如圖1-7所示。 圖1-7(4) 重分類土地利用數(shù)據(jù)在考察土地利用數(shù)據(jù)時，容易發(fā)現(xiàn)各種土地利用類型對學校適宜性也存在一定的影響。如在有濕地、水體分布區(qū)建學校的適宜性極差，于是在重分類時刪除這兩個選項，實現(xiàn)如下： 按Ctrl鍵，選擇“water”、“wetland”、“grass”，點擊“delete entries”。刪除“water”、“wetland”、

11、“grass”。然后根據(jù)用地類型給各種類型賦值，得到reclassland，深色部分為比較適宜區(qū)，淺色部分表示適宜性比較差，白色表示該處不允許建學校，如圖1-8所示。 圖1-8 8、適宜區(qū)分析重分類后，各個數(shù)據(jù)集都統(tǒng)一到相同的等級體系之內(nèi)，且每個數(shù)據(jù)集中那些被認為比較適宜性的屬性都被賦以比較高的值，現(xiàn)在開始給四種因素賦以不同的權(quán)重，然后合并數(shù)據(jù)集以找出最適宜的位置。點擊Spatial Analyst下拉列表框中的【地圖代數(shù)】|【柵格計算器】命令對各個重分類后數(shù)據(jù)集的合并計算，最終適宜性數(shù)據(jù)集的加權(quán)計算公式為：Suit(最終適宜性）= reclassdisr（娛樂場所）* 0.5 + recla

12、ssdiss（現(xiàn)有學校）* 0.25 + reclassland（土地利用數(shù)據(jù)）* 0.125 + reclassslope（坡度數(shù)據(jù)）* 0.125得到最終適宜性數(shù)據(jù)集，適宜性較高區(qū)域（深色部分）為推薦學校選址區(qū)域，如圖1-9所示。 圖1-9練習二1、運行ArcMap，加載Spatial Analyst模塊，如果Spatial Analyst模塊未能激活，點擊【自定義】|【擴展模塊】，選擇Spatial Analyst，點擊【關(guān)閉】按鈕。2、打開加載地圖文檔對話框，選擇E:Chp8Ex2road.mxd。3、設(shè)置空間分析環(huán)境。點擊【地理處理】|【環(huán)境】，打開環(huán)境設(shè)置對話框設(shè)置相關(guān)參數(shù)： (1

13、) 展開【工作空間】，設(shè)置默認工作路徑為：“F:EX2result”。(2) 展開【處理范圍】，在范圍下拉框中選擇“與圖層den相同”。(3) 展開【柵格分析】，在像元大小下拉框中選擇“與圖層dem相同”，如圖2-1所示。圖2-14、創(chuàng)建成本數(shù)據(jù)集 考慮到山地坡度、起伏度對修建公路的成本影響比較大，其中尤其山地坡度更是人們首先關(guān)注的對象，則在創(chuàng)建成本數(shù)據(jù)集時，可考慮分配其權(quán)重比為：0.6：0.4。但是在有流域分布的情況下，河流對成本影響不可低估。在此情形下，成本數(shù)據(jù)集考慮為合并山地坡度和起伏度之后的成本，加上河流對成本之影響即可。(1) 坡度成本數(shù)據(jù)集 選擇DEM數(shù)據(jù)層，點擊Spatial A

14、nalyst下拉列表框，選擇【表面分析】并點擊【坡度】，生成【坡度】數(shù)據(jù)集。選擇Slope數(shù)據(jù)層，點擊Spatial Analyst下拉鍵頭，選擇【重分類】命令實施重分類。對坡度數(shù)據(jù)集實施重分類的基本原則是：采用等間距分為10級，坡度最小一級賦值為1，最大一級賦值為10 ，得到坡度成本數(shù)據(jù)（reclass_slope），如圖2-2所示。 圖2-2 (2) 起伏度成本數(shù)據(jù)集 選擇DEM數(shù)據(jù)層，點擊Spatial Analyst下拉列表框，選擇【領(lǐng)域分析】|【焦點統(tǒng)計】，設(shè)置參數(shù)，點擊【確定】按鈕，生成起伏度數(shù)據(jù)層，記為QFD。選擇QFD數(shù)據(jù)層，點擊Spatial Analyst下拉鍵頭，選擇【重

15、分類】命令，按10級等間距實施重分類，地形越起伏，級數(shù)賦值越高，即最小一級賦值為1，最大一級賦值為10 ，得到地形起伏成本數(shù)據(jù)（reclass_QFD1），如圖2-3所示 圖2-3(3) 河流成本數(shù)據(jù)集選擇River數(shù)據(jù)層，點擊Spatial Analyst下拉鍵頭，選擇【重分類】命令，按照河流等級如下進行分類，：4級為10；如此依次為8，5，2，1，生成河流成本（reclass_river）。如圖2-4所示。 圖2-45、加權(quán)合并單因素成本數(shù)據(jù)，生成最終成本數(shù)據(jù)集。點擊Spatial Analyst下拉列表框中的【地圖代數(shù)】|【柵格計算器】命令對各個重分類后數(shù)據(jù)集的合并計算，計算公式為：co

16、st = reclass_river（重分類流域數(shù)據(jù)）+ ( reclass_slope（重分類坡度數(shù)據(jù)）*0.6 + reclass_rough（重分類起伏度數(shù)據(jù)）* 0.4) 得到最終成本數(shù)據(jù)集（cost），其中深色表示成本高的部分。如圖2-5所示。 圖2-56、計算成本權(quán)重距離函數(shù) 點擊Spatial Analys模塊t下拉鍵頭，選擇【距離分析】中的【成本距離】。設(shè)置參數(shù)點擊【確定】按鈕。生成成本距離圖，其中淺色為源點；生成回溯鏈接數(shù)據(jù)圖，尖點為源點。如圖2-6所示圖2-67、求取最短路徑 點擊Spatial Analyst下拉框，選擇【距離分析】中的【成本路徑】，設(shè)置參數(shù)點擊【確定】按鈕，生成最終的最短路徑圖（如圖2-7，其中黑色粗線部分為確定的路徑）。 圖2-7練習三1、運行ArcMap，加載Spatial Analyst模塊，如果Spatial Analyst模塊未能激活，點擊【自定義】|【擴展模塊】，選擇Spatial Analyst，點擊【關(guān)閉】按鈕。2、設(shè)置空間分析環(huán)境。點擊【地理處理】|【環(huán)境】，打開環(huán)境設(shè)置對話框設(shè)置相關(guān)參數(shù)： 3、加載數(shù)據(jù)對話框，選擇數(shù)據(jù)。4、選擇熊貓活動足跡圖層，單擊【Spatial