空间分析建模与综合分析实练.docx
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空间分析建模与综合分析实练
嘉应学院
地理科学与旅游学院
2015—2016年
(1)
《空间分析》课程
实验报告
实验一:
ARCGIS的栅格数据空间分析
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
成绩:
基于ArcGIS的栅格数据空间分析
一、实验目的
1、熟悉ArcGIS10.0桌面版ArcMap、Arctoolbox、Arccatolog的基本功能
2、熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等分析功能。
3、掌握水文分析中的沟谷网络的提取原理及过程、沟壑密度的计算方法
二、主要实验器材
计算机硬件:
性能较高的PC机
计算机软件:
ArcGIS10.0软件
实验一学校选址
1.1实验要求
(1)明确目的和标准
目的:
根据要求确定出适宜性比较好的学校选址区。
学校选址的标准包括:
位于地势较平坦处;结合现有土地利用类型综合考虑,选择成本不高的区域;与现有文体设施相配套,学校距离这些设施愈近愈好;避开现有学校,合理分布。
(2)从数据库中提取用于选址的数据
(1)Landuse(土地利用图);
(2)DEM(地面高程图)(3)rec_sites(文体设施分布图)(4)school(现有学校分布图)
(3)派生数据集。
从现有数据派生出能提供学校选址的原始成本数据,包括坡度数据、到现有学校距离数据集和到娱乐场所数据集。
从DEM数据提取坡度数据集,从娱乐场所数据“Rec_sites”提取文体设施直线距离数据,从school数据中提前学校直线距离数据
(4)重分类数据集
学校的位置在平坦地区比较有利,采用等间距分级分为10级,在平坦的地方适宜性好,赋以较大的适宜性值,得到坡度适宜性数据recalssslope;距离娱乐场所比较近好,采用等间距分级分为10级,距离娱乐场所最近适宜性最高,赋值10;距离最远的地方赋值1。
得到娱乐场所适宜性图reclassdisr;距离现有学校比较远时适宜,距学校最远单元赋值10,距离最近的单元赋值1,得到重分类学校距离图reclassdiss;重分类土地利用数据,删除湿地等,得到reclassland
(5)适宜性分析
栅格计算:
Suit(最终适宜性)=reclassdisr(娱乐场所)*0.5+reclassdiss(现有学校)*0.25+reclassland(土地利用数据)*0.125+reclassslope(坡度数据)。
得到最终适宜性数据集,可提取出suit大于8适宜性较高的区域为推荐学校选址区域。
(6)将选择的适宜地块进行符号配置后以地图形式输出
1.2实验过程
1、打开地图文档:
在ArcMap主菜单上选择文件----打开----选择桌面/arcgis实验数据/chp8/Ex1/school.mxd
2、设置工作模块:
单击菜单中自定义----拓展模块----勾选SpatialAnalyst----关闭
3、设置工作环境:
双击工具箱中ArcToolbox----右键选择“环境”,打开环境设置对话框,设置相关参数:
设置工作空间和临时工作空间;设置处理范围和栅格分析。
4、从DEM数据提取坡度数据集:
选择SpatialAnalyst----表面分析----坡度----输入dem数据----生成坡度数据
结果如下:
5、从娱乐场所数据提取娱乐场直线距离数据:
选择SpatialAnalyst----距离分析----欧式距离----得到娱乐直线数据
结果如下:
6、从现有学校数据提取学校直线距离数据:
选择SpacialAnalyst----距离分析----欧式距离----得到学校直线数据。
结果如下:
7、重分类数据集
(1)重分类坡度数据集。
采用等间距分级方法把坡度分为10级。
平坦的地方适宜性好,赋予较大值,陡峭的地方赋予较小值。
SpacialAnalyst----重分类----重分类----得到重分类坡度数据。
结果如下:
(2)重分类娱乐场所直线距离数据。
采用等间距分级为10级,距离娱乐场所越近,适宜性越高,赋予较大值。
SpacialAnalyst----重分类----重分类----得到重分类娱乐数据
结果如下:
(3)重分类学校直线距离数据。
按照等间距分为10级,距离学校远的赋予较大值,距离学校近的赋予较小值。
SpacialAnalyst----重分类----重分类----得到重分类学校数据。
结果如下:
(4)重分类土地利用数据集。
删除water、wetland、grass、三个类别,并勾选“将缺省值更改为NoData”.SpacialAnalyst----重分类----重分类----得到重分类土地数据。
结果如下:
8适宜性分析。
选择SpacialAnalyst----地图代数----栅格分析器。
按照Suit=重分类娱乐*0.5+重分类学校*0.25+重分类土地*0.125+重分类坡度*0.125计算结果。
最终结果如下:
结果说明:
图示地区颜色深的地方为推荐学校选址区域
实验二最佳路径分析
2.1实验要求
(1)新建路径成本较少;
(2)新建路径为较短路径;
(3)新建路径的选择应该避开主干河流,以减少成本;
(4)新建路径的成本数据计算时,考虑到河流成本(Reclass_river)是路径成本中较关键因素,先将坡度数据(reclass_slope)和起伏度数据(reclass_QFD)按照0.6:
0.4权重合并,然后与河流成本作等权重的加和合并,公式描述如下:
cost=Reclass_river+(reclass_slope*0.6+reclass_QFD*0.4)
(5)寻找最短路径需要运用ArcGIS的空间分析(SpatialAnalyst)中离制图中的成本路径及最短路径、表面分析中的坡度计算及起伏度计算、重分类及栅格计算器等功能完成;
(6)最后提交寻找到的最短路径路线图。
2.2实验数据:
dem(高程数据),startPot(路径源点数据),endPot(路径终点数据)River(小流域数据)
2.3实验过程
1、打开地图文档:
在ArcMap主菜单上选择文件----打开----选择桌面/arcgis实验数据/chp8/Ex2/road.mxd
2、设置工作模块:
单击菜单中自定义----拓展模块----勾选SpatialAnalyst----关闭
3、设置工作环境:
双击工具箱中ArcToolbox----右键选择“环境”,打开环境设置对话框,设置相关参数:
设置工作空间和临时工作空间;设置处理范围和栅格分析。
4、获得坡度成本数据。
选择SpatialAnalyst----表面分析----坡度----输入dem数据----生成“坡度”数据集。
结果如下:
4.1使用坡度数据集,选择SpacialAnalyst----重分类----重分类,采用等间距放大分为十级,坡度最小的一级赋值为1级,坡度对打的一级赋值为10级,得到重分类坡度数据。
5、生成起伏度成本数据集。
选择SpacialAnalyst----领域分析----焦点统计,生成起伏度数据层。
结果如下:
5.1对起伏度成本数据进行重分类,等间距重分类为10级,起伏度越大的赋值越高。
得到起伏度成本数据。
结果如下:
6、生成河流成本数据
选择SpacialAnalyst----重分类----重分类----4级为10,依次为8、5、2、1,生成河流成本
结果如下:
7、加权合并单因素成本数据,生成最终成本数据
选择SpacialAnalyst----地图代数----栅格计算器合并数据集,计算公式如下:
Cost=重分类河流数据+(重分类坡度数据*0.6+重分类起伏度数据*0.4)得到最终的成本数据,深色表示成本高的地方。
结果如下:
9计算成本权重距离函数
选择SpacialAnalyst----距离分析----成本距离,生成成本距离图
10、求得最短路径
选择SpacialAnalyst----距离分析----成本路径----生成最短路径。
结果如下:
实验三:
山顶点的获取
3.1实验要求
(1)通过等高线、山顶点、凹陷点的提取和配置,熟练掌握利用ArcGIS栅格数据空间分析中等高线的提取、栅格数据邻域分析和窗口计算功能,完成栅格数据表面分析。
(2)应用栅格数据空间分析模块中的等高线提取功能,分别提取等高距为15米和75米的等高线图,并按标准地形图绘制等高线方法绘制等高线,作为山顶点、凹陷点空间分布的背景图;
(3)通过邻域分析和栅格计算器提取山顶点、凹陷点。
3.2实验数据
黄土丘陵地区1:
10000DEM数据
3.3实验过程
(1)设置空间分析环境:
在ArcToolbox上右击----【环境】----展开【工作空间】进行设置,----单击【确定】完成设置;
(2)提取等高距为15m的等高线:
选择【SpatialAnalyst工具】----【表面分析】----【等值线】----在对话框中进行参数设置-----单击【确定】----双击“15等高线”图层图例,将显示颜色改为灰度60%;
结果如下:
(3)提取等高距为75m的等高线:
选择【SpatialAnalyst工具】----【表面分析】-----【等值线】-----在对话框中进行参数设置----单击【确定】,双击75等高线图层图例,将显示颜色改为黑色
结果如下:
(4)生成山体阴影:
选择【SpatialAnalyst工具】----【表面分析】----【山体阴影】----在对话框中进行参数设置----单击【确定】
结果如下:
(5)计算邻域最大值:
选择【SpatialAnalyst工具】----【邻域分析】----【焦点统计】,在对话框中进行参数设置----单击【确定】
结果如下:
(6)提取山顶点区域:
选择【SpatialAnalyst工具】----【栅格代数】----【栅格计算器】----在“栅格计算器”对话框中输入表达式“SD="FocalSt_dem1"-"dem"==0”
(7)进行重分类:
选择【SpatialAnalyst工具】----【重分类】----【重分类】在对话框中进行相关参数的设置----单击【确定】
(8)转为矢量点:
选择【转换工具】----【由栅格转出】----【栅格转点】在对话框中进行参数设置
最终结果如下:
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