地理信息系统实验报告地图的各类分析.docx

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地理信息系统实验报告地图的各类分析

本科学生综合性、设计性

实验报告

姓名＿杨建永＿　学号＿114130630＿＿

专业＿测绘工程　班级＿11测绘＿＿＿

实验课程名称　＿地理信息系统概论＿＿＿＿＿

指导教师＿＿董铭老师＿＿＿＿＿＿

开课学期2013＿至＿2014＿＿学年＿一学期

上课时间＿2013＿＿年＿＿11、12_月

云南师范大学旅游与地理科学学院

实验名称：

钦州市行政区划图综合分析

实验时间：

2013、12、20

小组合作：

是　否

小组成员：

无

1、实验目的：

（1）、熟练掌握地物要素查询、属性查询、相互位置查询以及空间连接；

（2）、依次进行空间缓冲区分析、空间网络分析以及空间叠合分析，并达到某种目的和效果，培养空间数据综合分析能力；

（3）、熟练运用制作专题地图的显示方法；

（4）、学习地图的布局方式及方法，最后输出完整的JPEG结果图。

本实验最主要的目的是：

加深对网络分析基本原理，方法的认识；熟练掌握ARCGIS下进行道路网络分析的技术方法。

结合实际，掌握利用网络分析方法解决地学空分析问题的能力。

2、实验数据及使用软件模块：

（1）、使用软件为:

ArcGIS9.3

对安装环境的基本要求：

●处理器：

Pentium450MHz（或者更高）

●操作系统：

MicrosoftWindowsNT4.0ServicePack6a

MicrosoftWindows2000

MicrosoftWindowsXP

●内存空间：

不低于128MB

●硬盘空间：

1.5GBNTFS/1.6GBFAT（或者更高）

DesktopAplications：

700MBNTFS/750MBFAT

WorkstionAplication：

700MBNTFS/750MBFAT

●网络浏览器：

IE5.0（或者更高）.

（2）、对山东省钦州市行政区划图进行数字化，结果图如下，以该图像作为原图，针对某些特定的目的进行综合分析：

：

3、实验数据处理过程：

一、进行各类查询：

（1）、对要素及其属性查询：

启动ArcMap,打开地图文档“二次实验原图.mxd”,激活该文档，可以看到有三个图层：

“Point”、“Road”、“County”被展开。

选用菜单Selection/SetSelectableLayers…，出现设置可选图层对话框，此处只需要设置“Point”左侧的复选框上打钩，其它两个图层不参与要素选择。

关闭对话框，在基本工具条中点击“SelectFeature”,利用shift键在地图上点击多个点要素，并打开“Point”的属性表，可以看到多条记录颜色改变了，其结果图如下：

关闭属性表，在地图窗口下面的Drawing工具条中某个图形右侧，按住下拉箭头系统会显示一组图标菜单如下：

选择折线图标，在地图上绘出一条折线，穿越两个多边形，双击鼠标表示输入结束，利用工具条中的“SelectElements”,选择图形要素，则对应的图形被选中，效果图如下：

条件组合查询：

鼠标右键点击图层名“County”，调出属性表，在属性表窗口的右下侧点击Options/SelectByAttributes…，弹出条件组合查询对话框，并作出相应的设置（其中查询文本框中设置为“[Shape_Area]>55000”），即查询面积大于55000平方米的区域，结果为：

甫北县和灵山县

生成统计图：

在目录表中选择图层“County”，打开属性表，点击字段“Area”,选择若干条记录，使它们进入选择集，点击“Option”选择“CreateGraph…”出现对话框，依次做出P19的设置，最后得出结果如下：

此操作失败，无法产生统计图。

分类汇总：

在属性表中的任意字段名上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“Summarize…”，出现数据汇总对话框；第一个下拉菜单中选择“name”，第二个下拉菜单中点击字段“Length”展开，依次勾选“Minimun、Maxnimun、Average、Sum”，输入汇总的存储路径为“E：

地信/第二次试验/数据/汇总数据”；点击“ok”，生成汇总数据，存放于左侧目录栏中，右键单击选择打开菜单，该表显示为：

相互位置查询和空间连接：

①点、线图层间的相邻查询：

载入实验原图并激活，将Units框中的单位改为“Kilometers”，选择Selection/SelectByLocation…，调出位置选择对话框，勾选“Point”作为选择要素，选择“在一定距离内选择”，并将“Road”要素作为距离参考，键盘输入参考距离为“100Kliometers”,点击“OK”，得结果为：

选择出来“大直镇”

在目录表中鼠标右键点击图层名“point”,选择其属性框可以看到一条记录颜色改变，结果如下：

②面状图层的相邻选择查询：

选择Selection/SelectByAttributes…,出现条件组合查询对话框，设置“Layer”为“county”且查询条件为“Area>70000”,查询结果为：

查看其属性对话框可知，有一条记录颜色改变：

③包含查询：

选择Selection/SelectByAttributes…,出现条件组合查询对话框，设置“Layer”为“point”,利用鼠标在文本框中输入“name”LIKE“灵山县”，点击“Apply”，符合条件的点只有一个且颜色改变，关闭对话框；点击“point”图层，选用菜单Selection/SelectByLocation…，调出位置选择对话框，做如下设置：

点击“Apply”,可得查询结果如下：

“在多边形“灵山县”内的所有点状图层的颜色改变”：

④、空间连接：

查看“point”属性对话框，可以看到：

在快捷菜单中选择“JoinandRelates/Join……”，设置对话框，并将输出结果保存为“E:

\软件\地信\114130630杨建永地理信息系统实验2\空间连接Join_Output.shp”，点击“OK”,系统自动生成新的点状图层“空间连接Join_Output”，将其加载到框架中，要素的属性和“point”一样，如下：

二、空间缓冲区分析：

1、多边形要素邻近区分析：

启动地图文档“二次实验原图”，首先打开图层的特征定义对话框，更改单位为“kilometers”，在窗口中点击“ArcToolbox”展开“ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity”,鼠标双击“MultipleRingBuffer（多个环状邻近区）”，出现设置对话框，设置如下：

点击OK继续，软件出现处理过程提示窗，待处理完毕后，可以得到如下结果：

接下来为每个邻近区计算面积，鼠标右键打开“Buffer1”的属性表，选择属性表右下角按钮“Option/AddField……”在随后的对话框中定义所增加的字段：

Name：

Area、

Type:

Double、Precision：

10（字段宽度）、Scale：

1（保留小数点位数），按OK键返回。

属性表增加了字段“Area”，鼠标右键点击属性表字段名，在快捷菜单中选择“Calculate……”，出现系统提示，选择“YES”,可以得到结果为：

2、线要素的邻近区分析：

启动地图文档“二次实验原图”，首先打开图层的特征定义对话框，更改单位为“kilometers”，在窗口中点击“ArcToolbox”展开“ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity”,鼠标双击“MultipleRingBuffer（多个环状邻近区）”，出现设置对话框，设置如下：

点击OK继续，软件出现处理过程提示窗，待处理完毕后，可以得到如下结果：

载入“buffer1”加以叠合，可以看到缓冲区分析的结果图为：

三、空间网络分析：

`

原图：

1、建立网络数据集：

启动“ArcCatalog”,选用菜单“Tools/Extensions……”，勾选“NetworkAnalyst”，则网络分析拓展模块被加载。

在左侧目录表窗口中打开实验原图，可看到一系列的数据项，点击Road，在右侧窗口中点击标签“Contents”，用鼠标右键在左侧目录表中点击Road,选用快捷菜单“NewNetworkDataset……”准备新建网络集，提示：

Enteraname…………：

road-ND,按“下一步”，点击按钮Connectivity……显示遵循默认值，按“下一步”，两次选择“NO”……（参照实习教程P196—P197），最后的到：

2、产生最佳路径：

启动ArcMap,打开地图文档“网络分析原图”，更改单位为“Meters”，选用工具菜单调出网络分析菜单条“NetworkAnalyst”，并加载上一步建立好的网络数据集（road_ND.nd），选择“NO”，利用网络分析菜单条中的图标

，在地图上输入两个站点，站点1在最南端，站点2在市中心的位置，利用按钮

，可以生成站点1到站点2的最佳路径，结果如下：

还可以在站点1和站点2之间添加障碍，从而改变路径；

3、产生服务区：

要求产生离开点状要素50米和100米的服务区范围，在网络分析菜单条中选择NetworkAnalyst/NewServiceArea,可以看到目录表中出现一个特殊的图层ServiceArea,在目录表中鼠标右键选择“ServiceArea/Properties……”点击标签AnalysisSettings和PolygonGeneration,依次进行设置，参数参照（P205），按“确定”键返回，鼠标右键点击“Facilities（0）/LoadLocations……”，出现对话框，在第一行的下拉菜单中选择图层“Point”,按“OK”，则点要素被加载，点击图标

（Solve）,产生点要素的服务区多边形，分别有50m、100m两种交通成本。

结果图为：

4、基于网络的设施服务水平分析：

（1）、建立网络数据集，启动“ArcCatalog”,选用菜单“Tools/Extensions……”，勾选“NetworkAnalyst”，则网络分析拓展模块被加载。

在左侧目录表窗口中打开实验原图，可看到一系列的数据项，点击Road，在右侧窗口中点击标签“Contents”，用鼠标右键在左侧目录表中点击Road,选用快捷菜单“NewNetworkDataset……”准备新建网络集，提示：

Enteraname…………：

road-ND,按“下一步”，点击按钮Connectivity……显示遵循默认值，按“下一步”，两次选择“NO”……（参照实习教程P196—P197），最后的到：

（2）、获得有效服务区：

启动软件，加载“空间网络分析原图”，并加载“NetworkAnalyst”，调出网络分析工具条，添加已经创建的网络数据集“road-ND”，选择“否（NO）”，网络数据集被加载，在网络分析工具条中，点击按钮

，打开网络分析窗口，下拉选择菜单“NetworkAnalyst/NewServiceArea”,网络分析窗口中出现Facilities（设施）、Barriers（障碍）等目录，同时窗口中出现了一个新图层ServiceArea。

在网络分析窗口中，鼠标右键点击Facilities（0），弹出快捷菜单，选择“LoadLocations……”，进入对话框进行设置（参见P363）。

按OK键退出，Facilities括号中的数字由0变成64，地图上也显示出64个设施。

在网络分析窗口上，点击图层属性按钮

，进入LayerProperties对话框，选择AnalysisSetting标签和PolygonGeneration（多边形生成）变迁，作设置，设置参数参见P363……按“应用（A）”按钮，保存设置，按“确定”键退出参数设置。

单击网络分析工具条上的按钮

（Solve）,运行网络分析程序，产生有效服务区，结果图如下：

消除服务区的重叠：

关闭网络分析窗口，网络分析工具条，地图窗口的标准工具条中点击图标

，展开“ArcToolbox/DataManagementTools/Generalization”,鼠标双击Dissolve,出现“Dissolve”对话框：

并进行设置，设置参见P365。

产生消除重叠后的服务区范围，可以看到服务区的很多部分已经超出了范围，需要进一步处理，即能获得有效服务区。

展开ArcToolbox/AnalysisTools/Extract,鼠标双击Clip,出现设置对话框，进行设置，并将结果存储为“Diss2”，最后得到有效服务区的结果图为：

四、空间叠合分析：

（1）、多边形归并：

ArcMap可以按属性归并要素，除了将相同类型的点、线、面归并为点簇、线簇、多边形簇，还可以对归并后的数据做进一步简化。

本练习将road归并处理，使road归并为county。

展开“ArcToolbox/DataManagementTools/Generalization”,鼠标双击Dissolve,出现“Dissolve”对话框：

并进行设置，设置参数参照P131，其中“InputFeatures”为：

Road……，用鼠标右键打开图层“Road_Dissolve”的属性框，选择Symbology标签，为每一个线要素定一种颜色。

但每条线要素在空间上是一个整体，在属性表中也只有一条记录，打开要素属性表，显示结果如下：

最后结果图为：

（2）、多边形叠合：

叠合处理过程：

首先在“County”属性表中添加字段“VALUE”，然后打开属性表，鼠标右键点击字段“VALUE”，选用CalculateValues&……，先提示计算结果没有对应的撤销操作，回答“是（Y）”，在FieldCalculator对话框下侧提示：

VALUE=,用鼠标点击输入：

Area/Perimeter,按ok键结束，可以看到字段VALUE被赋值，属性表如下：

多边形的叠合：

由于选择的原图中，只有一个多边形图层，故多边形之间的叠合，无法完成!

线图层和面图层的叠合：

展开工具ArcToolbox/AnalysisTools/Overlay/,双击Intersect,在对话框的InputFeature下拉条中配合文件夹按钮和下拉箭头，选择“County”和“E:

\软件\地信\114130630杨建永地理信息系统实验2\数据\Road.shp”,OutputbType（optional）下拉选择，输出的数据类型是线要素（LINE）,其他选项均选用默认值，按OK键继续，在软件运行对话框中出现“Completed”提示后，关闭对话框，可以看到左面增加了一个线要素图层：

线和面叠合以后的结果为：

图中仅对黄色多边形做了叠加，其中

颜色的部分，为线要素叠加后的效果。

打开叠加后图层的属性表，可以看到属性为：

鼠标右键点击图层Road_intersect,打开属性对话框，选择属性窗口右下侧按钮“Option/AddField……”，出现设置对话框增加新字段：

Name：

Lenghth1,Type：

Float,

字符宽度为6，保留2为小数，按OK键继续，属性表增加了新字段Lenghth1,用鼠标右键点击该字段名，在快捷菜单中选择“CalculateValue……”结果为：

从上述属性表中可以看到有一个字段Area,所有记录纸Area的值均为：

80001.565，这是“计算范围”多边形叠合之间的面积，叠合处理中带入属性表AttributeofRoad_Intersect,鼠标右键点击字段名“Length1”,选择“Statistics……”，可以看到叠合后各段道路的长度合计值：

1122.4

故该计算范围的道路密度为：

1122.4/80001.565*1000=14.03（m/m^2）

5实验成果图：

（1）、空间缓冲区分析结果图：

（2）、空间网络分析结果图：

（3）、空间叠合分析结果图：

（4）、专题地图制作结果图：

6、实验总结：

1）、本次实验成败之处及其原因分析：

失败：

（1）、在查询过程中，未完成“统计图的产生”。

原因：

在做设置过程中，操作界面没有“勾选Useselectedsetoffeaturesorrecords”一项，故无法完成操作；

（2）、在做“空间缓冲区分析”时，由于事先原图选择不当，导致做出来的结果图有些模糊和混乱；

（3）、在进行“空间网络分析”时，由于原图的“线要素”的处理不当，导致在进行“考虑车速、单向行驶、道路互通”的空间分析时，无法按要求完成；

（4）、在进行“获得有效服务区”时，不知道什么原因，导致产生这样的结果：

（5）、在做叠合处理过程中，当字段VALUE被赋值以后，属性表在原来的基础上增加了两条记录：

变化后的属性表为：

（6）、多边形的叠合过程中，由于选择的原图中，只有一个多边形图层，故多边形之间的叠合，无法完成；

成功：

总体来说，本次实验还是算成功的；

（1）、在进行“空间查询和空间连接”时，能够根据具体要求，进行各类要素的查询和连接，也得到了不错的效果；

（2）、在“空间缓冲区分析”中，多边形要素分析做得也还算可以，虽然结果图有些混乱，但至少得到了正确的结果图；

（3）、多边形的归并一节，操作很顺利，结果也很好；

（4）、在做“线要素与面要素叠合”中，虽然没有对整个面图层做叠合，但是对该部分的叠合做的还是很好的，最后也得出了该计算范围的道路密度。

2）、做好本实验需要把握的关键环节：

（1）、做好本次实验，首先的关键是操作原图的选择，如果操作原图处理不好，就会导致做出来的结果图很混乱，很模糊。

起初做“空间查询”和“空间缓冲区分析”时，就是由于这个原因，所以最后做出来的结果图不是太好；

（2）、其次是对“ArcMap”软件的相关基础操作和基本工具调用的熟练掌握，倘若不熟知基本工具栏的设置和调用，是很难完成各类空间查询和各类分析的；

（3）、最后是对操作细节的掌握，每个微妙的操作都将导致结果不正确，所谓“细节决定成败”。

针对本次实验，只有充分掌握每一个操作，才能得到完美的结果。

指导老师评语及得分：

签名：

年月日