10地理信息系统实习教程第十章邻近区.docx

10地理信息系统实习教程第十章邻近区.docx

《10地理信息系统实习教程第十章邻近区.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《10地理信息系统实习教程第十章邻近区.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

10地理信息系统实习教程第十章邻近区

第十章邻近区

1产生多边形要素的邻近区

启动地图文档\gis_ex09\ex10\ex10.mxd，该文档有四个数据框架。

激活dataframe1，该数据框架有二个图层（见图10-1）：

“道路”仅用于地图显示，不参加分析，“仓库”表示某城市中危险品的存储基地。

假设，存储基地周围100米范围内不准有建筑物，也不准堆放易燃易爆物品，周围200米范围内可以有一般建筑物，但是仍不能有易燃易爆物品，周围300米范围内不准建设住宅，以及商业、学校、办公等设施。

为此需要在地图上产生100、200、300米的邻近区，并计算邻近区的面积。

图10-1dataframe1的显示

鼠标双击dataframe1，出现DataFrame属性定义对话框，在General标签中将MapUnites（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为Meters（米），按“确定”键返回。

选用菜单Tools/BufferWizard…，在提示下完成操作：

InputFeatures：

仓库下拉选择图层名

OutputFeatureClass：

d:

\gis_ex10\ex10\temp\buffer1.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存

Distances分3次键盘输入邻近距离值，输完后按“＋”号添加

100

200

300

BufferUnit（optional）：

Default默认

FieldName（optional）：

保持空白

DissolveOption（optional）：

ALL下拉选择，重叠的多边形相互合并

按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。

ArcMap按上述要求产生离开仓库多边形100、200、300米3圈边界组成的3个邻近区多边形，图层名称默认为buffer1，数据存放在d:

\gis_ex09\ex10\temp\buffer1.shp。

可打开图层buffer1的特征对话框（Properties…），选用Symbology标签，为邻近区设置合适的显示符号，还可以打开、关闭图层“仓库”，观察显示效果（参见图10-2），可以看出，100米邻近区没有扣除仓库多边形。

图10-2关闭图层“仓库”后显示邻近区

下一步为计算每个邻近区的面积，打开邻近区图层属性表“Attributeofbuffer1”，选用属性表窗口右下侧按钮Options/AddField…，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：

Name：

Area（字段名）

Type：

Double（双精度浮点类型）

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的字段名Area，在快捷菜单中选择CalculateValues…，系统提示：

Youareabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.Thismethodisfasterthancalculatinginaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwishtocontinue?

（由于属性表处于非编辑状态，对字段进行计算的结果不能用undo方式还原，所以软件提出警告。

如果选用菜单Editor/StartEditing…，使属性表处于编辑状态，再进行字段计算，就不会出现该提示，因为对计算结果不满意的话，可用菜单Edit/Undo还原初始值。

）对提示回答“是（Y）”，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VBA代码：

（“//”右边的文字为代码说明，不必输入，只输入英语代码即可）

dimnewAreaasdouble//声明double类变量newArea用于保存面积值，该名字可以自行取名，但要与下面的文本框输入的名字保持一致

dimpAreaasIArea//声明IArea类变量pArea用于保存参与计算的字段

setpArea=[shape]//为变量pArea赋值

newArea=pArea.area//求解多边形面积并赋给用户定义的变量newArea

在下面Area=提示下的文本框内输入刚建立的面积计算变量名newArea，按OK键结束，可以观察到buffer1.shp表内容，字段Area为多边形的面积：

Shape*distanceArea

（要素形状）（邻近距离）（面积）

Polygon100230205.3

Polygon200214299.7

Polygon300277073.1

关闭属性表，返回主窗口，可进一步用属性、要素相互查询的功能，查询要素的位置及其属性，体会邻近区的形状、面积。

2关于产生多边形邻近区的小结

在产生邻近区之前应设置地图单位、显示单位。

可以针对DataFrame中的图形（Graphic）也可以针对图层中的要素（Feature）产生邻近区，本练习是针对要素产生邻近区。

如果是针对多边形产生邻近区，可以产生在内侧、外侧、同时产生在两侧、产生在外侧并且包含原多边形本身，本练习是产生在外侧。

产生的结果有：

（1）DataFrame中的图形（Graphic），

（2）作为多边形要素（Feature）添加到允许编辑的图层中，（3）独立的多边形图层（Feature）。

本练习产生的结果是独立图层。

控制邻近区的形状有三种途径：

（1）简单输入一个距离值，

（2）按要素属性表中某字段的属性值，（3）离开要素的多重等值距离。

本练习是离开要素边界的多重等值距离（离开仓库100、200、300米，共3重，间距为100米）。

产生的邻近区往往是多个多边形，有可能相互重合，本练习要求消除重合。

邻近区是多边形，如果需要计算面积，可以将面积字段添加到图层属性表，再计算、赋值。

邻近区是常用的GIS分析方法，除了在面状要素内、外二侧按给定距离产生邻近区外，还可以在点状、线状要素周围产生。

邻近区的英语专业名词常称BufferZone，可直译成“缓冲区”。

3线状要素的邻近区

激活dataframe2，该数据框架有二个图层（见图10-3）：

线状图层“道路”，仅用于地图显示，不参加分析；线状图层“铁路”为邻近区的分析对象。

假设根据当地的情况，沿铁路两侧20、40米范围内，进行环境整治、植树，要求提供专题地图。

图10-3dataframe2的显示

鼠标双击dataframe2，出现dataframe属性定义对话框，在General标签中将MapUnites（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为meters（米），完成后按OK键返回主窗口。

展开ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity，鼠标双击MultipleRingBuffer，产生多个环状邻近区，出现对话框：

InputFeatures：

铁路下拉选择图层

OutputFeatureClass：

d:

\gis_ex10\ex10\temp\buffer2.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存

Distances分2次键盘输入邻近距离值，输完后按“＋”号添加

20

40

BufferUnit（optional）：

Default默认

FieldName（optional）保持空白

DissolveOption（optional）：

ALL下拉选择，重叠的多边形合并

按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。

ArcMap按上述要求产生离开铁路线20、40米2圈边界组成的2个多边形，数据存放在buffer2.shp，邻近区图层的名称为buffer2。

可在图层buffer2的Symbology标签对话框中为邻近区多边形设置合适的显示符号，还可以打开、关闭图层“铁路”，观察显示效果（参见图10-4）。

如果需要计算每个邻近区的面积，可参照前一节的操作实现。

图10-4铁路二侧20米、40米邻近区

4计算道路网密度

激活dataframe3，该DataFrame有2个图层：

线状图层“道路”、面状图层“区界”（见图10-5），要求计算某个区界范围内的道路网密度。

按一般定义：

道路网密度=区界范围内的道路总长度/该区面积，常用度量单位是每平方公里内有多少公里道路。

4．1计算道路长度、多边形周长、多边形面积

用鼠标右键打开图层“道路”的属性表（点击快捷菜单中的OpenAttributeTable选项），在“Attributeof道路”属性表窗口的右下侧选用按钮Options/AddField…，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：

Name:

Length（字段名）

Type:

Double（双精度浮点类型）

Precision:

8（字段宽度）

Scale：

1（保留小数点位数）

图10-5dataframe3的显示

按OK键返回。

属性表增加了以Length命名的字段，用鼠标右键点击字段名Length，在快捷菜单中选择CalculateValues…，系统提示：

Youareabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.thismethodisfasterthancalculating

inaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwish

tocontinue?

选择“是（Y）”应答，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VBA

代码：

DimnewLengthasdouble

DimpCurveasICurve

SetpCurve=[shape]

newLength=pCurve.Length

在下面Length=提示下的文本框内输入新建的长度计算变量名newLength，按OK键结束，可以观察到属性表中字段Length的取值为每条路段的长度，关闭属性表窗口。

用鼠标右键打开图层“区界”的属性表（点击快捷菜单中的OpenAttributeTable选项），在“Attributeof区界”属性表窗口的右下侧选用按钮Options/AddField…，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：

Name:

Perimeter（字段名）

Type:

Double（双精度浮点类型）Precision:

8（字段宽度）

Scale：

1（保留小数点位数）

按OK键返回。

属性表增加了以Perimeter命名的字段，用鼠标右键点击字段名Perimeter，在快捷菜单中选择CalculateValues…，系统提示：

Youareabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.thismethodisfasterthancalculating

inaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwish

tocontinue?

选择“是（Y）”应答，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VBA

代码：

DimnewPerimeterasdouble

DimpCurveasICurve

SetpCurve=[shape]

newPerimeter=pCurve.Length

在下面Perimeter=提示下的文本框内输入新建的长度计算变量名newPerimeter，按OK键结束，可以观察到属性表中字段Perimeter的取值为每个多边形的周长。

在“Attributeof区界”属性表窗口的右下侧再选用按钮Options/AddField…，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：

Name:

Area（字段名）

Type:

Double（双精度浮点类型）Precision:

10（字段宽度）Scale：

1（保留小数点位数）

按OK键返回。

属性表增加了以Area命名的字段。

用鼠标右键点击字段名Area，在快捷菜单中选择CalculateValues…，系统提示：

Youareabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.thismethodisfasterthancalculating

inaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwish

tocontinue?

选择“是（Y）”应答，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VB

代码：

DimnewAreaasdouble

DimpAreaasIArea

SetpArea=[shape]

newArea=pArea.area

在下面的Area=提示的文本框输入新建的面积计算变量名newArea，按OK键结束，可以观察到属性表中字段Area的取值为每个多边形的面积。

4．2产生离开某个区界的邻近区

鼠标双击dataframe3，出现DataFrame属性定义对话框，在General标签中将MapUnites（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为Meters（米），完成后按OK键返回主窗口。

图10-6选择需要计算道路密度的多边形

选用菜单Selection/SetSelectableLayers…，只让图层“区界”为可选，取消其他图层名前的勾选号“√”，关闭该窗口，返回。

选择图层“区界”，用要素选择工具

选择一个多边形，该要素改变颜色，进入选择集（见图10-6）。

展开ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity，鼠标双击Buffer（注意本次选Buffer，和前2次不同），产生单个环状邻近区，出现对话框：

InputFeatures：

区界下拉选择图层名

OutputFeatureClass：

d:

\gis_ex10\ex10\temp\buffer3.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存

Distances（valueorfield）

●Linearunit点选，采用线性距离单位

50Meters键盘输入邻近距离，下拉选择距离单位为米

DissolveOption（optional）：

ALL下拉选择，重叠的多边形合并

按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。

ArcMap按上述要求在被选择的区界外侧50米产生邻近区，邻近区图层的名称为Buffer3（见图10-7）。

图10-7产生被选多边形的邻近区

4．3选择在计算范围内的道路、计算道路密度

鼠标右键点击图层“Buffer_of_区界”，在弹出的快捷菜单中选择Selection/Selectall，刚才生成的邻近区进入选择集。

选用菜单Selection/SelectByLocation…，弹出空间位置选择对话框：

Iwantto：

Selectfeaturefrom下拉选择，创建新的选择集

Thefollowinglayers：

√道路勾选，仅在该图层中选择要素

That：

arecompletelywithin下拉选择，完全包含方式选择

Thefeatureinthislayer：

Buffer_of_区界下拉选择，用该图层要素作为参照

√Useselectedfeatures（1featureselected）勾选，仅用进入选择集的要素

按Apply键继续，在选定的多边形范围的道路进入选择集，改变显示颜色，按Close键关闭窗口。

图10-8需要计算长度的道路进入选择集

打开要素属性表“Attributeof道路”，可以看到，道路图层的要素属性表共有585条记录，

36条记录进入了选择集，在地图上也可看出，和计算范围的边界重合的道路路段也进入了选择集。

鼠标右键点击道路属性表的字段名Length（每段道路的长度），选择菜单Statistics，属性Length的统计结果文本框显示如下：

Count：

36进入计算的路段数（即记录数）

……

Sum：

9489.259390选择集内道路路段长度总和

……

关闭统计结果文本框，关闭属性表“Attributeof道路”，返回dataframe3。

需要计算道路网密度的边界既是自己多边形的边界，也是周围其他多边形的边界，在几何上，边界线由两侧多边形共享，而且和周边道路重合，因此计算道路网密度时，和边界重合的道路长度应对半分开，分别计入两侧多边形。

在基本工具条中点击Identify图标

，出现Identify对话框，在Layers下拉条中选择图层名“区界”，在地图上点击需要计算道路密度的多边形，对话框内出现该要素的属性：

FieldValue

FID16

ShapePolygon

BOUND_ID2010

Area（多边形面积）991566.3

Perimeter（多边形周长）5354.7

范围内道路网密度为：

（9489.3－5354.7/2）/991566.3×1000=6.87

道路网密度常用计算单位是“公里/平方公里”，而本练习的地图单位是米，因此上述计算式中还要有一个乘1000的计算。

4．4本练习小结

计算道路密度的原理很简单，但是所计算的范围如果是城市的局部，其边界经常和道路重合，直接用SelectByLocation或者SpatialJoin选择道路路段，原理上可行，但因原始数据的误差，坐标计算中的误差，会出现该进入选择集的路段未进入，不该进入选择集的却进入了，在计算边界的外侧产生一个邻近区，可保证在边界内、边界上的道路路段都进入选择集，避免了误差。

5点状要素的邻近区

5．1多边形重叠、相互独立的邻近区

激活dataframe4，可看到2个图层：

点状图层“公园”，有9个点，线状图层“道路”（见图10-9）。

本项练习要求产生离开公园1000米同心圆式的服务范围。

图10-9dataframe4的显示

鼠标双击dataframe4，出现DataFrame属性定义对话框，在General标签中将MapUnites

（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为Meters（米），完成后按“确定”键返回主窗口。

展开ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity，鼠标双击Buffer，产生单环状邻近区对话框：

InputFeatures：

公园下拉选择图层名

OutputFeatureClass：

d:

\gis_ex10\ex10\temp\buffer4.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存

Distances[valueorfield]邻近距离用指定值还是字段

●Linearunit选择线性距离

1000Meters键盘输入距离值，鼠标下拉选择距离单位

DissolveOption（optional）：

NONE下拉选择，注意：

不消除多边形重叠

按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。

ArcMap按上述要求产生离开公园1000米邻近多边形，相互独立，有交叉、重叠。

5．2重叠多边形相互独立的邻近区

再到ArcToolbox窗口鼠标双击Buffer，产生单环状邻近区对话框：

InputFeatures：

公园下拉选择图层名

OutputFeatureClass：

d:

\gis_ex10\ex10\temp\buffer5.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存

Distances[valueorfield]邻近距离用指定值还是字段

●Linearunit选择线性距离

500Meters键盘输入距离值，鼠标下拉选择距离单位

DissolveOption（optional）：

all下拉选择，消除多边形的重叠

按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。

ArcMap按上述要求产生离开公园500米邻近多边形，共有8个，交叉重叠的位置被合并。

5．3按要素的属性产生邻近区

不同的公园可以产生不同的邻近区，要求如下：

公园代号邻近距离

A750

B500

C1000

D1000

E750

F500

G750

H750

I500

在目录表中用鼠标右键点击图层名“公园”，用弹出菜单OpenAttributeTable，打开要素属性表“Attributeof公园”，属性表窗口的右下侧选用按钮Options/AddField…，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：

Name:

Distn（字段名）

Type:

Integer（整数类型）

Precision:

4（字段宽度）

Scale：

1（保留小数点位数）

按OK键返回。

属性表增加了以Distn命名的字段。

点击图标按钮（EditorToolbar），弹出编辑器工具条，选择Editor/StartEditing，该表进入编辑状态，参照前述的不同公园不同邻近距离的