地理信息系统原理课程设计报告-复杂地形中的选址Word下载.doc

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一、实验目的

（1）理解位置选址的地理信息系统应用模型

（2）掌握复杂地形中的选址方法

二、实验内容

某区域需选址建设一处火电厂，区域面积约6000平方千米。

区域内有煤矿一处，为火电厂的煤炭来源。

东侧有湖泊，为火电厂的水源。

区域范围内有铁路主线3条，需建设火电厂铁路专用线（铁路支线）1条，用于煤炭运输。

区域内已有城镇3个，森林公园1处。

本实验使用的基本数据有以下4种：

（1）区域范围：

多边形，包括城镇、湖泊、森林公园，以及研究范围以外的区域；

（2）铁路主线：

线，区域内已有铁路主线；

（3）煤矿：

点，区域内的煤矿；

（4）地形高程：

点，测量得到的地形高程点。

选址评价方法：

（1）环境。

新建电厂应和现有城镇、森林公园保持一定距离，而且不能选在预定的范围之外。

（2）水源。

发电用水取自区域东侧的湖泊，费用与输水距离、地形起伏有关。

前者为输水管道的建设，后者包括泵站建设和运营费用。

（3）铁路支线。

新建铁路支线从现有铁路主线出线，延伸到电厂，和取水类似。

铁路支线的建设费用除了和现有铁路的距离有关，也和地形变化有关，当地形坡度较大时，就有增加土石方工程量，还可能修建隧道、桥梁。

（4）煤炭运输。

煤矿到火电厂的运输费用主要有距离决定，包括铁路主线运距和支线运距两部分。

（5）多因子综合。

取水费用，铁路支线建设费用、煤炭运输费用可以叠加计算，得到综合总费用，同时也受环境因素的限制，汇总后得到电厂选址的综合评价结论。

三、实验步骤

1环境限制分析

1）栅格分析的初始设置

打开项目文件ex30.mxd。

右键点击dataframe1，选择Activate激活图层；

选择Properties，将MapUnits和DistanceUnits均改为meters。

选用菜单Geoprocessing/Environments设置初始化选项：

Workspace：

D：

\gis_ex10\ex30\temp

ProcessingExtent：

SameAslayer“区域范围”

RasterAnalyst：

（Cellsize）AsSpecifiedBelow，输入1000

按“OK”完成初始化设置。

根据前期研究，不能选作电厂的位置有4个条件：

（1）湖泊，

（2）研究范围之外的区域，（3）现有的城镇及其周边的3千米范围之内，（4）森林公园及其周边5千米范围之内。

2）确定城镇周边3000米范围

使用组合条件选择法，将3个城镇多边形进入选择集。

选用Selection/SelectByAttributes,在弹出的参数设置对话框中设置：

Layer:

区域范围

Method:

Creatanewselection

在下方的表达式文本框中输入：

”CLASS”Like‘town’

按Apply键确定，地图上3个城镇多边形进入选择集，按Close键返回。

选择菜单Geoprocessing/ArcToolbox加载工具条。

选择SpatialAnalystTools/Distance/EuclideanDistance，弹出对话框：

按OK键继续，产生离开现有城镇的栅格距离图层D_town

再选择Arctoolbox/SpatialAnalyst/Reclass/Reclassify，弹出对话框：

按OK键返回，产生新的栅格分类图层R_town。

3）确定森林公园周边5km范围

使用要素类选择按钮鼠标点击“森林公园”内任意一点。

选择菜单SpatialAnalyst/Distance/EuclideanDistance,弹出对话框：

按OK键继续，产生离开现有森林的栅格距离图层D_forest

选择工具箱SpatialAnalyst/Reclass/Reclassify,弹出对话框：

按OK键返回，产生新的分类图层R_forest。

4）产生只包含“范围内”的栅格

单击鼠标右键选择clearselectedfeatures清空选择集，右键“区域范围“图层，点击OpenAttributesTable，在对话框中点击字段名Value，右键选择FieldCaculator，在弹出对话框中”Value=”处输入“1”，按OK返回。

使用要素选择工具选中图层“区域范围”内的多边形要素“范围内”。

选择工具箱Convertion/ToRaster/FeaturetoRaster，弹出对话框：

按OK键确认，“范围内”多边形转换成栅格图层Site

5）环境因子综合

在Arctoolbox中选择SpatialAnalyst/MapAlgebra/RasterCalculator,系统出现RasterCalculator对话框，输入公式：

【R_town】*【R_forest】*【Site】

按OK按钮，产生一个环境评定图层R_site

2取水费用的计算

选用主菜单Insert/Dataframe新建一个空的数据框架Dataframe2，在Dataframe1中分别用鼠标右键点击图层“区域范围“”地形高程“”R_site“，在弹出的快捷菜单中选择Copy，到Dataframe2上点击鼠标右键，在弹出快捷菜单中选择PasteLayer，将其复制到DataFrame中。

鼠标双击DataFrame2，在弹出的特征设置对话框的General标签中将MapUnits和DisplayUnits均改为Meters。

1）建立“源”图层

使用要素选择按钮,使多边形“湖泊“进入选择集。

在工具箱选ConversionTools/ToRaster/FeaturetoRaster，弹出对话框：

按OK键，区域范围内的湖泊多边形被转换成栅格图层R_water。

2）建立“成本”图层

选用工具箱ArcToolbox/3DAnalyst/TinManagement/CreateTin，弹出对话框：

设置后按OK键后产生一个如下图所示的不规则三角网高程图层Tin

再将Tin图层转换成栅格，选用ArcToolbox/Converson/FromTin/TintoRaster，弹出对话框：

按OK后，Tin模型将转换成按高程分类的栅格图层Site_elev

高程栅格还不能直接反映水的输送费用，需再进行分类。

选用ArcToolbox/SpatialAnalyst/Reclass/Reclassify，弹出对话框：

按OK返回，系统产生新的分类图层R_site_elev

在R_site_elev范围内不一定都能布置输水管，水管不能穿越森林公园、城镇，不能到研究范围之外，但要保留湖泊。

用要素选择按钮，配合Shift键，使“范围内”、“湖泊”2个多边形进入选择集，选用ArcToolbox/Conversion/ToRaster/FeaturetoRaster，弹出对话框：

设置后按OK键产生允许敷设水管的栅格图层S_water，选用ArcToolbox/SpatialAnalyst/MapAlgebra/RasterCaculator，系统出现RasterCaculator对话框，输入计算公式：

【R_site_elev】*【S_water】

按OK键返回，系统产生取水成本图层Elev_cost

3）产生取水费用图层

选用ArcToolbox/SpatialAnalyst/Distance/CostDistance，弹出对话框：

按OK确定，系统产生图层Caculation1

选用ArcToolbox/SpatialAnalyst/MapAlgebra/RasterCaculator，系统出现RasterCaculation对话框，输入计算公式：

【Caculation1】*【R_site】

按OK按钮，系统产生取水成本图层Water_cost

3铁路支线建设

新建数据框架DataFrame3，双击进入DataFrame3的特征对话框，在General标签中将MapUnits和DisplayUnits均改为Meters。

并将DataFrame1中的“铁路主线”、“区域范围”、“R_site”，DataFrame2中的图层Site_elev复制到DataFrame3中，具体操作参照前文。

选用ArcToolbox/ConversionTools/ToRaster/FeaturetoRaster，弹出对话框：

设置后按OK确定，系统产生铁路主线的栅格图层Rail_grid

2）建立“成本”图层

选用ArcToolbox/RasterSurface/Slope，系统弹出Slope参数设置对话框：

设置后按OK，系统生成一个以百分比为单位的栅格图层Slope

按Ok后，系统产生产生新的栅格分类图层Rec_slope。

选用ArcToolbox/SpatialAnalyst/MapAlgebra/RasterCaculator，系统弹出RasterCaculator对话框，输入计算公式：

【Rec_slope】*【R_site】

按OK，系统产生铁路支线修建成本图层R_slope

3）铁路支线建设费用

有了“源图层”和“成本图层”，就可以计算成本距离。

具体操作如下：

选用ArcToolbox/SpatialAnalyst/Distance/CostDistance，弹出对话框：

按OK键，系统生成铁路建设费用图层Rail_cost

4煤炭运输

新建DataFrame4，将其特征的MapUnits和DisplayUnits均改为Meters。

将DataFrame1的图层“煤矿”、“区域范围”、“R_site”，DataFrame3中的Rail_grid复制到DataFrame4中，步骤参照前文。

1）将煤矿的矢量位置数据转换成栅格

选用ArcToolbox/Conversion/ToRaster/FeaturetoRaster，系统弹出FeaturetoRaster参数设置对话框：

设置后按OK后生成煤矿的栅格图层Mine_grid。

2）煤炭在铁路主线上的运距

按OK系统生成沿铁路主线的运输距离图层Caculation2。

3）邻近分配

图层Caculation2仅仅是铁路主线上的运输距离，还要将这一运距的数值分配给区域内其他栅格，使每个栅格都知道将煤炭运到只一点在主线上花了多少运距，在支线上的运输距离还要另外计算。

为此，使用栅格数据型的邻近分配功能.ArcMap规定，被分配单元应该是整数型，这时就需要把Caculation2转换成整数型栅格。

选用ArcToolbox/SpatialAnalyst/MapAlgebra/RasterCac