空间分析实验报告Word格式文档下载.docx

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NAME。

B单击AddAllValues按钮，将6个区的名称都添加进来。

C选择一个合适的配色方案。

D单击确定按钮完成符号化设置。

（4）现在地图上各个区已经被符号化，分别有不同的颜色表示

（5）在地铁线图层的符号上单击左键，打开SymbolSelector对话框，将地铁线符号改为与要求一致的形式：

Color：

深蓝色，Width：

1.5。

其他如区县界线，区县政府，市政府，地铁站的符号修改也是一样

（6）道路的符号化方法与区县界面类似，只需选择CLASS字段，并对各个级别使用不同大写和颜色的符号

2．地图标注

（1）区县界面图层上右键打开菜单，打开LayerProperties对话框

A.选中Labelfeatureinthislayer复选框。

B.在Label下拉列表框中选择NAME字段

C.单击LabelStyles按钮，打开LabelStylesSelector对话框。

D.选择Country2式样，单击OK返回。

E.单击确定按钮应用该设置。

（2）手动标记双线河

A．单机主菜单View下的Toolbars,选中Draw,窗口出现Draw工具条。

B．单机注记工具中的曲线注意设置按钮，沿着黄浦江画一条弧线，双击结束操作。

C．在文本框中输入“黄浦江”，可以在字与字之间使用一定的空格作为间隔。

D．设置字体，字号，斜体。

E．单击ChangeSymbols按钮，打开SymbolSelector对话框，在CJKcharacterorientation选项前面打勾。

F．单击确定完成标记设定。

（3）由于只需要标注CLASS为“GL03”的道路名称，在LayerProperties对话框的标注方法Method下选择Defineclassesoffeaturesandlabeleachclassdifferently，单击SQLQuery按钮输入条件表达式"

CLASS"

='

GL03'

即可。

3．设置网格

（1）打开版面视图，如果版面不符合需要可以通过页面设置来改变图面尺寸和方向，或者单击Layout工具栏上的ChangeLayout按钮对版面进行变换，应用已有的模板进行设置。

（2）在数组组上右击单击Properties命令，打开DataFrameProperties对话框，进入Grid的选项卡。

（3）单击NewGrid按钮，打开GridandGraticulesWizard对话框，选择ReferenceGrid选项，建立索引参考网格。

4．添加图幅整饰要素

（1）单击Insert下的Legend命令，打开LegendWizard对话框，选择需要放在图列中的字段，由于要素较多，可以使用两列排列图例。

单击下一步选择图例的标题名称，标题字体等。

单击下一步设置图例框的属性。

单击下一步改变图例样式。

单击完成，完成添加，将图例框拖放到合适的大小和位置。

（2）单击Insert下的NorthArrow命令，打开NorthArrowSelector对话框，从中选择符合要求的指北针。

（3）单击Insert下的ScaleBar命令，打开ScaleBarSelector对话框，从中选择符合要求的比例尺。

（4）完成整饰要素的添加后，对其大小和位置进行整体调整，以便图面美观简洁。

实验二市区择房分析

--矢量数据的缓冲区分析

1.首先打开ArcMap，打开E:

\Chp7\Ex1\city.mxd文件将文件加入到窗口中来，这时就将五个文件全部加入其中来了；

（1）主干道噪音缓冲区的建立

1）选择交通网络图层（network.shp），打开图层的属性表，在右下角的打开option选项中，在菜单中选择selectbyattributes，在selectbyattributes对话框中，左边选择“TYPE”双击将其添加到对话框下面SQL算式表中，点中间“=”，再单击Getuniquevalues将TYPE的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添加到SQL算式表中，单击APPLY按钮，就将市区的主要道路选择出来了。

2）点击缓冲区按钮对选择的主干道进行缓冲区的建立，首先在缓冲区按钮

，在缓冲区对象图层选择交通网络图层（network），然后将下面的UseOnlytheSelectedFeature（仅对选择的要素进行分析）选中，单击next；

3）确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法（Ataspecifieddistance），指定缓冲区半径为200米，单击next；

4）由于不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，所以我们在这里选择的是第一种边界设定类型（Dissolvebarriersbetween），然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成主干道噪音污染缓冲区的建立。

（2）商业中心影响范围建立

1）建立大型商业中心的影响范围。

首先点击缓冲区按钮

，在缓冲区对象图层选择商业中心分布图层（network），单击next；

2）确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，以其属性字段YUZHI为缓冲区半径，单击next；

3）选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，

单击OK，完成商业中心影响范围缓冲区的建立。

（3）名牌高中的影响范围建立

1）点击缓冲区按钮

，在缓冲区对象图层选择名牌高中分布图层（school），单击next；

2）确定尺寸单位米，选择第一种缓冲区建立方法，指定750米作为半径，设置好后，单击next；

3）选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成名牌高中的覆盖范围缓冲区的建立。

（5）名胜古迹的影响范围建立

，在缓冲区对象图层选择名胜古迹分布图层（famousplace）;

2）单击next，确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，指定500米作为缓冲区半径，设置好后，单击next；

；

3）选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成名胜古迹的覆盖范围缓冲区的建立。

（5）进行叠置分析将满足上述四个要求的区域求出

1）将商业中心影响范围、名牌高中的影响范围和名胜古迹的影响范围进行叠置分析的交集操作，可以将同时满足三个条件的区域计算出。

打开ArcToolBox，在analysttools下选择overlay下的Intersect操作，打开交集操作对话框，将商业中心的缓冲区、名牌高中的缓冲区和名胜古迹的缓冲区分别添加进来，设定输出文件名并选择全部字段，输出类型和输入类型一样，单击OK，从而获得同时满足三个条件的交集区域。

2）利用主干道噪音缓冲区对获得的三个区域的交集进行图层擦除操作，从而获得同时时满足四个条件的足四个条件的区域的获得，打开ArcToolBox，在analysttools下选择overlay下的Erase操作，打开图层擦除操作对话框，在inputfeatures选择三个区域的交集，在erasefeatures选择主干道噪音缓冲区，同时设定输出图层的地址和文件名，单击OK，从而获得同时满足四个条件的交集区域的获得，即购房者的最佳选择区域。

（6）为了便于购房者的选择有更大的余地，更直观地，综合上述四个因子，对整个市区进行分等定级，分级标准是：

􀂋

满足其中四个条件为第一等级；

满足其中三个条件为第二等级；

满足其中两个条件为第三等级；

满足其中一个条件为第四等级；

完全不满足条件的为第五等级。

1）分别打开商业中心，名牌高中和名胜古迹影响范围的缓冲区图层的属性列表，添加一个market，school和famous字段，并全部赋值为1。

（图8）将主干道噪音缓冲区图层的属性列表中添加voice字段，全部赋值为-1，这里取-1的原因是所取的噪音缓冲区之外的才是所要获得的区域。

2）打开ArcToolBox，在analysttools下选择overlay下的Union操作，打开图层合并操作对话框，在四个缓冲区逐个添加进去，同时设定输出图层的地址和文件名Union，将全部字段连接，单击OK，得到四个区域的叠加合并图。

3）打开生成的Union文件图层属性列表，添加一个短整型字段class，然后保留FID，Shape*，class，market，voice，school和famous字段，然后在Editor工具栏下来菜单中选择startediting，然后在属性列表中的class字段上单击右键，选择Calculatevalues，单击之后，打开FieldCalculator对话框，使得class=market+voice+school+famous，即将其进行分等定级。

下图就将四个因子进行了一个简单的综合，同时也可以根据最后的区域的class的属性值将全部的研究的区域进行了等级的划分：

第一等级：

数值为3；

第二等级：

数值为2；

第三等级：

数值为1；

第四等级：

数值为0；

第五等级：

数值为-1。

4）最后在Union图层属性中将图层设置成以class字段分级显示，最后得到整个市区的分等定级图。

颜色越深，则满足的条件就越多，是优选区域；

而相对的颜色浅的区域则是满足的条件就越少，区域就不是优选区域。

这个实例可以满足上述几个条件内购房者对房屋地段的挑选，在现实中，由于考虑到的住房的因素较多，可以在这个实例中的条件上添加其他条件，例如房地产价格，交通便利条件，是否是闹市区，离工作地点远近等等一系列的现实的条件，就此读者可以自己设计阈值和条件，寻找符合自己特定要求的区域。

实验三最短路径问题分析与应用

--矢量数据的网络分析

首先打开ArcMap选择E:

\Chp7\Ex2\city.mdb再双击后选择将整个要素数据集city加载进来。

然后将place点状要素以HOME字段属性值进行符号化，1值是家，0值是超市

（1）无权重最佳路径的选择

1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想要去的超市点上。

2）确认在Analysis下拉菜单中的Options按钮打开的AnalysisOptions对话框中的weight和weightfilter标签项全部是none，这样使得进行的最短路径分析是完全按照这个网络自身的长短来确定的。

3）点选追踪工作（Tracktask）下拉菜单选择寻找路径（findpath）。

单击solve键，则最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。

（2）加权最佳路径选择

1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想去的某个超市点上。

2）选择Analysis下拉菜单，选择Option按钮，打开AnalysisOption对话框，选择Weight标签页，在边的权重（edgeweight）上，全部选择长度（length）权重属性。

单击solve键，则以长度为比重为基础的最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。

4）上述是通过距离的远近选择而得到的最佳路径，而不同类型的道路由于道路车流量的问题，有时候要选择时间较短的路径，同样可以利用网络分析进行获得最佳路径。

（3）按要求和顺序逐个对目的点的路径的实现

1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标按照车辆访问的顺序逐个放在点上。

单击solve键，则从起点按顺序逐一经过超市然后最后回到家的最短有效路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。

4）同样是经过这11个地点，换成权重是时间的，由于道路车流量的不同，如在市中心车流量特别大，车速慢，故而为节约时间，所以使得路经发生很大的改变，而从外围的道路行驶了。

（4）阻强问题

这里的阻强是指网络中的点状要素或线状要素因为实际中遇到的例如修路，或那个时段车辆饱和，十字路口发生事故等一些缘故而使得要素不可运行，这时原来获得的最短路径就需要进行修正，具体操作如下：

1）修路的情形出现，即某个路段不可运行，这在网络中的表现是设置阻强，方法有两种，一种是永久性的，直接将网络边要素的属性修改成不可运行。

操作是选择要进行设置的边要素，将其属性中的Enabled字段改成False即可；

另一种是暂时性的，设置边要素障碍。

即利用边要素障碍添加工具

将边设置。

取同上述距离加权相同的超市为地点，假设其中一条路段正在修路，则产生的新的最佳路径如图（图中标注“╳”即为阻强设置边）。

可以看出路段的维修状况使得最佳路径产生了改变，同时最近距离也随之发生改变。

2）十字路口发生问题，即网络中的结点不可运行，这时在网络中的表现也是设置阻强，方法和线状要素的一样，改变结点属性或利用点要素阻强添加工具

将点设置，取同上述距离加权相同的超市为地点，假设其中某个路口出现阻塞，利用该方法产生的最佳路径如图。

以上这个例子——从家到超市的最佳路径选择这个方面简单说明了网络分析中的最短路径问题对于实际之中有什么主要的用途，以及随着实际情况的改变，而对网络中要素的变化对最佳路径的产生什么样的影响，相信随着要素的健全，实际因素的添加等因子的辅助一定会使得网络分析在指导现实生活发挥着越来越大的作用。

实验四学校选址

--栅格数据的缓冲区分析

1.运行ArcMap，加载SpatialAnalyst模块，如果SpatialAnalyst模块未能激活，点击Tools菜单下的Extensions，选择SpatialAnalyst，点击Close按钮。

2.单击File菜单下的Open命令，打开加载地图文档对话框，选择E:

\Chp8\Ex1\school.mxd。

3.设置空间分析环境。

点击SpatialAnalyst模块的下拉箭头，打开Options对话框，设置相关参数：

（1）打开Options对话框中的General选项卡，设置默认工作路径为：

“E:

\Chp8\Ex1\result\”。

（2）打开Options对话框中的Extent选项卡，在AnalysisExtent下拉框中选择“SameasLayerlanduse”。

（3）打开Options对话框中的CellSize选项卡，在AnalystCellSize下拉框中选择“SameasLayerlanduse”。

4.从DEM数据提取坡度数据集。

选择DEM数据层，点击SpatialAnalyst模块的下拉箭头，选择SurfaceAnalysis并点击Slope，生成slope数据集。

5.从娱乐场所数据“Rec_sites”提取娱乐场直线距离数据。

选择Rec_sites数据层，点击SpatialAnalyst模块的下拉箭头，选择Distance并点击Straightline，生成dis_recsites数据集。

6.从现有学校位置数据“School”提取学校直线距离数据库。

选择School数据层，点击SptialAnalyst模块的下拉箭头，选择Distance并点击Straightline命令创建数据集，得到dis_School数据集。

7．重分类数据集

（1）重分类坡度数据集

学校的位置在平坦地区比较有利，比较陡的地方适宜性比较差。

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；

陡峭的地区赋比较小的值，得到坡度适宜性数据recalssslope。

（2）重分类娱乐场直线距离数据集

考虑到新学校距离娱乐场所比较近时适宜性好，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。

（3）重分类现有学校直线距离数据集

考虑到新学校距离现有学校比较远适宜性好，采用分级分为10级，距离学校最远的单元赋值10，距离最近的单元赋值1。

得到重分类学校距离图reclassdiss。

（4）重分类土地利用数据集

在考察土地利用数据时，容易发现各种土地利用类型对学校适宜性也存在一定的影响。

如在有湿地、水体分布区建学校的适宜性极差，于是在重分类时删除这两个选项，实现如下：

按Ctrl键，选择“water”、“wetland”、“grass”,点击“deleteentries”,删除“water”、“wetland”、“grass”。

然后根据用地类型给各种类型赋值，得到reclassland,深色部分为比较适宜区，浅色部分表示适宜性比较差，白色表示该处不允许建学校。

8.适宜区分析

重分类后，各个数据集都统一到相同的等级体系之内，且每个数据集中那些被认为比较适宜性的属性都被赋以比较高的值，现在开始给四种因素赋以不同的权重，然后合并数据集以找出最适宜的位置。

点击SpatialAnalyst下拉列表框中的RasterCalculator命令对各个重分类后数据集的合并计算，最终适宜性数据集的加权计算公式为：

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）*0.125

得到最终适宜性数据集，适宜性较高区域（深色部分）为推荐学校选址区域。

实验五地形指标提取

（1）坡度变率

地面坡度变率，是地面坡度在微分空间的变化率，是依据坡度的求算原理，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度。

即坡度之坡度（SlopeofSlope,简称SOS）。

坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地表面高程相对于水平面变化的二阶导数。

坡度变率在一定程度上可以很好反映剖面曲率信息，其提取方法如下：

1）激活DEM主题，选择SpatialAnalysis－SurfaceAnalysis－Slope命令，提取DEM主题的坡度，得到主题SlopeofDEM。

2）激活主题SlopeofDEM，再对其用上述的方法提取坡度，得到DEM主题坡度的坡度，即坡度变率主题。

（2）坡向变率

地面坡向变率，是指在地表的坡向提取基础之上，进行对坡向变化率值的二次提取，亦即坡向之坡度（SlopeofAspect,SOA）。

它可以很好的反映等高线弯曲程度。

地面坡向变率在所提取的地表坡向矩阵的基础上沿袭坡度的求算原理，提取地表局部微小范围内坡向的最大变化情况。

值得注意的是：

SOA在提取过程中在不同的坡面上将会有误差的产生，即在坡面的南北两侧，北面坡由于坡向算法将会有误差产生，所以要对北坡的SOA结果进行纠正，因为从理论上讲SOA在地表北坡上将产生误差，北坡上坡向值范围为0—90°

和270°

—360°

，在正北方向附近，15°

和345°

之间坡向差值只是30°

，而在计算中却是差了330°

（如图所示），所以要将北坡地区的坡向变率误差进行纠正，具体的操作方法为：

1）求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；

通过SpatialAnalysis下的栅格计算器Calculator，公式为（H－DEM），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据；

2）基于反地形DEM数据求算坡向值；

3）利用SOA方法求算反地形的坡向变率，记为SOA2，由原始DEM数据求算出的坡向变率值为SOA1；

4）在SpatialAnalysis下使用栅格计算器Calculator，公式为SOA＝（（[SOA1]+[SOA2]）-Abs（[SOA1]-[SOA2]））/2，即可求出没有误差的DEM的坡向变率。

（3）地形起伏度

地形起伏度是指在一个特定的区域内，最高点海拔高度与最低点海拔高度的差值。

它是描述一个区域地形的一个宏观性的指标。

从地形起伏度的定义可以看出，求地形起伏度的值，首先要求出一定范围内海拔高度的最大值和最小值，然后，对其求差值即可。

求一定范围内的最大值和最小值，可以通过用SpatialAnalysis下使用栅格邻域计算工具NeighborhoodStatistics，分别设置Statistictype为最大值和最小值，邻域的设置可以为圆，也可以为矩形，邻域的大小可根据自己的要求来确定。

地形起伏度的具体提取方法如下：

1）激活DEM数据，在SpatialAnalysis下使用栅格邻域计算工具NeighborhoodStatistics（图6）。

设置Statistictype

为最大值，邻域的类型为矩形（也可以为圆），邻域的大小为11×

11（这个值也可以根据自己的需要进行改变），则可得到一个邻域为11×

11的矩形的最大值层面，记为A；

2）重复1、2，只是把Statistictype值设置为最小值，即可得到DEM数据的最小值层面，记为B；

3）在SpatialAnalysis下使用栅格计算器Calculator，公式为[A]-[B]，即可得到一个新层面，其每个栅格的值是以这个栅格为中心的确定邻域的地形起伏值。

（4）地面粗糙度：

地面粗糙度是指在一个特定的区域内，地球表面积与其投影面积之比。

它也是反映地表形态的一个宏观指标。

根据地面粗糙度的定义，求每个栅格单元的表面积与其投影面积之比，可以用如下方法来完成。

如图，假如ABC是一个栅格单元的纵剖面，α为此栅格单元的坡度，则AB面的面积为此栅格的表面积，AC面为此栅格的投影面积（也既是此栅格的面积），根据公式：

Cosα=AC/AB

则可得出此栅格单元的地面粗糙度M为：

M=“AB面的面积”/“AC栅格单元的面积”

=（AC*AB）/（AC*AC）=1/Cosα

地面粗糙度的提取步骤如下：

1）激活DEM主题，选择SpatialAnalysis－SurfaceAnalysis－Slope命令，提取DEM主题的坡度，得到主题SlopeofDEM；

2）激活主题SlopeofDEM，在SpatialAnalysis下使用栅格计算器Calculator，公式为:

1/Cos（[SlopeofDEM]*3.14159/180）

即可得到地面粗糙度的