基于某GIS地学校选址分析报告.docx

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基于某GIS地学校选址分析报告

河北联合大学

城市地理信息系统设计

课程题目：

基于GIS的学校选址分析

姓名：

学号：

2011144301

专业：

地理信息系统

班级：

11地信1班

指导老师:

闫顺玺

矿业工程学院

2014年5月20日

1.搜集资料

（1）娱乐场所：

点，区域内的娱乐场所。

（2）学校：

点，区域内收集到的学校位置信息。

（3）土地利用类型:

面，包括不同的土地类型。

（4）地面高程数据：

面，地面的不同高程，都是由面状要素体现。

2.引言

地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）是以计算机为核心的信息处理技术，在国民经济建设中得到了广泛应用，极大地推动了社会生产力的发展，GIS成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一。

GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的边缘学科，其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。

地理信息空间分析技术在公园选址与规划中的应用，体现出其众多的优点和巨大的潜力，保证了公园选址与规划的准确性和精确性。

地理信息系统是现代信息社会的产物。

由于计算机技术与网络技术的迅速发展，数字地球、数字城市等概念的相继提出，空间信息技术的应用范围得到了极大地拓展，开始由资源环境领域向社会经济领域和商业领域转变。

在这种情况下，传统的GIS技术与相关前沿的IT技术相融合，在强调和拓展空间信息服务的基础上，逐步演变为基于位置的服务，并成为近两年国内外空问信息技术和应用研究的热点和前沿。

3.项目概述

3.1项目背景

改革开放以来，城市化迅速发展。

中小城市逐步崛起，人口也渐渐向城市迁移，各行各业也随着发展的需求慢慢出现。

教育业是其中必不可缺的，学生是祖国的未来，是国家的希望，越来越多的家长开始注重孩子的科学文化知识的教育，选择一所好的学校也一直是家长们头疼的问题。

除了学校的质量，家长们也会很大方面的考虑到学校的地理位置以及周边环境等问题，所以对于学校方面，一个合适的学校地理位置很重要。

在条件有限的情况下，新建合适的学校，以解决教育资源短缺的问题，保障学生的受教育问题，校址的合理选择具有决定性的作用。

选择校址时要考虑尽可能覆盖更多小区，方便学生上学，保证每个学生有学校上，同时也要考虑学校的地理位置、周边环境、与现有学校的距离因素等因素，从总体上把握这些因素能够确定出适宜性比较好的学校选址区。

合理的学校空间位置布局，有利于学生的上课与生活。

3.12用到的软件

基于GIS的中学选址问题，所使用的软件为ESRI公司的Arcgis软件。

ArcGIS是由ESRI出品的一个地理信息系统系列软件的总称。

地理信息系统的大容量、高效率及其结合的相关学科的推动使其具有运筹帷幄的优势，成为国家宏观决策和区域多目标开发的重要技术支撑，也成为与空间信息有关各行各业的基本工具，其强大的空间分析能力及其发展潜力使得GIS在以下方面已得到广泛、深入的应用：

测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾害预测、土地调查与环境管理、国防、宏观决策等方面表现出强大的生命力。

地理信息系统以数字世界表示自然界，具有完备的空间特性，可以存储和处理不同地理发展时期的大量地理数据，并具有极强的空间信息综合分析能力，是地理分析的有力工具。

因此，地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据之任务，更为重要的是要完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务，必须发展广泛的适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统真正走向实用的关键。

目前，地理信息系统大都应用在城市规划、市政管理等方面。

该系统的特点在于将地理信息系统应用于学校选址，将相关信息与地理信息系统相结合，实现了利用GIS技术对选址的要求。

本文以现有中学位置、人口分布情况、规划土地使用情况等数据为基础，对学校的选址进行了模拟运行。

实验结果表明：

本文所设计的数据结构是合理的，对有关技术问题的解决方案是正确的、可行的，将GIS技术应用到中学选址，开发出具有实际应用价值的UGIS，能够为城市的规划和管理提供快捷和方便的工具。

3.2学校选址的调查与分析

3.2.1背景条件：

合理的学校空间位置布局，有利于学生的上课与生活。

学校的选址问题需要考虑地理位置、学生娱乐场所配套、与现有学校的距离间隔等因素，从总体上把握这些因素能够确定适宜性较好的学校选址区。

3.2.2学校选址要求：

1）学校选址模拟需注意如下几点：

A.位于地势较平坦处。

B.结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域。

C.与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施越近越好。

D.新学校应避开现有学校，合理分布。

2）各数据层权重比为距离娱乐设施占0.5，距现有学校距离占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125。

3）实现过程运用ArcView的拓展模块中的空间分析部分功能，具体包括：

坡度计算，直线距离制图功能，重分类及栅格计算器等功能完成。

4）给出适合新建学校的适宜地区图，并简要分析。

3.2.3数据准备和处理

1、点状要素:

点状点可以是对于学校选址具有影响力的设施，具体表现为待选区域是否包括娱乐场所rec_sites（娱乐场所分布数据）以及其他同等级的学校school（现有学校分布数据）等设施，这对要素的空间联系性的评价起到很大的作用。

2、面状要素:

Landuse（土地利用类型数据）和Dem（地面高程数据）都是由面状要素体现。

3.3适宜性评价模型构建和分析思路：

4具体操作步骤

4.1设置空间分析环境

ArcToolbox中选中ArcToolbo右键选择【环境】，如图1所示，然后设置相关参数。

图1

展开【工作空间】，设置工作路径，如图2所示。

图2

展开【处理范围】，在范围下拉框中选择“与图层landuse相同”，如图3所示。

图3

展开【栅格分析】，在像元大小拉框中选择“与图层landuse相同”，如图4所示。

图4

4.2数据提取

从DEM数据提取坡度数据集，选择【SpatialAnalyst工具】|【表面分析】|【坡度】，输入dem数据，生成slope数据集，如图5所示。

图5坡度数据

从娱乐场所数据“rec_sites”提取娱乐场直线距离数据。

选择【SpatialAnalyst工具】|【距离分析】|【欧式距离】，生成dis_recsites数据集，如图6所示。

图6娱乐场直线距离数据

从现有学校位置数据“school”提取学校直线距离数据库。

选择【SpatialAnalyst工具】|【距离分析】|【欧式距离】创建数据集，得到dis_school数据集，如图7所示。

图7学校直线距离数据库

4.3重分类数据集

4.3.1重分类坡度数据集

常用的数字地形分析的方法包括提取坡面地形因子和提取特征地形要素。

其中提取坡面地形因子主要从地形地貌的角度考虑，地表是由不同的坡面组成的，而地貌的变化，完全源于坡面的变化。

常用的坡面地形因子有坡度、坡向、平面曲率、坡面曲率、地形起伏度、粗糙度、切割深度等。

而提取特征地形要素分为流域分析和可视域分析两个方面。

本文构建的学校选址模型采取从DEM（地面高程数据）提取坡度数据集，分析得到学校选址分布周围的地势特征，如图8。

图8坡度适宜性数据

4.3.2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号，采用等间距分级为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，得到娱乐场所适应性数据如下图9所示。

图9娱乐场所适宜性数据

4.3.3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时适宜性较好，仍分为10级，距离学校较远的单元赋值10，距离最近的单元赋值1,如图10。

图10重分类学校距离图

4.3.4重分类土地利用数据集

学校不适合在有湿地、水体分布区建立，于是在重分类时删除这两个类别：

在重分类新旧值对照表中，按Ctrl键，选择“water”、“wetland”、“grass”三个类别，并勾选【将缺失值更改为NoData】，如图11。

图11重分类设置

然后，根据用地类型给各种类型赋值，得到结果如下图所示，神色部分表示比较适宜区，浅色部分表示适宜性比较差，白色部分表示该处不允许建学校区域，如图12。

图12重分类土地利用图

5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内，且每个数据集中那些被认为比较适宜行的属性都被赋以较高的值，给四种因素赋以不用的权重，然后合并数据集以找出最适宜的位置。

选择【SpatialAnalyst工具】|【地图代数】|【栅格计算器】，各个重分类数据集的合并计算，最终适宜性数据集的加权计算公式如图13。

图13

得到最终结果如图14所示：

图14适宜性学校选址结果图

6结束语

学校选址适宜性评价的影响因素是多方面的。

它还包含了市政道路、高速公路、立交桥等交通干道以及机动车流量等对其产生的影响。

由于技术与知识面的局限，本文对只是基于Arcview对学校的选址问题进行简单的分析，但即使是这样，依然可以认识并感受到了gis强大的空间分析功能。

在整个过程中，我们依照学校选址的基本原则，将GIS强大的空间分析功能引入到各种适宜性评估影响因素中，将各种选址因素定量化，通过直观的栅格图象显示，减少主观因素对选址结果的影响，从而为选址决策提供了科学依据。

同时也就此说明基于栅格数据的空间分析方法在学校选址工作中的应用是对选址适宜性评价的一种有益探索，将次方法广泛应用到选址上评价的领域是GIS工作者努力的方向。

通过这学期的城市地理信息系统课程的学习，我对这门课程有了初步的了解，但是却很缺乏实践应用能力。

这次的作业给了我一个熟悉和巩固所学内容的机会，让我能更好的将所学的知识跟实际应用相结合，更加熟悉软件的基本使用。

在这次的作业中，我掌握了密度图、距离图、矢量多边形转换成栅格、栅格数据再分类、多重栅格数据之间叠合计算、叠合计算，多指标综合评定缓冲分析等内容。

Arcgis软件的功能很多，操作简单，属性操作、各种分析操作等都很方便，而且对各种数据格式的支持跟转换也很方便。

完成作业的过程并不简单，所需要的数据找起来很费事，很多内容跟软件的功能记得都不是很清楚，还要不时的翻一下课本，上网查等，费时很长。

而且，因为我们安装的软件不是很好用，总是出现不能用、程序出错或程序无响应等状况，所以，经常是做一次不成功就重新再做，很多繁琐的步骤做了一次又一次，这在巩固知识的同时也培养了我们对事的耐心跟毅力。

从这次的作业中，我收获了很多，以后还会继续练习跟学习城市地理信息系统这门课程，直到较为完善的掌握这门课程。

参考文献

[1]李林．基于GIS的校园信息系统的研究[J]．科技信息，2007，（9）：

68。

[2]汤国安．ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程．科学出版社，2006。

[3]宋小东．地理信息系统实习教程。

[4]宋小东，钮心毅．地理信息系统实习教程.北京：

科学出版社，2004。

[5]郭仁忠.空间分析.高等教育出版社。

[6]王平等.《GIS空间分析原理与方法》.科学教育出版社。

[7]余明.地理信息系统导论[M].清华大学出版社。

[8]王亚民，赵捧未.地理信息系统及其应用[M].西安电子科技大学出版社。