10实验8Model Builder 土壤侵蚀危险性建模分析.docx
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10实验8ModelBuilder土壤侵蚀危险性建模分析
实验八、ModelBuilder土壤侵蚀危险性建模分析
一、实验目的
模型生成器（ModelBuilder）为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环境。
模型是以流程图的形式表示，它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。
你可以将工具和数据集拖动到一个模型中，然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的GIS任务。
通过对本次练习，我们可以认识如何在ModelBuilder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化，加深对地理建模过程的认识，对各种GIS分析工具的用途有深入的理解。
二、实验准备
理解地图建模的概念和意义,空间分析模型的表示方法。
三、实验内容及步骤
1.认识ModelBuilder操作界面（图8.1）
图8.1modelbuilder操作界面
1:
添加硬盘上的数据或工具到模型中，数据也可以从ArcMap或ArcCatalog从直接拖到模型中，工具可以直接从Arctoolbox直接拖到模型中
2模型自动布局
3:
显示全部模型要素，并充满ModelBuilder窗口
4:
选择，用以选择模型中的数据图框，工具图框
5:
添加连接，将数据和工具连接起来
6:
验证模型
7:
运行选中的处理过程或整个模型
2.确定目标，加载数据
目标：
获取[土壤侵蚀危险性分布图]
因子确定：
坡度、土壤类型、植被覆盖
数据准备：
矢量数据：
研究区界线（StudyArea）、植被（Vegetation），
栅格数据：
土壤类型栅格（Soilsgrid）
具体步骤：
（1）在ArcMap中新建一个地图文档
（2）添加矢量数据：
StudyArea、Vegetation、栅格数据Soilsgrid（同时选中：
在点击的同时按住Shift）
（3）打开Arctoolbox，激活SpatialAnalyst空间分析扩展模块和3D分析扩展模块（执行菜单命令[自定义]>>[扩展模块]，在出现的对话框中选中“空间分析”和“3D分析”）（此步很重要,否则很多空间分析和3D分析的工具都使用不了）
（4）根据Vegetation中的属性[VegTYPE]设置植被图层的符号为[唯一值渲染],并修改标注,改成中文标注（图8.2），根据SoilsGrid图层中属性[S_Value]设置土壤类型栅格的符号为[唯一值渲染],并修改标注,改成中文标注（图8.3），设置图层StudyArea的边界和填充，并调整各图层的顺序得到如下效果：
图8.2设置vegetation图层根据VEGTYPE属性唯一值显示
图8.3设置soilgrid图层根据S_VALUE属性唯一值显示
图8.4设置各图层显示顺序
（5）保存地图文档为[Ex8lyh.mxd]
3.创建模型
在上一步操作的基础上进行
（1）在ArcMap中，打开主菜单中的“地理处理”---“环境”,设置本次实验的临时工作空间为[d:
\arcgisex\ex8\ex8lyh].
图8.5设置本次实验的工作空间
在Arcmap中，点击“目录”或者启动“ArcCatalog”找到本次实验所设定的临时工作空间文件夹[d:
\arcgisex\ex8\ex8lyh]，在右键菜单中执行[新建]->[工具箱]命令（图8.6），将会创建一个工具箱，将新建工具箱改名为[geospatial]。
则该工具箱出现在文件夹“ex8lyh”路径下面，即geospatial.tbx。
接下来在工具箱中建立的模型将会被保存到geospatial.tbx文件中。
（2）右键点击新建的工具箱[geosptial],在右键菜单中，执行命令：
[新建]>>[模型]（图8.7），将打开[ModelBuilder]应用程序窗口：
图8.6在ex8lyh目录下新建工具箱
图8.7在工具箱下新建模型
图8.8模型编辑器窗口
注意：
（1）建好工具箱后，我们才可以新建模型。
方法一：
直接在ArcCatalog或者“目录”窗口中找到geospatial工具箱，右键点击[新建]->[模型]（图8.7）。
方法二：
在arctoolbox中加载已建好的个人工具箱geospatial（图8.9），然后右键点击[新建]->[模型]。
图8.9为arctoolbox添加新建的工具箱
geospatial
图8.10在系统工具箱下不能新建
工具箱或模型
（2）在arcgisdesktop10版本中，“目录”窗口中提供了“工具箱”的目录,也可以直接在该目录下的[我的工具箱]中新建自己的工具箱或者模型，但是注意[系统工具箱]中不能新建个人的工具箱或模型（图8.10）。
（3）对已存在的模型，右键点击模型后，选择[编辑]也可以打开[ModelBuilder]窗口，对已存在的模型进行编辑。
4.编辑模型
在上一步基础上进行。
在[ModelBuilder]窗口中，执行菜单命令：
[模型]>>[模型属性]
图8.11在[常规]选项页中，设置模型的名称及标注
通过在[地理处理]主菜单的[环境…]中，设定[处理范围]为[与图层“StudyArea”相同]（图8.12），然后在模型属性中设置使用该处理范围（图8.13）。
图8.12设置分析范围
图8.13在[环境]选项页中设置使用处理范围
（1）在[ModelBuilder]窗口中，执行菜单命令：
[模型]>>[图属性]，可以设模型图示的式样。
图8.14打开[模型]-[图属性]窗口设置符号系统样式
（2）从ArcMap中，将图层[Vegetation]、[Soilsgrid]拖放到[ModelBuilder]窗口中;从[Arctoolbox]中将工具[DEM转栅格]拖放到[ModelBuilder]窗口中（此工具在[ArctoolBox]>>[转换工具]>>[转为栅格]下）
图8.15添加数据和工具到模型编辑器窗口
在[ModelBuilder]窗口中，双击工具图框[DEM转栅格]，在出现的工具设置对话框中指定输入USGSDEM文件为：
[elevation.dem]－通过输入框右边的[浏览打开]按钮在硬盘上找到该文件（图8.16）。
并设置输出栅格的路径，输出栅格命名为Dem2Gridlyh。
点击确定后效果如图8.17。
右键点击图框[输出栅格]将其重命名为:
[DEM栅格]。
图8.16为工具[DEM转栅格]设置相关参数
图8.17为工具[DEM转栅格]设置相关参数后模型编辑器窗口发生变化
（3）从[Arctoolbox]中将工具[坡度]拖放到[ModelBuilder]窗口中（此工具在[3D分析工具]>>[栅格表面]下），在[ModelBuilder]窗口中，点击[添加连接]按钮（如下图红色箭头所指）将派生数据图框[DEM栅格]与工具图框[坡度]连接在一起，点击[输入栅格]。
完成后效果如下图8.18所示：
图8.18将[坡度]工具与派生数据[DEM栅格]连接
右键点击图框[输出栅格]将其重命名为:
[坡度图]
（4）从[Arctoolbox]中将工具[重分类]拖放到[ModelBuilder]窗口中（此工具在[SpatialAnalyst工具]>>[重分类]下），在[ModelBuilder]窗口中，点击[添加连接]按钮将派生数据图框[坡度图]与工具图框[重分类]连接在一起，然后重新调整下图中各元素的位置，完成后效果如下图8.19所示：
图8.19将[重分类]工具与派生数据[坡度图]连接
（5）在[ModelBuilder]窗口中，双击工具图框[重分类]，在[重分类]工具属性对话框中将坡度重分类，如图8.20进行设置：
图8.20设置重分类参数
在这里我们通过INFO数据表[slopereclass]实现重分类，在上图中，点击[加载]按钮，找到数据表[slopereclass],将根据此数据表中的设定值将坡度分为10类。
[Slopereclas]中有特殊的字段[FROM]、[TO]、[OUT]、[MAPPING]，可以用于重分类，该表的内容可以通过ArcMap或ArcCatalog查看：
图8.21查看Slopereclas表属性
在[ModelBuilder]窗口中，如图8.19，右键点击工具图框[重分类]后面的[输出栅格]将其改名为:
[重分类坡度图]
（6）从[Arctoolbox]中将工具[要素转栅格]拖放到[ModelBuilder]窗口中（此工具在[转换工具]>>[转为栅格]下），在[ModelBuilder]窗口中，点击[添加连接]按钮将数据图框[Vegetation]与工具图框[要素转栅格]连接在一起。
完成后效果如下图所示：
图8.22将[要素转栅格]与vegetation连接
将工具图框[要素转栅格]后的[输出栅格]改名为[植被栅格]。
双击与[Vegetation]相连的工具图框[要素到栅格]，在出现的对话框中，设置字段为[VEGTYPE],确定。
图8.23设置工具[要素转栅格]的参数
在[ModelBuilder]中右键选中图框[要素转栅格]，执行[运行]命令。
[注：
此步骤比较重要,执行运行后才能为叠加过程提供可用的数据输入]
（7）从[Arctoolbox]中将工具[加权叠加]拖放到[ModelBuilder]窗口中（此工具在[SpatialAnalyst工具]>>[叠加分析]下），右键点击工具图框[加权叠加]后的结果数据图框改名为[土壤侵蚀栅格]，完成后效果如图8.24所示：
图8.24添加[加权叠加]工具并修改输出数据名为”土壤侵蚀栅格”
（8）在[ModelBuilder]窗口中，双击工具图框[加权叠加]，在出现的[加权叠加]工具设置对话框中点击[AddRasterRow]按钮（下图8.25红色箭头所指）
图8.25加权叠加对话框的添加栅格数据按钮
在[加入加权叠加层]对话框中，按图8.26所示指定各参数，将因子[SOILSGRID]加入加权叠加分析过程：
图8.26添加因子[soilgrid]到加权叠加分析
在[加权叠加]对话框再次点击[AddRasterRow]按钮，按图8.27所示设置参数，将因子[植被栅格]加入到加权叠加分析过程：
图8.27添加因子[植被栅格]到加权叠加分析
在[加权叠加]对话框再次点击[AddRasterRow]按钮，将下图所示设置参数，将因子[重分类坡度图]加入到加权叠加分析过程：
图8.28添加因子[重分类坡度图]到加权叠加分析
三个因子添加完成后，回到[加权叠加]工具设置对话框，分别将因子[Soilsgrid]、[植被栅格]、[重分类坡度图]的权重设置为:
[25%]、[25%]、[50％]
指定输出栅格数据名称路径
图8.29设置加权叠加分析中各因子的权重
（9）设置因子[Soilsgrid]：
根据不同土壤类型对土壤侵蚀危险性的影响力，不同的土壤类型给定不同的的数值，数值1表示该土壤侵蚀危险度较低，9表示较高
图8.30设置[Soilsgrid]中不同类型土壤对侵蚀危险性的影响力
（10）设置因子[植被栅格]：
根据不同植被类型对土壤侵蚀危险性的影响力，不同的植被类型给定不同的的数值，数值1表示该土壤侵蚀危险度较低，9表示较高
图8.31设置[植被栅格]中不同类型植被对侵蚀危险性的影响力
（11）设置因子[重分类坡度图]：
根据不同坡度低的区域发生土壤侵蚀的危险系统较小，坡度较大的区域发生土壤侵蚀的危险系数较大，不同坡度对应不同数值，数值1表示该土壤侵蚀危险度较低，9表示较高
图8.32设置[重分类坡度图]中不同坡度对侵蚀危险性的影响力
最终完成的模型图如图8.33：
图8.33最终模型图
5.执行模型，查看结果
（1）在[ModelBuilder]窗口中执行菜单命令：
[模型]>>[运行整个模型]。
请耐心等待计算结果：
需要（3-5s）
图8.34运行整个模型
（2）在[ModelBuilder]窗口中，右键点击图框[土壤侵蚀栅格]在出现的右键菜单中选中[添加至显示]或者在“目录”窗口中将[土壤侵蚀栅格]拖放到arcmap中显示。
0-9表示研究区内土壤侵蚀的危险级别，1表示发生土壤侵蚀的可能性较小，9表示发生土壤侵蚀的可能性极大。
图8.35运行模型后的土壤侵蚀危险性分级结果图
6.保存模型
四、实验报告要求
分析并理解实验过程，将所做工作做出书面报告，报告中粘贴重要过程及成果图，内容包括原理、过程、结果。
回答以下思考题：
1）对模型做怎么样的修改可得到土壤侵蚀危险性大于6的栅格图？
2）怎样统计危险性等于9的栅格面积？
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