校园室外监视器布局分析.docx
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校园室外监视器布局分析
校园室外监视器布局分析
最近响应ESRI伟大的K-12计划的号召，为中学地理老师开展了一次ArcGIS培训，希望能将GIS技术融入到中学地理教学中去。
培训案例可真是抓破了头，实在不了解中学地理教学的实际应用，呵呵。
这个校园室外监视器布局的案例，是ESRI（北京）市场部可爱的原MM想到的，赞啊！
在此抛个砖，希望能引玉。
大家一起头脑风暴一把吧！
还有什么比较有意思的课题可供中学老师带领中学生去实践呢？
校园室外监视器布局分析
准备数据
1.校园建筑物分布图。
该数据中，最重要的属性字段是建筑的高程。
2.监视器原计划分布图。
为了便于分析，该数据的属性中需要给出监视器的安装高度、水平转角、垂直转角及监视半径等参数。
3.校园范围。
4.若校园地形复杂，植被茂盛，则还需要校园地形图和植被覆盖图。
植被图也需要植被高程，分析处理方法与建筑物相同。
分析步骤
1.开启ArcMap，将上述实验数据添加至ArcMap。
2.调整图层间的上下覆盖关系，避免有效信息被遮盖。
3.将研究范围（study_area）图层调整为半透明。
Study_area图层名右键->属性（properties）。
在弹出的图层属性窗口的display标签下，将透明度transparent设置为50%。
4.从ArcMap的Tools菜单中点击Extensions，在弹出窗口中调用spatialanalyst扩展模块。
5.在ArcMap工具栏空白处右键，调用出spatialanalyst工具条。
6.在spatialanalyst下拉菜单下点击option，在弹出窗口中将工作空间（working）设置为分析数据所在的文件夹，将分析掩膜（analysismask）设置为study_area，即本次监视探头的监视范围。
7.在spatialanalyst下拉菜单下点击covert->featuretoraster。
在弹出的窗口中，inputfeature选择buildings，field选择height，即是将矢量的校园建筑物图转换为栅格形式，栅格像元大小为1（单位：
米。
与坐标系统单位相同）。
有建筑物的区域，栅格像元值为建筑物高程值，无建筑物的区域，像元值为NoData。
8.将无建筑的空地的高程值赋为0。
（若学校地形复杂，且有校园地形图，则应将无建筑区域的高程值赋为地表高程，将有建筑区域的高程值赋为地表高程加建筑高度，若校园植被覆盖茂盛，则还应将植被的高程因素考虑进来。
）
在spatialanalyst下拉菜单下点击rastercalculator，在弹出的栅格计算器（rastercalulator）窗口中输入下面表达式：
elev=con（isnull（[buildings2]）,0,[buildings2]）,其中building2为第7步生成的建筑物栅格。
注意：
表达式中，"="两侧需空格，"，"后需空格。
运算该表达式时，先用isnull（）函数来测试[building2]中是否有NoData，如果是NoData，则返回值为0，如果不是，则返回值为[building2]中的值，所有返回值生成一个新栅格，名为elev。
9.在spatialanalyst下拉菜单下点击surfaceanalysis->viewshed，在弹出的窗口中，inputsurface选择上一步生成的elev，observerpoints选择监视器原计划分布图spots，即可生成这些监视器的监视范围图，在生成的图中，可视区域是所有监视器可视区域的并集。
为节约成本，在达到同样监视效果的情况下，应该尽量减少监视器的数量。
以学生公寓为例，覆盖监视范围，保障学生安全并不一定需要这么多的监视器。
下面我们将对下图蓝圈中的监视器的监视范围进行单独分析。
10.在ArcMap左侧目录列表（TOC）的selection标签中，只保留spots的可选择性。
11.点击Tools工具条上的选择要素（selectfeatures）工具，选择学生公寓小花园东北角的监视点。
12.在spatialanalyst下拉菜单下点击surfaceanalysis->viewshed，在弹出的窗口中，inputsurface选择第8步生成的elev，observerpoints选择监视器原计划分布图spots。
由于此时spots中有选择集，则仅对被选要素进行分析，将得到被选点的可视范围图。
从分析结果中可以发现，学生公寓小花园东北角的一个监视器的监视范围即可覆盖整个花园。
为监视花园而安排的其他几个监视器是多余的，可取消安装，节约成本。
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