地理信息系统实验报告地图的各类分析.docx

1、地理信息系统实验报告地图的各类分析本科学生综合性、设计性实验报告姓名杨建永 学号114130630专业测绘工程 班级11测绘实验课程名称 地理信息系统概论指导教师 董铭老师 开课学期 2013 至 2014 学年一 学期上课时间 2013 年 11、12 _ 月云南师范大学旅游与地理科学学院实验名称：钦州市行政区划图综合分析实验时间：2013、12、20小组合作： 是 否小组成员：无1、实验目的： （1）、熟练掌握地物要素查询、属性查询、相互位置查询以及空间连接；（2）、依次进行空间缓冲区分析、空间网络分析以及空间叠合分析，并达到某种目的和效果，培养空间数据综合分析能力；（3）、熟练运用制作专

2、题地图的显示方法；（4）、学习地图的布局方式及方法，最后输出完整的JPEG结果图。本实验最主要的目的是：加深对网络分析基本原理，方法的认识；熟练掌握ARCGIS下进行道路网络分析的技术方法。结合实际，掌握利用网络分析方法解决地学空分析问题的能力。2、实验数据及使用软件模块：（1）、使用软件为: ArcGIS 9.3对安装环境的基本要求： 处理器：Pentium 450 MHz（或者更高） 操作系统：Microsoft Windows NT 4.0 Service Pack 6aMicrosoft Windows 2000Microsoft Windows XP 内存空间：不低于128MB 硬盘

3、空间：1.5 GB NTFS/1.6GB FAT（或者更高）Desktop Aplications：700 MB NTFS /750 MB FATWorkstion Aplication：700 MB NTFS /750 MB FAT 网络浏览器：IE 5.0（或者更高）.（2）、对山东省钦州市行政区划图进行数字化，结果图如下，以该图像作为原图，针对某些特定的目的进行综合分析：3、 实验数据处理过程：一、 进行各类查询：（1）、对要素及其属性查询： 启动ArcMap,打开地图文档“二次实验原图.mxd”,激活该文档，可以看到有三个图层：“Point”、“Road”、“County”被展开。选用

4、菜单Selection/Set Selectable Layers，出现设置可选图层对话框，此处只需要设置“Point”左侧的复选框上打钩，其它两个图层不参与要素选择。关闭对话框，在基本工具条中点击“Select Feature”,利用shift键在地图上点击多个点要素，并打开“Point”的属性表，可以看到多条记录颜色改变了，其结果图如下：关闭属性表，在地图窗口下面的Drawing工具条中某个图形右侧，按住下拉箭头系统会显示一组图标菜单如下：选择折线图标，在地图上绘出一条折线，穿越两个多边形，双击鼠标表示输入结束，利用工具条中的“Select Elements”,选择图形要素，则对应的图形被

5、选中，效果图如下：条件组合查询：鼠标右键点击图层名“County”，调出属性表，在属性表窗口的右下侧点击Options/Select By Attributes，弹出条件组合查询对话框，并作出相应的设置（其中查询文本框中设置为“Shape_Area 55000”），即查询面积大于55000平方米的区域，结果为：甫北县和灵山县生成统计图：在目录表中选择图层“County”，打开属性表，点击字段“Area”,选择若干条记录，使它们进入选择集，点击“Option”选择“Create Graph”出现对话框，依次做出P19的设置，最后得出结果如下：此操作失败，无法产生统计图。分类汇总：在属性表中的任意

6、字段名上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“Summarize”，出现数据汇总对话框；第一个下拉菜单中选择“name”，第二个下拉菜单中点击字段“Length”展开，依次勾选“Minimun、Maxnimun、Average、Sum”，输入汇总的存储路径为“E：地信/第二次试验/数据/汇总数据”；点击“ok”，生成汇总数据，存放于左侧目录栏中，右键单击选择打开菜单，该表显示为：相互位置查询和空间连接：点、线图层间的相邻查询： 载入实验原图并激活，将Units框中的单位改为“Kilometers”，选择Selection/Select By Location，调出位置选择对话框，勾选“Poin

7、t”作为选择要素，选择“在一定距离内选择”，并将“Road”要素作为距离参考，键盘输入参考距离为“100 Kliometers”,点击“OK”，得结果为：选择出来“大直镇”在目录表中鼠标右键点击图层名“point”,选择其属性框可以看到一条记录颜色改变，结果如下：面状图层的相邻选择查询： 选择Selection/Select By Attributes,出现条件组合查询对话框，设置“Layer”为“county”且查询条件为“Area70000”,查询结果为：查看其属性对话框可知，有一条记录颜色改变：包含查询：选择Selection/Select By Attributes,出现条件组合查询对

8、话框，设置“Layer”为“point”,利用鼠标在文本框中输入“name”LIKE“灵山县”，点击“Apply”，符合条件的点只有一个且颜色改变，关闭对话框；点击“point”图层，选用菜单Selection/Select By Location，调出位置选择对话框，做如下设置：点击“Apply”,可得查询结果如下：“在多边形“灵山县”内的所有点状图层的颜色改变”：、空间连接：查看“point”属性对话框，可以看到：在快捷菜单中选择“Join and Relates/Join”，设置对话框，并将输出结果保存为“E:软件地信114130630 杨建永 地理信息系统实验2空间连接Join_Out

9、put.shp”，点击“OK”,系统自动生成新的点状图层“空间连接Join_Output”，将其加载到框架中，要素的属性和“point”一样，如下：二、 空间缓冲区分析：1、多边形要素邻近区分析： 启动地图文档“二次实验原图”，首先打开图层的特征定义对话框，更改单位为“kilometers”，在窗口中点击“ArcToolbox”展开“ArcToolbox/Analysis Tools/Proximity”,鼠标双击“Multiple Ring Buffer(多个环状邻近区)”，出现设置对话框，设置如下：点击OK继续，软件出现处理过程提示窗，待处理完毕后，可以得到如下结果：接下来为每个邻近区计算

10、面积，鼠标右键打开“Buffer1”的属性表，选择属性表右下角按钮“Option/Add Field”在随后的对话框中定义所增加的字段：Name：Area、Type:Double、Precision：10(字段宽度)、Scale：1（保留小数点位数），按OK键返回。属性表增加了字段“Area”，鼠标右键点击属性表字段名，在快捷菜单中选择“Calculate ”，出现系统提示，选择“YES”,可以得到结果为：2、线要素的邻近区分析：启动地图文档“二次实验原图”，首先打开图层的特征定义对话框，更改单位为“kilometers”，在窗口中点击“ArcToolbox”展开“ArcToolbox/Ana

11、lysis Tools/Proximity”,鼠标双击“Multiple Ring Buffer(多个环状邻近区)”，出现设置对话框，设置如下：点击OK继续，软件出现处理过程提示窗，待处理完毕后，可以得到如下结果：载入“buffer1”加以叠合，可以看到缓冲区分析的结果图为：三、 空间网络分析：原图：1、 建立网络数据集：启动“ArcCatalog”,选用菜单“Tools/Extensions”，勾选“Network Analyst”，则网络分析拓展模块被加载。在左侧目录表窗口中打开实验原图，可看到一系列的数据项，点击Road，在右侧窗口中点击标签“Contents”，用鼠标右键在左侧目录表中

12、点击Road,选用快捷菜单“New Network Dataset”准备新建网络集，提示：Enter a name：road-ND,按“下一步”，点击按钮Connectivity显示遵循默认值，按“下一步”，两次选择“NO”（参照实习教程P196P197），最后的到：2、 产生最佳路径： 启动ArcMap,打开地图文档“网络分析原图”，更改单位为“Meters”，选用工具菜单调出网络分析菜单条“Network Analyst”，并加载上一步建立好的网络数据集（road_ND.nd），选择“NO”，利用网络分析菜单条中的图标，在地图上输入两个站点，站点1在最南端，站点2在市中心的位置，利用按钮，

13、可以生成站点1 到站点2的最佳路径，结果如下：还可以在站点1和站点2之间添加障碍，从而改变路径；3、 产生服务区：要求产生离开点状要素50米和100米的服务区范围，在网络分析菜单条中选择Network Analyst/New Service Area,可以看到目录表中出现一个特殊的图层Service Area,在目录表中鼠标右键选择“Service Area/Properties”点击标签Analysis Settings和Polygon Generation,依次进行设置，参数参照（P205），按“确定”键返回，鼠标右键点击“Facilities(0)/Load Locations”，出现对

14、话框，在第一行的下拉菜单中选择图层“Point”,按“OK”，则点要素被加载，点击图标（Solve）,产生点要素的服务区多边形，分别有50m、100m两种交通成本。结果图为：4、 基于网络的设施服务水平分析：（1）、建立网络数据集，启动“ArcCatalog”,选用菜单“Tools/Extensions”，勾选“Network Analyst”，则网络分析拓展模块被加载。在左侧目录表窗口中打开实验原图，可看到一系列的数据项，点击Road，在右侧窗口中点击标签“Contents”，用鼠标右键在左侧目录表中点击Road,选用快捷菜单“New Network Dataset”准备新建网络集，提示：E

15、nter a name：road-ND,按“下一步”，点击按钮Connectivity显示遵循默认值，按“下一步”，两次选择“NO”（参照实习教程P196P197），最后的到：（2）、获得有效服务区：启动软件，加载“空间网络分析原图”，并加载“Network Analyst”，调出网络分析工具条，添加已经创建的网络数据集“road-ND”，选择“否（NO）”，网络数据集被加载，在网络分析工具条中，点击按钮，打开网络分析窗口，下拉选择菜单“Network Analyst/New Service Area”,网络分析窗口中出现Facilities(设施)、Barriers(障碍)等目录，同时窗口中

16、出现了一个新图层Service Area。在网络分析窗口中，鼠标右键点击Facilities(0)，弹出快捷菜单，选择“Load Locations”，进入对话框进行设置（参见P363）。按OK键退出，Facilities括号中的数字由0变成64，地图上也显示出64个设施。在网络分析窗口上，点击图层属性按钮，进入Layer Properties对话框，选择Analysis Setting标签和Polygon Generation(多边形生成)变迁，作设置，设置参数参见P363按“应用（A）”按钮，保存设置，按“确定”键退出参数设置。单击网络分析工具条上的按钮（Solve）,运行网络分析程序，产

17、生有效服务区，结果图如下： 消除服务区的重叠：关闭网络分析窗口，网络分析工具条，地图窗口的标准工具条中点击图标，展开“ArcToolbox/Data Management Tools/Generalization”,鼠标双击Dissolve,出现“Dissolve”对话框：并进行设置，设置参见P365。产生消除重叠后的服务区范围，可以看到服务区的很多部分已经超出了范围，需要进一步处理，即能获得有效服务区。展开ArcToolbox/Analysis Tools/Extract,鼠标双击Clip,出现设置对话框，进行设置，并将结果存储为“Diss2”，最后得到有效服务区的结果图为：四、 空间叠合分

18、析： （1）、多边形归并： ArcMap可以按属性归并要素，除了将相同类型的点、线、面归并为点簇、线簇、多边形簇，还可以对归并后的数据做进一步简化。本练习将road归并处理，使road归并为county。展开“ArcToolbox/Data Management Tools/Generalization”,鼠标双击Dissolve,出现“Dissolve”对话框：并进行设置，设置参数参照P131，其中“Input Features”为：Road，用鼠标右键打开图层“Road_Dissolve”的属性框，选择Symbology标签，为每一个线要素定一种颜色。但每条线要素在空间上是一个整体，在属性

19、表中也只有一条记录，打开要素属性表，显示结果如下：最后结果图为：（2）、多边形叠合：叠合处理过程：首先在“County”属性表中添加字段“VALUE”，然后打开属性表，鼠标右键点击字段“VALUE”，选用CalculateValues&，先提示计算结果没有对应的撤销操作，回答“是（Y）”，在Field Calculator对话框下侧提示：VALUE=,用鼠标点击输入：Area/Perimeter,按ok键结束，可以看到字段VALUE被赋值，属性表如下：多边形的叠合：由于选择的原图中，只有一个多边形图层，故多边形之间的叠合，无法完成!线图层和面图层的叠合： 展开工具ArcToolbox/Anal

20、ysis Tools/Overlay/,双击Intersect,在对话框的Input Feature下拉条中配合文件夹按钮和下拉箭头，选择“County”和“E:软件地信114130630 杨建永 地理信息系统实验2数据Road.shp”,Outputb Type(optional)下拉选择，输出的数据类型是线要素（LINE）,其他选项均选用默认值，按OK键继续，在软件运行对话框中出现“Completed”提示后，关闭对话框，可以看到左面增加了一个线要素图层：线和面叠合以后的结果为：图中仅对黄色多边形做了叠加，其中颜色的部分，为线要素叠加后的效果。打开叠加后图层的属性表，可以看到属性为：鼠标右

21、键点击图层Road_intersect,打开属性对话框，选择属性窗口右下侧按钮“Option/Add Field”，出现设置对话框增加新字段：Name：Lenghth1,Type：Float,字符宽度为6，保留2为小数，按OK键继续，属性表增加了新字段Lenghth1,用鼠标右键点击该字段名，在快捷菜单中选择“Calculate Value”结果为：从上述属性表中可以看到有一个字段Area,所有记录纸Area的值均为：80001.565，这是“计算范围”多边形叠合之间的面积，叠合处理中带入属性表Attribute of Road_Intersect,鼠标右键点击字段名“Length1”,选择“

22、Statistics”，可以看到叠合后各段道路的长度合计值：1122.4故该计算范围的道路密度为：1122.4/80001.565*1000=14.03（m/m2）5实验成果图：（1）、空间缓冲区分析结果图：（2）、空间网络分析结果图：（3）、空间叠合分析结果图：（4）、专题地图制作结果图：6、实验总结：1）、本次实验成败之处及其原因分析：失败：（1）、在查询过程中，未完成“统计图的产生”。原因：在做设置过程中，操作界面没有“勾选Use selected set of features or records”一项，故无法完成操作；（2）、在做“空间缓冲区分析”时，由于事先原图选择不当，导致做出

23、来的结果图有些模糊和混乱；（3）、在进行“空间网络分析”时，由于原图的“线要素”的处理不当，导致在进行“考虑车速、单向行驶、道路互通”的空间分析时，无法按要求完成；（4）、在进行“获得有效服务区”时，不知道什么原因，导致产生这样的结果： （5）、在做叠合处理过程中，当字段VALUE被赋值以后，属性表在原来的基础上增加了两条记录：变化后的属性表为：（6）、多边形的叠合过程中，由于选择的原图中，只有一个多边形图层，故多边形之间的叠合，无法完成；成功：总体来说，本次实验还是算成功的；（1）、在进行“空间查询和空间连接”时，能够根据具体要求，进行各类要素的查询和连接，也得到了不错的效果；（2）、在“空

24、间缓冲区分析”中，多边形要素分析做得也还算可以，虽然结果图有些混乱，但至少得到了正确的结果图；（3）、多边形的归并一节，操作很顺利，结果也很好；（4）、在做“线要素与面要素叠合”中，虽然没有对整个面图层做叠合，但是对该部分的叠合做的还是很好的，最后也得出了该计算范围的道路密度。2）、做好本实验需要把握的关键环节：（1）、做好本次实验，首先的关键是操作原图的选择，如果操作原图处理不好，就会导致做出来的结果图很混乱，很模糊。起初做“空间查询”和“空间缓冲区分析”时，就是由于这个原因，所以最后做出来的结果图不是太好；（2）、其次是对“ArcMap”软件的相关基础操作和基本工具调用的熟练掌握，倘若不熟知基本工具栏的设置和调用，是很难完成各类空间查询和各类分析的；（3）、最后是对操作细节的掌握，每个微妙的操作都将导致结果不正确，所谓“细节决定成败”。针对本次实验，只有充分掌握每一个操作，才能得到完美的结果。指导老师评语及得分：签名： 年 月 日