中国矿业大学地理信息系统课程设计说课讲解.docx
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中国矿业大学地理信息系统课程设计说课讲解
中国矿业大学
GIS课程设计
姓名:
学号：
学院：
环测学院
班级：
测绘11-1班
1.数据格式转换...................................1
2.市区择房分析...................................
3.学校选址........................................
4.寻找最佳路径....................................
5.GIS地形表面空间分析............................
6.入城高速公路配套定车场的分析....................
1数据格式转换
1.1实验要求
1.2实验思路
1.3实验步骤
打开ArcMap,加载实验用到的全部数据。
图1-1加载实验用到的原始数据
选择系统工具箱，ConversionTools,转出至地理数据库（Geodatabase）|CAD至地理数据库（Geodatabase）工具，打开“CAD至地理数据库（Geodatabase）”对话框；在“输入CAD数据集”文本框中选择需要转换的CAD文件，在“输出地理数据库”文本框确定输出的地理数据库的路径与名称，设置必要的参数，单击“确定”按钮，完成转换操作。
图1-2CAD转至地理数据库
图1-3转至地理数据库的结果
与图1-1比较，我们可以看到这两幅图像几乎相同，除了颜色有一些差别。
可见地理数据要素类不仅可以用CAD格式表示，也可以用个人地理数据库表示，不过他们有不同的优缺点，实际应用中要进行比较选择最适合的。
此外可以按照上面的步骤，选择要素转栅格工具，可以将不同的要素类转换为栅格。
图1-4要素转栅格设置
图1-5polygon转为栅格
1.4实验总结
2市区择房分析
2.1实验要求
2.2实验思路
2.3实验步骤
打开ArcMap,加载实验所需要的四个要素数据。
2.3.1建立主干道噪音缓冲区
在交通网络图层（network.shp）上右键选择“打开属性表”，浏览属性表，单击“表选项”按钮，选择“按属性查询”，打开“按属性查询”对话框。
在SQL表达式中，设置查询条件表达式：
″TYPE″=′ST′（需单击“获取唯一值”将TYPE的全部属性值加入上面的列表框中），单击“应用”按钮，选择出市区的主要道路，然后仅适用所选择的要素建立缓冲区，单位为米，指定距离为200.
图2-1选择主干道
图2-2主干道噪音缓冲区的建立
2.3.2商业中心影响范围的建立
按照与2.3.1相同的方法，对图层中的要素Marketplace建立缓冲区.
图2-3Marketplace的影响范围
2.3.3名牌高中影响范围的建立
按照与2.3.1相同的方法，对图层中的要素类School建立影响范围的缓冲区
图2-4School的影响范围
2.3.4名胜古迹的影响范围
按照与2.3.1相同的方法，建立图层要素famousplace影响范围的缓冲区
图2-5Famousplace的影响范围
2.3.5进行叠置分析，求出满足上述4个要求的区域
2.3.5.1求取3个点图层缓冲区的交集区域
打开ArcToolbox，选择分析工具|叠加分析|相交命令，打开交集操作对话框，依次添加商业中心的缓冲区、名牌高中的缓冲区和名胜古迹缓冲区，指定输出文件路径和名称，在“连接”文本框中选择ALL。
图2-6添加缓冲区图层
图2-73个点图层缓冲区的交集区域
2.3.5.2求取同时满足四个条件的区域
打开ArcToolbox，选择分析工具|叠加分析|擦除命令，打开图层擦除操作对话框，在“输入要素”文本框中选择三个区域的交集数据，在“擦除要素”文本框中选择主干道噪音缓冲区数据，指定输出输出文件路径和名称。
图2-8同时满足4个条件的区域
2.3.6对整个城市区域的住房条件进行评价
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，分别添加market，school和famous字段，并全部赋值为1，向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，打开ArcToolbox，选择分析工具|叠加分析|联合命令，打开图层合并操作对话框，依次添加4个缓冲区图层，设定输出文件的路径和名称，在“连接属性”文本框中选择ALL。
图2-9四个区域的叠加结果
对区域叠加的结果进行分析，打开生成的叠加结果文件图层的属性列表，在属性表中选择选项卡增加字段，添加一个短整型字段class，在“编辑器”工具条中，选择编辑器|开始编辑…，在属性列表中的class字段上单击右键，选择“字段计算器”，在打开的“字段计算器”对话框中，输入运算公式：
[famous]+[market]+[school]+[voice]。
应用class字段的属性值进行符号化分级显示。
图2-10整个地区居住适宜性的分级图
图中紫色区域最适合居住。
2.4实验总结
3学校选址
3.1实验要求
3.2实验思路
3.3实验步骤
3.3.1打开ArcMap添加实验所需要的数据图层，加载SpatialAnalyst模块
设置空间分析环境，主要注意的是在“处理范围AnalystExtent”下拉框中选择“与图层landuse相同”，在“环境设置”对话框中的“栅格分析”的“像元大小”选项，在下拉框中选择“与图层landuse相同”。
3.3.2从DEM提取坡度数据集
选择DEM数据层，单击ArcToolBox下的“3Danalyst工具->栅格表面->坡度”命令，生成Slope_dem1数据集。
图3-1Slope_dem1数据集
3.3.3提取娱乐场所直线距离数据
选择“rec_sites”数据层，选择ArcToolBox->SpatialAnalyst工具->距离分析->欧氏距离命令，生成disre-csites数据集。
图3-2娱乐场所欧氏距离分析
3.3.4提取学校直线距离数据集
选择School数据层，选择ArcToolBox->SpatialAnalyst工具->距离分析->欧氏距离命令创建数据层，得到dis_School数据集。
图3-3School数据层欧氏距离分析
3.3.5重分类数据集
3.3.5.1重分类坡度数据集
对坡度数据重分类，得到坡度适宜性数据集。
对平坦的地区赋予较大的适宜性值，对较陡峭的地区赋予较小的适宜性值。
图3-4坡度重分类结果
3.3.5.2重分类娱乐场所直线距离数据集
按学校距娱乐场所的距离对disre-csites进行重分类，得到娱乐场所适宜性图reclassdisr。
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。
图3-5重分类娱乐场所直线距离
3.3.5.3重分类现有学校直线距离数据集
对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。
图3-6重分类学校距离图
3.3.5.4重分类土地利用数据集
对Landuse图层分为10类，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。
图3-7重分类土地利用数据
3.3.6适宜区分析
单击[SpatialAnalyst工具->地图代数->栅格计算器]命令对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。
图3-8栅格计算器
图3-9适宜性数据集Suit
将大于7.5的区域提取出来，得到Suitsite，确定其为最佳选址区域.
图3-10最佳选址区域（绿色部分）
3.4实验总结
4寻找最佳路径
4.1实验要求
4.2实验思路
4.3实验步骤
4.3.1运行ArcMap设置必要的参数
加载SpatialAnalyst模块，单击“文件”菜单下的“打开”命令，打开加载数据或地图文档对话框，选择road.mxd,按要求设置空间分析环境，“图层范围”设置为“与图层DEM相同”，“栅格分析”的“像元大小”选项设置为“与图层DEM相同”。
4.3.2创建成本数据集
4.3.2.1坡度成本数据集
选择DEM数据层，单击[3DAnalyst工具->栅格表面->坡度]命令，生成坡度数据集，选择Slope数据层，单击[SpatialAnalyst工具->重分类->重分类]命令实施重分类，得到坡度成本数据：
图4-1坡度成本数据reclass-slope
4.3.2.2起伏度成本数据集
选择DEM数据层，选择[SpatialAnalyst工具->邻域分析->块统计]命令，按要求设置参数，单击OK按钮，生成起伏度数据层，记为QFD。
对该数据层进行等距离重分类，得到地形起伏成本数据。
图4-2起伏度数据层
图4-3地形起伏成本数据
4.3.2.3河流成本数据集
选择River数据层，选择[SpatialAnalyst工具->重分类->重分类]命令，按照河流等级如下进行分类：
4级为10；如此依次为8，5，2，1，生成河流成本数据集。
图4-4河流成本数据
4.3.4加权合并单因素成本数据
选择[SpatialAnalyst工具->地图代数->栅格计算器]命令合并数据集，计算公式如下：
Cost=reclass_river（重分类流域数据）+（reclass_slope（重分类坡度数据）*0.6+reclass_QFD（重分类起伏度数据）*0.4），得到最终成本数据集。
图4-5最终成本数据集
4.3.5计算成本权重距离函数
选择[SpatialAnalyst工具->距离分析->成本距离]命令，按要求设置参数单击“确定”按钮。
生成成本距离图，其中浅色为源点。
图4-6成本距离图
4.3.6计算权重距离函数
选择[SpatialAnalyst工具->距离分析->成本回溯链接]（定义在最近源的最小累积成本路径上为下一单元的相邻点）命令，按要求设置参数，单击“确定”按钮。
生成成本距离图，其中浅色为源点，尖点为源头。
图4-7路径权重距离函数
4.3.7求取最短路径
选择[SpatialAnalyst工具->距离分析->成本路径]命令；按要求设置参数，单击“确定”按钮，生成最终的最短路径图，其中紫色细线部分为确定的路径。
图4-8最短路径
4.4实验总结
5GIS地形表面空间分析
5.1实验要求
5.2实验思路
5.3实验步骤
打开ArcMap,加载实验要用到的全部数据。
5.3.1坡度变率
选中DEM图层数据，选择表面分析中的坡度（Slope）工具，提取坡度，得到坡度数据层，命名为Slope。
图5-1坡度数据层
选中坡度数据层Slope，对其在用上述的方法提取坡度，得到坡度变率数据层，命名为SOS。
图5-2坡度变率数据层
5.3.2坡向变率
求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；通过[ArcToolBox->SpatialAnalyst工具->地图代数->栅格计算器]命令，公式为（H—DEM）（H为原始DEM数据层的最大高程值1153.79），得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据InverseDem。
图5-3反地形DEM
基于反地形DEM数据计算求算坡向值。
由原始DEM数据求算出的坡向变率值为SOA1（图5-6）。
利用SOA方法求算反地形的坡向变率，记为SOA2。
图5-4基于反地形DEM数据计算求算坡向值Aspect_Inver1
图5-5SOA2
图5-6SOA1
选择[ArcToolBox->SpatialAnalyst工具->地图代数->栅格计算器]命令，公式为SOA=（（[SOA1]+[SOA2]）—Abs（[SOA1]—[Soa2]））/2，即可求出没有误差的DEM的坡度变率。
图5-7栅格计算器
图5-8SOA
5.3.3地形起伏度
选中DEM数据，选择[ArcToolBox->SpatialAnalyst工具->邻域分析->块统计]命令，设置相关参数。
设置Statistictype为最大值，邻域的类型为矩形，邻域的大小为3×3，记为Max。
重复这一步，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Min。
图5-9Max
图5-10Min
选择[ArcToolBox->SpatialAnalyst工具->地图代数->栅格计算器]命令，公式为”Max”—“Min”，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领域的地形起伏度。
图5-11地形起伏度
5.3.4地面粗糙度
点击DEM数据层，选择表面分析中的坡度（Slope）工具，提取得到坡度数据层，
命名为Slope。
点击Slope数据层，在SpatialAnalyst下使用栅格计算器RasterCalculator公式为：
1/Cos（[Slope]*3.14159/180）,即可得到地面粗糙度数据层。
图5-12计算地面粗糙度
图5-13地面粗糙度
5.4实验总结
6入城高速公路配套定车场的分析
6.1实验要求
6.2实验思路
6.3实验步骤
打开ArcMap加载实验需要的数据图层。
6.3.1选取符合条件的数据
打开landuse图层的属性表，选择属性为“VAC”的数据
图6-1按属性选择数据
图6-2空地
对zone数据图层也执行同样的处理，得到商业用地。
图6-3商业用地
对street图层进行同样的操作，按要求进行选择
图6-4选中的street
对每个图层右键单击每个图层的名称，在快捷菜单中选择data—outputdata，
将其保存为新的图层。
selectedlanduse
图6-5selectedstreet
图6-6selectedzoing
6.3.2对选中的street图层建立缓冲区
对选择出来的street做如下的缓冲区，执行tools—bufferwizard,选择相应的图层，对其做适当的设置，然后单击下一步,设置距离为500.
图4-7street的缓冲区
6.3.3进行叠加分析
图6-8叠加分析的结果
图6-9叠加分析结果的属性表
可以看出共有44块。
6.4实验总结
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