Arcgis空间分析具体实例说明.doc

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空间分析具体案例应用

专业：

资源环境与城乡规划管理学号：

109072010024姓名：

王秀君

实验类型：

综合性实验

实验目的：

进一步掌握常用工具应用所学的ArcGIS技术，掌握空间分析能力的运用，解决实际工作中遇到的问题。

实验内容：

1、琅岐岛3D视图显示

2、超市商业区位选址

3、土地规划利用

（一）琅岐岛3D视图显示

实验类型：

综合性实验

实验目的：

进一步掌握常用工具所学的ARCGIS技术，掌握空间分析能力的应用，解决实际工作中遇到的问题

实验内容：

琅岐岛3D视图显示

四、实验步骤

1.将TAB格式转为SHP格式

打开Mapinfo，选择“表”下的“转出”，弹出窗口，指定要转换格式的文件及输出路径，将马尾岛屿.tab、马尾等高线.TAB、马尾等深线.TAB转为Island.mif、Contour.mif、isolate.mif。

然后，打开ArcCatalog，将Island.mif、Contour.mif、isolate.mif转换为shape格式。

点击ok，完成转换。

2.定义投影

右击Island.shp,指定其投影为ProjectedCoordinateSystems—GaussKruger—Beijing1954—Beijing1954GKZone20投影，利用Import将投影导入其他图层。

如图所示：

3.卫片配准

在ArcMap中，先将Island、Contour、isolate图层调入，然后在将卫片LQ调入。

调用Georeferencing工具，选择FittoDisplay命令，使卫片处于屏幕正中央，然后进行配准，如图所示。

然后用Rectify命令，将定义好的投影保存。

配准后注意保存好，如图所示：

4.合并等高线、等深线两个图层

建立Contour和isolate的公共字段，在ArcMap中，选择图层，OpenAttributeTable，建立公共字段Height，并赋值，删除多余字段，然后打开ArcToolBox利用Append工具合并Contour与isolate图层。

合并Contour与isolate图层：

5.空间插值，建立琅岐岛DEM

打开3D分析工具，并调入3D分析模块。

选择Create/ModifyTin—CreateTinfromfeature建立琅岐岛的不规则地形网；再选择Convert—ConvertTinToRaster，SellSize设为15，建立琅岐岛数字高程模型。

上图为tin

接下来做出dem：

上图则为dem（数字高程模型）

6.3D视图显示

启动ArcScence,调入准备好的卫片LQ.img和Dem,再右击卫片，选择Properties命令，单击BaseHeight命令，选择obtainsheathsfromlayerfromsurface，ZUnitConversion为3，确定，得到3D效果图

7.飞行鸟瞰

单击Tool工具条上的fly工具即可实现飞行鸟瞰模式。

（二）超市商业区位选址

一、实验目的：

根据已有超市位置和区域人口分布情况，运用ArcGIS空间分析能力和相关人文地理知

识，找出新开超市的最佳首选地。

二：

实验原理：

根据经济地理学相关知识，在影响超市布置中人口因素相对重要，因此假设2个因素中人口密度的权重为70%、距超市远近的权重为30%。

三：

实验材料与方法：

区域范围region.shp、人口样本点pop.shp、已有超市分布图stores.shp等图层。

四、实验步骤

（一）地图单位设定

启动ArcMap，打开一个空的地图文档，点内容表的Layers按右键选择

[Properties]命令，点General选项卡，将[Units]中[Map]（地图坐标单位）和[Display]

（坐标显示单位）设置为Meters）。

如下图：

单击“确定”按钮。

（二）加载所需数据

单击“file”中的“adddata”按钮，弹出如下对话框，在相应文件夹中，打开“test4”，调入region.shp、pop.shp、stores.shp这3个图层。

单击“Add”按钮.

（三）空间分析模块和工具调用及选项设置。

1．勾选Tools菜单中的[Extension]–[SpatialAnalyst]，调入空间分析模块。

2．设置空间分析选项。

在[SpatialAnalyst]菜单下的单击[Options]命令，弹出[Options]对话框，点击“Extent”选项卡，在[Analysisextent]选项中选择[SameasLayer“region.shp”]，对空间分析范围进行设置，分别对“general”、“extent”、“cellsize”

进行设置。

如下图：

（四）人口数据密度插值。

在[SpatialAnalyst]菜单下的单击[Density]命令，弹出[Density]对话框，在[Inputdata]下拉框中选择“pop”，[Populationfield]下拉框中选择POP100，[Outputraster]对话框中指定保存的文件名“population”，如下图：

单击“OK”按钮，得到空间插值栅格化的人口分布图如下：

（五）距超市距离间插值

在[SpatialAnalyst]菜单下的单击[Distant]-[StraightLine]命令，弹出[StraightLine]对话框，在Distanceto下拉框中选择stores，Outputraster对话框中指定保存的文件名为“storedistant”如下图：

（六）栅格重分类处理

1．对栅格化的距离分布图进行重分类

在[SpatialAnalyst]菜单下选择的[Reclassify]命令，弹出[Reclassify]对话框，在[Input

raster]下拉框中选择storedistant，点击[Classify]按钮，将其分级为5级，如下图：

单击“OK”按钮，在[Outputraster]对话框中指定保存的文件名“re_storedis”，如下图：

单击“OK”后得到重分类后的距超市远近分析图，其中新数值1代表离现有超市最近，2较近，3中等，4较远，5最远。

如下图：

2．对栅格化的人口分布图进行重分类

在[SpatialAnalyst]菜单下选择的[Reclassify]命令，弹出[Reclassify]对话框，在[Input

raster]下拉框中选择population，点击[Classify]按钮，将其分级为5级

单击“OK”按钮，在[Outputraster]对话框中指定保存的文件名“re_pop”

单击“OK”按钮，得到重分类后的人口分布图，其中新数值1代表人口密度最低，2较低，3中等，4较高，5最高，如下图：

（七）进行空间叠加计算分析

1．在[SpatialAnalyst]菜单下选择的[RasterCalculator]命令，弹出[RasterCalculator]对话框，在计算框中输入[re_pop]*0.7+[re_storedis]*0.3，如下图：

单击[Evaluate]，得到超市布置评价图，如下图：

右击“calculator”，选择“MakeCalculatorPermanent”，在弹出的对话框中修改“Name”为“pop_dis”，单击Save，如下图：

2．对计算结果进行重分类

在[SpatialAnalyst]菜单下选择的[Reclassify]命令，弹出[Reclassify]对话框，在[Input

raster]下拉框中选择calculator，点击[Classify]按钮，将其分级为5级，如下图：

单击“OK”按钮，选择保存路径为“re_cal”，如下图：

单击“OK”按钮，得到重分类后的结果如下图：

右击“re_cal”选择“properties”，弹出对话框，将最适宜设置超市处设置为红色，如下图：

单击“确定”按钮，得到结果如下图：

（八）分析结果显示

1.选择[SpatialAnalyst]菜单下的“covert——featurestoraster”命令，在弹出的对话框中，进行如下设置：

单击“OK”按钮，将“region.shp”转换成栅格图层，得到视图如下：

2．在[SpatialAnalyst]菜单选择“rastercalculator”命令，在弹出的对话框中，输入“[re_cal]*[region_sg]”，如下图：

单击“evaluate”按钮，得到视图结果如下：

3.为使结果显示更明显，打开“calculator2”的“properties”对话框，对其进行如下设置：

单击“确定”按钮，得到结果如下：

4．右击“calculator2”，选择“makecalculatorpermanent”命令，将计算结果以“zuishihe”文件名进行永久性保存，如下图：

（三）土地规划利用

问题：

假设需扩建一条宽100米的公路，计算共占地多少公顷，其中占用各地类多少；此路经过连江、罗源2个县，占用2县土地各多少，其中占用各地类多少？

已有资料：

县域图层（County.shp）、土地利用图层（LandUse.shp）、公路（Road.shp）。

1、地图单位设定。

启动ArcMap，打开一个空的地图文档，点内容表的Layers按右键选择[Properties]命令，点CoordinateSystem选项卡，按[Modify]按钮将投影设置为Beijing_1954_GK_Zone20N，再点General选项卡，确认是否[Units]中[Map]（地图坐标单位）和[Display]（坐标显示单位）已自动设置为Meters。

注意：

没有设置坐标单位无法进行空间分析。

点General选项卡，发现[Units]中[Map]（地图坐标单位）和[Display]（坐标显示单位）已自动设置为Meters，如下图：

2、分析图层调入。

调入County.shp、LandUse.shp、Road.shp这3个图层；

3、道路缓冲区分析。

①选择Tools菜单下的[Customize]中的[Commands]，在左边[Categorie]选择框中点[Tools]，右边[Commands]选择框内容随之变化，将其中的[BufferWizard]命令拉到Standard工具栏上；

②点击[BufferWizard]命令，对Road.shp图层进行缓冲区分析，将[Distanceunits]设置为meter，[Ataspecifieddistant]设置为50meters；

③保存为Buffer_of_Road1.shp。

缓冲后道路的效果图如下：

4、道路缓冲区空间标识分析。

①启动ArcToolbox，选择[AnalysisTools]—[Overlay]—[Identity]命令，首先对道路缓冲区和地类做空间标识分析，保存为Buffer_of_road_Indentity.shp；

②接着对Buffer_of_road_Indentity.shp和县域做空间标识分析，保存为Buffer_of_road_Indentity2.shp；

③打开Buffer_of_road_Indentity2.shp属性表，可以发现新加入了[Landuse]和[Name]两个字段。

5、面积计算和统计。

①打开Buffer_of_road_Indentity_Indentity.shp属性表，新建一个字段area，字段数值类型设置为Float；

②右击area字段名，选择[CalculateGeometry]命令，弹出CalculateGeometry对话框，按[OK]系统自动计算各图斑面积。

③运行[Option]—[SelectByAttributes]命令，弹出SelectByAttributes对话框，在选择条件中输入"Name"='连江县'AND"LandUse"='耕地'，查找既满足属于连江县又是耕地的图斑，按[Apply]后满足条件的图斑找出；

Apply后结果图如下：

④右击area字段名，选择[Statistics]命令，弹出Statistics窗口，[Sum]一栏既为满足条件的图斑总面积；⑤反复操作3、4步骤，依次得到满足不同条件的图斑总面积，并列表输出。

最后将数据全部导出，保存。

在excel中打开：

表1新建道路占各县及各地类的面积汇总表单位：

公顷

县名

园地

建设用地

林地

耕地

荒草地

合计

连江县

12.10

3.00

71.19

18.01

10.05

114.35

罗源县

0

0

21.34

1.94

1.31

24.59

合计

12.10

3.00

92.53

19.95

11.36

138.94

（四）福建省平均气温分析

实验类型：

综合性实验

实验目的：

进一步掌握常用工具所学的ARCGIS技术，掌握空间分析能力的应用，解决实际工作中遇到的问题

实验内容福建省各县（市、区）实际气温分析

实验步骤

1、地图单位设定。

启动ArcMap，打开一个空的地图文档，点内容表的Layers按右键选择[Properties]命令，点CoordinateSystem选项卡，按[Modify]按钮将投影设置为Beijing_1954_GK_Zone20N，再点General选项卡，发现[Units]中[Map]（地图坐标单位）和[Display]（坐标显示单位）已自动设置为Meters。

注意：

没有设置坐标单位无法进行空间分析。

在arcmap中，导入county、station图层

选择spatialanalyst中的options进行设置：

2、对station进行样条插值。

在spatialanalyst中选择interpolatetoraster中的spline（样条插值）。

A、先进行高程样条插值（只能对点插值）命名为：

elevation

插值结果如下图所示：

B、对气温的插值，命名为anntemp。

结果如下图所示：

3、加入vertical（垂直地准率）图层，用泰森多边形进行运算

A、在help先搜索thiess

B、打开tools工具箱中的analysistools中的proximity中的createthiessenpolygons（最后选择all）

结果如下图所示：

C、编辑泰森多边形图层，将未被泰森多边形覆盖的范围进行编辑。

（避免选到其他图层，现在selection中选择setselectablelayers，只勾选vertical_thiessenpolyg图层）

打开editor工具，对该图层进行编辑。

编辑结果如下图所示：

4、将泰森多边形转栅格

A、在spatialanalyst中的convert选择featurestoraster命名为ver_rate

结果如下图所示：

5、计算海平面的温度。

计算公式为：

T海=T虚拟+H虚拟/100*Ver_rate

A、在spatialanalyst中选择rastercalculator计算

结果如下图所示：

B、实际温度的计算。

公式为：

T实地=T海平面-（（DEM/100）*VERRATE

加入fjdem500图层后对实际温度进行计算

结果图下图所示

6、将实际温度数据导出：

右击calculator2选择data中的makepermanence（永久保存）命名为realtytemp

（五）政和县锥栗适种地选址

实验类型：

综合性实验

实验目的：

进一步掌握常用工具所学的ARCGIS技术，掌握空间分析能力的应用，解决实际工作中遇到的问题

实验内容：

政和县锥栗适种地选址

实验步骤

1、把test5的fjdem500和realtytemp复制到test10中

2、地图单位设定。

启动ArcMap，打开一个空的地图文档，点内容表的Layers按右键选择[Properties]命令，点CoordinateSystem选项卡，按[Modify]按钮将投影设置为Beijing_1954_GK_Zone20N，再点General选项卡，发现[Units]中[Map]（地图坐标单位）和[Display]（坐标显示单位）已自动设置为Meters。

注意：

没有设置坐标单位无法进行空间分析。

3、将政和县从福建各县行政区图中导出。

A、导入FJCountry.shp图层

B、选中政和县

将政和的数据导出，右击FJcounty图层，在data中选择exploredata，命名为zhenghe

C、设置政和的一般属性：

4、导入fjdem500，并切出政和的dem。

（矢量切栅格方法）

打开工具箱，选择spatialanalysttools中的extraction中的extractbymask

5、导入realtemp图层，并切出政和的实际气温。

（方法与切dem一样）

6、导入福建省的土壤分布图，切出政和县的土壤。

（适量之间的切割方法）

打开tools工具箱，选择analysttools中extract中的clip

结果如下图所示：

7、对各种要素进行重分类

锥栗适种条件如下：

温度：

12——16度；海拔：

600——1000米；坡度：

12——17；

坡向：

北、西北、东北；土壤：

红壤、黄壤、黄红壤

A、对温度进行重分类：

在spatialanalyst中选择reclassify，将温度分成三类。

满足适种条件的赋值为1，不满足的赋值为0。

分类结果如下图所示：

B、对高程进行重分类。

在spatialanalyst中选择reclassify，将高程分成三类。

满足适种条件的赋值为1，不满足的赋值为0。

结果如下图所示：

C、对坡度进行分类。

首先对坡度进行表面分析：

在spatialanalyst先选择surface中的slope

结果如下图所示：

对坡度进行重分类：

在spatialanalyst中选择reclassify，将坡度分成三类。

满足适种条件的赋值为1，不满足的赋值为0。

结果如下图所示：

D、坡向重分类

先在spatialanalyst中的surfaceanalyst中的aspect进行坡向分析

分析结果如下图所示：

对坡向进行重分类。

满足适种条件的赋值为1，不满足的赋值为0。

结果如下图所示：

E、土壤进行重分类

a打开政和土壤的属性表，在options中选择addfiled添加一个命名为suit的字段

b在菜单栏selection中选择selectionbyattributes选出壤土。

c在属性表中选中suit右击选择filedcalculator，将选中的赋值为1，其他赋值为0.

结果如下图所示：

d将矢量土壤图转成栅格

在spatialanalyst中选择convert中的featurestoraster

结果如下图所示：

8、通过运算选出适合种植锥栗的区域。

A、将温度、高程、坡度、坡向、土壤五个因素相加。

在spatialanalyst中选择rastercalculate进行计算。

蓝色区域为最适合种植锥栗的区域，结果如下图所示：

9、分析计算结果

A、将计算出的结果转成适量进行分析，命名为suit。

B、计算各区域面积

a在suit图层的属性表中添加area字段

b选择area字段右击，选择calculategeometry对各图斑面积进行计算。

结果如下图所示：

C、选出最适合种植锥栗的的地区，即GRIDCODE为5的地区。

在selection中选择GRIDCODE=5,高亮部分为最合适的地区。

统计结果如下图

D、将最适合的地区导出

右击suit图层，选择exportdata

10、将最合适种植的地区进行分区

A、在suit图层属性表中添加分区字段，对图斑的分布继续分区。

B、在option中选择export中的exportdata数据导出进行统计，通过excel对各分区适合种植锥栗区域进行分析。

实验心得：

通过几个实例的具体应用，使我对ArcGIS软件操作更加自如，对ArcGIS软件更加熟悉。

而且认识到，运用ArcGIS软件，可以解决很多问题，运用到各个领域。

让我印象最深刻的就是锥栗是适种地的选取，让我们可以把课堂上学习到的知识真正的运用到生活中。

ArcGIS这个软件是我上大学以来所学到的最好的软件！

总之，通过这个实验，我收获很多，不仅是学到了这几个实例的具体操作，而且学到了解决这些问题的方法，我可以将这些方法运用到其他的案例中，分析更多的实例，学习到更多的知识。