中国矿业大学地理信息系统GIS课程设计2Word文档格式.docx
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在中添加五个图层。
(图1-1)
图1-1
加载polyline图层
2、运用MapInfo提供的工具实现数据交换
打开mapinfo,在菜单栏中选择工具栏>
通用转换器,出现对话框,在格式中选择AutoCADdwg格式,在文件中选入输入目录文件,在目标格式中选择MapInfotab格式,目录中选入输出途径,如下图,点击ok。
如下图
输出多个图层文件,举一例如下:
实验2GIS矢量数据空间分析
一、实验目的
熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作,综合利用各项空间分析工具解决实际问题。
二、实验数据
城市交通网络图(network.shp);
商业中心分布图(Marketplace.shp);
名牌中学分布图(school.shp);
名胜古迹分布图(famousplace.shp)
三、实验要求:
1.寻求的区域满足以下条件
离主要交通要到200m之外,减少噪音污染。
距名牌高中在750m之内,以便小孩子上学便捷。
在商业中心服务范围以内,服务范围以商业中心规模的大小来确定(属性字段YUZHI)。
距离名胜古迹500m以内,环境优雅。
2.对每个条件进行缓冲区分析,将符合条件的区域取值为1,不符合条件的取值为0,得到各自的分值图。
3.运用空间叠置分析对上述4个土层进行叠加求和,并分等定级,确定合适的区域。
定级标GIS准为:
A.满足其中四个条件为第一等级。
B.满足其中三个条件为第二等级。
C.满足其中二个条件为第三等级。
D.满足其中一个条件为第四等级。
E.不满足其中任何条件为第五等级。
四、实验过程
首先打开ArcMap,加入四个图层
1、主干道噪音缓冲区的建立
1)选择交通网络图层(network.shp),打开图层的属性表,在菜单中选择selectbyattributes,在selectbyattributes对话框中,左边选择“TYPE”双击将其添加到对话框下面SQL算式表中,点中间“=”,再单击Getuniquevalues将TYPE的全部属性值加入上面的列表框中,然后选择“ST”属性值,双击添加到SQL算式表中,单击APPLY按钮,就将市区的主要道路选择出来了。
(图2-1)
2)
图2-1交通道路图
3)点击缓冲区按钮,对选择的主干道进行缓冲区的建立,首先在缓冲区对象图层
4)选择交通网络图层(network),然后将下面的UseOnlytheSelectedFeature(仅对选择的要素进行分析)选中,单击next;
5)确定尺寸单位,选择第一种缓冲区建立方法(Ataspecifieddistance),指定
6)缓冲区半径为200米,单击next;
7)选择第一种边界设定类型(Dissolvebarriersbetween),然后指定好缓冲区文件的存放路径
8)和文件名后,单击OK,完成主干道噪音污染缓冲区的建立。
(图2-2)
图2-2市区交通要道200米之外缓冲区
2、商业中心影响范围建立
1)建立大型商业中心的影响范围。
首先点击缓冲区按钮,在缓冲区对象图层选择商业中心分布图层(network),单击next;
2)确定尺寸单位,选择第二种缓冲区建立方法,以其属性字段YUZHI为缓冲区半径,单击next;
3)选择的是第一种边界设定类型,然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后,
单击OK,完成商业中心影响范围缓冲区的建立。
(图2-3)
图2-3商业中心影响范围缓冲区
3、名牌高中的影响范围建立
1)点击缓冲区按钮,在缓冲区对象图层选择名牌高中分布图层(school),单击
next;
2)确定尺寸单位米,选择第一种缓冲区建立方法,指定750米作为半径,设置好后,单击next;
3)选择的第一种边界设定类型,指定缓冲区文件的存放路径和文件名,
单击OK,完成名牌高中的覆盖范围缓冲区的建立。
(图2-4)
图2-4名牌高中的覆盖范围
4、名胜古迹的影响范围建立
1)点击缓冲区按钮,在缓冲区对象图层选择名胜古迹分布图层(famousplace)
2)单击next,确定尺寸单位,选择第一种缓冲区建立方法,指定500米
单击OK,完成名胜古迹的覆盖范围缓冲区的建立。
(图2-5)
图2-5名胜古迹的周边覆盖影响范围
5、进行叠置分析将满足上述四个要求的区域求出
1)将商业中心影响范围、名牌高中的影响范围和名胜古迹的影响范围进行叠置分析
的交集操作,可以将同时满足三个条件的区域计算出。
打开ArcToolBox,在analysttools下选择overlay下的Intersect操作,打开交集操作对话框,将商业中心的缓冲区、名牌高中的缓冲区和名胜古迹的缓冲区分别添加进来,设定输出文件名并选择全部字段,输出类型和输入类型一样,单击OK,从而获得同时满足三个条件的交集区域。
(图2-6)
图2-6满足三个条件的区域
2)利用主干道噪音缓冲区对获得的三个区域的交集进行图层擦除操作,从而获得同
时满足四个条件的区域的获得,打开ArcToolBox,在analysttools下选择overlay下的Erase操作,打开图层擦除操作对话框,在inputfeatures选择三个区域的交集,在erasefeatures选择主干道噪音缓冲区,同时设定输出图层的地址和文件名,单击OK,从而获得同时满足四个条件的交集区域的获得,即购房者的最佳选择区域。
(图2-7)
图2-7购房者最佳选择区域
6、对整个市区进行分等定级,分级标准是:
◆满足其中四个条件为第一等级;
◆满足其中三个条件为第二等级;
◆满足其中两个条件为第三等级;
◆满足其中一个条件为第四等级;
◆完全不满足条件的为第五等级。
1)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,添
加一个market,school和famous字段,并全部赋值为1。
将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。
2)打开ArcToolBox,在analysttools下选择overlay下的Union操作,打开图层合并操作对话框,在四个缓冲区逐个添加进去,同时设定输出图层的地址和文件名Union,将全部字段连接,单击OK,得到四个区域的叠加合并图(图2-8)。
图2-8四个缓冲区的叠加图
3)打开生成的Union文件图层属性列表,添加一个短整型字段class,然后保留FID,Shape*,class,market,voice,school和famous字段,然后在Editor工具栏下来菜单中选择startediting,然后在属性列表中的class字段上单击右键,选择Calculatevalues,单击之后,打开FieldCalculator对话框,并令class=market+voice+school+famous,即将其进行分等定级。
第一等级:
数值为4;
第二等级:
数值为3;
第三等级:
数值为2;
第四等级:
数值为1;
第五等级:
数值为0。
图2-9分级数值的计算实现
图2-10市区分等定级图
实验3GIS栅格数据空间分析之学校选址
一、工程背景
合理的学校空间未知布局,有利于学生的上课与生活。
学校的选址问题需要考虑地理位置,学生娱乐场所配套,与现有学校的距离间隔等因素,从总体上把握这些因素能够确定出适宜性较好的学校选址区。
二、实验目的
通过练习,熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能;
熟练掌握利用ArcGIS空间分析功能,分析类似学校选址等实际应用问题。
三、工程数据
Landuse(土地利用数据);
Dem(地面高程数据);
Rec_sites(娱乐场所分布数据)Shool(现有学校分布数据);
四、实习要求
1.新学校选址应该注意这些问题:
A.新学校位于地势较为平坦地方
B.新学校选址的建立应该结合现有土地利用类型综合考虑,选择成本不高的区域
C.新学校应该与现有娱乐设施相配套,学校距离这些设施愈近愈好
D.新学校应该避开现有学校,合理分布
2.各因素的权重比例为:
距离娱乐设施为0.5,距离学校占0.25,土地利用类型和地势位置因素各占0.1253)实现过程采用ArcGIS的SpatialAnalyst扩展模块4)给出适合新建学校的适宜地区图,并做简要分析
五.实习过程
1.派生数据
1)运行ArcMap,加载SpatialAnalyst模块,单击File菜单下的Open命令,打开加载地图文档对话框
2)从DEM数据提取坡度数据集。
选择DEM数据层,点击SpatialAnalyst模块的下拉箭头,选择SurfaceAnalysis并点击Slope,生成slope数据集(图3-1)。
图3-1
3)从娱乐场所数据“Rec_sites”提取娱乐场直线距离数据。
选择Rec_sites数据层,点击SpatialAnalyst模块的下拉箭头,选择Distance并点击Straightline,生成dis_recsites数据集(图3-2)。
图3-2
4)从现有学校位置数据“School”提取学校直线距离数据库。
选择School数据层,点击SpatialAnalyst模块的下拉箭头,选择Distance并点击Straightline命令创建数据集,得到dis_School数据集(图3-3)。
图3-3
2、重分类
1)重分类坡度数据集
学校的位置在平坦地区比较有利。
采用等间距分级把坡度分为10级。
平坦的地方适宜性好,赋以较大的适宜性值,陡峭的地区赋比较小的值,得到坡度适宜性数据recalssslope。
选择SpatialAnalyst\Reclassify,classify\EqualInterval,参数设置为10保存路径及结果,Newvalues修改赋值,结果如下图3-4
图3-4
2)重分类娱乐场直线距离数据集
考虑到新学校距离娱乐场所比较近时适宜性好,采用等间距分级分为10级,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。
得到娱乐场所适宜性图reclassdisr。
选择SpatialAnalyst\Reclassify,classify\EqualInterval,参数为10,要在Newvalues中修改赋值。
(图3-5)
图3-5
3)重分类现有学校直线距离数据集
新学校距离现有学校比较远时适宜性好,仍分为10级,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。
选择SpatialAnalyst\Reclassify,classify\EqualInterval,参数为10。
(图3-6)
图3-6
4)重分类土地利用数据集
按Ctrl键,选择“water”、“wetland”、“grass”,单击“deleteentries”,删除“water”、“wetland”、“grass”。
然后,根据用地类型给各种类型赋值,得到reclassland。
(图3-7)
图3-7
3、适宜区分析
各数据层权重比为:
距离娱乐设施占0.5,距离学校占0.25,土地利用类型和地
势位置因素各占0.125。
(图3-8)
图3-8
图3-9
实验4GIS栅格数据空间分析之寻找最佳路径
通过练习,熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、表面分析、成本权重距离、数据重分类、最短路径等空间分析功能,熟练掌握利用ArcGIS上述空间分析功能,分析和处理类似寻找最佳路径的实际应用问题。
二、实验数据
Dem高程数据;
Statpot路径源点数据;
Endpot路径终点数据;
River河流数据
三、实验要求
1)路径成本较少
2)新建路径为较短路径
3)新建路径的选择应该避开主干河流,减少成本
4)提交寻找的最短路径路线图
1、创建成本数据集
1)坡度成本数据集
选择DEM数据层,点击SpatialAnalyst下拉列表框,选择SurfaceAnalysis并点击slope,生成坡度数据集,记为Slope。
选择Slope数据层,点击SpatialAnalyst下拉键头,选择Reclassify命令实施重分类。
对坡度数据集实施重分类的基本原则是:
采用等间距分为10级,坡度最小一级赋值为1,最大一级赋值为10,坡度成本数据(reclass-slope)。
(图4-1)
图4-1坡度成本数据
2)起伏度成本数据集
选择DEM数据层,点击SpatialAnalyst下拉列表框,选择NeighborhoodStatistics,设置如图4-2所示参数设置,点击Ok按钮,生成起伏度数据层,记为QFD。
选择QFD数据层,点击SpatialAnalyst下拉键头,选择Reclassify命令,按10级等间距实施重分类,地形越起伏,级数赋值越高,即最小一级赋值为1,最大一级赋值为10,得到图4-3所示地形起伏成本数据(reclass-QFD)。
图4-2图4-3
3)河流成本数据集
选择River数据层,点击SpatialAnalyst下拉键头,选择Reclassify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,生成所示河流成本(reclass_river)。
(图4-3)
图4-3
4)加权合并单因素成本数据,生成最终成本数据集
点击SpatialAnalyst下拉箭头,选择RasterCalculator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)
实验5GIS地形表面空间分析
通过本实验,使读者加深对各基本地形指标的概念及其应用意义的理解。
熟练掌握使用ArcGIS软件提取这些地形指标的方法和步骤。
二、实验数据
dem高程数据
1、给出地形坡度
2、地形坡向
3、地形起伏度
4、地表粗糙度
地形起伏度:
是指特定的区域内,最高点海拔与最低点海拔高度的差值。
是描述一个区域宏观地形特征的宏观性指标。
地形粗糙度:
是特定区域内,地球表面积与其投影面积的比例。
也是反映地表形态的指标。
计算公式为:
公式为:
1/Cos([SlopeofDEM]*3.14159/180)。
1、地形坡度
选中dem数据,3DAnalyst->
SurfaceAnalysis->
slope,如图5-1所示
图5-1
2、地形坡向
选择dem数据层,单击3DAnalyst模块的下拉箭头,选择SurfaceAnalysis并单击Aspect,设置相应参数,生成Aspect数据集。
(图5-1)
3、地形起伏度
1)在SpatialAnalysis下使用栅格邻域计算工具NeighborhoodStatistics(图6)。
设置Statistictype为Maximum,邻域的类型为矩形(也可以为圆),邻域的大小为11×
11,则可得到一个邻域为11×
11的矩形的最大值层面,记为max(图5-2);
重复1、2,只是把Statistictype值设置为Minimum,即可得到DEM数据的最小值层面,记为min(图5-3);
图5-2图5-3
2)在SpatialAnalysis下使用栅格计算器Calculator,公式为[A]-[B],即可得到一个新层面,其每个栅格的值是以这个栅格为中心的确定邻域的地形起伏值,记为QFD(图5-4)
图5-4
4、地表粗糙度
选中slope数据层,SpatialAnalyst->
RasterCalculator,公式为1/cos([slope]*3.14159263/180)。
(图5-5)
图5-5
一、实验目的
选择最佳的公路配套停车场
土地利用数据landuse
城市规划数据zoning
街道中心线数据street
三、实验要求
A.在距公路出口500米的范围内
B.有空地可供利用
C.处于商业区内
四、实验步骤
1、提取未利用土地
选择landuse图层,右键打开属性表,选择option,selectedbyattribute,键入LU_CODE=VAC,即选中了未利用的土地。
(图6-1、6-2)
图6-1图6-2
2、提取商业区
城市规划数据zoning:
属性字段ZONE_CODE=COM表示商业区(图6-3、6-4)
图6-3图6-4
3、提取高速公路匝道
街道中心线数据street:
属性字段:
STR_NAME=I10的要素表示入城高速公路,属性字段:
CLASS=9,即CLSS_DESC=“IntersataeRamp”的要素表示高速公路匝道(出入口)
图6-5图6-6
4、建立缓冲区
参数500m,图6-7
5、生成停车场地址
打开ArcToolbox,选择AnalysisTool-Overlay-Intersect,选择InputFeatures:
商业区、空地、Buffer_of_高速公路匝道。
点击Ok。
将停车场红色显示。
(图6-8)
图6-7
图6-8
总结:
课程设计是对软件操作的综合考量,对理解课本概念有极大的帮助。
本人在前期的上机实验中表现积极,对软件功能基本了解。
较之以往的上机实验,感觉地信实验难度小,上机人数少,时间安排好,学生可以得到任课老师的指导,避免了扩招以来实验室仪器窘迫的局面。
完成课程设计中参考了以往的设计成果,查阅了网络资料以及电子图书,并向任课老师请教,得到了老师悉心的指导,在此感谢国家、感谢矿业大学、感谢奋斗在一线的任课老师。