學(xué)校選址課程設(shè)計.doc

課程設(shè)計一、前言在21世紀(jì)的當(dāng)今，城市人口增長與教育資源的矛盾已經(jīng)越來越突出，建立更多的學(xué)校成為了保障學(xué)生受教育必不可少的選擇。特別是在貴州，貴州省是個經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后的省份之一，教學(xué)資源嚴(yán)重的匱乏與滯后，在一些比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)落后、交通閉塞、地區(qū)偏遠(yuǎn)、地形復(fù)雜、師資缺乏等各種原因?qū)е碌慕逃Y源是相當(dāng)?shù)牟蛔恪６?、發(fā)展帶來的問題：隨著經(jīng)濟(jì)在這個美麗的城市的悄然復(fù)蘇，給了這個城市勃勃生機(jī)，特別是在國發(fā)二號文件的指導(dǎo)下，這里是經(jīng)濟(jì)必然得到快速的發(fā)展，與此同時也帶來了我們亟待解決的問題，大量的家庭-農(nóng)村的、流動的涌入新城區(qū)，隨之帶來的是大量的入學(xué)適齡兒童。在這樣的背景下，在新城區(qū)就近選址解決適齡兒童的教育問題日益迫切。那么我們只有建設(shè)更多是教育設(shè)施來滿足對于教學(xué)的要求。由此提出有關(guān)新學(xué)校的選址問題。三、如何解決問題：根據(jù)城市有限的土地和教育資源分布情況來選擇新學(xué)校的地址，是一個綜合考慮、協(xié)同調(diào)整的問題。效址的合理選擇突顯出對土地資源與教育資源以及社會資源的可持續(xù)發(fā)展的作用，具有功在當(dāng)代，利于千秋的意義。要人為的找到一個滿足上述若干條件的新校區(qū)位置并非易事。而gis-地理信息系統(tǒng)正是解決這類空間問題的利器。關(guān)于新學(xué)校的選址，我們做了有關(guān)新建某一校區(qū)的課程設(shè)計。（一）、設(shè)計的目的與要求：1.設(shè)計目的：假設(shè)某地要新建學(xué)校，以解決教育資源短缺的問題。要求運用 gis 空間分析技術(shù)，確定出適宜性比較好的學(xué)校選址區(qū)。學(xué)校的選址問題需要考慮地理位置、學(xué)生娛樂場所配套、與現(xiàn)有學(xué)校的距離間隔等因素。2.設(shè)計要求：（1）應(yīng)用arcgis柵格數(shù)據(jù)表面分析、距離制圖、成本距離加權(quán)、數(shù)據(jù)重分類、多層面合并等空間分析功能，確定出適宜性比較好的學(xué)校選址區(qū)，并對其進(jìn)行簡要分析。（2）新學(xué)校選址需要考慮的因素主要有以下幾個方面：1）.選址不應(yīng)在已有學(xué)校的地方，應(yīng)合理規(guī)劃，合理分布，避免教育資源重復(fù)浪費。2）.選址的地方交通應(yīng)方便。3）.選址的地方應(yīng)有一定的社會資源，如飯店、雜貨鋪、文具店等，應(yīng)盡量能滿足學(xué)生的需要，以方便孩子們?nèi)粘５膶W(xué)習(xí)和生活。4）.選址的地基必須具有一定的承載力，滿足工程是施工的需要。5）.在建設(shè)成本上，依照“用最少的錢辦最好的事”的原則，應(yīng)盡 量考慮所選位置的地表情況。6）.新學(xué)校應(yīng)位于地勢較平坦處。7）.新學(xué)校應(yīng)該與現(xiàn)在有娛樂設(shè)施相配套，學(xué)校距離這些設(shè)施愈近愈好。（3） 各數(shù)據(jù)層權(quán)重為：距離娛樂設(shè)施占0.5，距離學(xué)校占0.25，坡度因素占0.13和土地利用類型因素占0.12。對娛樂設(shè)施賦值50%是由于對周圍居民的調(diào)查顯示，大多數(shù)人認(rèn)為學(xué)校建在基礎(chǔ)設(shè)備齊全的地方更為重要。而距現(xiàn)有學(xué)校的距離占25%是因為，學(xué)校不應(yīng)建得過于密集，以防止資源分配不均和遠(yuǎn)處同學(xué)上學(xué)不方便。該區(qū)的地形相對比較平緩但對學(xué)校建設(shè)也有一定影響，所以坡度的賦值為13%，由于該區(qū)的荒草地較多，故對土地利用類型賦值12%。 （二）、操作原理：arcgis中實現(xiàn)學(xué)校選址分析，首先利用現(xiàn)有學(xué)校數(shù)據(jù)集、現(xiàn)有娛樂場所數(shù)據(jù)集和高程數(shù)據(jù)派生出坡度數(shù)據(jù)以及到現(xiàn)有學(xué)校、娛樂場所距離數(shù)據(jù)集。然后重分類數(shù)據(jù)集到相同的等級范圍，再按照上述數(shù)據(jù)集在學(xué)校選址中的影響率賦權(quán)重值，最后合并這些數(shù)據(jù)即可創(chuàng)建顯示新學(xué)校適宜位置分布的地圖。因此，就新校區(qū)選址這個問題，利用gis的思想，可形成以下的技術(shù)流程圖：地形表面數(shù)據(jù)的獲取土地利用類型的獲取交通數(shù)據(jù)的獲取現(xiàn)有配套設(shè)施數(shù)據(jù)的采集現(xiàn)有學(xué)校數(shù)據(jù)的采集地形表面的柵格數(shù)據(jù)土地利用類型的柵格數(shù)據(jù)交通網(wǎng)的矢量線數(shù)據(jù)現(xiàn)有配套設(shè)施的矢量分布點位現(xiàn)有學(xué)校的矢量分布點位坐標(biāo)系統(tǒng)變化與轉(zhuǎn)換（以保證空間參考一致）空間范圍裁剪一致屬性的增刪及處理派生的坡度數(shù)據(jù)土地利用類型的柵格數(shù)據(jù)交通的柵格數(shù)據(jù)到配套設(shè)施的歐式距離到學(xué)校的歐式距離重分類坡度柵格數(shù)據(jù)重分類土地利用類型重分類交通柵格數(shù)據(jù)重分類到配套設(shè)施距離重分類到學(xué)校的距離加權(quán)疊加得到適宜區(qū)域通過條件函數(shù)獲取最佳位置 濾波工具提取最佳區(qū)域 確 定 最 終 位 置 新 校 區(qū) 地 址1、邏輯問題解決完后，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：在分析新校的最佳位置之前需要采集相關(guān)數(shù)據(jù)，可以到測繪院購買新城區(qū)的地形圖，將地形圖跟蹤掃描矢量化以獲取其中的數(shù)據(jù)，再到國土局獲取新城區(qū)的規(guī)劃圖和土地利用現(xiàn)狀圖柵格化存入電腦，并對其進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)。確認(rèn)所有數(shù)據(jù)是否在同一地區(qū)，如果不在同一地區(qū)，則需要進(jìn)行裁剪使其處于同一范圍。然后將所有數(shù)據(jù)的坐標(biāo)統(tǒng)一，最之后整理需要轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)系和柵格象元。然后查看各圖層?xùn)鸥竦南裨笮∈欠褚粯樱缛舨灰粯觿t需進(jìn)行重采樣使像元大小一致。2、運用arcgis對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：在新校選址的過程中，需要用到的空間分析工具有：歐氏距離、坡度、山體陰影、重分類、加權(quán)疊加分析、條件函數(shù)、眾數(shù)濾波。數(shù)據(jù)管理工具有：按屬性選擇和按位置選擇。邏輯過程：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，確定哪些數(shù)據(jù)作為輸入，包括高程數(shù)據(jù)（dem）、土地利用數(shù)據(jù)（landuse）、現(xiàn)有學(xué)校數(shù)據(jù)（school）、娛樂場所數(shù)據(jù)（rec_sites）。派生數(shù)據(jù)集，從現(xiàn)存數(shù)據(jù)派生出能提供學(xué)校選址的原始成本數(shù)據(jù)，包括坡度數(shù)據(jù)、到現(xiàn)有學(xué)校距離數(shù)據(jù)集和娛樂場所數(shù)據(jù)集。重分類各種數(shù)據(jù)集，消除各成本數(shù)據(jù)集的量綱影響，使各成本數(shù)據(jù)具有相同的可比分類體系。各成本數(shù)據(jù)均按等間距分類原則分為1到10級，級數(shù)越高適宜性越好。由于新學(xué)校不能距離現(xiàn)有學(xué)校過近，通過歐式距離計算現(xiàn)有學(xué)校的距離，進(jìn)行重分類將現(xiàn)有學(xué)校的不同距離分為10等，等級越高越適合選址。給各個數(shù)據(jù)集賦權(quán)重值。在適宜性模型中對影響較大的數(shù)據(jù)集賦較高權(quán)重，最后合并各數(shù)據(jù)集合確定適宜位置。派生數(shù)據(jù)集需要以下的步驟：1）、對導(dǎo)入的地理底圖進(jìn)行歐式距離分析和重分類分析，下圖是對現(xiàn)有學(xué)校進(jìn)行歐氏距離分析以及重分類的結(jié)果圖：距學(xué)校距離的地圖（圖1）重分類到學(xué)校的距離（圖2）新學(xué)校應(yīng)建在基礎(chǔ)設(shè)施齊全的地方，為了查找鄰近娛樂設(shè)施的位置，要先計算到娛樂設(shè)施的歐式距離。進(jìn)行重分類的時候要對新值取反，將距娛樂設(shè)施的不同距離分為了110等，距離越近等級越高。等級越高的越適宜作為學(xué)校的選址范圍。對娛樂設(shè)施進(jìn)行歐氏距離分析以及重分類到娛樂設(shè)施距離的結(jié)果圖如下：距娛樂場所的距離（圖3）重分類到娛樂場所的距離（圖4）新學(xué)校應(yīng)選在相對較為平緩的地方，對高程柵格進(jìn)行坡度分析，得到輸出坡度。然后對輸出坡度進(jìn)行重分類，對新值取反，將不同的坡度分為110等，等級越高的越平緩。以下是對高程進(jìn)行坡度分析和重分類坡度的結(jié)果圖： 坡度輸出地圖（圖5） 重分類的坡度（圖6）2）、加權(quán)疊加分析：下圖是對重分類到學(xué)校的距離、重分類到娛樂設(shè)施的距離和重分類坡度的加權(quán)疊加分析成果圖：適宜區(qū)域（圖7）3）、進(jìn)行條件函數(shù)分析：對適宜區(qū)域進(jìn)行條件函數(shù)分析得到最佳位置，圖如下：通過條件函數(shù)工具獲得最佳區(qū)域的地圖（圖8）4）、使用濾波工具提取的最佳區(qū)域：下圖是使用濾波工具的構(gòu)成模塊和濾波工具提取的最佳區(qū)域圖示：濾波工具的構(gòu)成模塊（圖9）濾波工具提取的最佳區(qū)域（圖10）經(jīng)過最后的處理得到以下的最佳位置圖：最佳位置（圖11）四、心得體會：通過期末的這次課程設(shè)計，我才有如大夢初醒，恍然大悟的感覺，后悔當(dāng)初沒有好好的聽課好好的學(xué)習(xí)這個軟件，不過現(xiàn)在知道錯了，不知道算不算晚，通過這次的設(shè)計我付出了很多的精力和時間但能真正的學(xué)到東西，學(xué)習(xí)之后覺得是收獲滿