實驗指導五-空間分析

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)實驗五 空間分析一、實驗目的了解ArcGIS軟件矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)基本空間分析的原理和操作。掌握矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)間的相互轉換。掌握ArcGIS軟件進行各種基礎空間分析的操作命令與應用，為選擇合適的空間分析工具求解復雜的實際問題打下基礎。二、實驗準備軟件準備：ArcGIS 10.2數(shù)據(jù)準備：（1）緩沖區(qū)分析數(shù)據(jù)：roads.shp（2）疊加分析數(shù)據(jù)（3）柵格空間分析數(shù)據(jù)：Landuse、Slope知識準備 空間分析實際上是一個地理建模過程，它涉及：問題的確定、使用哪些空

2、間分析操作、評價數(shù)據(jù)、以合適的次序執(zhí)行一系列的空間分析操作、顯示及評價分析結果。三、實驗內(nèi)容與步驟1、緩沖區(qū)分析1.1用緩沖區(qū)向導建立緩沖區(qū)（1）新建地圖文檔，加載part2中圖層roads.shp（地圖單位為：米）。（2）添加緩沖區(qū)向導到菜單中在ArcMap中，執(zhí)行菜單命令“自定義”-“自定義模式”，在出現(xiàn)的對話框中選擇“命令”選項頁：在左邊目錄列表框中，選擇“工具”；在右邊命令列表框中，選擇“緩沖向導”，并按住鼠標左鍵將其拖放到菜單“Tools”中（或拖放到一個已存在的工具欄上）；關閉“自定義”對話框。圖5-1 定制（3）使用緩沖區(qū)向導建立緩沖區(qū)從圖層roads.shp中，選擇街道名稱為A

3、DAMS MILL的街道。執(zhí)行菜單命令“Selection”-“Select By Attributes”，彈出屬性查詢對話框，參數(shù)設置如圖5-2；查詢結果如圖5-3。圖5-2 屬性查詢圖5-3 查詢結果（4）為選中的街道創(chuàng)建50米線狀緩沖區(qū)執(zhí)行“Tools”菜單中的“Buffer Wizard”（緩沖區(qū)向導）命令（或點擊工具欄中的“緩沖區(qū)向導”圖標），打開緩沖區(qū)向導對話框。第一步，選擇對象對話框。選擇要進行緩沖區(qū)分析的圖層“roads.shp”，并選中“Use only the selected feature”，只對當前選中的要素建立緩沖區(qū)，如圖5-4；圖5-4 對象選擇第二步，彈出緩沖區(qū)

4、建立類型對話框。選擇單位為米，建立類型為“At a specified distance”，并輸入距離為50。圖5-5 緩沖區(qū)建立類型上圖中給出了三種建立緩沖區(qū)的建立方法：At a specified distance 以一個給定的距離建立緩沖區(qū)，即普通緩沖區(qū)；Based on a distance from an attribute 以分析對象的某個屬性的值作為權值建立緩沖區(qū)，即屬性權值緩沖區(qū)；As multiple buffer rings 給定環(huán)個數(shù)和間距，建立一個分級緩沖區(qū)。第三步，緩沖區(qū)存放選擇對話框，如圖5-6。圖5-6 存放選擇該對話框分為三個區(qū)域，緩沖區(qū)輸出類型，是否將相交的緩

5、沖區(qū)進行融合；對多邊形進行內(nèi)緩沖和外緩沖的選擇，這里是對線進行緩沖，所以不可選；選擇保存方式生成一個圖形文件；添加到一個已有的可編輯的圖層上；重新生成一個圖層文件。在此，選擇最后一項，并設置保存路徑和文件名。設置完成，點擊“完成”，該緩沖圖層自動加載到當前工程中，如圖5-7。圖5-7 緩沖效果1.2使用緩沖區(qū)工具建立緩沖區(qū)以roads.shp文件建立緩沖區(qū)，緩沖距為200m為例進行介紹。其操作步驟如下：在ArcToolbox中雙擊“分析工具”-“鄰域分析”-緩沖區(qū)，打開緩沖區(qū)對話框，如5-10所示。圖5-10 緩沖區(qū)對話框輸入【輸入要素】數(shù)據(jù)，并指定【輸出要素類】數(shù)據(jù)。在【距離值或字段】區(qū)域，

6、有兩個單選按鈕：【線性單位】和【字段】。選擇【線性單位】，則輸入一個數(shù)值，并在下拉框中選擇單位，用此數(shù)值作為緩沖距。選擇【字段】，則指定輸入要素類的某個屬性字段，每個要素的緩沖距等于該要素這個屬性字段的值。本實例是要為道路構建200米的緩沖區(qū)。【側類型】、【末端類型】下拉框：點圖層不可選；線圖層建立緩沖區(qū)的過程中可以選擇緩沖區(qū)的位置，在側類型中可以選擇緩沖區(qū)在線的左邊left、右邊right還是兩邊都有full，末端類型可以選擇末端是圓形round還是方形flat；面的緩沖區(qū)側類型只有兩種：full和outside_only，full是對整個面都建立緩沖區(qū)，outside_only是在面的外面

7、建立緩沖區(qū)?！救诤项愋汀堪醋鲌D要求進行選擇，其主要作用是決定是否執(zhí)行融合以消除緩沖區(qū)重合的部分。單擊【確定】，完成緩沖區(qū)分析操作。2、疊加分析疊加分析，又稱疊置分析。根據(jù)操作形式不同，疊加分析可分為圖層擦除、識別疊加、交集疊加、空間關系連接、交集取反、圖層合并和修正更新，下面分別對這幾種操作進行介紹。注：此部分實驗為驗證性實驗，實驗數(shù)據(jù)按存放在data 5文件夾中，并按照操作名稱分類存儲。以下實驗指導僅為各項分析的說明解釋，具體操作由學生自己進行，操作結果需存儲并提交。圖5- SEQ 圖表 * ARABIC 11 疊加分析工具位置：“ArcToolBox”-“Analysis Tools”-“

8、Overlay”。Erase（擦除）：圖層擦除，根據(jù)參照圖層的范圍大小，擦除被參照圖層所覆蓋的輸入圖層內(nèi)的要素。用邏輯代數(shù)運算式表示為：，A為輸入圖層，B為擦除層。圖5- SEQ 圖表 * ARABIC 12 圖層擦除Identity（標識）：識別疊加，在圖層交疊的區(qū)域，識別圖層的屬性，并將屬性賦給輸入圖層在該區(qū)域內(nèi)的地圖要素，同時也會產(chǎn)生部分圖形變化。圖5-13 識別疊加Intersect（相交）：交集疊加，通過疊加處理將到兩個圖層的交集，并且原圖層所有屬性將同時在得到的新圖層上顯示出來。用邏輯代數(shù)運算式表示為： ，A、B為輸入圖層。圖5-14 交集疊加Spatial Join（空間連接）：

9、根據(jù)圖層間的關系將一個圖層的屬性追加到另一個圖層，如將包含點的多邊形屬性追加到點的屬性表，或將距離線段最近的點的屬性追加到線段屬性表。Symmetrical Difference（交集取反）：對稱區(qū)別，去掉兩個圖層的公共區(qū)域，剩余部分生成新的圖層，其屬性綜合了原來兩個圖層的屬性。用邏輯代數(shù)運算式表示為： ， 輸入圖層A、B必須都是面圖層。圖5-15 對稱區(qū)別Union（聯(lián)合）：圖層合并，把兩個圖層的區(qū)域范圍聯(lián)合起來，保持原有的所有地圖要素。用邏輯代數(shù)運算式表示為： ，輸入圖層A、B必須都是面圖層。圖5-16 圖層合并Update（更新）：修正更新，對輸入圖層和修正圖層進行幾何相交計算，輸入圖層

10、中被修正圖層覆蓋的那一部分要素的屬性將被修正圖層中相應屬性代替。如果兩個圖層都是多邊形要素的話，兩者合并后，重疊部分被修正圖層代替。圖5-17 修正更新柵格數(shù)據(jù)的空間分析3.1 柵格數(shù)據(jù)基礎知識 （1）在ArcMap中，新建一個地圖文檔，加載柵格數(shù)據(jù)：Slope，右鍵點擊圖層Slope，查看屬性。 在圖層屬性對話框中，點擊“數(shù)據(jù)源”選項，可以查看此柵格圖層的相關屬性及統(tǒng)計信息。 打開“空間分析”工具條，點擊圖標，查看柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計直方圖： 新建ArcMap地圖文檔：加載離散柵格數(shù)據(jù)：Landuse（土地利用.mdb下），在圖層列表中右鍵點擊 Landuse，“打開屬性表”查看圖層屬性。查看字段

11、“Count”可以看到每種地類所占柵格單元的數(shù)目。3.2 柵格重分類通過柵格重分類操作可以將連續(xù)柵格數(shù)據(jù)轉換為離散柵格數(shù)據(jù) 在 ArcMap 中，新建地圖文檔，加載柵格數(shù)據(jù) Slope，打開“空間分析工具”-重分類-重分類，執(zhí)行重分類命令。將坡度柵格重新分為 5 類：0 - 8、8 - 15、15 - 25、25 - 35、35度以上。 重分類結果如圖所示。3.3 柵格計算找出坡度在25度以上的區(qū)域 在上一步的基礎上進行，執(zhí)行“空間分析”工具命令：空間分析共計-地圖代數(shù)-柵格計算器構造表達式”Slope”=25 滿足條件的柵格賦值為1，不滿足條件的柵格賦值為03.4 柵格插值空間插值常用于將離散點的測量數(shù)據(jù)轉換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，以便與其它空間現(xiàn)象的分布模式進行比較，它包括了空間內(nèi)插和外推兩種算法。空間內(nèi)插算法是一種通過已知點的數(shù)據(jù)推求同一區(qū)域其它未知點數(shù)據(jù)的計算方法；空間外推算法則是通過已知區(qū)域的數(shù)據(jù)，推求其它區(qū)域數(shù)據(jù)的方法。在ArcGIS 10.2中提供了四種插值方法：反距離權重法、樣條函數(shù)法、克里金法和自然鄰域法。下面僅以樣條函數(shù)法為例介紹，其他三種方法的實現(xiàn)及其效果在報告中要體現(xiàn)。新建地圖文檔，加載數(shù)據(jù)密度數(shù)據(jù).mdb中的POPU圖層，在ArcToolbox中執(zhí)行命令Spatial Analyst工具-插值-樣條函數(shù)法，打開對話