GIS空間分析實驗報告

1、本科學生綜合性、設計性實驗報告姓名任富祖 學號134130412 專業(yè)地理信息系統(tǒng) 班級2013級GIS 實驗課程名稱地理信息系統(tǒng)原理指導教師 董銘 開課學期 2014 至2015 學年下 學期上課時間 2015 年 3-6月云南師范大學旅游與地理科學學院實驗名稱：空間分析實驗時間：2015年6月10日小組合作： 是 否小組成員：1、 實驗目的： 了解矢量數(shù)據(jù)的空間分析的原理，掌握空間數(shù)據(jù)查詢的基本操作和用途，掌握空間矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析，疊加分析等空間分析基本操作和用途。2、實驗數(shù)據(jù)及使用軟件模塊：實驗數(shù)據(jù)包括：安徽省行政區(qū)域和湖兩個面圖層，長江和鐵路兩個線圖層，還有5A景區(qū)，山，城市，省會

2、，民航機場5個點圖層。軟件模塊包括：arcgis中的arcmap,arccatalog,arctoolbox.2、 實驗數(shù)據(jù)處理過程：(一) 加載圖層打開“arcmap”，將圖層“湖”還有“城市區(qū)域”加載進來。(二) 環(huán)境變量設置選擇菜單欄“Geoprocessing”選項單擊，然后選擇“environment”，選擇“Workspace”更改保存的路徑。如圖一所示圖一(三) 空間分析（1）在界面中觀看加載進來的兩個面圖層，發(fā)現(xiàn)在安徽省境界外仍然有湖的存在，而在省外的是我們不考慮的，所以我們要將它刪掉。如圖二所示圖二（2）選擇“arctoolbox”中“extract”選項下的“clip”選項

3、，將“湖”當做輸入圖層，“城市區(qū)域”當做裁剪圖層。如圖三圖三（3）圖層輸出了以后，發(fā)現(xiàn)湖在省外的部分都沒有了，打開“湖clip”的屬性表，點擊字段下面的自動計算更新一下數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)和以前的也不一樣了。如圖四，當所以數(shù)據(jù)都更新好之后進入下一步。圖四（4）這一步要做的是計算土地面積，土地面積就是行政區(qū)域減掉湖的面積，所以這一步我們要用的空間疊合分析中的另外一個工具“erase”。打開“arctoolbox”，點擊“overlay”選中“erase”工具，雙擊，出現(xiàn)了如圖五的對話框，我們選擇“城市區(qū)域”為輸入圖層，而“湖clip”為擦去圖層，點擊OK，生成了“城市區(qū)域Erase”圖層。圖六10（5

4、）點擊右鍵，打開屬性表，更新一下數(shù)據(jù)，這些土地的面積就是減掉湖的面積之后所剩下的了。如圖七圖七圖八是之前沒有減掉湖面積的屬性表，我們可以進行一下對比。圖八（6）添加字段“人口數(shù)”這些是從網上查找下來的資料，每個城市的總人數(shù)，知道人口數(shù)和土地面積了以后，我們就可以計算人口密度了。新建一個字段“人口密度”點擊右鍵，選擇“field Calculator”選擇人口密度=人口數(shù)/面積，這樣字段下面就會自動計算出各個城市的人口密度了。如圖九圖九（7）接下來添加一個字段“GDP”也是網上找來的資料，和另外一個字段“經濟等級”，這個時候我們需要用到屬性數(shù)據(jù)查詢的工具“SQL”，從菜單中的“selection

5、”下面打開“select by attributes”，輸入“GDP=3000”，查找發(fā)現(xiàn)只有合肥一個城市大于3000，如圖十，在后面的經濟等級字段中輸入“A”，同理，將2000-3000記為B，將1000-2000的記為C，將小于1000的記為D，就生成如圖十一一樣的屬性表。圖十圖十一（四）緩沖區(qū)分析（1）加入“長江clip”圖層和“民航機場”圖層，點擊“arctoolbox”中“analysis”下的“buffer”，將“長江clip”作為輸入圖層，選擇20KM作為緩沖區(qū)的寬度，如圖十二。圖十二（2）生成的緩沖區(qū)如圖十三所示。圖十三（3）同理生成“民航機場”的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)的半徑為40KM

6、，如圖十四圖十四（4）接下來，我們要做一個等級評定，新建圖層“交通等級”，同時位于長江緩沖區(qū)和機場緩沖區(qū)內的城市為等級A，只滿足一個的為等級B，不滿足的為等級C，然后我們要做的是看哪幾個城市屬于等級A，這時我們用到空間疊合分析中的“intersect”工具，加入“長江緩沖區(qū)”“機場緩沖區(qū)”和“城市”三個圖層，如圖十五圖十五（5）結果生成了如圖十六所示的圖層，圖層中只有兩個點，“蕪湖市”和“安慶市”，說明同時符合這兩個緩沖區(qū)的只有這兩個城市。圖十六（6）打開屬性表，將“安慶市”和“蕪湖市”的交通等級后面的屬性表中填入等級A，同理分析只滿足一個緩沖區(qū)的城市和不滿足緩沖區(qū)的城市，將表格補充完成，生成

7、如圖十七圖十七（五）空間查詢分析（1）加載“5A景區(qū)”和“山”圖層。如圖十八圖十八（2）新建字段“環(huán)境等級”這個等級根據(jù)城市內所有的“5A景區(qū)”“山”和“湖”同時含有這三個要素的城市，環(huán)境等級記為A，擁有兩個記為B，一個記為C，沒有記為D。我們打開“selection”下面的“select by location”，輸入“山”如圖十九。地圖中所有的山要素都會以高亮色的形式表示出來。圖十九（3）根據(jù)上述條件評定環(huán)境等級，最后加入字段“生活質量”，生活質量是根據(jù)“人口密度”“交通等級”“經濟等級”“環(huán)境等級”進行的綜合評定。如圖二十圖二十（六）成圖（1）右鍵點擊“城市區(qū)域erase”選中“Prop

8、erties”，點擊“symbology”，點擊“categories”選擇下面的“unique values”右面的“value field” 選擇“生活質量”然后選擇顏色，“綠紅”，點擊確定后，地圖就上了顏色，各個城市的生活質量等級都顯示了出來。分為四個等級，紅色為等級A，橙色的等級B，黃色為等級C，綠色為等級D。如圖二十一圖二十一（2）生成圖如圖二十二所示。圖二十二（3）最后將所有的圖層都加進來，增加字段顯示，比例尺和指北針還有圖例，以專題地圖的形式展現(xiàn)出來，最后成圖，如圖二十三圖二十三4、實驗總結1）、本次實驗成敗之處及其原因分析：（1）關于空間疊合分析中用到的“erase”,“cli

9、p”等幾個工具運用不夠熟練，經常用的工具不是應該使用的，或者使用后并沒有做到你想要的效果，經過不段的嘗試終于選對了工具，好在生成的是一個新的圖層，不合適的話可以刪掉應用別的工具繼續(xù)做。（2）其次，第二個失敗的地方在于屬性表計算人口密度的時候，當時的面積是以平方米為單位的，計算出來的人口密度都是0.00，剛開始以為做錯了，不知該怎么辦，后來百度百科了一下人口密度發(fā)現(xiàn)是以平方千米為單位計算的，于是我把屬性表下的面積重新計算了一下，以平方千米為單位，終于將人口密度計算了出來。（3）字段添加GDP的時候，將GDP的數(shù)值輸入了進去，然后點保存編輯退出編輯后，打開屬性表，發(fā)現(xiàn)GDP的數(shù)值全部是0，重復做了三四次都是這樣的結果，不知道是哪里出現(xiàn)了問題，于是保存退出，重新進了一下，在次編輯，這次可以了。2）、做好本實驗需要把握的關鍵環(huán)節(jié)：通過這次實驗，我絕對最關鍵的環(huán)節(jié)是第一步，選擇一個合適的專題來進行空間分析，專題的選擇實在是非常重要，以前的要素中包括“湖”“山”“5A景區(qū)”等要素，如何應用這些要素，又要用到緩沖區(qū)分