GIS空間分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、本科學(xué)生綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名任富祖 學(xué)號(hào)134130412 專(zhuān)業(yè)地理信息系統(tǒng) 班級(jí)2013級(jí)GIS 實(shí)驗(yàn)課程名稱(chēng)地理信息系統(tǒng)原理指導(dǎo)教師 董銘 開(kāi)課學(xué)期 2014 至2015 學(xué)年下 學(xué)期上課時(shí)間 2015 年 3-6月云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：空間分析實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年6月10日小組合作： 是 否小組成員：1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及使用軟件模塊：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：安徽省行政區(qū)域和湖兩個(gè)面圖層，長(zhǎng)江和鐵路兩個(gè)線圖層，還有5A景區(qū)，山，城市，省會(huì)

2、，民航機(jī)場(chǎng)5個(gè)點(diǎn)圖層。軟件模塊包括：arcgis中的arcmap,arccatalog,arctoolbox.2、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程：(一) 加載圖層打開(kāi)“arcmap”，將圖層“湖”還有“城市區(qū)域”加載進(jìn)來(lái)。(二) 環(huán)境變量設(shè)置選擇菜單欄“Geoprocessing”選項(xiàng)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(jìn)來(lái)的兩個(gè)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(xiàng)下的“clip”選項(xiàng)

3、，將“湖”當(dāng)做輸入圖層，“城市區(qū)域”當(dāng)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(méi)有了，打開(kāi)“湖clip”的屬性表，點(diǎn)擊字段下面的自動(dòng)計(jì)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(dāng)所以數(shù)據(jù)都更新好之后進(jìn)入下一步。圖四（4）這一步要做的是計(jì)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(gè)工具“erase”。打開(kāi)“arctoolbox”，點(diǎn)擊“overlay”選中“erase”工具，雙擊，出現(xiàn)了如圖五的對(duì)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(diǎn)擊OK，生成了“城市區(qū)域Erase”圖層。圖六10（5

4、）點(diǎn)擊右鍵，打開(kāi)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(méi)有減掉湖面積的屬性表，我們可以進(jìn)行一下對(duì)比。圖八（6）添加字段“人口數(shù)”這些是從網(wǎng)上查找下來(lái)的資料，每個(gè)城市的總?cè)藬?shù)，知道人口數(shù)和土地面積了以后，我們就可以計(jì)算人口密度了。新建一個(gè)字段“人口密度”點(diǎn)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(huì)自動(dòng)計(jì)算出各個(gè)城市的人口密度了。如圖九圖九（7）接下來(lái)添加一個(gè)字段“GDP”也是網(wǎng)上找來(lái)的資料，和另外一個(gè)字段“經(jīng)濟(jì)等級(jí)”，這個(gè)時(shí)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(kāi)“select by attributes”，輸入“GDP=3000”，查找發(fā)現(xiàn)只有合肥一個(gè)城市大于3000，如圖十，在后面的經(jīng)濟(jì)等級(jí)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(zhǎng)江clip”圖層和“民航機(jī)場(chǎng)”圖層，點(diǎn)擊“arctoolbox”中“analysis”下的“buffer”，將“長(zhǎng)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(jī)場(chǎng)”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(lái)，我們要做一個(gè)等級(jí)評(píng)定，新建圖層“交通等級(jí)”，同時(shí)位于長(zhǎng)江緩沖區(qū)和機(jī)場(chǎng)緩沖區(qū)內(nèi)的城市為等級(jí)A，只滿足一個(gè)的為等級(jí)B，不滿足的為等級(jí)C，然后我們要做的是看哪幾個(gè)城市屬于等級(jí)A，這時(shí)我們用到空間疊合分析中的“intersect”工具，加入“長(zhǎng)江緩沖區(qū)”“機(jī)場(chǎng)緩沖區(qū)”和“城市”三個(gè)圖層，如圖十五圖十五（5）結(jié)果生成了如圖十六所示的圖層，圖層中只有兩個(gè)點(diǎn)，“蕪湖市”和“安慶市”，說(shuō)明同時(shí)符合這兩個(gè)緩沖區(qū)的只有這兩個(gè)城市。圖十六（6）打開(kāi)屬性表，將“安慶市”和“蕪湖市”的交通等級(jí)后面的屬性表中填入等級(jí)A，同理分析只滿足一個(gè)緩沖區(qū)的城市和不滿足緩沖區(qū)的城市，將表格補(bǔ)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(jí)”這個(gè)等級(jí)根據(jù)城市內(nèi)所有的“5A景區(qū)”“山”和“湖”同時(shí)含有這三個(gè)要素的城市，環(huán)境等級(jí)記為A，擁有兩個(gè)記為B，一個(gè)記為C，沒(méi)有記為D。我們打開(kāi)“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(huì)以高亮色的形式表示出來(lái)。圖十九（3）根據(jù)上述條件評(píng)定環(huán)境等級(jí)，最后加入字段“生活質(zhì)量”，生活質(zhì)量是根據(jù)“人口密度”“交通等級(jí)”“經(jīng)濟(jì)等級(jí)”“環(huán)境等級(jí)”進(jìn)行的綜合評(píng)定。如圖二十圖二十（六）成圖（1）右鍵點(diǎn)擊“城市區(qū)域erase”選中“Prop

8、erties”，點(diǎn)擊“symbology”，點(diǎn)擊“categories”選擇下面的“unique values”右面的“value field” 選擇“生活質(zhì)量”然后選擇顏色，“綠紅”，點(diǎn)擊確定后，地圖就上了顏色，各個(gè)城市的生活質(zhì)量等級(jí)都顯示了出來(lái)。分為四個(gè)等級(jí)，紅色為等級(jí)A，橙色的等級(jí)B，黃色為等級(jí)C，綠色為等級(jí)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(jìn)來(lái)，增加字段顯示，比例尺和指北針還有圖例，以專(zhuān)題地圖的形式展現(xiàn)出來(lái)，最后成圖，如圖二十三圖二十三4、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1）、本次實(shí)驗(yàn)成敗之處及其原因分析：（1）關(guān)于空間疊合分析中用到的“erase”,“cli

9、p”等幾個(gè)工具運(yùn)用不夠熟練，經(jīng)常用的工具不是應(yīng)該使用的，或者使用后并沒(méi)有做到你想要的效果，經(jīng)過(guò)不段的嘗試終于選對(duì)了工具，好在生成的是一個(gè)新的圖層，不合適的話可以刪掉應(yīng)用別的工具繼續(xù)做。（2）其次，第二個(gè)失敗的地方在于屬性表計(jì)算人口密度的時(shí)候，當(dāng)時(shí)的面積是以平方米為單位的，計(jì)算出來(lái)的人口密度都是0.00，剛開(kāi)始以為做錯(cuò)了，不知該怎么辦，后來(lái)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(jì)算的，于是我把屬性表下的面積重新計(jì)算了一下，以平方千米為單位，終于將人口密度計(jì)算了出來(lái)。（3）字段添加GDP的時(shí)候，將GDP的數(shù)值輸入了進(jìn)去，然后點(diǎn)保存編輯退出編輯后，打開(kāi)屬性表，發(fā)現(xiàn)GDP的數(shù)值全部是0，重復(fù)做了三四次都是這樣的結(jié)果，不知道是哪里出現(xiàn)了問(wèn)題，于是保存退出，重新進(jìn)了一下，在次編輯，這次可以了。2）、做好本實(shí)驗(yàn)需要把握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我絕對(duì)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是第一步，選擇一個(gè)合適的專(zhuān)題來(lái)進(jìn)行空間分析，專(zhuān)題的選擇實(shí)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(yīng)用這些要素，又要用到緩沖區(qū)分