ArcGIS空間分析教程實習報告

1、專業(yè):班級:姓名:學(xué)號:指導(dǎo)教師:地理信息系統(tǒng)原理期末實習報告資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)戈U專業(yè)1201 班*二零一五年一月目錄 TOC o 1-5 h z 1重要概念12實驗?zāi)康?3數(shù)據(jù)來源24要求25實驗容26附圖3實驗一：數(shù)據(jù)處理白水縣3實驗二：尋找最正確路徑10實驗三：土壤穩(wěn)定性評估20實驗四：土壤侵蝕性分析建模32實驗五：水文分析44實驗六：找出某種珍貴藥材的生長區(qū)域46實驗七：地形鞍部的提取48實驗八：溝谷網(wǎng)絡(luò)的提取49實驗九：TIN及DEM的生成與應(yīng)用50實驗十：緩沖區(qū)分析的應(yīng)用577.實習心得61重要概念緩沖區(qū) ：緩沖區(qū)是地理空間目標的一種影響圍或效勞圍， 具體指在點、 線、面實體周圍一

2、定圍。空間疊置分析 ：指用來提取空間隱含信息的方法之一。 它是將代表不 同主題的各個數(shù)據(jù)層面進展疊置產(chǎn)生一個新的數(shù)據(jù)層面， 疊置結(jié)果綜 合了原來兩個或多個層面要素所具有的屬性。通用土壤侵蝕方程 ：是結(jié)合了美國 20 世紀 30年代起的 8000多個土 壤侵蝕試驗觀測點資料統(tǒng)計總結(jié)提出的一種用于計算土壤侵蝕強度 的公式。水文分析 ：是 DEM 數(shù)字地形分析的一個重要方面，使用水文分析工 具，基于 DEM 對地形進展分析。地圖：指依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法那么，使用制圖語言，通過制圖綜合在一 定載體上， 表達地球或其他天體上各種事物的空間分布、 聯(lián)系及時間 中的開展變化狀態(tài)而繪制的圖形。柵格數(shù)據(jù)空間分析方法

3、 ：是指針對于柵格數(shù)據(jù)的空間分析方法， 具有 自動分析處理較簡單，分析處理模式化很強的特征。TIN ：是一種復(fù)合矢量模型，它采用一組互不疊置的三角形來近似表 示地形。DEM ：是一種數(shù)字模型，等間距高程數(shù)據(jù)以柵格格式排列?？臻g分析 ：是基于地理對象的空間布局的地理數(shù)據(jù)分析技術(shù)。 土地信息系統(tǒng) ：土地信息系統(tǒng)是綜合應(yīng)用地理信息系統(tǒng)和管理信息系 統(tǒng)，對人類在土地利用過程中產(chǎn)生的土地數(shù)據(jù)進展采集、 存儲、檢索、 分析和管理的信息系統(tǒng)。實驗?zāi)康恼莆誂RCGIS10空間分析方法，熟練掌握Model Builder的創(chuàng)立和使用，掌握利用ARCGIS進展水文分析，緩沖分析，空間疊置分析， 鄰域分析、重分類等

4、方法與技術(shù)。掌握利用 ARCGIS 進展 DEM 及 TIN 的創(chuàng)立，掌握地圖的編制、整飾及輸出。數(shù)據(jù)來源湯地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程， 科技大學(xué)測繪學(xué)院地理信息 系統(tǒng)實習教案。要求 1 局部實驗需要寫出步驟，步驟要圖文并茂的反映操作流程，截 圖并用文字說明。2所有附圖均需添加、學(xué)號、班級。3實驗報告 A4 紙正反面打印，左側(cè)裝訂。 4重要概念查閱相關(guān)文獻，電腦輸入，不用手工填寫。 5附圖黑白打印即可。6實習報告后附實習心得體會， 1000左右，手寫。 7此局部容占總成績 25%。實驗容實驗一：用Model Builder進展數(shù)據(jù)處理與分析，實例：湯 P13Q實驗二：湯地理信息系統(tǒng)空間分析實

5、驗教程P290尋找最正確路徑 實驗三：土壤穩(wěn)定性評估6附圖實驗一：數(shù)據(jù)處理一一白水縣一、流程圖:圖1白水縣數(shù)據(jù)更新變換流程圖二、步驟:1數(shù)據(jù)加載與環(huán)境設(shè)置：1翻開Arcmap,添加圖層vector，如下列圖：2翻開Arctoolbo*，右擊，點擊“環(huán)境，設(shè)置工作空間如圖3:2利用模型構(gòu)建器構(gòu)建模型：1模型環(huán)境設(shè)置：點擊翻開模型構(gòu)建器，執(zhí)行菜單命令模型屬性，設(shè)置如圖4。選擇環(huán)境t處理圍t圍t與圖層 vector 樣，如圖5所示：圖4圖52白水縣行政圍提?。簩rcmap目錄下的vector拖至ModelBuilder中，在Arctoolbo*中，選擇分析工具t提取t篩選工具，將其拖至ModelB

6、uilder窗口中，雙擊篩選框，在出現(xiàn)的對話框中選擇輸入柵格為vector,輸出柵格命名為 Vector_Select1.shp如圖6所示，確定，結(jié)果如圖7：圖73白水縣DEM數(shù)據(jù)的拼接：在ModelBuilder中點擊兩添加數(shù)據(jù)DEM1和DEM2 ,選擇數(shù)據(jù)管理工具t柵格t柵格數(shù)據(jù)集t鑲嵌至新 柵格工具，將其拖至ModelBuilder窗口，雙擊鑲嵌至新柵格，在出現(xiàn) 的對話框中設(shè)置如圖8,確定，結(jié)果如圖9所示：圖8圖94利用白水縣圍對DEM 裁切：在 Arctoolbo*中選擇 spacial analys憐提取分析宀按掩膜提取工具，將其拖至 ModelBuilder中，如 圖10所示。雙擊

7、按掩膜提取工具框，在出現(xiàn)的對話框中將 DEM作 為輸入柵格，輸入柵格數(shù)據(jù)或要素數(shù)據(jù)選為 vector-select.shp輸出柵 格為E*tract-DEM1,如圖11,裁切結(jié)果如圖12：圖10 圖11圖125白水縣DEM的投影變換：選擇數(shù)據(jù)管理工具-投影與變化-柵 格t投影柵格工具，將其拖至 ModelBuilder窗口中，雙擊翻開投影柵 格對話框，將E*tract-DEM1設(shè)為輸入柵格，輸出柵格命名為 E*t-DEM1-Prj，點擊輸出柵格右邊的畫按鈕，進入空間參考屬性對 話框，點擊選擇按鈕，瀏覽坐標系，選擇Projected Coordinate System Gauss Kruge*i

8、an 198CH *ian 1980 GK Zo ne 19.prj，重采樣 技術(shù)選擇NEAREST,如圖13所示，確定。圖136運行模型:點擊運行按鈕運行模型，如圖14所示：圖14三、實驗結(jié)果1最終模型：圖15白水縣數(shù)據(jù)更新變換模型圖2專題地圖： 圖16白水縣DEM圖實驗二：尋找最正確路徑、流程圖:小流域分布圖river高程數(shù)據(jù)jr二、實驗步驟：1激活工具：翻開Arctoolbo*，激活spacial analys空間分析和3D分析擴展模塊如圖2丨：自定義-擴展模塊w-*e址-I曾 注 rJD Af lh |y hEQOQtufi&tc ol Arml常!at M nplMMfib%iork

9、 Viifiil j/seScl-bfiniatFCS-S-Mh-nl Ariunly Tran q Art al y-fit3D Ains*iys( 1 O Cupyi lyihH1*! 牛郎空血EfRl 4i-14- All4y A wwi-mhJJf(譏迪點哇吸和 4J 5 料吃工” “嚴.j廠旳曜|出3.XHJ呂口Lur-fl口圖2(2)設(shè)置環(huán)境，加載數(shù)據(jù):1翻開 Arcmap,添加 river.shp startpot、endpot和 DEM 數(shù)據(jù),如圖3;翻開Arctoolbo*，右擊選擇環(huán)境，設(shè)置工作空間如圖4:圖3 圖42點擊 按鈕翻開模型構(gòu)建器，執(zhí)行菜單模型-模型屬性-常 規(guī)

10、，設(shè)置模型名稱及標簽，如圖5左所示，確定。菜單模型-圖屬性 符號系統(tǒng)樣式2,如圖5右，確定。將數(shù)據(jù)river.shp startpot、 endpot和DEM數(shù)據(jù)拖至模型構(gòu)建器窗口中，如圖 6:圖5圖6(3)利用 modelbuilder構(gòu)建模型：1生成坡度本錢數(shù)據(jù)集：選擇Spacial Analys工具外表分析-坡度，將坡度工具拖拽至模型構(gòu)建器窗口中，雙擊坡度工具框，在 出現(xiàn)的對話框中，輸入dem,輸出柵格命名為slope,如圖7左所示, 確定。運行如圖7右：圖6選擇Spacial Analys工具重分類重分類，將其拖至模型構(gòu)建器， 雙擊重分類對話框，輸入slope,字段為Value,點擊分

11、類按鈕，分類 方法為相等間隔，類別為10,如圖8所示，確定。圖82生成起伏度本錢數(shù)據(jù)集：選擇Spacial Analyst工具鄰域分析焦點統(tǒng)計，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊焦點統(tǒng)計工具框，輸入 dem輸出柵格命名為QDF，具體設(shè)置如圖9所示，確定。右擊重分 類工具框，選擇運行。圖9選擇Spacial Analyst工具宀重分類宀重分類，將其拖至模型構(gòu)建器 中，雙擊重分類對話框，輸入 QDF 數(shù)據(jù)層，點擊分類按鈕，選擇相 等間隔分類方法，類別選為 10，如圖 10，確定。分類結(jié)果如圖 11， 輸出柵格為Reclass-QDF確定。圖 10圖 113生成河流本錢數(shù)據(jù)集：選擇Spacial Analy

12、s工具宀重分類宀重 分類，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊重分類工具框，選擇 river 數(shù)據(jù) 層，其他設(shè)置如圖 12，確定。圖 124加權(quán)合并單因素本錢數(shù)據(jù)，生成最終本錢數(shù)據(jù)集：選擇 SpacialAnalyst工具地圖代數(shù)柵格計算器，并將其拖至模型構(gòu)建器中，雙 擊柵格計算器，計算公式為cost二Recriver重分類流域數(shù)據(jù)+Reclassslop：重分類坡度數(shù)據(jù)*0.6+ReclassQFD重分類起伏度數(shù) 據(jù) *0.4，如圖 13所示，確定。圖 135計算本錢權(quán)重距離函數(shù)：選擇Spacial Analys工具距離分析 本錢距離，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊本錢距離，輸入柵格為 startpot,

13、輸入本錢柵格為cost,輸出距離柵格為 CostDis-star1,輸出 回溯連接?xùn)鸥駷閎lanklink,如圖14所示：圖 146求取最短路徑：選擇Spacial Analys工具宀距離分析宀本錢距離， 將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊本錢路徑工具框，在出現(xiàn)的對話框中輸 入柵格為endpot,目標字段為Id,輸入本錢距離柵格為CostDis-starl, 輸入回溯連接?xùn)鸥駷?blanklink，輸出柵格為CostPat-endP1如圖15 所示，確定。圖157運行模型：點擊運行按鈕運行模型如圖16:圖164加載模型運行結(jié)果圖：在Arcmap中加載模型運行后的結(jié)果，如圖18所示：圖17三、實驗結(jié)果1

14、模型：圖18最正確路徑模型圖2專題圖:圖19最正確路徑專題圖實驗三：土壤穩(wěn)定性評估一、流程圖:DEM坡度等級圖陰、陽坡等級圖土地利用矢量圖土地利用柵格圖重分類級土地利用等級賦予權(quán)重土壤穩(wěn)定性數(shù)據(jù)加權(quán)平均土壤穩(wěn)定性專題圖圖1土壤穩(wěn)定性評估流程圖二、實驗步驟：1激活工具:翻開Arctoolbo*，激活spacial analys空間分析和3D分析擴展模塊如圖2：自定義t擴展模塊圖22設(shè)置環(huán)境，加載數(shù)據(jù)：1)翻開 Arcmap,添加 DEM 和 Ianduse.sh數(shù)據(jù)，如圖 3。翻開 Arctoolbo*,右擊選擇環(huán)境，設(shè)置工作空間如圖 4所示：圖3圖42)點擊攔按鈕翻開模型構(gòu)建器，執(zhí)行菜單模型-

15、模型屬性-常 規(guī)，設(shè)置模型名稱及標簽，確定。菜單模型t圖屬性t符號系統(tǒng)t樣 式2,確定，如圖5所示；將Arcmap中的DEM及l(fā)aduse.shp數(shù)據(jù)拖 至模型構(gòu)建器窗口中，如圖6：圖5圖6(3)構(gòu)建模型：1提取坡度：翻開spacial analys工具t外表分析t坡度，將坡 度工具拖拽至模型構(gòu)建器窗口中， 雙擊坡度工具框，在出現(xiàn)的對話框 中將dem設(shè)為輸入柵格，輸出柵格為slope,如圖7,確定。右擊坡度工具框，選擇運行，如圖8所示:2坡度重分類：選擇spacial analyst工具宀重分類宀重分類工具 并將其拖拽至模型構(gòu)建器中，雙擊重分類工具框，在出現(xiàn)的對話框中 選擇slope作為輸入柵

16、格，值字段選擇value,如圖9,點擊分類按鈕, 類別選為6,方法選為手動，修改中斷值如圖10，確定。圖9圖10翻開將重分類對話框中的新值一欄依次改為10 & 7、5、3、1,輸出柵格命名為Re-slope如圖11所示，確定。模型如圖12。圖11 圖123提取坡向：翻開spaciaalanlyst工具宀外表分析宀坡向，將坡 向工具拖至模型構(gòu)建器窗口，雙擊坡向工具框，在工具對話框中輸入 l, dem,輸出柵格命名為Aspect,如圖13,確定。右擊坡向工具框， 選擇運行，如圖14所示：圖 13圖 144坡向重分類：選擇spacial analyst工具宀重分類宀重分類工具 并將其拖拽至模型構(gòu)建器

17、中， 雙擊重分類工具框， 在出現(xiàn)的對話框中 選擇Aspect作為輸入柵格，值字段選為 Value,點擊分類，類別選為 4，方法選為手動，中斷值改為 0、90、270、360，如圖 15，確定。將 新值一欄改為 5、10、1、10,輸出柵格命名為 Re-Aspec,t 如圖 16 所 示。模型如圖 17：圖 15圖 16圖 175土地利用圖的轉(zhuǎn)換：選擇轉(zhuǎn)換工具-轉(zhuǎn)為柵格-面轉(zhuǎn)柵格，將 其拖至模型構(gòu)建器,雙擊面轉(zhuǎn)柵格工具,在其對話框中輸入landuse,值字段LANDUSE,輸出柵格命名為Iandusegrid像元大小設(shè)為100, 如圖 18，確定。右擊面轉(zhuǎn)柵格，運行，結(jié)果如圖 19：圖 18圖

18、196對 Iandusegrid重分類：選擇 spacial analyst工具重分類重 分類工具并將其拖拽至模型構(gòu)建器中， 雙擊重分類工具框， 在出現(xiàn)的 對話框中選擇landusegrid作為輸入柵格，值字段選為LANDUSE,新值 分別改為2、8 6、10,輸出柵格命名為 Re_lanc,如圖20,確定。 模型如圖 21：圖 21圖 207)空間疊加分析：選擇spacial analys工具宀疊加分析宀加權(quán)總和， 并將其拖至模型構(gòu)建器窗口中，雙擊翻開加權(quán)總和對話框，逐個添加 Re-slope Re-Aspect和 Re_land 字段均選為 VALUE,Re-slope 的權(quán)重 為0.3,

19、Re-Aspect的權(quán)重為 0.3, Re_land的權(quán)重為0.4,輸出柵格為 stability,如圖22所示，模型如圖23,點擊菜單中的|口按鈕運行。圖22圖23(4)添加模型運行結(jié)果數(shù)據(jù)：在Arcmap中加載疊加分析結(jié)果stability 數(shù)據(jù)，如圖24：圖245土壤穩(wěn)定性的分級顯示：在Arcmap中右擊stability翻開屬性對話框，選擇符號系統(tǒng)，顯示選為已分類，點擊分類，設(shè)置分類方法為 手動，類別為3,將中斷值設(shè)為4、7、10,如圖25所示；將每個圍 對應(yīng)的標注分別改為“不穩(wěn)定“較穩(wěn)定和“很穩(wěn)定，并選擇適 宜的拉伸色帶，如圖26：圖25圖26三、實驗結(jié)果圖27 土壤穩(wěn)定性專題圖實驗

20、四：土壤侵蝕性分析建模一、流程：植被類型矢量數(shù)據(jù)土壤類型柵格數(shù)據(jù)DEM矢量數(shù)據(jù)植被類型柵格數(shù)據(jù)DEM柵格數(shù)據(jù)坡度圖 重分類坡度圖502525加權(quán)疊加 圖1 土壤侵蝕性分蝕柵格流程圖二、實驗步驟：1加載數(shù)據(jù)：翻開Arcmap并添加數(shù)據(jù)studyarea.shp、 vegetation.shp soilsgrid.shp如圖 2 所示：圖2激活工具：翻開Arctoolbo*，激活spacial analys空間分析和3D 分析擴展模塊如圖3：自定義t擴展模塊；圖3數(shù)據(jù)前期處理：1右擊 vegetation翻開屬性 propertiessymbology t Unique value 值 字段選擇v

21、egtype選擇好色帶，點擊Add All Values,如圖4所示，點 擊ok;圖42調(diào)整圖層順序為 studyarea vegtation, soilsgrid如圖5,保存地圖文檔；（4）利用ModelBuilder構(gòu)建模型:1設(shè)置屬性與環(huán)境：點擊I弘I翻開模型構(gòu)建器 ModelBuilder如圖6所示，執(zhí)行菜單命令 modeRmodelpropertis設(shè)置如圖7,選擇 environment,設(shè)置如圖 8,點擊 value設(shè)置處理圍為 Same As Layer StudyArea如圖9,確定；圖6圖7圖8圖9在 modelbuiler窗 口中執(zhí)行菜單 ModeR Diagram Pr

22、opertis選擇 style2 如圖10;圖102加載數(shù)據(jù):將 ArcMap 中的 vegtation,soilsgrid拖至 ModelBuilder 窗口中。3將DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)：從Arctoolbo*中將Conversiontools rto raster下的 DEM to Raser拖至 ModelBuilder窗口中，如圖 11 所示。 在modelbuilder中雙擊DEM to raser,在出現(xiàn)的工具設(shè)置對話框中指定 輸入USGS DEM文件為：elevation.dem選擇輸出路徑，確定，如圖 12:圖11圖124生成坡度數(shù)據(jù)：將 Arctoolbo* 中 3D An

23、alyst ToolsRaster Surface rslope拖至 modelbuilder窗口中在 ModelBuilder窗口中，點擊添加連接按鈕/將派生數(shù)據(jù)圖框DEMToRa_elev1與工具圖框slope連接在 一起。完成后效果如下列圖13所示：圖13右鍵點擊圖框output raster將其改名為：坡度圖5坡度數(shù)據(jù)重分類：將 Arctoolbo* 中 Spatial Analyst Too4 Reclass 下的工具Reclassify拖放到ModelBuilder窗口中，點擊丨I按鈕將派生 數(shù)據(jù)圖框坡度圖與工具圖框Reclassify連接在一起，如圖14所示： 圖14在Model

24、Builder窗口中，雙擊工具圖框 Reclassfy對坡度圖重分 類，輸入柵格為坡度圖，字段為 value,點擊load裝入數(shù)據(jù)表，將坡 度分為10級，具體設(shè)置如圖15所示： Leclaxs-ifyX8植被類型矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)柵格： 將Arctoolbo*的Conversion Tools t TO Raster feature to raster 拖放到 ModelBuilder 窗口 中，在 ModelBuilder窗口中，點擊 按鈕將數(shù)據(jù)圖框 vegetaion與工具圖框 feature to raste連接在一起，如圖16所示：圖16雙擊與Vegetaion相連的工具圖框Feature t

25、o Ratse,在出現(xiàn)的對話框 中，設(shè)置字段為VEGTYPE,選擇輸入柵格Vegetaion和輸出路徑，確 定，如圖16;右擊Feature to Raster執(zhí)行命令 Run,如圖17;圖16圖179加權(quán)疊加分析： 添加工具：將 Arctoolbo* 中 Spatial Analyst Too心 Overlay tWeighted Overly拖至 modelbuilder中，如圖 18;圖18添加數(shù)據(jù)：雙擊Weighted Overly,在出現(xiàn)的設(shè)置框中點擊 +按 鈕，在出現(xiàn)的框中輸入soilsgric,字段選為S-value如圖19,確定； 同理，添加植被柵格字段值為vegtype如圖2

26、0和Reclass-slop1字 段值為value如圖21，添加結(jié)果如圖22所示：圖19圖20圖21圖22設(shè)置因子如圖23所示:Soilsgrid：根據(jù)不同土壤類型對土壤侵蝕危險性的影響力，不同的 土壤類型給定不同的的數(shù)值，數(shù)值 1表示改天土壤侵蝕危險度較低， 9表示較高；植被柵格：根據(jù)不同植被類型對土壤侵蝕危險性的影響力，不同的 植被類型給定不同的的數(shù)值，數(shù)值 1表示改天土壤侵蝕危險度較低，9 表示較高water設(shè)為 restrietecf;Reclass-slop1根據(jù)不同坡度低的區(qū)域發(fā)生土壤侵蝕的危險系統(tǒng)較 小，坡度較大的區(qū)域發(fā)生土壤侵蝕的危險系數(shù)較大，不同坡度對應(yīng)不同數(shù)值，數(shù)值1表示改天土壤侵蝕危險度較低，9表示較高（第10級 也設(shè)置為9）;圖23權(quán)重配置：將上述三個因子的權(quán)重分別設(shè)置為 soilsgrid 25%植被柵格25%, Reclass-slop為50%，如圖24所示：圖2410最終模型如圖25：圖25三、實驗結(jié)果：土壤儀蝕危險性分析+ Wfr1葉EH. 2OU-1-1BE&L&CI6I mf E&gsv.圖26 土壤侵蝕危險性專題圖實驗五：水文分析、流程圖無流流提取洼! 向量河流地分分網(wǎng)絡(luò)DE填洼M圖1水文流域分析程圖二、實驗結(jié)果_ J.N*4 dOM昌?.|a旳工K 叮JI.蠟 III .拮 II.L4LUJI 戶 Ea