空間分析實(shí)習(xí)報(bào)告

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空間分析實(shí)習(xí)報(bào)告

學(xué)院班級(jí)學(xué)號(hào)姓名日期

遙感信息工程學(xué)院

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一、實(shí)習(xí)內(nèi)容簡(jiǎn)介

1．試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

（1）通過(guò)實(shí)習(xí)了解ArcGIS的發(fā)展，以及10.1系列軟件的構(gòu)成體系（2）熟練把握ArcMap的基本操作及應(yīng)用

（3）了解及應(yīng)用ArcGIS的分析功能模塊ArcToolbox（4）加深對(duì)地理信息系統(tǒng)的了解2.試驗(yàn)內(nèi)容:

首先是對(duì)ArcGIS有初步的了解。了解ArcGIS的發(fā)展，以及10.1系列軟件的構(gòu)成體系，了解桌面產(chǎn)品部分ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。

實(shí)習(xí)一是柵格數(shù)據(jù)空間分析，ArcGIS軟件的SpatialAnalyst模塊提供了強(qiáng)大的空間分析工具，可以幫助用戶解決各種空間分析問(wèn)題。利用老師所給的數(shù)據(jù)可以創(chuàng)立數(shù)據(jù)（如山體陰影），識(shí)別數(shù)據(jù)集之間的空間關(guān)系，確定適合地址，最終尋覓一個(gè)區(qū)域的最正確路徑。

實(shí)習(xí)二是矢量數(shù)據(jù)空間分析，ArcToolbox軟件中的AnalysisTools和NetworkAnalystTools提供了強(qiáng)大的矢量數(shù)據(jù)處理與分析工具，可以幫助用戶解決各種空間分析問(wèn)題。利用老師所給的數(shù)據(jù)可以通過(guò)緩沖區(qū)分析得到矢量面數(shù)據(jù)，通過(guò)與其它矢量數(shù)據(jù)的疊置分析、鄰近分析來(lái)輔助選址決策過(guò)程；可以構(gòu)建道路平面網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析摸索最優(yōu)路徑，從而服務(wù)于公交選線、智能導(dǎo)航等領(lǐng)域。

實(shí)習(xí)三是三維空間分析，學(xué)會(huì)用ArcCatalog查找、預(yù)覽三維數(shù)據(jù)；在ArcScene中添加數(shù)據(jù)；查看數(shù)據(jù)的三維屬性；從二維要素與表面中創(chuàng)立新的三維要素；從點(diǎn)數(shù)據(jù)源中創(chuàng)立新的柵格表面；從現(xiàn)有要素?cái)?shù)據(jù)中創(chuàng)立TIN表面。

實(shí)習(xí)四是空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，利用地統(tǒng)計(jì)分析模塊，你可以根據(jù)一個(gè)點(diǎn)要素層中已測(cè)定采樣點(diǎn)、柵格層或者利用多邊形質(zhì)心，輕而易舉地生成一個(gè)連續(xù)表面。這些采樣點(diǎn)的值可以是海拔高度、地下水位的深度或者污染值的濃度等。當(dāng)與ArcMap一起使用時(shí)，地統(tǒng)計(jì)分析模塊提供了一整套創(chuàng)立表面的工具，這些表面能夠用來(lái)可視化、分析及理解各種空間現(xiàn)象。

實(shí)習(xí)五是空間分析建模，空間分析建模就是運(yùn)用GIS空間分析方法建立數(shù)學(xué)模型的過(guò)程。依照建模的目的，可分為以特征為主的描述模型（descriptivemodel）和提供輔助決策信息和解決方案為目的的過(guò)程模型（processmodel）兩類(lèi)。本次實(shí)習(xí)主要是通過(guò)使用ArcGIS的模型生成器（ModelBuilder）來(lái)建立模型，從而處理涉及到大量步驟的空間分析問(wèn)題。

二、實(shí)習(xí)成果及分析

實(shí)習(xí)一：

練習(xí)1：顯示和瀏覽空間數(shù)據(jù)。利用ArcMap和空間分析模塊顯示和瀏覽數(shù)據(jù)。添加和顯示各類(lèi)空間數(shù)據(jù)集、在地圖上高亮顯示數(shù)值、查詢指定位置的屬性值、分析一張直方圖和創(chuàng)立一幅山體陰影圖。

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練習(xí)2：為一所新學(xué)校選址。通過(guò)創(chuàng)立一幅適合性地圖，幫助你找到新學(xué)校的最正確位置。你將從原始數(shù)據(jù)集派生出距離與坡度數(shù)據(jù)集，用同一等級(jí)體系給各數(shù)據(jù)集重分類(lèi)，給那些認(rèn)為較重要的數(shù)據(jù)分派較大權(quán)重，最終合并各數(shù)據(jù)集，給出最正確位置。

從高程數(shù)據(jù)派生坡度數(shù)據(jù)集

從消遣場(chǎng)所數(shù)據(jù)集派生距離數(shù)據(jù)集

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重分類(lèi)學(xué)校

重分類(lèi)坡度

重分類(lèi)土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)集賦權(quán)重并合并各數(shù)據(jù)集做好練習(xí)2需要把握的的關(guān)鍵問(wèn)題在于以下三點(diǎn)：1）獲取派生信息

利用數(shù)據(jù)創(chuàng)立有用信息，例如，創(chuàng)立山體陰影以提供顯示的地形背景，通過(guò)計(jì)算坡度來(lái)識(shí)別陡峭的坡面，確定某位置到每條道路的距離或方向，或計(jì)算某區(qū)域內(nèi)的人口密度。

2）識(shí)別空間關(guān)系

分析空間數(shù)據(jù)集的關(guān)系。例如，查找白血病的爆發(fā)與到核電站間的距離之間是否存在某種關(guān)系，分析方位朝向?qū)σ粋€(gè)植物種類(lèi)的生存是否重要。

3)尋覓適合位置

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢或創(chuàng)立一幅適合性地圖，可以找到適合性的地址。例如，查詢數(shù)據(jù)集以查找海拔在3000英尺以上、距離一個(gè)城鎮(zhèn)五英里以內(nèi)的區(qū)域，或通過(guò)合并數(shù)據(jù)集創(chuàng)立一幅適合性地圖，以檢查每個(gè)位置的適合性。

練習(xí)3：尋覓一條通往新學(xué)校的替代路徑。

第一步：創(chuàng)立“源〞數(shù)據(jù)集和“成本〞數(shù)據(jù)集.，本練習(xí)中的“源〞就是學(xué)校的位置。創(chuàng)立“成本〞數(shù)據(jù)集，首先確定需要哪些數(shù)據(jù)集，然后用同一等級(jí)體系對(duì)這些數(shù)據(jù)集重分類(lèi)并賦權(quán)值，最終合并這些數(shù)據(jù)集。

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“源〞數(shù)據(jù)集

對(duì)各要素集進(jìn)行重分類(lèi)

合并各數(shù)據(jù)集cost輸出結(jié)果

其次步：執(zhí)行成本權(quán)重距離函數(shù)，使用“源〞數(shù)據(jù)集和“成本〞數(shù)據(jù)集作為輸入，函數(shù)運(yùn)算輸出的距離數(shù)據(jù)是一個(gè)柵格數(shù)據(jù)集。這個(gè)柵格數(shù)據(jù)集中每一個(gè)單元的值是從該單元上溯到“源〞的累計(jì)成本。

第三步：執(zhí)行最短路徑函數(shù)

必要時(shí)建立終點(diǎn)數(shù)據(jù)集。在本練習(xí)中，終點(diǎn)是一個(gè)馬路交匯點(diǎn)。執(zhí)行最短路徑函數(shù)需要使用距離數(shù)據(jù)集和方向數(shù)據(jù)集，兩者均由成本加權(quán)函數(shù)創(chuàng)立。

執(zhí)行成本權(quán)重距離函數(shù)結(jié)果執(zhí)行最短路徑函數(shù)結(jié)果

練習(xí)4：山頂點(diǎn)的提取。通過(guò)等高線、山頂點(diǎn)、凹地點(diǎn)的提取和配置，利用ArcGIS的柵格數(shù)據(jù)空間分析中的等高線提取、柵格數(shù)據(jù)鄰域分析和窗口計(jì)算功能，完成柵格數(shù)據(jù)表面

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最終結(jié)果出圖

實(shí)習(xí)五：

空間分析建模是指運(yùn)用GIS空間分析建立數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，其過(guò)程包括：明確問(wèn)題、分解問(wèn)題、組建模型、檢驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)果和應(yīng)用分析結(jié)果。模型生成器（ModelBuilder）是ArcGIS所提供的構(gòu)造地理處理工作流和腳本的圖形化建模工具。在模型中，分別定義不同的圖形代表輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、空間處理工具，它們以流程圖的形式進(jìn)行組合以創(chuàng)立高級(jí)的空間分析功能和流程，加速繁雜地理處理模型的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

通過(guò)對(duì)本次練習(xí)，我們可以認(rèn)識(shí)如何在ModelBuilder環(huán)境下通過(guò)繪制數(shù)據(jù)處理流程圖的方式實(shí)現(xiàn)空間分析過(guò)程的自動(dòng)化，加深對(duì)地理建模過(guò)程的認(rèn)識(shí)，對(duì)各種GIS分析工具的用途有深入的理解。

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練習(xí)1模型：水文分析

結(jié)果圖：

注意：制作水文分析模型，盡量使用英文名，且保存的文件名必需為原始英文名，要注意在提取河流網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所要的匯流累計(jì)量應(yīng)為英文名，同時(shí)在[SpatialAnalystTools]>>[MapAlgebra]>>[單輸出地圖代數(shù)]一步，在[地圖代數(shù)表達(dá)式]中輸入公式：con(Flow_accu>=10000,1)

練習(xí)2：創(chuàng)立路徑分析模型

結(jié)果圖：

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三、實(shí)習(xí)體會(huì)

通過(guò)這學(xué)期的空間分析實(shí)習(xí)，讓我體驗(yàn)到了ArcGIS功能之強(qiáng)大，也讓我對(duì)ArcGIS有了一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。也讓我知道了地理信息系統(tǒng)是做什么的，他能解決什么樣的問(wèn)題。譬如運(yùn)用ArcGIS的強(qiáng)大的分析功能做一個(gè)選址問(wèn)題。就拿實(shí)習(xí)一來(lái)說(shuō)，我們利用緩沖分析和疊置分析來(lái)完成選址問(wèn)題。剛開(kāi)始做實(shí)習(xí)時(shí)我就在思考，它是怎樣去完成這樣一個(gè)問(wèn)題的呢？對(duì)于學(xué)校選址第一個(gè)思考的問(wèn)題當(dāng)然是周邊的環(huán)境，學(xué)校位置應(yīng)靠近消遣設(shè)施；新學(xué)校的位置應(yīng)遠(yuǎn)離現(xiàn)有學(xué)校以使整個(gè)鎮(zhèn)上的學(xué)校位置分布盡量分散；避開(kāi)陡坡和特定的土地利用類(lèi)型。這就得用ArcGIS中強(qiáng)大的緩沖分析了。緩沖區(qū)分析(Buffer)是對(duì)選中的一組或一類(lèi)地圖要素（點(diǎn)、線或面）按設(shè)定的距離條件，圍繞其要素而形成一定緩沖區(qū)多邊形實(shí)體，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在二維空間得以擴(kuò)展的信息分析方法。所以我們第一步要做的就是輸入數(shù)據(jù)。其次步自然就是緩沖區(qū)的建立（派生數(shù)據(jù)集）。（1）在使用緩沖區(qū)分析之前，我們先加載緩沖區(qū)分析工具，操作如下：選擇主菜單中“Tools>Customize〞命令，進(jìn)入“Command〞標(biāo)簽；（2）在“Command〞對(duì)話框選中Categorie框中的“Tools〞，然后在右邊的“Commands〞框中選擇“BufferWizard〞，將其拖動(dòng)到工具欄上的空處，出現(xiàn)緩沖區(qū)圖標(biāo)。然后根據(jù)操作完成由高程數(shù)據(jù)派生的坡度數(shù)據(jù)集；由消遣場(chǎng)所位置數(shù)據(jù)派生的距離數(shù)據(jù)集；由現(xiàn)有學(xué)校位置數(shù)據(jù)派生的距離數(shù)據(jù)集。然后把個(gè)個(gè)滿足條件圖層進(jìn)行綜合，這也就是下一步的疊置分析了。疊置分析是地理信息系統(tǒng)中常用的用來(lái)提取空間隱含信息的方法之一，疊置分析是將有關(guān)主題層組成的各個(gè)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，其結(jié)果綜合了原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)層面要素所具有的屬性，同時(shí)疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，而且還將輸入的多個(gè)數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來(lái)產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。先進(jìn)行交集操作。開(kāi)啟ArcToolBox，在“AnalystTools〞下選擇“overlay〞下的“Intersect〞操作，接著進(jìn)行擦除操作。對(duì)影響因素進(jìn)行分等定級(jí)，這樣我們做的學(xué)校選址分析就完成了，心里即刻有一種成就感，也體會(huì)了ArcGIS的強(qiáng)大之處。

剛上大學(xué)時(shí)就有學(xué)長(zhǎng)跟我們說(shuō)ArcGIS有著強(qiáng)大的功能，加上自己對(duì)地理的熱愛(ài)，更加讓我對(duì)地理信息系有著濃重的興趣。在上地理信息系統(tǒng)的時(shí)候，急想知道地理信息

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系統(tǒng)是干什么的，他終究能解決什么樣的問(wèn)題等等。想去弄明白他，學(xué)好他，征服他。然而看看越來(lái)越對(duì)GIS迷茫了。直到開(kāi)了空間分析和實(shí)習(xí)課讓我對(duì)GIS有了初步的了解，大體上知道GIS