鄂州市城市發(fā)展適宜性分析

（說明：標有“﹡”的內(nèi)容可根據(jù)專業(yè)課程實驗的需要決定取或舍。）鄂州市城市發(fā)展適宜性分析實驗報告一、實驗?zāi)康?、AHP層次分析法學習與應(yīng)用2、熟識與掌握如何使用ArcMap進行柵格數(shù)據(jù)加權(quán)疊加分析，矢量數(shù)據(jù)合并，歸一化，重分類以及制作數(shù)字地圖，解決鄂州市城市發(fā)展適宜性分析的實際問題二、實驗準備1、實驗平臺：arcgis9.22、實驗數(shù)據(jù)：（1）slope1（坡度圖）（2）landuse07.img（鄂州市2007年土地利用圖）（3）地震易發(fā)區(qū)last.shp（地震易發(fā)區(qū)的矢量圖）（4）斷裂_Intersect.shp（斷裂帶矢量圖）（5）traffic（交通圖）（6）quwei（區(qū)位圖）（7）防護堤.shp（線狀防護提圖）（8）水源保護區(qū)shp（9）dem28（鄂州市高程圖）三、實驗步驟第一步：選擇鄂州市城市發(fā)展的主要影響因素及因子，生成準則圖層在城鄉(xiāng)總體規(guī)劃用地適宜性評價中，首先，充分考慮區(qū)域地形地貌（地形高度、坡度等）、現(xiàn)有土地利用方式、地質(zhì)災(zāi)害等自然因子以及社會經(jīng)濟因子（交通可達性、與現(xiàn)有城鎮(zhèn)區(qū)位特征等）以及人文要素的綜合影響對城鄉(xiāng)總體規(guī)劃用地進行總體適宜性分析(水利設(shè)施、水源地保護)對于鄂州市城市發(fā)展的主要影響因素及因子，根據(jù)資料，選取了三個參評要素大類：自然生態(tài)要素，社會經(jīng)濟要素，人文要素，其中自然生態(tài)要素包括地面高程，坡度，土地利用現(xiàn)狀，地質(zhì)災(zāi)害和地震；而社會經(jīng)濟要素則包括：交通可達性，與城鎮(zhèn)的區(qū)位關(guān)系。根據(jù)以上要素確定作為土地發(fā)展適宜性評價參考權(quán)重。第二步：確定各個因子(準則圖層)的權(quán)重經(jīng)過第一步驟，對影響鄂州市城市發(fā)展的影響因素或因子進行了篩選，最后確定了影響因子的三個大要素以及包含的各個具體影響因素，在這一步的步驟中，我們需要根據(jù)這些因子，利用科學的分析法為其確定影響權(quán)重。權(quán)重用來衡量準則的相對重要性，權(quán)重值越大，就表示該項準則對決策的重要性越大，確定權(quán)重是多準則決策中非常重要的一步，但往往受人為因素的影響較大。所有影響因子的權(quán)重之和為1。常用的確定權(quán)重方法有排隊法、專家打分法、層次分析法。在鄂州市城市土地發(fā)展適宜度分析中，選取層次分析法即AHP決策分析法作為確定權(quán)重的方法。AHP決策分析法運用于多目標、多準則、多要素、多層次的非結(jié)構(gòu)化的復雜決策問題，特別是戰(zhàn)略決策問題的研究，具有十分廣泛的實用性。第三步：準則圖層的標準化處理。第四步：通過空間疊置分析生成城市發(fā)展適宜性評價圖。在進行空間疊置分析，我們選取了ArcMap作為GIS分析工具；打開ArcMap，導入已確定影響因素的數(shù)據(jù)dem數(shù)字高程模型，坡度：slope，土地利用現(xiàn)狀：landuse07.img，地質(zhì)災(zāi)害和地震：地震易發(fā)區(qū)last.shp及斷裂_Intersect.shp，交通可達性：traffic，城市區(qū)位因子：quwei，水利堤壩：防護堤.shp，水源保護區(qū)：水資源保護區(qū).shp(歸一化處理)由于數(shù)據(jù)的value值（適宜發(fā)展程度）取值不一，首先，需要對鄂州市Dem數(shù)字高程模型、slope坡度、交通區(qū)位因子、城鎮(zhèn)區(qū)位因子進行歸一化處理，讓四個數(shù)據(jù)的取值都定義在0——1之中，從而方便最后的疊加分析。歸一化化就是要把你需要處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后（通過某種算法）限制在你需要的一定范圍內(nèi)。首先歸一化是為了后面數(shù)據(jù)處理的方便，其次是保正程序運行時收斂加快。其公式為正相關(guān)p－min／max－min，負相關(guān)時：max－p／max－min以坡度slope數(shù)據(jù)為例，啟動spatialanalyst模塊控件，選擇rastercalculator工具對slope適宜發(fā)展值value歸一化，歸一化后輸出Demout數(shù)據(jù)，如下圖：輸入公式(64.958229-[slope1])/(64.958229–0.000000)對slope進行歸一化歸一化后輸出圖同理，對dem高程，交通區(qū)位，城鎮(zhèn)區(qū)位進行歸一化得結(jié)果：輸入公式(457.0-[dem28])/459.0對dem進行歸一化輸入公式([traffic]-0.812576)/(1.846319-0.812576)對dem進行歸一化輸入公式([quwei]-2.625757)/(2.940000-2.625757)對dem進行歸一化（土地利用重分類處理）第二步，對土地利用重分類，我們采用了鄂州市2007年土地利用分類數(shù)據(jù)landuse07，數(shù)據(jù)包括了城市、農(nóng)田、水體、旱地、山地、基塘六個分類，根據(jù)這種不同利用土地的發(fā)展適宜度，我們將它們重新分成三類，其中山地的value發(fā)展適宜度值是最低的，城市則相反。土地利用重分類landuseout（矢量數(shù)據(jù)緩沖區(qū)處理）第三步，對地質(zhì)災(zāi)害因子及水壩因子進行處理：首先，分析地質(zhì)災(zāi)害因子，地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域包括地質(zhì)斷裂帶以及地震易發(fā)區(qū)，地震易發(fā)區(qū)域均是不適宜城市土地發(fā)展的，而根據(jù)資料顯示，除了斷裂帶以內(nèi)，斷裂帶以外1000米范圍內(nèi)同樣是不適宜發(fā)展的，所以我們分析的目標是將鄂州市區(qū)域范圍內(nèi)的地震易發(fā)區(qū)域以及斷裂帶以外緩沖1000米范圍內(nèi)設(shè)定為不適宜發(fā)展區(qū)域，即將這些區(qū)域的value值設(shè)為0。由于地震易發(fā)區(qū)以及斷裂帶都是矢量數(shù)據(jù)，處理步驟應(yīng)為：斷裂帶buffer緩沖——地震易發(fā)區(qū)&斷裂帶緩沖區(qū)合并——矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)斷裂帶buffer緩沖：啟動BufferWizard工具窗口，設(shè)置各項參數(shù)并輸出為啡色顯示區(qū)域為斷裂帶緩沖地震易發(fā)區(qū)&斷裂帶緩沖區(qū)合并：在兩個區(qū)域合并之前，我們需要對地震易發(fā)區(qū)的各個Type區(qū)域進行合并，打開地震易發(fā)區(qū)的屬性表，選上type為相同值的記錄，并啟用Merge方法對其進行合并。在表中新建字段tt，作為value取值。完全上述步驟后，接著就是對斷裂帶buffer以及地震易發(fā)區(qū)進行合并，合并方式選兩表合并方式，利用Union工具功能，注意事項是：當進行Union表格字段合并的時候，要分辨清楚是要將斷裂帶緩沖區(qū)域表中的字段合并進地震易發(fā)區(qū)的表中，所以編輯Target應(yīng)為地震易發(fā)區(qū)last，并把斷裂帶緩沖區(qū)表的所有字段選上。編輯目標應(yīng)為地震易發(fā)區(qū)last合并完成后，需要在地震易發(fā)區(qū)表對tt字段進行賦值，不適宜發(fā)展的區(qū)域均取值0，適宜則為1。矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)：啟動Polygon工具，以tt字段為valuefield，并將Cellsize設(shè)為28.5，輸出。同理，通過表的合并以及柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，得出水壩緩沖區(qū)不適宜發(fā)展區(qū)域，（水資源保護區(qū)三級緩沖處理）第四步，對水資源保護區(qū)進行處理，原理與地質(zhì)災(zāi)害因子處理是一樣的，為各區(qū)域賦值，最后將矢量轉(zhuǎn)為柵格，但由于水資源保護區(qū)以外的區(qū)域的適宜發(fā)展程度是不一樣的，我們需要先對其做三級緩沖，轉(zhuǎn)為柵格以后做歸一化。完成水資源的三級緩沖，首先將水資源保護區(qū)數(shù)據(jù)的保護區(qū)區(qū)域選上（即要完成緩沖的區(qū)域），啟動bufferWizard工具，勾選上Useonlytheselected；通過為水資源保護區(qū)做三次緩沖，得出結(jié)果，并利用Union工具將三個buffer緩沖區(qū)與鄂州市邊界區(qū)域合并。第五步，柵格數(shù)據(jù)疊加分析；根據(jù)上述的步驟，最后得出了最后的八個柵格數(shù)據(jù)，使用rastercalculator進行柵格分析，按照8個影響因子，設(shè)置好權(quán)重進行疊加分析，在第一幅輸出結(jié)果圖中，先按資料中的專家打分給出的權(quán)重賦予各影響因子的權(quán)重值，如下圖：[demRes]*0.10+[slopeRes]*0.15+[landuseout]*0.20+[dizhenRes]*0.15+[trafficRes]*0.15+[quweiRes]*0.15+[shuiRes]*0.05+[dibaRes]*0.05疊加分析計算公式（專家參數(shù)）根據(jù)小組自定義權(quán)重，再次輸入，參數(shù)如下圖，得出結(jié)果。第一層自然生態(tài)要素自然0.71地面高程0.05人文0.1坡度0.07社會因素0.19土地利用現(xiàn)狀0.41地質(zhì)災(zāi)害和地震0.18社會經(jīng)濟要素人文要素交通0.16水利堤壩0.05城鎮(zhèn)區(qū)位0.03水資源保護區(qū)0.05[demRes]