土壤侵蚀报告

学生实验报告院系：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年12月27日1XXXX大学实验报告实验课程名称：GIS软件应用开课院系及实验室：测绘学院GIS设计室2015年10月27日院系专业班级姓名成绩实验项目名称Arcgis课程实验指导教师郭伟玲(包括实验目的、实验准备、实验内容、实验步骤、实验总结）ModelBuilder土壤侵蚀危险性建模分析(综合实验)实验目的模型生成器(ModelBuilder)为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环境。模型是以流程图的形式表示，它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。你可以将工具和数据集拖动到一个模型中，然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的GIS任务。通过对本次练习，我们可以认识如何在ModelBuilder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化，加深对地理建模过程的认识，对各种GIS分析工具的用途有深入的理解。1.认识ModelBuilder操作界面2.确定目标，加载数据3.创建模型4.编辑模型5.执行模型，查看结果2实验内容及步骤1.认识ModelBuilder操作界面1:添加硬盘上的数据或工具到模型中，数据也可以从ArcMap或ArcCatalog中直接拖到模型中，工具可以直接从Arctoolbox中直接拖到模型中；2:显示全部模型要素，并充满ModelBuilder窗口；3:自由缩放，点击此按钮后，按住鼠标不放开，向上或向下移动鼠标可以自由缩放ModelBuilder中的流程图；4:选择，用以选择模型中的数据图框、工具图框；5:添加连接，将数据和工具连接起来；6:运行选中的处理过程或整个模型。2.确定目标，加载数据目标：获取[土壤侵蚀危险性分布图]因子确定：坡度、土壤类型、植被覆盖数据：矢量数据：研究区界线(StudyArea)、植被(Vegetation)；栅格数据：土壤类型栅格(Soilsgrid)在ArcMap中新建一个地图文档添加矢量数据：StudyArea、Vegetation、栅格数据Soilsgrid（同时选中：在点击的同时按住Shift可同时加载数据）打开Arctoolbox，激活SpatialAnalyst空间分析扩展模块和3D分析扩展模块（执行菜单命3令[Tools][Extensions]，在出现的对话框中选中“SpatialAnalyst”和“3DAnalyst”）根据Vegetaion中的属性[VegTYPE]设置植被图层的符号为[UniqueValues唯一值渲染]，根据SoilsGrid图层中属性[S_Value]设置土壤类型栅格的符号为[UniqueValues]，设置图层StudyArea的边界和填充，并调整各图层的顺序得到如下效果4保存地图文档为[Ex11.mxd]3.创建模型在上一步操作的基础上进行在ArcMap中，打开Arctoolbox，执行菜单命令:[Tools][Options],在[Options]设置对话框中，设置[Geoprocessing空间处理]选项页中[MyToolboxs我的工具箱位置]，将其指定为某个路径，比如[G:\GIS_prac\Ex11]，因为以下建立的模型将会被保存到后缀为[.tbx]的文件中，而这个文件是保存在以上设定的路径下的.5在Arctoolbox中，右键点击根目标[Arctoolbox],在右键菜单中执行[NewToolbox新工具箱]命令，将会在[G:\GIS_prac\Ex11]创建一个工具箱，将新建工具箱改名，比如[geospatial]右键点击新建的工具箱[geospatial],在右键菜单中，执行命令：[New][Model]，将打开[ModelBuilder]应用程序窗口：注意：对已存在的模型，右键点击模型后，选择[Edit]也可以打开[ModelBuilder]窗口，对已存在的模型进行编辑。64.编辑模型在上一步基础上进行(1)在[ModelBuilder]窗口中，执行菜单命令：[Model][Properties]在[General]选项页中，设置模型的名称name及标注label7在[EnvironmentSettings环境变量]选项页中设置分析范围为研究区范围extent。通过在[EnvironmentSettings]中，设定[General]的extent为[SameAsLayer“StudyArea”]从ArcMap中，将图层[Vegetaion]、[Soilsgrid]拖放到[ModelBuilder]窗口中;从[Arctoolbox]中将工具[DEMtoRaster]拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[ConversionTools][ToRaster]下)在[ModelBuilder]窗口中，双击工具图框[DEMtoRaster]，在出现的工具设置对话框中指定输入USGSDEM文件为：[elevation.dem]－通过输入框右边的[浏览打开]按钮在硬盘上找到该文件。8从[Arctoolbox]中将工具[Slope]拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[3DAnalystTools][RasterSurface]下)，在[ModelBuilder]窗口中，点击[AddConnection]按钮（如下图红色箭头所指）将派生数据图框[DEMToRa_elev1]与工具图框[Slope]连接在一起。完成后效果如下图所示：右键点击图框[Outputraster]将其改名为:[坡度图]9从[Arctoolbox]中将工具[Reclassify分类]拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[SpatialAnalystTools][Reclass]下)，在[ModelBuilder]窗口中，点击[AddConnection]按钮将派生数据图框[坡度图]与工具图框[Reclassify]连接在一起。完成后效果如下图所示：将工具图框[FeaturetoRaster]后的[Outputraster]改名为[植被栅格]。双击与[Vegetaion]相连的工具图框[FeaturetoRaster]，在出现的对话框中，设置字段为[VEGTYPE],确定。在[ModelBuilder]中右键选中图框[FeaturetoRaster]，执行[Run]命令。[注：此步骤比较重要]10从[Arctoolbox]中将工具[WeightedOverlay加权叠加]拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[SpatialAnalystTools][Overlay]下)，右键点击工具图框[WeightedOverlay]后的输出数据图框改名为[土壤侵蚀栅格]，在[ModelBuilder]窗口中，双击工具图框[WeightedOverlay]，在出现的[WeightedOverlay]工具设置对话框中点击[AddRasterRow]按钮在[AddWeightedOverlayLayer]对话框中，按下图所示指定各参数，将因子[SOILSGRID]11加入加权叠加分析过程（是在inputraster栏出现的下拉选项中选择，而不是点击旁边的“浏览”按钮进行选择，以下的两次添加都是这样操作）：在[WeightedOverlay]对话框再次点击[AddRasterRow]按钮，将下图所示设置参数，将因子[植被栅格]加入到加权叠加分析过程：在[WeightedOverlay]对话框再次点击[AddRasterRow]按钮，将下图所示设置参数，将因子[重分类坡度图]加入到加权叠加分析过程：三个因子添加完成后，分别将因子[Soilsgrid]、[植被栅格]、[重分类坡度图]的权重设置为:[25%]、[25%]、[50％]12(1)设置因子[Soilsgrid]：根据不同土壤类型对土壤侵蚀危险性的影响力，不同的土壤类型给定不同的的数值，数值1表示改天土壤侵蚀危险度较低，9表示较高（Bedrock：基岩，clay：粘土，clayloam：粘壤土，Sandyloam：砂壤土）(2)设置因子[植被栅格]：根据不同植被类型对土壤侵蚀危险性的影响力，不同的植被类型给定不同的的数值，数值1表示改天土壤侵蚀危险度较低，9表示较高（从上到下分别为：高山矮曲林、黑松、英国针丛、非林地、白松）13(3)设置因子[重分类坡度图]：根据不同坡度低的区域发生土壤侵蚀的危险系统较小，坡度较大的区域发生土壤侵蚀的危险系数较大，不同坡度对应不同数值，数值1表示改天土壤侵蚀危险度较低，9表示较高最终完成的模型图如下：145.执行模型，查看结果(1)在[ModelBuilder]窗口中执行菜单命令：[Model][运行整个模型（runentiremodel）]。请耐心等待计算结果：需要（3-5s）(2)在[ModelBuilder]窗口中，右键点击图框[土壤侵蚀栅格]在出现的右键菜单中选中[AddtoDisplay]。于是土壤侵蚀危险性分级栅格数据[Hazrad]被加入到ArcMap中，从[0..9]表示研究区内土壤侵蚀的危险级别，1表示发生土壤侵蚀的可能性较小，9表示发15生土壤侵蚀的可能性极大。实验总结通过这次的上机实验操作，让我更加深刻认识到ModelBuilder土壤侵蚀危险性建模分析的强大作用，以及ARCGist软件的强大功能，通过一次次的操作也是我明白了ModelBuilder土壤侵蚀危险性建模分析的现实应用的意义，同时也进一步激发了我对ARCGist软件学习的乐趣。当然在上机过程中也存在一些不足，例如操作不熟练，软件功能不是很熟悉，操作失误等等，这些都是我在课下时间应当解决的问题。虽然每一次都会发现很多问题，但是这是自我进步的过程，我会认真对待每一个存在的问题，逐步去解决，力求做到最好。