地理信息系统原理课程设计报告书

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1地理信息系统原理课程设计报告书题目:复杂地形中的选址年级:专业:学号:姓名:指导教师:提交时间:2012/11/29评语评分评阅教师(签字)年月日2一、目的1)加深对基于栅格的各类空间分析方法基本原理、方法的认识;2)熟练掌握生成各类栅格图及再分类的技术方法;3)了解空间评价方法和空间建模的基本方法和过程;4)提高利用栅格数据的各类分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、内容基本背景:某区域需选址建设一处火电厂,选址范围约6000平方千米。该区域内有煤矿一处,为火电厂的煤炭来源。东侧有湖泊,为火电厂的冷却水源。区域范围内有铁路主线3条,需建设火电厂铁路专用线(铁路支线)1条,用于煤炭运输。区域内已有城镇3个,森林公园1处。尽管火电厂的建设需要考虑许多因素,但是许多因素和地理位置无关,如发电设备、厂房、排放烟气的净化处理,等等,与位置有关的因素中影响较大的有二类:(1)环境因素:城镇、森林公园对电厂位置有限制,明显不符合要求的位置将排除在外。(2)经济因素:水源供应、铁路支线、煤炭运输都对电厂的建设、运营费用有影响。主要内容:1.环境限制分析1.1栅格分析的初始设置1.2确定城镇周边3千米范围1.3确定森林公园周边5千米范围1.4产生只包括“范围内”的栅格1.5环境因子综合2.计算取水费用2.1建立“源”图层2.2建立“成本”图层2.3产生取水费用图层3铁路支线建设3.1建立“源”图层3.2建立“成本”图层3.3铁路支线建设费用计算34煤炭运输4.1将煤矿的矢量位置数据转换成栅格4.2煤炭在铁路主线上的运距4.3邻近分配(Allocation)4.4计算煤炭在支线上的运距4.5计算运输费用5评价指标的标准化5.1取水费用的标准化处理5.2铁路支线建设费用的标准化处理5.3煤炭运输建设费用的标准化处理三、步骤1.环境限制分析1.1栅格分析的初始设置打开地图文档,激活dataframe1(图1-1),双击dataframe1,在对话框的General标签中设置MapUnits和DisplayUnits均为Meters。菜单Tools/Extensions…,加载SpatialAnalyst。选用菜单View/Toolbars/SpatialAnalyst,加载SpatialAnalyst工具条。对SpatialAnalyst初始化设置。(图1-1)1.2确定城镇周边3千米范围A.将三个城镇多边形进入选择集,选用菜单Selection/SelectByAttributes…,在弹出的参数设置对话框中设置图层名,及查询方4法,输入CLASSLIKE'town'后,按Apply确定返回。B.选用菜单SpatialAnalyst/Distance/StraightLine…,设置StraightLine对话框中的栅格大小,路径等。按OK键继续,产生离开现有城镇的栅格距离图层D_town(图1-2)C.选用采单SpatialAnalyst/Reclassify…,对图层进行再分类,出现Reclassify对话框,Inputraster下拉菜单中选择d_town,点击Classify…按钮,出现Classification对话框,设置好按OK后,选择Reclassify对话框,栅格数据被分为2类,修改分类的间距,修改确定后产生新的分类图层,R-town。1.3确定森林公园周边5千米范围A.选择多边形“森林公园”,选用菜单SpatialAnalyst/Distance/StraightLine…,设置StraightLine的参数,并确定后产生离开现有城镇的栅格距离图层D_forest(图1-3)。B.菜单SpatialAnalysis/Reclassify…,对该图层再分类,设置Reclassify对话框,按OK键返回,产生新的分类图层R_forest。5(图1-3)1.4产生只包括“范围内”的栅格(图1-4)6A.清空选择集,右击打开图层“区域范围”的要素属性表“Attributeof区域范单击Options/AddField…,添加Value字段。B.鼠标右击字段名Value,选择菜单CalculateValues…,在“Value=”下部的文本框内输入:1,按OK键返回,则每条记录字段Value的取值都为1,关闭属性表。C.选中图层“区域范围”内的多边形要素“范围内”,选择菜单SpatialAnalyst/Convert/FromFeaturesToRaster…,设置FeaturesToRaster参数对话框,1.5环境因子综合A.菜单SpatialAnalyst/RasterCalculator…,在RasterCalculator对话框中输出[R_town]*[R_forest]*[Site],按Evaluate按钮,产生环境评定图层Calculation。(图1-5)B.打开图层属性表“AttributeofCalculation”,检查显示是否正确。2.计算取水费用菜单Insert/Dataframe新建dataframe2,在dataframe1中分别右击图层“区域范围”、“地形高程”、“R_site”,选择Copy复制,右击dataframe2,选PasteLayer,则三个图层被复制到dataframe2。2.1建立“源”图层7选择多边形“湖泊”要素,菜单SpatialAnalysis/Convert/FromFeaturesToRaster…,设置FeaturesToRaster参数对话框,完成后按“确定”,则区域范围内的湖泊多边形被转换成栅格图层,设名为R_water。2.2建立“成本”图层A.菜单Tools/Extensions…,加载3DAnalyst扩展模块。选用菜单View/Toolbars/3DAnalyst,加载3DAnalyst工具条。对3DAnalyst进行初始化设置,按“确定”完成初始设置。B.选用菜单3DAnalyst/Create/ModifyTIN/CreateTINFromFeatures…,设置对话框按OK键后产生不规则三角网高程图层tin1(图2-6)。(图2-6)C.再将TIN图层转换成栅格,选择菜单3DAnalyst/Convert/TINToRaster…,设置对话框输入完成后,TIN模型转换成按高程分类的栅格图层Site_elev(图2-7)。D.高程栅格还不能直接反映水的输送费用,需进行再分类。菜单SpatialAnalyst/Reclassify…,对该图层再分类,出现Reclassify对话框,按照要求设置修改分类的间距,按OK键返回,系统产生新的分类图层,设名为R_site_elev(图2-8)。8(图2-7)(图2-8)9E.用要素选择按钮(SelectFeature),配合Windows的Shift键,使“范围内”、“湖泊”2个多边形进入选择集,选用菜单SpatialAnalyst/Convert/FromFeaturesToRaster…,设置FeaturesToRaster参数对话框选用菜单Spatial/Anaiysis/RrasterCalculator…,系统出现RasterCalculation对话框,输入计算公式:[R_site_elev]*[S_water],按Evaluate按钮,产生取水成本图层Calculation,设名为Elev_cost(图2-9)。(图2-9)2.3产生取水费用图层A.选用菜单SpatialAnalyst/Distance/CostWeighted…,设置CostWeighted参数对话框,按OK键确定,系统产生图层Calculation1。需注意:尽管在图层Calculation1范围内都能布置输水管,但并不是能都建电厂,需要从中扣除不能布置电厂的部分范围(城镇周边和森林公园周边)(图2-10)。10(图2-10)B.选用菜单SpatialAnaiysis/RrasterCalculator…,系统出现RasterCalculation对话框,输入计算公式:[Calculation1]*[R_site],按Evaluate按钮,系统产生取水成本图层Calculation,在DataFrameProperties/General中,将其改名为Water_cost(图2-11)。11C.在目录栏中选择Water_cost图层,右击选择MakePermanent,系统弹出对话框,要求输入保存的数据名,输入Water_cost,按“确定”键,临时栅格转换为永久栅格。3.计算铁路支线建设费用新建数据框架dataframe3,双击dataframe3,在General标签中将dataframe3的MapUnits和DisplayUnits均改为Meters。将dataframe1中图层“铁路主线”、“区域范围”、R_site,dataframe2中的图层tin1复制到dataframe3中。3.1建立“源”图层在dataframe3中,选用菜单SpatialAnalyst/Convert/FromFeaturesToRaster…,设置FeaturesToRaster参数,按OK键后产生栅格图层,将其改名为Rail_grd。3.2建立“成本”图层A.菜单3DAnalyst/SurfaceAnalysis/Slope…,设置Slope参数,按OK键,系统自动添加栅格图层,改名为Slope。B.选用菜单SpatialAnalyst/Reclassify…,系统出现Reclassify对话框,设置确认后按OK键,系统产生新的栅格分类图层,在DataFrameProperties/General中,将其改名为Rec_slope。C.选用菜单SpatialAnalysis/RasterCalculator…,系统出现RasterCalculator对话框,用键盘输入计算公式:[Rec_slope]*[R_site],按Evaluate按钮,系统产生支线修建成本图层Calculation,选择LayerProperties/General标签,将图层改名为R_slope(图3-12)123.3铁路支线建设费用计算选用菜单SpatialAnalyst/Distance/CostWeighted…,设置CostWeighted参数对话框,按OK键确定,系统产生铁路建设费用图层Rail_cost(图3-13)。(图3-13)4.煤炭运输新建dataframe4,将dataframe4的MapUnits和DisplayUnits均改为Meters。Dataframe1中的图层“煤矿”、“区域范围”,“R_site”,Dataframe3中的图层Rail_grd复制到Dataframe4中。4.1将煤矿的矢量位置数据转换成栅格选用菜单SpatialAnalyst/Convert/FeaturesToRaster…,设置FeaturesToRaster参数对话框,栅格图层产生,将其改名为Mine_grd,可作为距离成本计算时的“源”图层。4.2煤炭在铁路主线上的运距选用菜单SpatialAnalyst/Distance/CostWeighted…,设置CostWeighted参数对话框,按OK键确定,产生沿铁路主线的运输距离图层calculation54.3邻近分配(Allocation)选用菜单SpatialAnalyst/RasterCalculator…,在弹出的文本框内,用键盘加鼠标点击,输入如下计算式:Int([calculation5]),按Evaluate键继续,软件产生一个新的栅格calculation,再选用菜单13SpatialAnalyst/Distance/Allocation…,进行设置,按OK键后生成栅格图层Main_dist,这样就将铁路主线运距数值分配到了每一个栅格,可以在图层属性设置面板的Symbology标签中对输出的栅格分为9类进行显示(图4-14)。(图4-14)4.4计算煤炭在支线上的运距选用菜单S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