空间分析

空间分析实习报告姓名：黄金辉学号：201220310208专业：地理信息系统班级：1223102指导教师：刘波2014年10月21日一、地理配准(校正栅格数据)地图配准可分为影像配准和空间配准。影像配准的对象是raster图，譬如TIFF图。配准后的图可以保存为ESRIGRID,TIFF,或ERDASIMAGINE格式。空间配准（SpatialAdjustment)是对矢量数据配准。具体步骤如下：（1）添加数据：打开arcmap，连接相关文件夹，将相关文件夹中的数据添加到arcmap中即可。或直接通过arcmap相关文件夹连接后直接添加数据。（2）打开地理配准条：右键工具栏，选中地理配准，加载工具条（3）添加控制点：点击添加控制点，在图上选取适当的控制点，选取点后利用查看连接表输入控制点在图上的确实坐标。（4）保存数据：校正完后将数据保存。二、空间校正（校正矢量数据）空间校正又称三维偏移校正。一般是在等to图（to等值线平面图，to是自接收点至界面的法线反射时间）上直接进行，校正的结果就是反射界面深度的构造图。具体步骤如下：（1）打开空间校正工具条；在工具栏空白处单击右键选中空间分析。2、点击空间校正下的校正设置，选定待校正要素，将其校正到图上校正参考要素所在位置。3、点击新建位移链接，选中带校正要素上的特征点拉到参考图形上相同的位置，特征点选取要求均匀分布，数量越多越准确。4、打开连接表，删掉残差值较大的特征点，保证准确性。5、点击空间校正——校正，便得到校正后的结果。三、选址分析:在现代社会中，人们选择住房、商店等未知位置时，往往要考虑到人流量、交通量等等，因此就需要用到arcgis的选址分析功能。具体步骤如下：（1）确定具体要求：network：城市市区交通网络图;Marketplace：商业中心分布图;school：名牌高中分布图;famousplace：名胜古迹分布图;要求：1）离主要交通要道200m之外，以减少噪音污染（ST为道路数据中类型为交通要道的要素）2）在商业中心的服务范围内，服务范围以商业中心的规划的大小（由属性字段YUZHI确实）3）距名牌高中在750m之内,以便小孩上学便捷。4）距名胜古迹500m之内，环境幽雅。结果要求：对上面四个条件分别求结果，将符合条件的区域取值为1，不符合的取0，得到各自的分值图。运用空间叠置分析对上述4个图层叠加求各，并分等定级，确实合适的区域。（2）添加数据：道路网、学校分布、名胜分布。（3）根据之前的要求做出缓冲区分析：打开ARCTOOLBOX、分析工具、邻域分析、缓冲区。（学校缓冲区结果）（名胜缓冲区结果）（4）筛选主干道做缓冲区分析：（缓冲区条件）（缓冲区结果）（5）对得到的三个缓冲区进行叠置分析：我们可以在学校、名胜缓冲区上选址，不能在道路缓冲区上选址，所以学校缓冲区和名胜缓冲区进行求交集，得到的交集结果再与道路缓冲区做擦除操作。最后得到的结果，便是可选房址的区域。（得到的结果）（6）将缓冲区结果添加权值：我们将道路、学校、名胜缓冲区加上相应的权值，添加一属性字段来存储这一值便于计算。（这里将道路设为“road=-1”，学校“school=1”、名胜设为“名胜=1”）(7)联合操作：进行“联合”操作，将三个缓冲区属性都传递到输出要素。（联合后的结果）（8）分级操作：四、降雨量分析1、（1）将excel表格转化为图层：据管理工具图层和表视图创建XY事件图层。2、插值：空间分析插值分析反距离权重插值。3、栅格重分类：空间分析重分类。4、栅格转矢量：转换工具由栅格转出栅格转面。5、裁剪：分析工具提取分析裁剪五、为新学校选址1、目的：通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能，熟练掌握利用ArcGIS上述空间分析功能分析和结果类似学校选址的实际应用问题的基本流程和操作过程。2、数据：(1)Landuse（土地利用图）(2)Elevation（地面高程图）(3)rec_sites（娱乐场所分布图）(4)school（现有学校分布图）3、要求：新学校应位于地势较平坦处、新学校的建立应结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域、新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好、新学校应避开现有学校，合理分布；新学校面积应大于10英亩（40469平方米）、各数据层权重比为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，地势位置因素占0.13，土地利用类型占0.12。实现过程运用ArcGIS的扩展模块（Extension）中的空间分析（SpatialAnalyst）部分功能，具体包括：坡度计算、直线距离制图功能、重分类及栅格计算器等功能完成、最后必须给出适合新建学校的适宜地区图。4、操作步骤：（1）运行arcmap加载模块。（2）添加数据：高程数据（Elevation）、土地利用数据（Landuse）、现有学校数据（school）、娱乐场所数据（rec_sites）。（3）从Elevation数据提取坡度数据集。ARCTOOLBOX----SpatialAnalyst工具-----表面分析------坡度（4）从娱乐场所数据“Rec_sites”提取娱乐场所直线距离数据。（5）以同样的方法得到学校直线距离数据，生成效果如图所示。（6）重分类数据集：1、重分类坡度数据集学校的位置在平坦地区比较有利，比较陡的地方方适宜性比较差。分级分为10级，在平坦的地方适宜性好，赋以较大的适宜性值；陡峭的地区赋比较小的值，得到坡度适宜性数据。2、重分类娱乐场直线距离数据考虑到新学校距离娱乐场所比较近时适宜性好，采用等间距分级分为10级，距离娱乐场所最近适宜性最高，赋值10；距离最远的地方赋值1。3、重分类现有学校直线距离数据集考虑到新学校距离现有学校比较远时适宜性好，采用分级分为10级，距离学校最远的单元赋值10，距离最近的单元赋值1。（7）适宜区分析：（8）适宜区处理：利用众数滤波工具对得到的适宜区进行处理，处理掉细碎的像元六、修建最小成本路（1）目的：通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、表面分析、成本权重距离、数据重分类、最短路径等空间分析功能，熟练掌握利用ArcGIS上述空间分析功能分析和结果类似学校选址的实际应用问题的基本流程和操作过程。（2）要求：新建路径成本较少、新建路径为较短路径、寻找最短路径的实现需要运用ArcGIS的空间分析（SpatialAnalyst）中距离制图中的成本路径及最短路径、表面分析中的坡度计算及起伏度计算、重分类及栅格计算器等功能完成、最后提交寻找到的最短路径路线图。（3）步骤：1、运行arcmap，并加载模块。2、添加数据：Landuse（土地利用图）、Elevation（地面高程图）、destination（目的地）、schoolsite（新建学校地址）3、从DEM数据提取坡度数据集。（同实验五步骤）4、创建坡度成本数据集。5、加权合并单因素成本数据，生成成本数据集。七、全国大学生GIS技能大赛试题（下午）（1）数据说明：1、DEM：覆盖该流域的数字高程模型数据2.OutletPoint:该流域出水口大概位置数据3.Landuse:覆盖该流域的土地利用类型数据4.Code:土地利用类型代码说明文档（2）要求：1、请根据提供的数字高程模型数据和流域出水口大概位置数据，给出该流域的范围及沟谷线（汇流累积量≥5000的区域为沟谷线）。2、按照项目要求，该流域开展土地整治的流域需要同时满足以下三个条件：（1）坡度大于等于10°；（2）海拨小于等于3000m;（3）沟谷线500米范围内。请给出该流域需要开展土地整治的面积，并编制专题地图。3、不同土地利用类型开展土地整治的成本有所差异（见表1），请计算该流域需要整治的各类土地利用类型的面积（单位为公顷，保留两位小数）及费用（万元，整数），并将结果填写到表2中。表1某流域不同土地利用类型的整治成本土地利用类型成本（万元/公顷）耕地0.7林地0.1草地0.2水域0.5城乡、工矿、居民用地1.2未利用土地2.5表2某流域土地整治费用预算土地利用类型面积（公顷）预算（万元）耕地林地草地水域城乡、工矿、居民用地未利用土地总计4、根据你的解决方案，开发一个应用型GIS系统，该系统需要具备加载数据、浏览数据、查询数据等基本功能，其它功能不需编写代码，但应在程序界面上体现。（3）步骤：1.流域范围及沟谷线的提取：【1】沟谷线的提取：流程图沟谷线提取流程如下图所示。是否DEM数据流向汇判断是否存在洼地？填洼流向流量栅格计算器生成河网栅格河网矢量化具体步骤：首先加载arcmap中相关区域的dem数据、DEM数据中提取流向数据：在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-水文分析-流向，选择输入DEM数据，输出栅格数据并命名为有洼地流向，并选择输出路径计算是否存在洼地：在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-水文分析-汇，选择输入数据：无填洼流向，输出栅格数据命名为汇，并选择输出路径通过计算可知在给出的DEM上存在洼地，需要进行填洼操作。在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-水文分析-填洼,选择输入DEM数据，输出栅格数据命名为填洼,并选择输出路径基于无洼地数据的流向计算：在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-水文分析-流向，选择输入填洼数据，输出栅格数据并命名为流向，并选择输出路径汇流累计量的计算：在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-水文分析-流量，选择输入流量数据，命名输出蓄积栅格数据的文件名：flowacc,并选择输出路径栅格河网的生成。在栅格河网的生成中，需设置一个汇流累积阀值，这里为5000。在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-地图代数-栅格计算器，计算公式为Con(“流量=5000”,1)，计算得到栅格河网数据，命名为沟谷线栅格河网矢量化:在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-水文分析-栅格河网矢量化，选择输入沟谷线栅格数据，选择输出无洼地计算出流向栅格数据,命名输出矢量数据为沟谷网【2】流域范围的提取：流程：流域范围提取流程图步骤：用arcmap加载相关的deg数据在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-水文分析-分水岭，输入流向栅格数据为流向，输入栅格数据或要素倾泻点数据为streamlink.输出栅格为流域范围分水岭工具流域范围数据流向数据出水口数据2.开展土地整治的面积求取与专题图绘制【1】土地整治的面积求取流程图土地整治面积求取流程图【2】步骤：在ArcMap中加载elevation数据（即为前面的DEM数据），在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-表面分析-坡度，，输入elevation栅格数据，输出坡度栅格数据elevation数据矢量沟谷线坡度栅格计算器栅格计算器坡度选取海拔选取缓冲区面转栅格栅格缓冲区栅格计算器栅格转面属性操作得面积在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-地图代数-栅格计算器，输入公式为Con（“坡度”=10,1),输出栅格命名为坡度选取在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-地图代数-栅格计算器，输入公式为Con（“海拔”=3000,1),输出栅格命名为海拨选取在ArcToolbox中选择分析工具-领域分析-缓冲区，输入数据为上一题中得到的矢量沟谷线数据，输出数据命名为矢量沟谷线_Buffer在ArcToolbox中选择转换工具-转为栅格-面转栅格，输入数据为矢量沟谷线_Buffer数据，输出栅格数据命名为栅格沟谷缓冲区在ArcToolbox中选择SpatialAnalyst-地图代数-栅格计算器，具体设置如图30所示，输出栅格命名为土地整治区域在ArcToolbox中选择转换工具-由栅格转出-栅格转面，输入栅格数据为土地整