ArcGIS空间分析教程(汤国安)实习报告

《地理信息系统原理》期末实习报告专业：资源环境与城乡规划专业班级：1201班姓名：xxxxxx学号：xxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxx二零一五年一月目录1.重要概念··············································12.实验目的··············································23.数据来源··············································24.要求··················································25.实验内容··············································26.附图··················································3实验一：数据处理——白水县··························3实验二：寻找最佳路径································10实验三：土壤稳定性评估······························20实验四：土壤侵蚀性分析建模··························32实验五：水文分析····································44实验六：找出某种珍贵药材的生长区域··················46实验七：地形鞍部的提取······························48实验八：沟谷网络的提取······························49实验九：TIN及DEM的生成与应用·······················50实验十：缓冲区分析的应用····························577.实习心得··············································6111.重要概念缓冲区：缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体周围一定范围。空间叠置分析：指用来提取空间隐含信息的方法之一。它是将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。通用土壤侵蚀方程：是结合了美国20世纪30年代起的8000多个土壤侵蚀试验观测点资料统计总结提出的一种用于计算土壤侵蚀强度的公式。水文分析：是DEM数字地形分析的一个重要方面，使用水文分析工具，基于DEM对地形进行分析。地图：指依据一定的数学法则，使用制图语言，通过制图综合在一定载体上，表达地球或其他天体上各种事物的空间分布、联系及时间中的发展变化状态而绘制的图形。栅格数据空间分析方法：是指针对于栅格数据的空间分析方法，具有自动分析处理较简单，分析处理模式化很强的特征。TIN：是一种复合矢量模型，它采用一组互不叠置的三角形来近似表示地形。DEM：是一种数字模型，等间距高程数据以栅格格式排列。空间分析：是基于地理对象的空间布局的地理数据分析技术。土地信息系统：土地信息系统是综合应用地理信息系统和管理信息系统，对人类在土地利用过程中产生的土地数据进行采集、存储、检索、2分析和管理的信息系统。2.实验目的掌握ARCGIS10空间分析方法，熟练掌握ModelBuilder的创建和使用，掌握利用ARCGIS进行水文分析，缓冲分析，空间叠置分析，邻域分析、重分类等方法与技术。掌握利用ARCGIS进行DEM及TIN的创建，掌握地图的编制、整饰及输出。3.数据来源汤国安地理信息系统空间分析实验教程，西安科技大学测绘学院地理信息系统实习教案。4.要求（1）部分实验需要写出步骤，步骤要图文并茂的反映操作流程，截图并用文字说明。（2）所有附图均需添加姓名、学号、班级。（3）实验报告A4纸正反面打印，左侧装订。（4）重要概念查阅相关文献，电脑输入，不用手工填写。（5）附图黑白打印即可。（6）实习报告后附实习心得体会，1000左右，手写。（7）此部分内容占总成绩25%。5.实验内容实验一：用ModelBuilder进行数据处理与分析，实例：汤国安P130。实验二：汤国安地理信息系统空间分析实验教程（P290寻找最佳路径）3实验三：土壤稳定性评估6.附图实验一：数据处理——白水县一、流程图：图1白水县数据更新变换流程图二、步骤：（1）数据加载与环境设置：1）打开Arcmap，添加图层vector，如下图:图22幅1:25万数据DEM1和DEM21:25万的矢量数据vector1幅1:25万DEM数据白水县行政区划范围白水县DEM数据投影数据合并提取裁接投影42）打开Arctoolbox，右击，点击“环境”，设置工作空间如图3：图3（2）利用模型构建器构建模型：1）模型环境设置：点击打开模型构建器，执行菜单命令模型属性，设置如图4。选择环境→处理范围→范围→与图层vector相同，如图5所示：图4图552）白水县行政范围提取：将Arcmap目录下的vector拖至ModelBuilder中，在Arctoolbox中，选择分析工具→提取→筛选工具，将其拖至ModelBuilder窗口中，双击筛选框，在出现的对话框中选择输入栅格为vector，输出栅格命名为Vector_Select1.shp，如图6所示，确定，结果如图7：图6图73）白水县DEM数据的拼接：在ModelBuilder中点击添加数据DEM1和DEM2，选择数据管理工具→栅格→栅格数据集→镶嵌至新栅6格工具，将其拖至ModelBuilder窗口，双击镶嵌至新栅格，在出现的对话框中设置如图8，确定，结果如图9所示：图8图94）利用白水县范围对DEM裁切：在Arctoolbox中选择spacialanalyst→提取分析→按掩膜提取工具，将其拖至ModelBuilder中，如图10所示。双击按掩膜提取工具框，在出现的对话框中将DEM作为输入栅格，输入栅格数据或要素数据选为vector-select.shp，输出栅格为Extract-DEM1,如图11，裁切结果如图12：7图10图11图125）白水县DEM的投影变换：选择数据管理工具→投影与变化→栅格→投影栅格工具，将其拖至ModelBuilder窗口中，双击打开投影栅格对话框，将Extract-DEM1设为输入栅格，输出栅格命名为Ext-DEM1-Prj，点击输出栅格右边的按钮，进入空间参考属性对话框，点击选择按钮，浏览坐标系，选择ProjectedCoordinate8Systems→GaussKruger→Xian1980→Xian1980GKZone19.prj，重采样技术选择NEAREST,如图13所示，确定。图136）运行模型:点击运行按钮运行模型，如图14所示：图14三、实验结果9（1）最终模型：图15白水县数据更新变换模型图（2）专题地图：图16白水县DEM图10实验二：寻找最佳路径一、流程图：图1寻找最佳路径流程图二、实验步骤：（1）激活工具：打开Arctoolbox，激活spacialanalyst空间分析和3D分析扩展模块（如图2）：自定义→扩展模块小流域分布图river高程数据DEM坡度数据起伏度数据起伏度重分类数据坡度重分类重分类图成本数据成本距离图回溯连接图最佳路径图＋0.60.4分配权重11图2（2）设置环境，加载数据：1）打开Arcmap，添加river.shp、startpot、endpot和DEM数据，如图3；打开Arctoolbox，右击选择环境，设置工作空间如图4：图3图42）点击按钮打开模型构建器，执行菜单模型→模型属性→常规，设置模型名称及标签，如图5左所示，确定。菜单模型→图属性→符号系统→样式2，如图5右，确定。将数据river.shp、startpot、endpot和DEM数据拖至模型构建器窗口中，如图6：12图5图6（3）利用modelbuilder构建模型：1）生成坡度成本数据集：选择SpacialAnalyst工具→表面分析→坡度，将坡度工具拖拽至模型构建器窗口中，双击坡度工具框，在出现的对话框中，输入dem，输出栅格命名为slope，如图7左所示，确定。运行如图7右：13图6选择SpacialAnalyst工具→重分类→重分类，将其拖至模型构建器，双击重分类对话框，输入slope，字段为Value，点击分类按钮，分类方法为相等间隔，类别为10，如图8所示，确定。图82）生成起伏度成本数据集：选择SpacialAnalyst工具→邻域分析→焦点统计，将其拖至模型构建器中，双击焦点统计工具框，输入dem输出栅格命名为QDF，具体设置如图9所示，确定。右击重分类14工具框，选择运行。图9选择SpacialAnalyst工具→重分类→重分类，将其拖至模型构建器中，双击重分类对话框，输入QDF数据层，点击分类按钮，选择相等间隔分类方法，类别选为10，如图10，确定。分类结果如图11，输出栅格为Reclass-QDF，确定。图1015图113）生成河流成本数据集：选择SpacialAnalyst工具→重分类→重分类，将其拖至模型构建器中，双击重分类工具框，选择river数据层，其他设置如图12，确定。图124）加权合并单因素成本数据，生成最终成本数据集：选择SpacialAnalyst工具→地图代数→栅格计算器,并将其拖至模型构建器中，双击栅格计算器，计算公式为cost=Recriver（重分类流域数据）+16（Reclassslop（重分类坡度数据）*0.6+ReclassQFD（重分类起伏度数据）*0.4），如图13所示，确定。图135）计算成本权重距离函数：选择SpacialAnalyst工具→距离分析→成本距离，将其拖至模型构建器中，双击成本距离，输入栅格为startpot，输入成本栅格为cost，输出距离栅格为CostDis-star1，输出回溯连接栅格为blanklink，如图14所示：图146）求取最短路径：选择SpacialAnalyst工具→距离分析→成本距17离，将其拖至模型构建器中，双击成本路径工具框，在出现的对话框中输入栅格为endpot，目标字段为Id，输入成本距离栅格为CostDis-star1，输入回溯连接栅格为blanklink，输出栅格为CostPat-endP1，如图15所示，确定。图157）运行模型：点击运行按钮运行模型如图16：图16（4）加载模型运行结果图：在Arcmap中加载模型运行后的结果，如图18所示：18图17三、实验结果（1）模型：图18最佳路径模型图（2）专题图：19图19最佳路径专题图20实验三：土壤稳定性评估一、流程图：图1土壤稳定性评估流程图二、实验步骤：（1）激活工具：打开Arctoolbox，激活spacialanalyst空间分析和3D分析扩展模块（如图2）：自定义→扩展模块DEM土地利用矢量图坡度等级图阴、阳坡等级图阴阳坡等级图土地利用栅格图级土地利用等级图坡度图坡向图土壤稳定性数据（加权平均）土壤稳定性专题图重分类重分类重分类赋予权重21图2（2）设置环境，加载数据：1)打开Arcmap，添加DEM和landuse.shp数据，如图3。打开Arctoolbox，右击选择环境，设置工作空间如图4所示：图3图42)点击按钮打开模型构建器，执行菜单模型→模型属性→常规，设置模型名称及标签，确定。菜单模型→图属性→符号系统→样式2，确定，如图5所示；将Arcmap中的DEM及laduse.shp数据拖至模型构建器窗口中，如图6：22图5图6（3）构建模型：1）提取坡度：打开spacialanalyst工具→表面分析→坡度，将坡度工具拖拽至模型构建器窗口中，双击坡度工具框，在出现的对话框中将dem设为输入栅格，输出栅格为slope，如图7，确定。右击坡度工具框，选择运行，如图8所示：23图7图82）坡度重分类：选择spac