地理信息系统原理课程设计报告书

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