学校选址--栅格数据分析

9-1栅格分析——为学校选址1中学选址的依据本练习要求对现有中学、人口分布、土地使用进行评定，为新建中学的选址提供依据，可利用的数据有三种：（1）现有中学。点状空间数据，新建中学不应离现有中学太近，为此建立离开现有中学的距离图。（2）人口分布。点状空间数据，新建中学应在人口比较密集的地方，为此利用点状人口调查数据产生密度图。（3）规划土地使用。矢量多边形空间数据，某些用地不应该建中学，如工业用地，某些用地不太适合建中学，如商业用地，而居住用地适合建中学。根据上述数据和基本依据，将离开现有中学的距离分为4类，分别赋予评定指标：0～500米：0，500～1000米：1，1000～1500米：2，1500米：3图层①人口密度分为4类（人/公顷），分别赋予评定指标：0～50：0，50～100：1，100～200：2，200：3图层②土地使用再分为3类，分别赋予评定指标：工业或绿地：0，商业：1，居住：2图层③新建中学选址的综合评定指标：图层①×图层②×图层③2产生离开现有中学的距离图、再分类启动地图文档\gis_ex09\ex09\ex09.mxd，激活dataframe1，有4个图层（见图9-1）：点状图层“现有中学”、点状图层“人口调查”、面状图层“规划土地使用”、线状图层“道路”（只起限定栅格边界和背景图的作用）。鼠标双击dataframe1，在弹出的DataFrameProperties对话框的General标签中将MapUnites和DisplayUnits从Unknown（未定义）改为Meters（米），完成后按“确定”键关闭。选用菜单Tools/Extension…，加载SpatialAnalyst，在菜单View/Toolbars下勾选SpatialAnalyst，调出栅格分析工具条。图9-1dataframe1的显示设置SpatialAnalyst的初始参数，选用菜单SpatialAnalyst/Options…：（1）General标签Working：D:\gis_ex09\ex09\temp\鼠标展开选择SpatialAnalyst的工作路径Analysismask：None不选，本练习暂不考虑AnalysisCoordinateSystem：●Analysisoutputwillbesavedinthesamecoordinatesystemastheinput(orfirstrasterinputiftherearemultiple…点选上侧，产生栅格的坐标系和输入数据相同（2）Extents标签9-2Analysisextent：SameasLayer：“道路”下拉选择图层，限定分析空间的范围500–10001（3）Cellsize标签1000–15002Analysiscell：AsSpecifiedBelow下拉选择1500–22003Cellsize：50键盘输入栅格单元的大小NumberofRows：82边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格行数NumberofColumns：136边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格列数按“确定”键，完成初始化设置。选用菜单SpatialAnalyst/Distance/StraightLine…，出现StraightLine参数设置对话框：Distanceto：现有中学下拉选择图层名，消防站为距离的参照点Maximumdistance：不限定最大的计算范围，保持空白Outputcellsize：50默认，使用初始化设置Outputraster：school键盘输入栅格数据名称，存放路径为初始化设置按OK键，产生离开现有中学的距离分布图，点击图层名school，选用菜单SpatialAnalysis/Reclassify…，系统出现Reclassify对话框，点击Classify…按钮，出现Classification对话框：Method:EqualInterval按等间距方式分类Classes：4共分4类按OK键，返回Reclassify对话框，栅格数据被分为4类，还要按分析之前确定的要求修改分类的间距：OldValues（原来值）NewValue（修改值）0–5000在Outputraster中规定文件名及输出路径，这里为R_school，按OK键返回，系统产生新的分类图层R_school（见图9-2）。图9-2离开现有中学的距离再分类图3产生人口分布密度图、再分类选用菜单SpatialAnalysis/Density…，出现Density参数设置对话框：Inputdata：人口调查下拉选择图层名，得到人口调查样本点PopulationField：POPU下拉选择，该字段在“人口调查”要素属性表中DensityType：Kernel采用核心式计算方法，离样本点近的单元密度大，远的密度小，大于搜索半径时，单元的密度值为零9-3SearchRadius：800计算密度时的搜寻半径AreaUnits:Squaremapunits面积单位用地图单位的平方Outputcellsize：50已经在初始化时设定，默认Outputraster：popu_den键盘输入栅格数据名称，路径按初始化设置按OK键，产生估计的人口密度分布图popu_den（产生密度图的原理已在前章介绍）。选用菜单SpatialAnalysis/Reclassify…，出现Reclassify对话框，在Inputraster下拉菜单中选择popu_den，点击Classify…按钮，出现Classification对话框：Method:EqualIntervalClasses：4按OK键后，返回Reclassify对话框，栅格数据被自动分为4类，再按要求修改：OldValues（原来值）NewValue（修改值）0–0.00500.005–0.0110.01–0.0220.02–0.033在Outputraster中指定产生栅格数据的名称及路径，这里名称为R_popu，路径按初始设定，按OK键返回，系统产生新的分类图层“R_popu”（见图9-3）。本章开始，人口密度的面积按公顷（万平方米）考虑，练习中地图单位是米，计算密度时按地图单位的平方即平方米计算，因此栅格单元的取值和当初确定的指标之间是1：10000的关系，再分类后和原来的定义一致。图9-3重新分类后的人口密度图4规划土地使用矢量图层转换为栅格图、再分类鼠标右键打开“Attributeof土地使用”，可以看到该要素属性表有字段LANDUSE，为每个多边形地块的规划土地使用性质，按城市规划专业习惯，土地使用分类编码的意义为：C：商业，G：绿地，M：工业，R1：一类居住，R2：二类居住。选用菜单SpatialAnalysis/Convert/FeaturestoRaster…（矢量要素转换为栅格），系统出现FeaturestoRaster参数设置对话框：Inputfeatures：土地使用下拉选择图层名Field：landuse下拉选择字段名，该字段在“土地使用”要素属性表中，决定栅格单元取值Outputcellsize：50已经在初始化时设定Outputraster：ld_use键盘输入栅格数据名称，路径按初始设置9-4按OK键后，产生栅格状土地使用图层ld_use（见图9-4），打开图层属性表“Attributeofld_use”，该表的内容如下：ValueCountlanduse栅格单元取值取该值的单元数累计所对应的转换前的属性11568M（工业用地）2854C（商业用地）34120R2（一类居住用地）41079R1（二类居住用地）5658G（绿地）图9-4土地使用矢量图转化成栅格图按评价的需要对landuse字段再分类。选用菜单SpatialAnalysis/Reclassify…，系统出现Reclassify对话框，在Inputraster下拉菜单中选择ld_use，在Reclassfield中下拉选择landuse，表示对landuse字段进行重新赋值。注意，这里应直接修改NewValues，具体操作如下：OldValues（原来值）NewValue（修改值）C（商业）1G（绿地）0M（工业）0R1（一类居住）2R2（二类居住）2在Outputraster中指定栅格数据名为R_ld_use，按OK键，产生新的栅格图层R_ld_use（见图9-5）。图9-5重新分类后的土地使用图层9-55计算综合评定指标选用菜单SpatialAnalysis/RasterCalculator…，出现RasterCalculator对话框，可供计算的图层名列在左侧图层选择框内，双击鼠标实现如下操作：[R_popu]*[R_ld_use]*[R_school]按Evaluate按钮，产生中学选址综合评定图层Calculation。鼠标双击图层名Calculation，调出图层特征设置对话框，在Symbology标签中，调整符号如下：Show:Classified点击选择ClassifiedField:Value系统默认ColorRamps：下拉选择一种单色渐变色系按Classify…按钮，调整分类：Method:EqualInterval按指标的平均间距分类Classes：8分8个区间按OK键返回，按“确定”键结束图层显示设置。在选址综合评定图中可以看出颜色偏深（栅格单元取值偏大）为适宜布置新建学校的位置，颜色偏浅（栅格单元取值偏小）表示不适合再增加学校的位置。关闭除“道路”、“现有中学”和Calculation之外的其他图层，将图层“道路”和“现有中学”的显示次序调至综合评定图之上，得到更好的观察效果（见图9-6）。图9-6用栅格模型产生的中学选址综合评定图图9-7用矢量模型产生的中校选址综合评定图（详见第12章）9-66分类计算面积341102500栅格单元为整数时，自动产生栅格取值属性表，打开AttributeofCalculation，416414102500可以看到栅格单元的汇总情况，该表不能编辑，为了得到不同评定值的面积，选690225000用属性表窗口内的菜单Options/Export…，将该表转换成独立属性表：8433108250012820000Export:Allrecords默认选择Outputtable:D:\gis_ex09\ex09\temp\Export_Output.dbf输出的表名和路径点击OK按钮后，再提示产生的新表是否加入当前地图文档，回答“是（Y）”，在目录表中点击Source标签，可以看到该表被加载。打开属性表Export_Output，选用菜单Options/AddField…，Name:Sum_AreaType:LongIntegerPrecision:8按OK键返回，用鼠标右键点击字段名Sum_Area，选用菜单CalculateValues…，在FieldCalculator对话框中有提示：Sum_Area=，用鼠标和键盘在文本框内输入：[Count]*50*50（每个栅格单元的大小为50米乘50米），按OK键返回。不同评定值的汇总结果如下：ValueCountSum_Area练习结束，选用菜单File/Exit，退出ArcMap，软件提示是否保存对MapDocument做过的改动，为了不影响以后、他人的练习，应选“否（No）”回答。7本章小结在密度图、距离图的基础上，本章增加了矢量多边形转换成栅格、栅格数据再分类、多重栅格数据之间叠合计算等功能，重点是叠合计算，多指标综合评定。读者做完练习后，应回顾一下本章开始介绍的中学选址评定依据，理解综合评定的五个主要步骤：（1）产生离开现有中学的距离图、再分类，确定单项评定指标（2）产生人口分布密度图、再分类，确定单项评定指标（3）土地使用矢量图转换为栅格图、再分类，确定单项评定指标（4）多重栅格叠合，单项指标综合，显示综合评定图（5）按综合评定指标，分类计算面积练习者还可以和第12章矢量型中学选址评定方法作比较（见图9-7）。（综合评定