ArcGIS空間分析教程(湯國安)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上地理信息系統(tǒng)原理期末實(shí)習(xí)報(bào)告專 業(yè)： 資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè) 班 級： 1201班 姓 名： xxxxxx 學(xué) 號： xxxxxxxxxx 指導(dǎo)教師： xxxxxxxxxxxxxxxx 二零一五年一月專心-專注-專業(yè)目錄1.重要概念····························

2、83;·················12.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183;······························&#

3、183;··············23.數(shù)據(jù)來源··································&

4、#183;···········24.要求·····································&#

5、183;············25.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容····································&

6、#183;·········26.附圖·······································&#

7、183;··········3 實(shí)驗(yàn)一：數(shù)據(jù)處理白水縣··························3實(shí)驗(yàn)二：尋找最佳路徑·········&#

8、183;······················10實(shí)驗(yàn)三：土壤穩(wěn)定性評估·························&

9、#183;····20 實(shí)驗(yàn)四：土壤侵蝕性分析建模··························32 實(shí)驗(yàn)五：水文分析··············

10、3;·····················44 實(shí)驗(yàn)六：找出某種珍貴藥材的生長區(qū)域··················46實(shí)驗(yàn)七：地形鞍部的提取·····&

11、#183;························48實(shí)驗(yàn)八：溝谷網(wǎng)絡(luò)的提取·······················

12、·······49實(shí)驗(yàn)九：TIN及DEM的生成與應(yīng)用·······················50實(shí)驗(yàn)十：緩沖區(qū)分析的應(yīng)用··············

13、83;·············577.實(shí)習(xí)心得···································&

14、#183;··········611.重要概念緩沖區(qū)：緩沖區(qū)是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍，具體指在點(diǎn)、線、面實(shí)體周圍一定范圍。空間疊置分析：指用來提取空間隱含信息的方法之一。它是將代表不同主題的各個(gè)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，疊置結(jié)果綜合了原來兩個(gè)或多個(gè)層面要素所具有的屬性。通用土壤侵蝕方程：是結(jié)合了美國20世紀(jì)30年代起的8000多個(gè)土壤侵蝕試驗(yàn)觀測點(diǎn)資料統(tǒng)計(jì)總結(jié)提出的一種用于計(jì)算土壤侵蝕強(qiáng)度的公式。水文分析：是DEM數(shù)字地形分析的一個(gè)重要方面，使用水文分析工具，基于DEM

15、對地形進(jìn)行分析。地圖：指依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，使用制圖語言，通過制圖綜合在一定載體上，表達(dá)地球或其他天體上各種事物的空間分布、聯(lián)系及時(shí)間中的發(fā)展變化狀態(tài)而繪制的圖形。柵格數(shù)據(jù)空間分析方法：是指針對于柵格數(shù)據(jù)的空間分析方法，具有自動分析處理較簡單，分析處理模式化很強(qiáng)的特征。TIN：是一種復(fù)合矢量模型，它采用一組互不疊置的三角形來近似表示地形。DEM：是一種數(shù)字模型，等間距高程數(shù)據(jù)以柵格格式排列?？臻g分析：是基于地理對象的空間布局的地理數(shù)據(jù)分析技術(shù)。土地信息系統(tǒng)：土地信息系統(tǒng)是綜合應(yīng)用地理信息系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)，對人類在土地利用過程中產(chǎn)生的土地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、檢索、分析和管理的信息系統(tǒng)。2.實(shí)驗(yàn)

16、目的掌握ARCGIS10空間分析方法，熟練掌握Model Builder的創(chuàng)建和使用，掌握利用ARCGIS進(jìn)行水文分析，緩沖分析，空間疊置分析，鄰域分析、重分類等方法與技術(shù)。掌握利用ARCGIS進(jìn)行DEM及TIN的創(chuàng)建，掌握地圖的編制、整飾及輸出。3.數(shù)據(jù)來源湯國安地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程，西安科技大學(xué)測繪學(xué)院地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教案。4.要求（1）部分實(shí)驗(yàn)需要寫出步驟，步驟要圖文并茂的反映操作流程，截圖并用文字說明。（2）所有附圖均需添加姓名、學(xué)號、班級。（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告A4紙正反面打印，左側(cè)裝訂。（4）重要概念查閱相關(guān)文獻(xiàn)，電腦輸入，不用手工填寫。（5）附圖黑白打印即可。（6）實(shí)習(xí)報(bào)告后附實(shí)

17、習(xí)心得體會，1000左右，手寫。（7）此部分內(nèi)容占總成績25%。5.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一：用Model Builder進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，實(shí)例：湯國安P130。實(shí)驗(yàn)二：湯國安地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程（P290尋找最佳路徑）實(shí)驗(yàn)三：土壤穩(wěn)定性評估6. 附圖實(shí)驗(yàn)一：數(shù)據(jù)處理白水縣1:25萬的矢量數(shù)據(jù)vector一、流程圖：2幅1:25萬數(shù)據(jù)DEM1和DEM2 合并提取白水縣行政區(qū)劃范圍1幅1:25萬DEM數(shù)據(jù)白水縣DEM數(shù)據(jù)裁接投影 投影數(shù)據(jù)圖1 白水縣數(shù)據(jù)更新變換流程圖2、 步驟：（1）數(shù)據(jù)加載與環(huán)境設(shè)置：1）打開Arcmap，添加圖層vector，如下圖: 圖2 2）打開Arctoolbox，右

18、擊，點(diǎn)擊“環(huán)境”，設(shè)置工作空間如圖3： 圖3（2）利用模型構(gòu)建器構(gòu)建模型： 1）模型環(huán)境設(shè)置：點(diǎn)擊打開模型構(gòu)建器，執(zhí)行菜單命令模型屬性，設(shè)置如圖4。選擇環(huán)境處理范圍范圍與圖層vector相同，如圖5所示： 圖4 圖5 2）白水縣行政范圍提取：將Arcmap目錄下的vector拖至ModelBuilder中，在Arctoolbox中，選擇分析工具提取篩選工具，將其拖至ModelBuilder窗口中，雙擊篩選框，在出現(xiàn)的對話框中選擇輸入柵格為vector，輸出柵格命名為Vector_Select1.shp，如圖6所示，確定，結(jié)果如圖7： 圖6 圖7 3）白水縣DEM數(shù)據(jù)的拼接：在ModelBuil

19、der中點(diǎn)擊添加數(shù)據(jù)DEM1和DEM2，選擇數(shù)據(jù)管理工具柵格柵格數(shù)據(jù)集鑲嵌至新柵格工具，將其拖至ModelBuilder窗口，雙擊鑲嵌至新柵格，在出現(xiàn)的對話框中設(shè)置如圖8，確定，結(jié)果如圖9所示： 圖8 圖9 4）利用白水縣范圍對DEM裁切：在Arctoolbox中選擇spacial analyst提取分析按掩膜提取工具，將其拖至ModelBuilder中，如圖10所示。雙擊按掩膜提取工具框，在出現(xiàn)的對話框中將DEM作為輸入柵格，輸入柵格數(shù)據(jù)或要素?cái)?shù)據(jù)選為vector-select.shp，輸出柵格為Extract-DEM1,如圖11，裁切結(jié)果如圖12： 圖10 圖11 圖12 5）白水縣DEM

20、的投影變換：選擇數(shù)據(jù)管理工具投影與變化柵格投影柵格工具，將其拖至ModelBuilder窗口中，雙擊打開投影柵格對話框，將Extract-DEM1設(shè)為輸入柵格，輸出柵格命名為Ext-DEM1-Prj，點(diǎn)擊輸出柵格右邊的按鈕，進(jìn)入空間參考屬性對話框，點(diǎn)擊選擇按鈕，瀏覽坐標(biāo)系，選擇Projected Coordinate SystemsGauss KrugerXian 1980Xian 1980 GK Zone 19.prj，重采樣技術(shù)選擇NEAREST,如圖13所示，確定。 圖136）運(yùn)行模型:點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕運(yùn)行模型，如圖14所示： 圖14三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （1）最終模型： 圖15白水縣數(shù)據(jù)更新變換模

21、型圖（2）專題地圖： 圖16 白水縣DEM圖實(shí)驗(yàn)二：尋找最佳路徑一、流程圖：小流域分布圖river高程數(shù)據(jù)DEM起伏度數(shù)據(jù) 坡度數(shù)據(jù)起伏度重分類數(shù)據(jù)坡度重分類重分類圖分配權(quán)重0.40.6成本數(shù)據(jù)回溯連接圖成本距離圖最佳路徑圖圖1尋找最佳路徑流程圖二、實(shí)驗(yàn)步驟： （1）激活工具：打開Arctoolbox，激活spacial analyst空間分析和3D分析擴(kuò)展模塊（如圖2）：自定義擴(kuò)展模塊 圖2（2） 設(shè)置環(huán)境，加載數(shù)據(jù)：1）打開Arcmap，添加river.shp、startpot、endpot和DEM數(shù)據(jù)，如圖3；打開Arctoolbox，右擊選擇環(huán)境，設(shè)置工作空間如圖4： 圖3 圖42）點(diǎn)

22、擊按鈕打開模型構(gòu)建器，執(zhí)行菜單模型模型屬性常規(guī)，設(shè)置模型名稱及標(biāo)簽，如圖5左所示，確定。菜單模型圖屬性符號系統(tǒng)樣式2，如圖5右，確定。將數(shù)據(jù)river.shp、startpot、endpot和DEM數(shù)據(jù)拖至模型構(gòu)建器窗口中，如圖6： 圖5 圖6（3） 利用modelbuilder構(gòu)建模型：1）生成坡度成本數(shù)據(jù)集：選擇Spacial Analyst工具表面分析坡度，將坡度工具拖拽至模型構(gòu)建器窗口中，雙擊坡度工具框，在出現(xiàn)的對話框中，輸入dem，輸出柵格命名為slope，如圖7左所示，確定。運(yùn)行如圖7右： 圖6 選擇Spacial Analyst工具重分類重分類，將其拖至模型構(gòu)建器，雙擊重分類對話

23、框，輸入slope，字段為Value，點(diǎn)擊分類按鈕，分類方法為相等間隔，類別為10，如圖8所示，確定。 圖8 2）生成起伏度成本數(shù)據(jù)集：選擇Spacial Analyst工具鄰域分析焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)工具框，輸入dem輸出柵格命名為QDF，具體設(shè)置如圖9所示，確定。右擊重分類工具框，選擇運(yùn)行。 圖9 選擇Spacial Analyst工具重分類重分類，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊重分類對話框，輸入QDF數(shù)據(jù)層，點(diǎn)擊分類按鈕，選擇相等間隔分類方法，類別選為10，如圖10，確定。分類結(jié)果如圖11，輸出柵格為Reclass-QDF，確定。 圖10 圖11 3）生成河流成本數(shù)據(jù)

24、集：選擇Spacial Analyst工具重分類重分類，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊重分類工具框，選擇river數(shù)據(jù)層，其他設(shè)置如圖12，確定。 圖12 4）加權(quán)合并單因素成本數(shù)據(jù)，生成最終成本數(shù)據(jù)集：選擇Spacial Analyst工具地圖代數(shù)柵格計(jì)算器,并將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊柵格計(jì)算器，計(jì)算公式為cost=Recriver（重分類流域數(shù)據(jù)）+（Reclassslop（重分類坡度數(shù)據(jù)）*0.6+ReclassQFD（重分類起伏度數(shù)據(jù)）*0.4），如圖13所示，確定。 圖13 5）計(jì)算成本權(quán)重距離函數(shù)：選擇Spacial Analyst工具距離分析成本距離，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊成本

25、距離，輸入柵格為startpot，輸入成本柵格為cost，輸出距離柵格為CostDis-star1，輸出回溯連接?xùn)鸥駷閎lanklink，如圖14所示： 圖14 6）求取最短路徑：選擇Spacial Analyst工具距離分析成本距離，將其拖至模型構(gòu)建器中，雙擊成本路徑工具框，在出現(xiàn)的對話框中輸入柵格為endpot，目標(biāo)字段為Id，輸入成本距離柵格為CostDis-star1，輸入回溯連接?xùn)鸥駷閎lanklink，輸出柵格為CostPat-endP1，如圖15所示，確定。 圖157）運(yùn)行模型：點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕運(yùn)行模型如圖16： 圖16（4）加載模型運(yùn)行結(jié)果圖：在Arcmap中加載模型運(yùn)行后的結(jié)果，

26、如圖18所示： 圖173、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）模型： 圖18 最佳路徑模型圖（2）專題圖： 圖19最佳路徑專題圖實(shí)驗(yàn)三：土壤穩(wěn)定性評估一、流程圖：DEM土地利用矢量圖坡向圖坡度圖土地利用柵格圖重分類重分類重分類陰、陽坡等級圖陰陽坡等級圖級土地利用等級圖坡度等級圖權(quán)重賦予 土壤穩(wěn)定性數(shù)據(jù)（加權(quán)平均）土壤穩(wěn)定性專題圖圖1土壤穩(wěn)定性評估流程圖2、 實(shí)驗(yàn)步驟：（1）激活工具：打開Arctoolbox，激活spacial analyst空間分析和3D分析擴(kuò)展模塊（如圖2）：自定義擴(kuò)展模塊 圖2（2）設(shè)置環(huán)境，加載數(shù)據(jù)： 1)打開Arcmap，添加DEM和landuse.shp數(shù)據(jù)，如圖3。打開Arctool

27、box，右擊選擇環(huán)境，設(shè)置工作空間如圖4所示： 圖3 圖42)點(diǎn)擊按鈕打開模型構(gòu)建器，執(zhí)行菜單模型模型屬性常規(guī)，設(shè)置模型名稱及標(biāo)簽，確定。菜單模型圖屬性符號系統(tǒng)樣式2，確定，如圖5所示；將Arcmap中的DEM及l(fā)aduse.shp數(shù)據(jù)拖至模型構(gòu)建器窗口中，如圖6： 圖5 圖6（3） 構(gòu)建模型： 1）提取坡度：打開spacial analyst工具表面分析坡度，將坡度工具拖拽至模型構(gòu)建器窗口中，雙擊坡度工具框，在出現(xiàn)的對話框中將dem設(shè)為輸入柵格，輸出柵格為slope，如圖7，確定。右擊坡度工具框，選擇運(yùn)行，如圖8所示： 圖7 圖82）坡度重分類：選擇spacial analyst工具重分類重

28、分類工具并將其拖拽至模型構(gòu)建器中，雙擊重分類工具框，在出現(xiàn)的對話框中選擇slope作為輸入柵格，值字段選擇value，如圖9，點(diǎn)擊分類按鈕，類別選為6,方法選為手動，修改中斷值如圖10，確定。 圖9 圖10 打開將重分類對話框中的新值一欄依次改為10、8、7、5、3、1，輸出柵格命名為Re-slope，如圖11所示，確定。模型如圖12。 圖11 圖123）提取坡向：打開spaciaal anlyst工具表面分析坡向，將坡向工具拖至模型構(gòu)建器窗口，雙擊坡向工具框，在工具對話框中輸入l，dem，輸出柵格命名為Aspect，如圖13，確定。右擊坡向工具框，選擇運(yùn)行，如圖14所示： 圖13 圖144）

29、坡向重分類：選擇spacial analyst工具重分類重分類工具并將其拖拽至模型構(gòu)建器中，雙擊重分類工具框，在出現(xiàn)的對話框中選擇Aspect作為輸入柵格，值字段選為Value，點(diǎn)擊分類，類別選為4，方法選為手動，中斷值改為0、90、270、360，如圖15，確定。將新值一欄改為5、10、1、10，輸出柵格命名為Re-Aspect，如圖16所示。模型如圖17： 圖15 圖16 圖17 5）土地利用圖的轉(zhuǎn)換：選擇轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)為柵格面轉(zhuǎn)柵格，將其拖至模型構(gòu)建器，雙擊面轉(zhuǎn)柵格工具，在其對話框中輸入landuse，值字段LANDUSE,輸出柵格命名為landusegrid，像元大小設(shè)為100，如圖18，

30、確定。右擊面轉(zhuǎn)柵格，運(yùn)行，結(jié)果如圖19： 圖18 圖19 6）對landusegrid重分類：選擇spacial analyst工具重分類重分類工具并將其拖拽至模型構(gòu)建器中，雙擊重分類工具框，在出現(xiàn)的對話框中選擇landusegrid作為輸入柵格，值字段選為LANDUSE,新值分別改為2、8、6、10，輸出柵格命名為Re_land，如圖20，確定。模型如圖21： 圖20 圖217)空間疊加分析：選擇spacial analyst工具疊加分析加權(quán)總和，并將其拖至模型構(gòu)建器窗口中，雙擊打開加權(quán)總和對話框，逐個(gè)添加Re-slope、Re-Aspect和Re_land，字段均選為VALUE,Re-sl

31、ope的權(quán)重為0.3,Re-Aspect的權(quán)重為0.3，Re_land的權(quán)重為0.4，輸出柵格為stability，如圖22所示，模型如圖23，點(diǎn)擊菜單中的按鈕運(yùn)行。 圖22 圖23(4) 添加模型運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)：在Arcmap中加載疊加分析結(jié)果stability數(shù)據(jù)，如圖24： 圖24（5）土壤穩(wěn)定性的分級顯示：在Arcmap中右擊stability打開屬性對話框，選擇符號系統(tǒng)，顯示選為已分類，點(diǎn)擊分類，設(shè)置分類方法為手動，類別為3，將中斷值設(shè)為4、7、10，如圖25所示；將每個(gè)范圍對應(yīng)的標(biāo)注分別改為“不穩(wěn)定”“較穩(wěn)定”和“很穩(wěn)定”，并選擇合適的拉伸色帶，如圖26： 圖25 圖263、 實(shí)驗(yàn)結(jié)

32、果圖27土壤穩(wěn)定性專題圖實(shí)驗(yàn)四：土壤侵蝕性分析建模一、流程：DEM矢量數(shù)據(jù)土壤類型柵格數(shù)據(jù)植被類型矢量數(shù)據(jù)DEM柵格數(shù)據(jù)植被類型柵格數(shù)據(jù)坡度圖重分類坡度圖50%25%25%加權(quán)疊加土壤侵蝕柵格圖圖1土壤侵蝕性分析建模流程圖二、實(shí)驗(yàn)步驟： （1）加載數(shù)據(jù)：打開Arcmap并添加數(shù)據(jù)studyarea.shp 、vegetation.shp、soilsgrid.shp,如圖2所示：圖2（2） 激活工具：打開Arctoolbox，激活spacial analyst空間分析和3D分析擴(kuò)展模塊（如圖3）：自定義擴(kuò)展模塊； 圖3（3） 數(shù)據(jù)前期處理： 1）右擊vegetation打開屬性propertie

33、ssymbology Unique value，值字段選擇vegtype,選擇好色帶，點(diǎn)擊Add All Values，如圖4所示，點(diǎn)擊ok； 圖4 2）調(diào)整圖層順序?yàn)閟tudyarea，vegtation，soilsgrid如圖5，保存地圖文檔； 圖5（4） 利用ModelBuilder構(gòu)建模型： 1）設(shè)置屬性與環(huán)境：點(diǎn)擊打開模型構(gòu)建器ModelBuilder如圖6所示，執(zhí)行菜單命令modelmodelpropertis設(shè)置如圖7，選擇environment，設(shè)置如圖8，點(diǎn)擊value設(shè)置處理范圍為Same As Layer StudyArea,如圖9，確定； 圖6 圖7 圖8 圖9 在mo

34、delbuiler窗口中執(zhí)行菜單ModelDiagram Propertis,選擇style2，如圖10； 圖102）加載數(shù)據(jù)：將ArcMap中的vegtation，soilsgrid拖至ModelBuilder窗口中。3）將DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)：從Arctoolbox中將Conversiontools to raster下的DEM to Raser拖至ModelBuilder窗口中，如圖11所示。在modelbuilder中雙擊DEM to raser,在出現(xiàn)的工具設(shè)置對話框中指定輸入U(xiǎn)SGS DEM文件為：elevation.dem,選擇輸出路徑，確定，如圖12： 圖11 圖12 4）生

35、成坡度數(shù)據(jù)：將Arctoolbox中3D Analyst ToolsRaster Surfaceslope拖至modelbuilder窗口中在 ModelBuilder 窗口中，點(diǎn)擊添加連接按鈕將派生數(shù)據(jù)圖框DEMToRa_elev1與工具圖框slope連接在一起。完成后效果如下圖13所示： 圖13右鍵點(diǎn)擊圖框output raster將其改名為: 坡度圖5）坡度數(shù)據(jù)重分類：將Arctoolbox中Spatial Analyst Tools Reclass下的工具Reclassify 拖放到ModelBuilder窗口中，點(diǎn)擊按鈕將派生數(shù)據(jù)圖框坡度圖與工具圖框Reclassify連接在一起，如

36、圖14所示： 圖14在 ModelBuilder窗口中，雙擊工具圖框Reclassfy，對坡度圖重分類，輸入柵格為坡度圖，字段為value，點(diǎn)擊load裝入數(shù)據(jù)表，將坡度分為10級，具體設(shè)置如圖15所示： 圖15 8）植被類型矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)柵格：將Arctoolbox的Conversion ToolsTO Rasterfeature to raster拖放到ModelBuilder窗口中，在 ModelBuilder窗口中，點(diǎn)擊按鈕將數(shù)據(jù)圖框vegetaion與工具圖框feature to raster連接在一起，如圖16所示： 圖16 雙擊與Vegetaion相連的工具圖框Feature to

37、Ratser，在出現(xiàn)的對話框中，設(shè)置字段為VEGTYPE,選擇輸入柵格Vegetaion和輸出路徑，確定，如圖16；右擊Feature to Raster，執(zhí)行命令Run，如圖17； 圖16 圖17 9）加權(quán)疊加分析： <1>添加工具：將Arctoolbox中Spatial Analyst Tools OverlayWeighted Overly拖至modelbuilder中，如圖18； 圖18 <2>添加數(shù)據(jù)：雙擊Weighted Overly，在出現(xiàn)的設(shè)置框中點(diǎn)擊按鈕，在出現(xiàn)的框中輸入soilsgrid，字段選為S-value，如圖19，確定；同理，添加植被柵格（字段值為vegtype，如圖20）和Reclass-slop1（字段值為value，如圖21），添加結(jié)果如圖22所示： 圖19 圖20 圖21 圖22 <3>設(shè)置因子（如圖23所示）： Soilsgrid：根據(jù)不同土壤類型對土壤侵蝕危險(xiǎn)性的影響力，不同的土壤類型給定不同的的數(shù)值，數(shù)值1表示改天土壤侵蝕危險(xiǎn)度較低，9表示較高； 植被柵格：根據(jù)不同植被類型對土壤侵蝕危險(xiǎn)性的影響力，不同的植被類型給定不同的的數(shù)值，數(shù)值1表示改天土壤侵蝕危險(xiǎn)度較低，9表示較高（wat