基础设施选址分析

空间分析作业

——基础设施选址分析

一、实验目的及要求：

优化选址是GIS的一个应用方向，通过对多种空间数据进行综合分析，参考约束条件，得到最理想、最优化的空间位置。

本实验根据现有的土地利用数据、高程数据、娱乐设施数据和已有的学校位置数据来为未来的学校选择地址。要求所选的学校离已有的学校尽可能远，离娱乐设施尽可能远，并且要求所选区域的坡度尽可能小等。该问题涉及栅格数据的信息提取与数据层的加权运算，在实际运用中需要考虑尽可能多的约束条件，以求得到最佳的基础设施选址方案。

二、实验数据：

1、矢量数据，包括：娱乐设施数据rec_sites.shp，学校数据schools.shp。

2、栅格数据，包括：土地利用数据landuse（Grid格式），高程数据elevation（Grid格式）。

注：以上数据均来自《GIS与空间分析——原理与方法》一书附带的光盘中。

三、实验步骤：

1、初始化实验环境

（1）通过ArcCatalog添加所有的栅格和矢量文件到ArcMap中，对数据的显示进行更改，选择适当的颜色和标记，如下图所示：

（2）调出Spatial Analyst工具条，选择Options设置各种环境变量，如下所示：

①单击Extent选项，在Analysis Extent下拉列表中选择same as layer landuse。

②单击Cell Size选项，在Analysis Cell下拉列表中选择same as layer elevation。

（3）生成山坡阴影图，包括以下两步：

①单击Spatial Analyst下拉单，选择Surface Analysis，再选择Hillshade，如下图所示，在Input surface下拉列表中选择elevation，其他参数按默认设置。

②在Layer图层中将会看到Hillshade of elevation图层，右击该图层，选择Make Permanent，

在对话框中将保存的文件名改为hillshade，保存在实验数据目录下。

（4）设置效果，包括以下3部：

①单击View菜单，选择Toolbars，再选择Effects，调出Effects工具条。

②调整landuse图层顺序在Hillshade of elevation图层之上，设置其他图层为不可见。

③在Effects工具条的layer下拉列表中，选择landuse，调整Transparency为30%，生成效果图如下图所示：

2、学校选址

（1）提取坡度数据，如图所示，提取相应坡度信息；在坡度对话框中选择Input Surface 为elevation，选择OK，生成坡度图。

（2）处理与选址相关的基础设施数据，包括以下3步：

①单击Spatial Analyst下拉菜单，选择Distance，再选择Straight Line，在Distance to下拉列表中选择rec_sites，如图所示：

②将生成Distance to rec_sites数据层，右击该数据层，选择make permanent，按名称recD保存改数据集。

③对schools数据集也进行类似处理，生成Distance to schools数据层。这两个数据层代表了其距相对应对象的距离。

（3）数据重分类，包括以下5个步骤：

①需要对以下数据重分类：slope，landuse，distance to landuse，distance to schools。对slope数据重分类：选择Spatial Analyst下的Reclassify，在出现的对话框中按下图所示设置：

②选择Classify，在Classification method里选择Equal interval，Classes里选10.在Reclassify 里面对NewValues进行修改，按照从10到1的顺序赋值，如下图所示：

③完成后，生成reclass of slope图层。对distance to rec_sites数据重分类：按照同样的

方法，完成后生成reclass of distance to rec_sites。

④对distance to schools数据重分类：按照同样的方法来完成，New Values按照默认设置就可以了，完成后生成reclass of distance to school，结果如下图所示：

⑤对landuse数据重分类：在Input raster中选择landuse；在Reclass field中选择landuse。按如下要求更改New Values的值：Agriculture-10，Built Up-3，Barren Land-6，Forest-4，Brush/Transitional-5。选择Water、WetLands，点击Delete Eniter，删除Water、WetLands的值，在Change missing values to Nodata选项上打勾。

（4）对分类数据的处理：右击Reclass of landuse，选择Properties，在Symbology选项中单击Display Nodata，选择合适的颜色，如下图所示：

（5）加权与数据合并，包括以下两步：

①在Spatial Analyst下拉菜单中选择Raster Calculator，按照下面的权重合并图层。权重

如下：Reclass ofdistance to rec_sites-0.5，Reclass of distance to schools-0.25，Reclass of landuse-0.125，Reclass of slope-0.125，计算式如下图所示：

②右击生成的Calculation图层，按下图所示设置。选Classes为10，设置DisplayNodata 的颜色。选中图中最后三项，右击为其选择的合适的颜色。