ArcGIS空间分析——找出某药材的生长区域

课程：ArcGIS空间分析

实验目的：利用GIS空间分析方法，结合等高线及温度和降水数据，在充分分析某药材的生长习性的情况下，找到其生长区域，从而能够更好的保护该药材的生长环境。

数据来源：本实验所采用的数据均来自ArcGIS地理信息系统空间分析实习教程，数据有：山区等高线数据contour.shp 和山区观测点采集的年平均温度和年总降水数据climate.txt.

实验要求：根据所给条件，确定某区域适合种植这种药材的范围，求出适合种植的面积。

(1)这种药材一般生长在沟谷两侧较近的区域（不超过

500m）

(2)这种药材喜阳

(3)生长气候环境为年平均温度10度-12度

(4)年总降水量为550-680mm

实验流程：利用该山区等高线数据生成DEM，基于DEM进行水文分析，提取沟谷网络；基于DEM提取坡向数据，重分类划分阴阳坡。

利用观测点采集的年平均温度和年总降水数据分别进行表面内插，生成年平均温度栅格数据和年总降水栅格数据。提取年平均温度10度-12度的区域和年总降水为550mm-680mm的区域。

综合叠加分析满足上述4个条件的区域，得到适合该药材生长的区域，并制作专题图，计算该适合区域的面积。

实验步骤：

1.利用等高线，构建DEM。首先打开ArcMap，加载等高线数

据，在ArcToolbox中，选择【3D Analyst】|【Tin管理】|【创建Tin】工具，打开工具对话框，生成tin。空间参考依然导入contour相同的坐标系统。

2.将Tin转换成格网DEM，以便于进行表面分析和与其他数

据的叠加分析。选择【3D Analyst工具】|【转换】|【由Tin转出】|【Tin转栅格】工具，打开工具对话框。

3.提取坡向数据。选择【Spatial Analyst工具】|【表面分

析】|【坡向】工具，【输入栅格】选择dem,【输出栅格】选择aspect,点击确定生成坡向数据。

4.提取阳坡数据。选择【Spatial Analyst工具】|【重分类】

|【重分类】工具，打开工具对话框。【输入栅格】选择aspect,【值字段】选择“Value”,点击分类，分类方法选择手动。

依据阳坡坡向为90-270度对坡向进行重分类，阳坡值为1，阴坡为NoData，输出栅格设置为sunnyslope。分类结果如下：

5.提取沟谷线，需要先对DEM进行洼地填充。选择【Spatial

Analyst工具】|【水文分析】|【洼地填充】，打开工具对话框。

6.提取水流流向数据。选择【Spatial Analyst】|【水文分析】|【流向】工具，打开对话框。【输入表面栅格数据】选择filldem,【输出流向栅格数据】选择flowdir，输出结果如下：

7.提取汇流累积量数据。选择【Spatial Analyst】|【水

文分析】|【流量】工具，【输入流向栅格数据】选择flowdir，【输出蓄积栅格数据】设置为flowacc,【输出栅格类型】选择FLOAT。

8.提取沟谷网络。选择【Spatial Analyst】|【数学】|【逻辑】|【大于等于】工具，打开工具对话框。

9.对水系做缓冲区分析。右击stream，打开属性表。选中所有值为1的字段，即选中水系。选择【Spatial Analyst】

|【距离分析】|【欧氏距离】，【输入栅格数据】选择stream，【输出距离栅格数据】选择distance,结果如下：

其次，提取缓冲区。【Spatial Analyst工具】|【数学|【逻辑】|【小于等于】工具，【输入栅格数据或常量值1】选择distance,【输入栅格数据或常量值2】选择500，【输出栅格】设置为buffer。结果如下：

10.导入观测点数据。由于观测点是文本信息，首先将其转换成要素，以便后续分析。单击【文件】|【添加数据】|【添加XY数据】完成数据的导入。

添加climate.txt数据，【X字段】选择“X”，【Y字段】选择“Y”单击确定。

11.分别内插生成“年平均温度”和“年总降水”表面数据。内插方法有很多种，此处选择反距离加权法。选择【3D Analyst工具】|【栅格工具】|【反距离权重法】工具，打开工具箱。

【输入点要素】选择sample;【Z值字段】选择“温度”/“降水”字段；【输出栅格】选择temperature/precipitation；输出像元大小设置为100。

12.根据药材生长条件，提取满足条件的温度和降水区。选择【Spatial Analyst工具】|【地图代数】|【栅格计算器】工具，提取公式：（1）温度。（“temperature” >=10）&(“temperature”<=12)。（2）降水。（“precipitation">=550）&(“precipitation”<=680)。

满足温度条件区域

满足降水条件区域

13.满足4个适合药材生长条件的区域。选择【Spatial Analyst工具】|【地图代数】|【栅格计算器】工具，提取公式：“sunnyslope”* “buffer”* “proper_temp”* “raster”。生成proper_area。

输入公式后点击确定，提取结果如下：

由此可见，适合种植区域面积为49.64km2

最后制作专题地图结果如下：