ARCGIS10.0 空间分析方法与GIS典型应用例证

一、实验目的

1、掌握ArcGIS缓冲区分析、叠置分析、网络分析方法。

2、熟悉ArcGIS的空间统计、栅格计算方法。

3、综合利用矢量数据空间分析中的缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。

4、学会用ArcGIS9 进行各种类型的最短路径分析，了解内在的运算机理。

5、熟练掌握利用ArcGIS上述空间分析功能分析和结果类似学校选址的实际应用问题的基本流程和操作过程。

二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）

计算机硬件：lenovoideapadY460N

计算机软件：ArcGIS10.0软件

实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第七章、第八章等

三、实验内容与要求

1、空间缓冲区分析。

（1）为点状、线状、面状要素建立缓冲区。

1)打开菜单“自定义”下的“自定义模式”，在对话框中选择“命令”，在“类别”

中选择“工具”，在右边的框中选择“缓冲向导”（如图 1 所示），拖动其放置

到工具栏上的空处。

图1提出“缓冲向导”

2)利用选择工具选择要进行分析的点状要素，然后点击，在“缓冲向导”

对话框设置缓冲区信息，如图2及图3所示。

图2 线状缓冲区信息设置1

图3线状缓冲区信息设置2

3)利用选择工具选择要进行分析的线状要素，然后点击，在“缓冲向导”

对话框设置缓冲区信息。

4)利用选择工具选择要进行分析的面状要素，然后点击，在“缓冲向导”

对话框设置缓冲区信息，如图4所示。

图4 面状缓冲区信息设置

2、学校选址。

要求：

(1) 新学校选址需注意如下几点：

1）新学校应位于地势较平坦处；

2）新学校的建立应结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域；

3）新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好；

4）新学校应避开现有学校，合理分布。

(2) 各数据层权重比为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，土地利用类型和地势

位置因素各占0.125。

(3) 实现过程运用ArcGIS的扩展模块（Extension）中的空间分析（Spatial Analyst）部

分功能，具体包括：坡度计算、直线距离制图功能、重分类及栅格计算器等功能完

成。

(4) 最后必须给出适合新建学校的适宜地区图，并对其简要进行分析。

具体操作：

（1）打开加载地图文档对话框，选择E:\Chp8\Ex1\school.mxd。

（2）从DEM 数据提取坡度数据集：

打开工具箱→“Spatial Analyst 工具”→“表面分析”→“坡度”工具；在打开对话框中设置，如图5所示；生成坡度图，如图6所示。

图5 “坡度”对话框设置

图6 坡度图

（3）从娱乐场所数据“Rec_sites”提取娱乐场所欧氏距离数据集：

打开工具箱→“Spatial Analyst 工具”→“距离分析”→“欧氏距离”工具；在打开对话框中设置，如图7所示；生成欧氏距离数据集，如图8所示。

图7 “欧氏距离”对话框设置

图8 娱乐场所欧氏距离图

（4）从现有学校位置数据“School”提取学校欧氏距离数据集，方法如上，生成学校直线距离数据集，如图9所示。

图9 学校欧氏距离图

（5）重分类数据集。

1)重分类坡度数据集：采用等间距分级分为10 级（如图10）；在平坦的地方适

宜性好，赋以较小的适宜性值，陡峭的地区赋比较大的值（如图11）；得到坡

度适宜性数据图，如图12所示。

图10采用等间距分级分为10 级

图11 适宜性设置

图12 重分类坡度图

2)重分类娱乐场所欧氏距离数据集：新学校距离娱乐场所比较近适宜性好，采用

等间距分级分为10 级，距离娱乐场所最近适宜性最高，赋值1，距离最远的地方赋值10。得到娱乐场所适宜性图如图13。

图13 重分类娱乐场所图

3)重分类现有学校欧氏距离数据集：考虑到新学校距离现有学校比较远时适宜性

好，采用分级分为10 级，距离学校最远的单元赋值1，距离最近的单元赋值10。得到重分类学校距离图14。

图14 重分类学校距离图

4) 重分类土地利用数据集：在考察土地利用数据时，容易发现各种土地利用类型

对学校适宜性也存在一定的影响。重分类时，勾选“将缺失值更改为NoData ”，删除旧值为4、7、9的新值（如图15）；然后根据用地类型给各种类型赋值，,深色部分为比较适宜区，浅色部分表示适宜性比较差，白色表示该处不允许建学校，如图16。

图15 重分类设置

图16 土地类型重分类

（6） 适宜区分析。

打开“Spatial Analyst 工具”→“地图代数”→“栅格计算器”，对各个重分类后数据集的合并计算，最终适宜性数据集的加权计算公式为：

reclass_rec （娱乐场所）* 0.5 + reclass_sch （现有学校）* 0.25 + reclass_la

（土地利用 missing data

public

Transtional

Agriculture

Vegetable

City center

forest

Barren land

数据）* 0.125 +reclass_slop1（坡度数据）* 0.125

得到最终适宜性数据集（图17），适宜性较高区域（深色部分）为推荐学校选址区域。

图17 适宜性学校选址 3、 市区择房。

要求：

（1） 所寻求的市区是噪声要小，距离商业中心要近，要和各大名牌高中离的近以便小孩

上学，离名胜古迹较近环境优雅。综合上述条件，给定一个定量的限定如下： ● 离主要市区交通要道200米之外，交通要道的车流量大，噪音产生的主要源于此

（ST 为道路类型中的主要市区交通要道）；

● 距大型商业中心的影响，以商业中心的大小来确定影响区域，具体是以其属性字

段YUZHI ；

● 距名牌高中在750米之内，以便小孩上学便捷；

● 距名胜古迹500米之内。

（2） 将满足上述条件的其中一个条件的取值为 1，不满足的取值为 0，即如果满足距主

要市区交通要道 200 米之类，取值为 1，反之为 0；其他亦是如此，最后将其累加得到分级。即满足三个条件的累加得到 3，满足 2 个条件的得到 2，最后将全部分成 4 级。

操作:

（1） 建立主干道噪音缓冲区。

1) 选择交通网络图层（network.shp ），打开图层的属性表，点击“表选项”，在

菜单中选择 “按属性选择”，在“按属性选择”对话框中，左边选择“TYPE ”，双击将其添加到对话框下面 SQL 算式表中，点中间“=”，再单击 “获取唯一值”将 TYPE 的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST ”属性值，双击添加到 SQL 算式表中（如图18），将市区的主要道路选择出来。

娱乐场所

现有学校