ARCGIS空间分析实习三说明

土壤稳定性评估

1.背景

在进行区域土地开发时，往往需要对整个区域的土壤稳定性进行评估。应用GIS空间分析方法，能够快速有效的对影响土壤稳定性的因子进行制图并评估打分，通过构建评价体系，利用叠加分析，形成土壤稳定性专题图，为土地开发保护提供决策支持。

2.数据

某地区的数字高程模型和土地利用图，数字高程模型为GRID格式数据，土地利用数据为landuse.shp；分别如下图所示：

实验区数字高程模型

土地利用图

3.要求

土壤稳定性评估原则如下：

1)坡度越陡，稳定性越低。坡度分级临界值分别为：3°、6°、11°、20°、30°；

2)阴坡比阳坡稳定；

3)土地利用类型的稳定性级别由高到低分别为：森林、水域、草原、居住用地和

农耕地。

各个因子的量化分值随地理位置、重要程度、所占比例等因素的不同而分别制定。

本例中使用的分值和权重见下文。

最后需完成土壤稳定性级别专题图。

4.工作流程

(1) 基于DEM提取坡度数据，按照分级临界值进行重分类，并对每个坡度区间设定

权重值；

(2) 基于DEM提取坡向数据，重分类划分阴坡、阳坡，并对两个坡向设定权重值；

(3) 将土地利用的矢量数据按土地利用类型转换为栅格数据，再重分类设定每种土

地利用类型的权重值；

(4) 综合坡度、阴阳坡和土地利用类型进行空间叠加分析加权求和，得到该区域土

壤稳定性数据，最终划分等级制作土壤稳定性专题图。

工作流程如图所示：

5.操作步骤

⑴提取坡度数据。

选择【Spatial Analyst Tools】|【surface】|【slope】工具，打开工具对话框，如图：

【输入栅格】选择：dem；

【输出栅格】设置为：slope；

点击【确定】，生成坡度数据。

选择【Spatial Analyst Tools】|【reclass】|【reclassify】工具，打开对话框，如图：

【输入栅格】：slope；

【字段】：“value”；

点击【分类】，分类方法选择“手动”。

依据坡度分级临界值对坡度进行重分类，依据下表更改“新值”为权重值，值越高表示稳定性越高。增减分类条目数量通过【add entry】和【delete entries】完成。

坡度重分类对照表

Old value New value

0 - 3 10

3 – 6 8

6 – 11 7

11 – 20 5

20 – 30 3

30 - 60 1

⑵提取坡向数据。

打开【Spatial Analyst Tools】|【surface】|【aspect】工具，打开对话框如图。

输入栅格：dem；

输出栅格：aspect;

其它参数可根据需要设置，点击【确定】生成坡向数据。

选择【Spatial Analyst Tools】|【reclass】|【reclassify】工具，打开对话框。【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”。

依据坡向阴坡和阳坡的划分方法对坡向进行重分类，依据下表将“new value”设为权重值，值越高表示稳定性越强。

坡向重分类对照表

Old value New value

- 1 5

0 - 90 10

270 - 360 10

90 - 270 1

为了保持评价的统一性，本例将所有指标的评价标准都统一到1-10。

【输出栅格】设置为aspect_r。

⑶将landuse数据依据土地利用类型转换为栅格数据。

选择【conversion tools】|【to raster】|【polygon to raster】工具，打开对话框如图：

输入要素：landuse；

值字段：LANDUSE;

输出栅格数据集：landuse_grid;

像元大小：100 （必须与dem数据分辨率统一）（实现这一步必须先导入dem，在导入landuse文件，使landuse的坐标系统向dem统一）

选择【Spatial Analyst Tools】|【reclass】|【reclassify】工具，打开对话框。

【输入栅格】选择landuse；

【值字段】选择“value”；

点击【分类】，分类方法选择“手动”。

依据土地利用类型进行重分类，依据下表更改“new value”设为权重值。

土地利用重分类对照表

Old value New value

Agriculture 2

River 8

Grass 6

Forest 10

Urban 4

⑷综合考虑坡度、阴阳坡和土地利用类型进行空间叠加分析。

选择【Spatial Analyst Tools】|【overlay】|【weighted sum】工具，打开对话框。如图：

【输入栅格】逐个添加slope_r、aspect_r landuse_r数据；

对各数据设置相应的字段与权重，字段均选择VALUE。权重：①slope_r: 0.3；②aspect_r:0.3；③landuse_r:0.4。

【输出栅格】设置为stability。

加权叠加分析结果

⑸将叠加结果按照土壤稳定性等级进行显示。

打开stability文件的【属性】对话框，选择【符号系统】标签，【显示】方式选择“已分类”；点击【分类】设置分类方法为“手动”，类别为3；在分类对话框的【中断值】一栏中，依据下表的分类区间，设定“中断值”；对每个新的等级区间修改【标注】，分别为“不稳定”、“较稳定”和“很稳定“，并选择合适的色带进行显示。

土壤稳定性分类标准表

分类区间稳定性等级

4以下不稳定

4 - 7 较稳定

7以上很稳定

设置分类参数