退耕还林还草决策
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退耕还林还草决策
1 课程设计目的
退耕还林还草是生态环境建设的一项重要措施,在退耕还林还草决策中,急需掌握地面坡度与土地利用,特别是与耕地分布状况之间的关系。地面坡度的大小直接影响着土壤的演化、植被的立地条件与土地质量,决定着土地利用方向和工农业生产建设布局。
本实验以土地利用现状图和数字高程模型为主要信息源,在ArcGIS中进行集成分析,快速查清各土地利用类型的坡度组成状况,为坡耕地退耕还林还草提供基础数据。要求学生通过本课程设计掌握利用GIS空间分析功能解决实际问题的方法,学会利用现有的数据进行深层次的数据挖掘与分析,得出有价值的信息。
2 课程设计准备
软件准备:ArcGIS
参考资料:《ArcGIS 空间分析实验教程》、ArcGIS软件英文帮助、网络资源
数据:
DEM:——35cdem(1:1万GRID格式)
DLG:——tdly(141、143、144为耕地)(1:1万coverage格式)
3 课程设计要求
基本试验:利用以上数据提取25度以上坡度的耕地面积并绘制示意图。
扩展实验:提取你认为有价值的信息。
4 具体步骤
4.1 基础实验
1、双击桌面图标,打开arcmap软件,点击图标加载数据层(DEM:——35cdem和DLG:——tdly),效果如图(1)
2、打开tools菜单栏中的extensions,打开extensions对话框,将3D analyst和
spatial analyst勾上。如图(2)。
3、在菜单栏的空白处右击,打开3D analyst和spatial analyst工具条。点击3D analyst,打开下拉菜单,选择option,打开option对话框,在general选项卡中设置路径如图(3),在cellsize
中设置实验处理细胞大小如图(4)。
4、选中35cdem数据层,点击3D analyst|surface analysis|slope,打开slope对话框,设置输出路径,命名图层为slope,单击OK。选中slope图层,打开栅格计算器,输入表达式slope>25,单击evaluate,生成的数据图层命名为slope>25。
5、选中slope>25图层,单击3D analyst|reclassify,打开reclassify对话框,修改如
图(5)设置路径,并命名重分类之后
的图层为re_slope25_raster。
6、选中tdly polygon这一图层,右击打开属性表,倒数第二列为土地利用类型,其中141、143、144为耕地,要将耕地选择出来。选中LU-CODE这一列,点击右下角option按钮,选择select by attributes,打开select by attributes对话框。选择LU-CODE,并点击get unique values。输入表达式"LU-CODE" = 141 OR "LU-CODE" = 143 OR "LU-CODE" = 144。如图(6)
单击apply,选中耕地类型。
7、选中tdly polygon数据层,右击选择data|export data,打开export data对话框,设置路径,命名为gengdi_feature。单击OK.生成数据层如图(7)
图(7)图(8)
8、将矢量数据转换成栅格数据,选中gengdi_feature数据层,点击spatial analyst|convert|features to raster,打开features to raster对话框,设置路径,命名图层为gengdi-raster。单击OK。生成数据图层如图(8)。
9、打开栅格计算器,输入表达式jiao=[re_slope25_raster] & [gengdi-raster],单击
evaluate。生成数据层如图(9)。10、选中jiao这一图层,点击3D analyst|surface analysis|area and volume。打开area and volume statistics对话框,在input surface中选择jiao这一图层,并单击
这一按钮。显示结果为。
4.2拓展实验
4.2.1讨论
由于本次试验所给数据有DEM和土地利用类型。但是土地利用类型仅仅告诉了草地是哪些字段,其他字段是什么无从知晓。所以基本提炼不出别的信息。而从
DEM来看,这个DEM数据显出这个地区沟壑遍布,我们便可以以此来求出山脊线和山谷线。清楚的了解地势,便可知道雨水或者水土流失是顺着什么方向流。
4.2.2 流程图
图(10)
4.2.3具体步骤
1、给已经导入ARCGIS的dem数据利用spatial analyst中得aspect求的坡向,命名为A。
2、用spatial analyst中slope工具求出坡向变率,命名为SOA1.如图(11)所示:
3、打开栅格计算器,输入FDEM = 1123.3 – DEM,其中1123.3为DEM中最大高程。求得的反地形如下图(12)所示:
图(12)
4、给FDEM求得坡向变率,命名为SOA2。如图(13)所示:
图(13)图(14)
5、打开栅格计算器,输入SOA = ((SOA1+SOA2) – Abs(SOA1 – SOA2))/2求得校正后的SOA。如图(14)所示:
6、用spatial analyst 工具中的邻域分析,对原始DEM进行邻域分析。参数设置为圆或者矩形都行,大小为11*11。,命名为B。如图(15)所示:
图(15)图(16)
7、打开栅格计算器,输入C = DEM – B,得到如图(16):
8、准备工作做好之后,我们求取山脊线。打开栅格计算器,输入shanjixian =
C >0 & SOA > 75。
9、求取山谷线的公式为shanguxian = C < 0 & SOA > 75。求得的山脊线与山谷线在正DEM上显示为图(17):
4.2.4 分析