GIS选址

GIS空间分析在学校选址中的应用研究

----------西安科技大学新址选取为例

摘要

学校选址与布局是学校建设的重要内容之一。本文以西安科技大学新校区选址为例，从影响学校选址的各个因素进行了分析，选取地形坡度、土地成本、娱乐设施、偏离现有学校的距离作为新校址选择的四大评价因子，并赋予不同的权重。利用ArcGIS软件平台中的ArcMap、ArcScence等组件，借助多种空间分析模块、并通过模拟地形和视角对西安周边地区作定量比较，最后确定最适宜的地址。以此验证了将GIS技术应用于学校选址的可行性，并为学校基建提供了可靠的依据。

关键词：学校选址；评价因子；GIS；西安科技大学

（1）研究背景

西安科技大学位于西安市雁塔区，可容纳学生6000人。由于教育扩招原有教学资源已不能满足发展需要。西安科技大学决定建设新的校区，规划用地1000亩。建成布局合理，环境优雅的现代化大学。文章根据西安土地利用类型图、地形图、城区分布图等，利用GIS的空间分析模块对西安科技大学的用地选址情况进行了模拟，取得了良好的效果。

（2）数据源与技术流程

1、研究所需要的数据源

●该研究中所采用的数据有以下几种:首先是以2000年1月美国陆地卫星的

TM遥感影像作为主要的数据源，遥感影像经过几何矫正、图像处理后以4,5,3波段组合在ArcGIS软件下进行人工解译，获得西安市土地利用现状图。其次是西安市地区1:90000地形图。第三是大量的社会统计资料，如《西安市土地利用总体规划》、《西安市详细地图》等。

●派生数据集，从现存数据派生出能提供学校选址的原始成本数据，包括坡

度数据、到现有学校距离数据集和到娱乐场所数据集。

●重分类各种数据集，消除各成本数据集的量纲影响，使各成本数据具有相

同的可比分类体系。各成本数据均按等间距分类原则分为1到10级，级数越高适宜性

2、技术流程

ESRI公司推出的ArcGIS空间分析软件提供了强大的空间分析工具，它可以在栅格数据和矢量数据集成的环境下进行空间分析操作，进而解决各种各样的空间问题。空间分析模块主要是通过提供各种各样的分析函数来进行空间操作的，该文主要利用距离制图函数、数据重分类函数、栅格计算器3个函数对西安科技大学校区用地进行模拟。空间分析模块是通过建立模型来解决空间问题的，模型是现实世界的再现，主要可以为两大类：用来代表景观物体的模型(称为表征模型)和试图模拟景观过程的模型(称为过程模型)。在地理信息系统中表征模型是通过一组数据层来创建的，如建筑物、河流或森林；过程模型试图描述表征模型表示的物体之问的相互作用，每一个空间分析操作和函数都可以看作是一个过程模型，该文的选址模型是一个较为复杂的过程模型。根据地理信息系统解决空间问题的基本原理，我们可

以设计过程模型创建的具体步骤：第一步，描述问题(你最终的目标是什么)；第二步，分解问题(为实现最终目标要完成哪些具体目标，需要什么样的数据集)；第三步，分析输入数据集(数据集中包含什么内容，能确定哪些关系)；第四步，执行分析(会用到哪些GIS工

具来运行单个过程模型并建立整体模型)；第五步，检验模型结果(整体模型里的某些标准是否需要改变，如果是，可回到第四步)；第六步，应用分析结果。3、选址因子的确定

根据西安科技大学新校区用地的原则，结合专家咨询的方法确定以下选址因子，即

A. 新学校应位于地势较平坦处。

B. 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。

C. 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。

D. 新学校应避开现有学校，合理分布。

4、选址分析

1重分类数据集

派生数据集，从现存数据派生出能提供学校选址的原始成本数据，包括坡度数据、到现有学校距离数据集和到娱乐场所数据集

2数据重分类(reclassify)就是用新的值取代输入的单元值并输出，使数据标准化。重分类原则是适宜性(土地适合某种用途的程度)越强重分类值越大，适宜性越弱则重分类值越小。文章根据到现有校区的距离把派生的数据集进行重分类，按照距离的远近依次赋值为10，9，8…1，也就是距离越远重分类值越大；根据地势平坦程度把地势分为十等，地势平坦为10分，依此9，8…..1.又根据地价的高低从便宜到贵依此赋值为10.，9…..1。根据新学校与现有娱乐配套设施的距离给定距离越远重分类值越大按照距离的远近依次赋值为10，9，8…1。

3给各数据集赋权重。

在适宜性模型中对影响较大的数据集赋较高权重，最后合并各数据集合确定

4合并各数据集

利用栅格计算器(raster calculator)对所有的重分类数据按照给定的权重进行合并。栅格计算器是一个功能强大的工具，它可以对多种输入数据(栅格图层、shape文件表格、常数和数字)进行多种计算，如运算符计算和函数计算，同时，它还可以设置选择查询或输入地图代数语句。该文利用栅格计算器，按照公式(1)进行栅格数据合并，运算后得到的结果图。计

算公式为

S=∑n i A

1

i w ⨯

式中：S是合并后的栅格数据集；A，是重分类数据集；Wi是权重；i为选址因素的数量。

5．结果统计与输出

根据重分类的原则，在输出的栅格数据集中，栅格的value值越大则选址的适宜性也越强，与之相对应，栅格的颜色越浅，选址的适宜性也越强。在ArcMap 中打开合并后的栅格数据的属性表，按照value值从大到小的原则进行选取，选出的面积应大于规划用地1000亩可供实际问题选择。

6．结论

经过上述操作与分析，得到了1500亩的土地。由于只考虑到地形坡度、土地成本、娱乐设施、偏离现有学校的距离等少数几个因素，选出的地块不一定能符合学校的要求，所以，该文选出的地块面积稍大于1000亩，以便于学校结合自己的具体要求进行选择。另外，如果认为所选的地块大部分不合要求，我们还可以返回到选址分析的第三步，重新确定各图层的权重，进行重新计算。用基于栅格数据(grid)的空间分析模块进行选址，与基于矢量数据的传统方法相比，具有操作简单、科学性强、易于实现等特点，更适合于在多因素条件限制下的空间选址。

本文仅是对现有可测量的因子进行了评价，因此如何利用GIS强大的空间分技术来综合分析影响度学校选址的各个因子还有待研究和拓展。地理信息系统（geographic information system简称GIS）是一种集空间数据获取、管理、分析处理、模拟和可视化表达功能于一体的计算机系统，是横断计算机科学、信息学、遥感科学、测量学、地图学、资源学、环境学等学科的一门新兴边缘学科。GIS作为信息处理技术的一种，是以计算机技术为依托，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。近年来，随着GIS技术的不断发展，已逐步深入到各个学科领域。

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