GIS空间分析实验报告.doc

GIS空间分析实验报告本科学生综合性、设计性实验报告姓名任富祖 学号134130412 专业地理信息系统 班级2013级GIS 实验课程名称地理信息系统原理指导教师 董铭 开课学期 2014 至2015 学年下 学期上课时间 2015 年 3-6月云南师范大学旅游与地理科学学院实验名称：空间分析实验时间：2015年6月10日小组合作： 是 否小组成员：1、 实验目的： 了解矢量数据的空间分析的原理，掌握空间数据查询的基本操作和用途，掌握空间矢量数据的缓冲区分析，叠加分析等空间分析基本操作和用途。2、实验数据及使用软件模块：实验数据包括：安徽省行政区域和湖两个面图层，长江和铁路两个线图层，还有5A景区，山，城市，省会，民航机场5个点图层。软件模块包括：arcgis中的arcmap,arccatalog,arctoolbox.2、 实验数据处理过程：(一) 加载图层打开“arcmap”，将图层“湖”还有“城市区域”加载进来。(二) 环境变量设置选择菜单栏“Geoprocessing”选项单击，然后选择“environment”，选择“Workspace”更改保存的路径。如图一所示图一(三) 空间分析（1）在界面中观看加载进来的两个面图层，发现在安徽省境界外仍然有湖的存在，而在省外的是我们不考虑的，所以我们要将它删掉。如图二所示图二（2）选择“arctoolbox”中“extract”选项下的“clip”选项，将“湖”当做输入图层，“城市区域”当做裁剪图层。如图三图三（3）图层输出了以后，发现湖在省外的部分都没有了，打开“湖clip”的属性表，点击字段下面的自动计算更新一下数据，发现数据和以前的也不一样了。如图四，当所以数据都更新好之后进入下一步。图四（4）这一步要做的是计算土地面积，土地面积就是行政区域减掉湖的面积，所以这一步我们要用的空间叠合分析中的另外一个工具“erase”。打开“arctoolbox”，点击“overlay”选中“erase”工具，双击，出现了如图五的对话框，我们选择“城市区域”为输入图层，而“湖clip”为擦去图层，点击OK，生成了“城市区域Erase”图层。图六10（5）点击右键，打开属性表，更新一下数据，这些土地的面积就是减掉湖的面积之后所剩下的了。如图七图七图八是之前没有减掉湖面积的属性表，我们可以进行一下对比。图八（6）添加字段“人口数”这些是从网上查找下来的资料，每个城市的总人数，知道人口数和土地面积了以后，我们就可以计算人口密度了。新建一个字段“人口密度”点击右键，选择“field Calculator”选择人口密度=人口数/面积，这样字段下面就会自动计算出各个城市的人口密度了。如图九图九（7）接下来添加一个字段“GDP”也是网上找来的资料，和另外一个字段“经济等级”，这个时候我们需要用到属性数据查询的工具“SQL”，从菜单中的“selection”下面打开“select by attributes”，输入“GDP=3000”，查找发现只有合肥一个城市大于3000，如图十，在后面的经济等级字段中输入“A”，同理，将2000-3000记为B，将1000-2000的记为C，将小于1000的记为D，就生成如图十一一样的属性表。图十图十一（四）缓冲区分析（1）加入“长江clip”图层和“民航机场”图层，点击“arctoolbox”中“analysis”下的“buffer”，将“长江clip”作为输入图层，选择20KM作为缓冲区的宽度，如图十二。图十二（2）生成的缓冲区如图十三所示。图十三（3）同理生成“民航机场”的缓冲区，缓冲区的半径为40KM，如图十四图十四（4）接下来，我们要做一个等级评定，新建图层“交通等级”，同时位于长江缓冲区和机场缓冲区内的城市为等级A，只满足一个的为等级B，不满足的为等级C，然后我们要做的是看哪几个城市属于等级A，这时我们用到空间叠合分析中的“intersect”工具，加入“长江缓冲区”“机场缓冲区”和“城市”三个图层，如图十五图十五（5）结果生成了如图十六所示的图层，图层中只有两个点，“芜湖市”和“安庆市”，说明同时符合这两个缓冲区的只有这两个城市。图十六（6）打开属性表，将“安庆市”和“芜湖市”的交通等级后面的属性表中填入等级A，同理分析只满足一个缓冲区的城市和不满足缓冲区的城市，将表格补充完成，生成如图十七图十七（五）空间查询分析（1）加载“5A景区”和“山”图层。如图十八图十八（2）新建字段“环境等级”这个等级根据城市内所有的“5A景区”“山”和“湖”同时含有这三个要素的城市，环境等级记为A，拥有两个记为B，一个记为C，没有记为D。我们打开“selection”下面的“select by location”，输入“山”如图十九。地图中所有的山要素都会以高亮色的形式表示出来。图十九（3）根据上述条件评定环境等级，最后加入字段“生活质量”，生活质量是根据“人口密度”“交通等级”“经济等级”“环境等级”进行的综合评定。如图二十图二十（六）成图（1）右键点击“城市区域erase”选中“Properties”，点击“symbology”，点击“categories”选择下面的“unique values”右面的“value field” 选择“生活质量”然后选择颜色，“绿红”，点击确定后，地图就上了颜色，各个城市的生活质量等级都显示了出来。分为四个等级，红色为等级A，橙色的等级B，黄色为等级C，绿色为等级D。如图二十一图二十一（2）生成图如图二十二所示。图二十二（3）最后将所有的图层都加进来，增加字段显示，比例尺和指北针还有图例，以专题地图的形式展现出来，最后成图，如图二十三图二十三4、实验总结1）、本次实验成败之处及其原因分析：（1）关于空间叠合分析中用到的“erase”,“clip”等几个工具运用不够熟练，经常用的工具不是应该使用的，或者使用后并没有做到你想要的效果，经过不段的尝试终于选对了工具，好在生成的是一个新的图层，不合适的话可以删掉应用别的工具继续做。（2）其次，第二个失败的地方在于属性表计算人口密度的时候，当时的面积是以平方米为单位的，计算出来的人口密度都是0.00，刚开始以为做错了，不知该怎么办，后来百度百科了一下人口密度发现是以平方千米为单位计算的，于是我把属性表下的面积重新计算了一下，以平方千米为单位，终于将人口密度计算了出来。（3）字段添加GDP的时候，将GDP的数值输入了进去，然后点保存编辑退出编辑后，打开属性表，发现GDP的数值全部是0，重复做了三四次都是这样的结果，不知道是哪里出现了问题，于是保存退出，重新进了一下，在次编辑，这次可以了。2）、做好本实验需要把握的关键环节：通过这次实验，我绝对最关键的环节是第一步，选择一个合适的专题来进行空间分析，专题的选择实在是非常重要，以前的要素中包括“湖”“山”“5A景区”等要素，如何应用这些要素，又要用到缓冲区分析和空间叠合分析，所以想这个专题真的是绞尽脑汁，后面的操作倒是不难，用个几个小时或者一两天就能做完，而这个专题的选择真的是至关重要。而且必须有一个非常清晰的思路，这个想的思路是最难最难而且最花时间的，我需要做什么，顺着这个思路往下做，就非常的简单了。指导老师评语及得分：签名： 2015年7月 5 日