矢量数据与栅格数据分析(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上一、实验目的与要求目的：1.从这个实验中掌握如何合理利用空间分析中的缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。2.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。要求：练习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容易上学，离名胜古迹较近环境优雅。练习2：给出到达指定目的地的路径选择方案，根据不同的权重要求得到不同的最佳路径，并给出路径的长度；根据需求找出最近的设施的路径。二、实验准备实验1：城市市区交通网络图（network.shp ），商业中心分布图（Marketplace.shp），名牌高中分布图（school.shp），名胜古迹分布图（famous place.shp ），区域边框（frame.shp ），这些文件综合在一起是city.mxd 。实验2：一个GeoDatabase 地理数据库：City.mdb ，内含有城市交通网、超市分布图，家 址以及网络关系。三、实验内容与主要过程练习1：市区择房分析打开 ArcMap， 将文件加入到窗口中，注意设置单位，否则接下来的操作会受影响。图1 设置单位为M（1）主干道噪音缓冲区的建立1）选择交通网络图层（network.shp），打开图层的属性表，在右下角的打开 option 选项中，在菜单中选择 select by attributes，在 select by attributes 对话框中进行设置，就将市区的主要道路选择出来了。图2 选择市区主要道路2） 点击缓冲区按钮对选择的主干道进行缓冲区的建立，首先在缓冲区对象图层，选择交通网络图层（network），然后将下面的 Use Only the Selected Feature（仅对选择的要素进行分析）选中，单击 next；3） 确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法（At a specified distance），指定缓冲区半径为 200 米，单击 next；图3 确定尺寸单位4） 由于不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，所以我们在这里选择的是第一种边界设定类型（Dissolve barriers between），然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击 OK，完成主干道噪音污染缓冲区的建立。图4 道路缓冲区（2）商业中心影响范围建立1）建立大型商业中心的影响范围。首先点击缓冲区按钮，在缓冲区对象图层选择商业中心分布图层，单击 next；2）确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，以其属性字段 YUZHI 为缓冲区半径，单击 next；3） 选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击 OK，完成商业中心影响范围缓冲区的建立。图5 商业中心缓冲区（3）名牌高中的影响范围建立1）点击缓冲区按钮，在缓冲区对象图层选择名牌高中分布图层（school），单击next；2） 确定尺寸单位米，选择第一种缓冲区建立方法，指定 750 米作为半径，设置好后，单击 next；3）选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击 OK，完成名牌高中的覆盖范围缓冲区的建立。图6 名牌学校缓冲区（4）名胜古迹的影响范围建立1）点击缓冲区按钮，在缓冲区对象图层选择名胜古迹分布图层（famous place），2）单击 next，确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，指定 500 米作为缓冲区半径，设置好后，单击 next；3）选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击 OK，完成名胜古迹的覆盖范围缓冲区的建立。图7 风景缓冲区（5）进行叠置分析将满足上述四个要求的区域求出1）将商业中心影响范围、名牌高中的影响范围和名胜古迹的影响范围进行叠置分析的交集操作，可以将同时满足三个条件的区域计算出。打开 ArcToolBox，在 analyst tools下选择 overlay 下的 Intersect 操作，图8 Intersect操作打开交集操作对话框，将商业中心的缓冲区、名牌高中的缓冲区和名胜古迹的缓冲区分别添加进来，设定输出文件名并选择全部字段，输出类型和输入类型一样，单击 OK，从而获得同时满足三个条件的交集区域。图9 满足3个条件的区域2） 利用主干道噪音缓冲区对获得的三个区域的交集进行图层擦除操作，从而获得同时满足四个条件的区域的获得，打开 ArcToolBox，在 analyst tools 下选择 overlay 下的 Erase操作，打开图层擦除操作对话框，在 input features 选择三个区域的交集，在 erase features选择主干道噪音缓冲区，同时设定输出图层的地址和文件名，单击 OK，从而获得同时满足四个条件的交集区域的获得，即购房者的最佳选择区域。图10 购房者的最佳选择区域（6）为了便于购房者的选择有更大的余地，更直观地，综合上述四个因子，对整个市区进行分等定级，分级标准是：满足其中四个条件为第一等级；满足其中三个条件为第二等级；满足其中两个条件为第三等级；满足其中一个条件为第四等级；完全不满足条件的为第五等级。图11 添加字段并赋值1）分别打开商业中心，名牌高中和名胜古迹影响范围的缓冲区图层的属性列表，添加一个 market，school 和 famous 字段，并全部赋值为 1。将主干道噪音缓冲区图层的属性列表中添加 voice 字段，全部赋值为-1，这里取-1 的原因是所取的噪音缓冲区之外的才是所要获得的区域。2）打开 ArcToolBox，在 analyst tools 下选择 overlay 下的 Union 操作，打开图层合并操作对话框，在四个缓冲区逐个添加进去，同时设定输出图层的地址和文件名 Union，将全部字段连接，单击 OK，得到四个区域的叠加合并图。图12 4个缓冲区的叠加区3） 打开生成的 Union 文件图层属性列表，添加一个短整型字段 class，然后保留 FID，Shape*，class，market，voice，school 和 famous 字段，然后在 Editor 工具栏下来菜单中选择 start editing，然后在属性列表中的 class 字段上单击右键，选择Calculate values，单击之后，打开 Field Calculator 对话框，使得 class=market+voice+school+famous，即将其进行分等定级。 图13 分等定级就将四个因子进行了一个简单的综合，同时也可以根据最后的区域的 class的属性值将全部的研究的区域进行了等级的划分：第一等级：数值为 3；第二等级：数值为 2；第三等级：数值为 1；第四等级：数值为 0；第五等级：数值为-1。图14 等级划分4） 最后在 Union 图层属性中将图层设置成以 class 字段分级显示，最后得到整个市区的分等定级图。颜色越深，则满足的条件就越多，是优选区域；而相对的颜色浅的区域则是满足的条件就越少，区域就不是优选区域。图15 整个市区的分等定级图练习 2：最短路径问题分析与应用首先打开 ArcMap 选择 E:Chp7Ex2city.mdb 再双击后选择将整个要素数据集 city 加载进来。然后将 place 点状要素以 HOME 字段属性值进行符号化，1 值是家，0 值是超市。图16 要素符号化（1）无权重最佳路径的选择1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想要去的超市点上。2）确认在 Analysis 下拉菜单中的 Options 按钮打开的 Analysis Options 对话框中的weight 和 weight filter 标签项全部是 none，这样使得进行的最短路径分析是完全按照这个网络自身的长短来确定的。3）点选追踪工作（Track task）下拉菜单选择寻找路径（find path）。单击 solve 键，则最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。图17 最短路径2）加权最佳路径选择1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想去的某个超市点上。2）选择 Analysis 下拉菜单，选择Option 按钮，打开 Analysis Option 对话框，选择 Weight 标签页，在边的权重 (edgeweight)上，全部选择长度（length）权重属性。图18 权重设置3）点选追踪工作（Track task）下拉菜单选择寻找路径（find path）。单击 solve键，则以长度为比重为基础的最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。图19 距离加权最佳路径4） 上述是通过距离的远近选择而得到的最佳路径，而不同类型的道路由于道路车流量的问题，有时候要选择时间较短的路径，同样可以利用网络分析进行获得最佳路径。图20 时间加权最佳路径这里的时间属性是在建网之前，通过各个道路的类型（主干道，次要道等）来给定速度属性，然后通过距离和速度的商值确定的，并将其作为属性设定于每个道路上，这里没有考虑红灯问题以及其他因素，而是一种理想情况，不过可以将其他的要素可以逐渐加入来完善。（3）按要求和顺序逐个对目的点的路径的实现1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标按照车辆访问的顺序逐个放在点上。2）选择 Analysis 下拉菜单，选择 Option 按钮，打开 Analysis Option 对话框，选择Weight 标签页，在边的权重(edge weight)上，全部选择长度（length）权重属性。3）点选追踪工作（Track task）下拉菜单选择寻找路径（find path）。单击 solve 键，则从起点按顺序逐一经过超市然后最后回到家的最短有效路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。图21 逐个目的地路径的获得4） 同样是经过这 11 个地点，换成权重是时间的，由于道路车流量的不同，如在市中心车流量特别大，车速慢，故而为节约时间，所以使得路经发生很大的改变，而从外围的道路行驶了。图22 时间权重的逐点路径获得（4）阻强问题这里的阻强是指网络中的点状要素或线状要素因为实际中遇到的例如修路，或那个时段车辆饱和，十字路口发生事故等一些缘故而使得要素不可运行，这时原来获得的最短路径就需要进行修正，具体操作如下：1） 修路的情形出现，即某个路段不可运行，这在网络中的表现是设置阻强，方法有两种，一种是永久性的，直接将网络边要素的属性修改成不可运行。操作是选择要进行设置的边要素，将其属性中的 Enabled 字段改成 False 即可；图23 有边阻强的距离加权最佳路径（永久性）另一种是暂时性的，设置边要素障碍。即利用边要素障碍添加工具 将边设置。取同上述距离加权相同的超市为地点，假设其中一条路段正在修路，则产生的新的最佳路径（图中标注“”即为阻强设置边）。可以看出路段的维修状况使得最佳路径产生了改变，同时最近距离也随之发生改变。图24 有边阻强的距离加权最佳路径（暂时性）2） 十字路口发生问题，即网络中的结点不可运行，这时在网络中的表现也是设置阻强，方法和线状要素的一样，改变结点属性或利用点要素阻强添加工具将点设置，取同上述距离加权相同的超市为地点，假设其中某个路口出现阻塞，利用该方法产生的最佳路径。图25 有点阻强的距离加权最佳路径专心-专注-专业