地理信息系统原理课程设计报告书 中南林业科技大学理学.doc

地理信息系统原理课程设计报告书题目： 基于网络的设施服务水平 年级： 2009级 专业： 地理信息系统 学号： 20093893 姓名： 左弈 指导教师： 曹武 提交时间： 2009年11月18日 评语评分评阅教师（签字） 年 月 日一、 目的通过对本次课程设计，应达到以下几个目的：1.加深对基于栅格的各类空间分析方法基本原理、方法的认识。2.熟练掌握生成各类栅格图及再分类的技术方法。3.了解空间评价方法和空间建模的基本方法和过程。4提高利用栅格数据的各类分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、 内容为练习准备好的空间、属性数据:1.公园入口:点状数据。每个点有服务容量属性，表示有限的服务量，也可以和该公园的一部分面积相对应，一个公园可能有多个入口。2.道路网:线状数据。每条线段有长度属性，用于计算路段上的步行距离。3.人口统计区:多边形数据。每个多边形有面积、居住人口属性，用于计算公园的需求。本练习采用基于网络的服务区，要求估计离开公园入口800m范围内大致有多少居民，在此基础上用专题地图表达在800m范围内按人口平均的公园服务水平，还要求计算一些有关服务水平的评价指标，如:1.规划区公园服务率。2.服务区内人均公园服务量。3.公园服务人口比例。4.公园服务面积率。最后还可用缓冲区生成法产生同心圆式的公园服务区，和基于网络的服务区在分析的精确性上作比较。三、 步骤 建立网络数据集启动ArcCatalog，选择菜单tools/Extensions，勾选Network Analyst，按close关闭。在左侧目录中展开gis-ex09ex27Serv-Area，鼠标右键点击Dataset1，选择快捷菜单New/Newwork Dataset，在提示中输入“roadnet”，按“下一步（N）>”键，勾选road，按“下一步（N）>”键，点击按钮Connectivity，显示：Source Connectivity Policy 1Road End Point 勾选定按OK键继续，按“下一步（N）>”键，再提示： Do you want to modify the connectivity with elevation field data？点选No，下一步，再提示： Do you want to model turns in this network？点选No，按“下一步（N）>”再提示： Specify the attributes for the network datasets： 属性表暂时空白，下一步继续，再提示，是否将图形的长度属性作为成本属性，按“是（Y）”键，再出现提示，按“<上一步（B）”键返回，可以看到属性框内有内容。按“下一步（N）>”有提示：在提示中点选no，下一步，出现Summary显示框，完成，在提示中按“是（Y）”键，数据处理完毕。获得有效服务区：产生基于网络的服务区：启动ArcMap，打开文档ex27.mxd，鼠标双击Data frame1，在Data Frame Properties对话框的General标签中检查Units/Display是否为Meters，确认（或设定）按OK键返回。选用菜单Tools/Extension，加载Network Analyst，在菜单View/Toolbars下勾选Network Analyst，调出网络分析工具条。加载网络数据roadnet。在网络分析窗口上，鼠标右键点击facilities（0），弹出快捷菜单，选择Load Locations，进入Load Locations对话框并设置。在网络分析窗口上，点击网络图层属性按钮，进入Layer Properties对话框，分别对Analysis Setting、Polygon Generation做出设置：按“应用（A）”按钮，保存设置。进入Line Generation标签，确认没有勾选前面的小方框。按“确定”键，完成网络分析参数的设置，退出Layer Properties对话框。单击网络分析工具条上的按钮Solve，运行网络分析程序，产生服务区：消除服务区的重叠：调出ArcToolbox窗口，展开ArcToolbox/Data Management Tools/Generalization，鼠标双击Dissolve，设置Dissolve对话框：OK键继续，软件处理完毕后得到如下结果：获得有效服务区：展开ArcToolbox/Analysis Tools/Extract，鼠标双击Clip，设置Clip对话框：OK键执行，软件处理完毕后产生如下结果：计算每个服务区的公园服务量为每个服务多边形编号：打开属性表Attributes of Clip1，鼠标右键点击字段名Id，选择快捷菜单Calculator Values，在随后弹出的对话框中选择“是（Y）”确认，出现字段计算窗口，如果Advanced被勾选，应取消，在下方的窗口用鼠标输入“OBJECTID+10”(实际不带引号)，按OK键执行：确认正确，关闭属性表Attributes of Clip1。公园入口和独立的服务区建立空间连接：右击图层“公园入口”，选择Join and Relates/Join，弹出Join Data对话框，设置：OK键执行，软件将新产生的点状图层Join-Output加载到当前的Data Frame，要素的位置和图层“公园入口”一样：按服务区汇总公园服务量：打开属性表Attribute of Join-Output，鼠标右击字段名Id，选择Summarize，出现对话框，进行设置：按OK键，系统提示，选择“是（Y）”。关闭属性表，在目录表中，鼠标右击Sum1，选快捷菜单Open，打开属性表Sum1，观察该表的3个字段的意义、属性值：关闭属性表。计算每个服务区的人均服务量计算人口密度：激活图层“人口统计区”，打开属性表“Attribute of 人口统计区”，属性表显示框右下侧点击按钮Options/Add Field，增加一个新字段：OK键返回，在表的上侧鼠标右键点击名Pop-den，在弹出的快捷菜单中选择Calculator Values,“是（Y）”确认。鼠标点击选择输入：Popu/Shape-Area，OK键执行，看到字段Pop-den被赋值，关闭属性表。有效服务区和人口统计区叠合：展开ArcToolbox/Analysis Tools/Overlay，鼠标双击Union，设置对话框。OK键执行，软件处理完毕后按Close关闭。汇总每个服务区的服务人口数：打开Attributes of Union1，在属性表窗口的右下侧选用菜单Options/Add Field,在随后的对话框中定义增加的字段。OK键返回，鼠标右键点击属性表的字段名U-Popu，选择菜单Calculate Values,在随后弹出的对话框中选择“是（Y）”确认，消除Advance项，用鼠标点击输入Pop-den*Shape-Area，OK键执行，字段U-Popu被赋值，是叠合后多边形的估计人口数。鼠标右键点击字段名Id，选择快捷菜单Summarise,随机出现Summarise数据汇总对话框，进行设置：OK键执行，汇总完成后，选“是（Y）”。关闭Attributes of Union1，在目录表窗口中，鼠标右键点击属性表Sum2，选择菜单Open，该表被打开，有如下显示：获得人均公园服务量：关闭属性表，在地图文档目录表中鼠标右键点击图层Clip1，选择快捷菜单Joins and Relates/Join，弹出Join Data对话框并设置：OK键执行，提问是否要加索引，回答“No”。Attributes of Clip和Sum1.dbf两个表被连接，鼠标右键点击图层Clip，选择快捷菜单Join and Relates/Join，弹出Join Data对话框并设置。OK键执行，提问是否要加索引，回答No。Attributes of Clip1和Sum2.dbf两个表被连接，Attributes of Clip1增加了字段Sum-U-popu。打开图层Clip1的要素属性表Attributes of Clip1，在表的右下侧选用菜单Options/Add Field，在随后出现的对话框中定义所增加的字段。OK键返回，鼠标右键点击属性表的字段名Capa-Popu，选择菜单Calculator Values,在随后弹出的对话框中选择“是（Y）”确认，出现Field Calculator对话框，在下方的窗口中，用鼠标输入Sum1.Sum-Capaci/Sum2.Sum-U-Popu，OK键执行，生成公园服务水平专题图，关闭属性表：定义专题图：在地图文档的目录表中，双击图层Clip，出现Layer Properties设置界面，选Symbology标签，在左侧show提示框中选择Categories/Unique value，在中间Value Field下拉菜单中选择字段名Clip1.Capa-Popu，在左下侧点击按钮Add All Values，再按服务指标从大到小，调整每个图例框的多边形填充颜色。按“确定”键关闭Layer Properties对话框。得到表达800m范围公园服务水平高低的分类专题图。计算有关评价指标：规划区公园服务率、服务区内人均公园服务量、公园服务人口比例、公园服务面积率。产生同心圆式的邻近区：展开ArcToolbox/Analysis Tools/Proximity，鼠标双击Buffer，产生环状邻近区，出现对话框，并进行设置：OK键继续，软件处理完毕后，按Close键关闭。可以直观地看出基于网络的800m服务区和基于同心圆的650m服务区两者图形的差异：四、 结果及分析基于网络的800m服务区和基于同心圆的650m服务区两者在图层要素方面没有区别，但是图形表现上的差异很大，区别非常直观。五、 课程设计总结本次课程设计综合性较强，涉及到的处理方法多，实现过程长。容易在设计时条理不清，思绪紊乱，从而造成数据处理和实现步骤上出现错误。为了解决这一问题，针对此设计，可以划分为5个处理阶段，然后再分为14个步骤：1. 获得有效服务区。包括:建立网络数据集、产生服务区、消除每个服务区之间的重叠、消除人口统计区之外的服务区。2. 计算每个服务区内公园服务容量。包括:为每个服务区编号、服务区和公园入口空间链接、每个服务区内的公园服务量汇总。3. 计算每个服务区内有多少人口。包括：人口密度计算、有效服务区和人口统计多边形相叠合、每个服务区的人口数汇总。4. 产生服务水平专题图。包括:计算人均公园服务量、定义服务水平专题图。5.计算相关指标。包括:利用属性统计功能、获得基本评价值。这次课程设计加深了我对网络分析基本原理、方法的认识；基本上熟练掌握了生成网络数据集、服务区的技术方法；通过实例提高了利用网络分析方法解决地学空间分析问题的能力。对ArcGIS软件熟悉程度得到提高。设计过程中做到了自主独立完成，借助实习教程，达到了学以致用的效果。通过这次课程设计，我感触很深，体会到了地理信息系统在生产实际中的强大技术支持，认识到了ArcGIS综合应用的强大功能，我会继续努力，逐渐熟练掌握GIS相关软件的广泛操作应用，进一步提高自己的GIS专业素养。