GIS原理课程设计报告书.doc

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1、地理信息系统原理课程设计报告书题目： 基于网络的服务设施水平 年级： 11级 专业： 地理信息系统 学号： 20114083 姓名： 李润 指导教师： 曹武老师 提交时间： 2013/11/7 评语评分评阅教师（签字） 年 月 日目录一、 设计目的-3二、 设计内容-3三、 设计步骤-31. 建立网络数据集-32. 获得有效服务区-3 产生基于网络的服务区 消除服务区的重叠 获得有效服务区3. 计算每个服务区的公园服务量-6 为每个服务多边形编号 公园入口和独立的服务区建立空间连接 按服务区汇总公园服务量4. 计算每个服务区的人均服务量-9 计算人口密度 有效服务区和人口统计区叠合 汇总每个服

2、务区的服务人口数 获得人均公园服务量5. 定义专题图-166. 计算有关评价指标-177. 产生同心圆式的邻近区-17四、 设计结果及分析-181. 建立网络数据集-182. 获得有效服务区-183. 计算每个服务区的公园服务量-204. 计算每个服务区的人均服务量-225. 定义专题图-256. 计算有关评价指标-267. 产生同心圆式的邻近区-27五、 课程设计总结-27一、 设计目的：1) 加深对网络分析基本原理、方法的认识；2) 熟练掌握生成网络数据集、服务区的技术方法；3) 了解空间评价方法和空间建模的基本方法和过程；4) 通过实例提高利用网络分析方法解决地学空间分析问题的能力二、

3、设计内容：1） 建立网络数据集；2） 获得有效服务区；3） 计算每个服务区的公园服务量；4） 计算每个服务区的人均服务量；5） 定义专题图；6） 计算有关评价指标；7） 产生同心圆式的邻近区；三、 设计步骤：1.建立网络数据集：a) 启动ArcCatalog，选择Tools/Extensions，勾选Network Analyst；b) 在左侧目录中展开gis_ex09ex27Serv_Area，右击Dataset1,选择New/Network Database；c) 下一步，勾选road，下一步，点击Connectivity，OK；d) 为网络数据集定义属性：将图形的长度属性作为成本属性；e

4、) 按下一步，完成；2.获得有效服务区：1） 产生基于网络的服务区：a) 启动ArcMap，打开地图文档gis_ex09ex27ex27.mxd，双击Data frame1，将General标签中确定Units/Display为Meters；加载Network Analyst，调出网络分析工具条；b) 在地图文档中，添加已经创建的道路网络数据roadnet：选用菜单 Data选“否（N）”；打开网络分析窗口，在其下拉选择菜单Network Analyst/New Service Area，结果：，右键点击Facilities（0），选择Load Location，OK.退出。c).点击网络图层

5、属性按钮，进入Layer Properties对话框，选择Analysis Setting标签，作如下设置：选择Polygon Generation标签，设置产生多边形的有关特征：应用（A），进入Line Generation标签，确认没有勾选Generation Lines前面的小方框。确定。退出对话框。d).单击网络工具条上(Solve)，运行网络分析程序，产生服务区。2） 消除服务区的重叠：点击，出现ArcToolbox窗口，展开ArcToolbox/Data Management Tools/Generalization，双击Dissolve，设置其对话框：3） 获得有效服务区：展开A

6、rcToolbox/Analysis Tools/Extract，双击Clip，设置其对话框：3. 计算每个服务区的公园服务质量：1) 为每个服务多边形编号： 打开属性表Attributes of Clip1，可以看到5个独立的服务区对应5条记录；鼠标右键点击字段名Id，选择Calculator Values，在随后弹出的对话框中选择“是”；出现字段计算窗口，在下方的窗口用鼠标输入“OBJECTED+10”，按OK建执行：2) 公园入口和独立的服务区建立空间链接：在目录表中鼠标右键点击图层“公园入口”，在快捷菜单中选择Join and Relates/Join，设置弹出Join Data对话框

7、：3) 按服务区汇总公园服务量：打开属性表Attribute of Join_Output，鼠标右键点击字段名Unit，选择Summarize.，出现Summarize对话框：4计算每个服务区的人均服务量：1) 计算人口密度： 激活图层“人口统计区”，打开属性表“Attributes of 人口统计区”，在属性表显示框右下侧点击按钮Options / Add Field，增加一个新的属性字段Pop_den： 激活字段名Pop_den（人口密度），单击右键，在弹出的菜单中选择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，在下方的窗口“Pop_de

8、n=”的提示下，用鼠标点击选择输入：Popu / Area，按OK键确认：2) 有效服务区和人口统计区叠合： 在调出的ArcToolbox窗口中，展开ArcToolbox /Analysis Tools/Overlay，鼠标双击Union，出现Union对话框：3) 汇总每个服务区的服务人口数：a) 计算叠合后多边形面积：打开Union1的属性表“Attributes of nion1.shp”，在表的右下侧选用菜单Options / Add Field，在随后的对话框中定义所增加的字段： 鼠标右键点击属性表的字段名U_Popu，选择菜单Calculate Valu es ，在随后弹出的对话框

9、中选择“是”确认。出现Field Calculator对话框。，在下方的窗口中用鼠标点击选择输入：Pop_den * U_Area，按OK键继续：b) 汇总每个服务区服务人口数：鼠标右键点击字段Id，菜单选择Summarize.，随即出现Summarize数据汇总对话框：4) 获得人均服务量：a) 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：b) 鼠标右键再次点击图层Clip1，选择快捷菜单Joins and Relates/ Join，弹出Join Data对话框：c) 打开图层Clip1的要素属性表

10、Attributes of Clip1.shp，在表的右下侧选用菜单Options / Add Field，在随后的对话框中定义所增加的字段： 鼠标右键点击属性表的字段名Capa_Popu选择菜单Calculate Values，在随后弹出的对话框中选择“是（Y）”确认。出现Field Calculator对话框：5定义专题图： 在地图文档的目录表中，双击图层Clip1，出现LayerProperties设置界面，选Symbology标签，在左侧Show提示框中选择Categories / Unique values（指定值分类），在中间Value Field下拉菜单中选择字段名Clip1.C

11、apa_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：6. 计算有关评价指标： 鼠标的右键点击需要计算的字段，选择菜单Statistics，计算产生评价指标所需的基本数据。 如：“Attributes of 公园入口”的Capacity产生公园总容量指标 “Attributes of 人口统计区”的Popu产生规划区总人口（370321）“Attributes of Clip1”的Sum2.Sum_U_Popu产生服务区总人口（161473.6996）“Attributes

12、of 人口统计区”的Area产生规划区总面积（20693722.5）“Attributes of Union1”的U_area产生服务区总面积（9996481.1010007.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：四、 设计结果及分析： 1.建立网络数据集：新网络数据集已定义，可看到Dataset1下增加了两个数据项，roadnet 网络数据集建立； 2.获得有效服务区： 1）产生基于网络的服务区：15个公园入口被定义为Facilities（设施），网络分析窗口中，Facili

13、ties括号中数字由0变成15，地图上也显示出15个设施（Facilities）：可以看到每个设施产生了自己的、独立的800m服务区，相互之间有重叠，网络分析窗口中，Polygons后面数字由0变成15：2）消除服务区的我重叠：可以看到叠合后的图层Diss1出现在目录表、地图窗口内。取消了服务区之间相互重叠的部分，成为5个相互独立的多边形。3） 获得有效服务区：用Clip方式进行叠合处理，产生图层Clip1，超出人口统计区的服务范围被消除： 3. 计算每个服务区的公园服务质量：1) 为每个服务多边形编号：可以看到对应的5条记录赋值为11、12、13、14、15,：2) 公园入口和独立的服务区建

14、立空间链接：软件将新产生的点状图层Join_Output加载到当前的Data Frame中，要素的位置和图层“公园入口”一样：3) 按服务区汇总公园服务量： 按OK键，系统提问是否汇总表加入当前的地图文档，选择“是（Y）” 。关闭属性表Attribute of Join_Output，在TOC中，鼠标右键打开Attribute of Sum1，该表有Unit（有效独立服务区的编号），Count（该服务区内有多少公园入口），Sum_Capacity（该服务区内公园服务容量之和）三个属性，这就知道了每个独立服务区有多少公园服务量:4计算每个服务区的人均服务量：1) 计算人口密度： 可以看到字段Po

15、p_den被赋值，按OK键继续，人口密度计算完毕：2) 有效服务区和人口统计区叠合： 叠合后的图层Union1出现在目录表、地图窗口内。Union1的属性中有人口（Popu）、人口密度（Pop_den）等人口统计区的属性，也有Unit等Clip1的属性，当Unit等于0时，该多边形在服务区之外，当Unit值大于0、小于6时，该多边形在服务区之内：3) 汇总每个服务区的服务人口数： 可以看到字段U_popu被赋值，段U_popu的每个值为叠合后多边形的估计人口数。显然，Id值小于11或大15，这些记录的人口数是服务区之外的人均服务量： 在目录表窗口中，鼠标右键点击属性表Sum_2.dbf，选择O

16、pen菜单，该表被打开，显示如下：4)获得人均公园服务量：a) AttributesofClip1和Sum1.dbf两个表被连接，Attributes of Clip1中增加了属性项Sum_Capacity（服务区公园总容量）：b) AttributesofClip1和Sum2.dbf两个表被连接，Attributes of Clip1增加了字段Sum_U_popu（服务区估计人口）：c) 可看到字段Capa_Popu被赋值，所取的值代表每个独立有效服务区按区内人口平均的公园服务容量，据此可生成公园服务水平专题图：5定义专题图； 可得到表达800米范围公园服务水平高低的分类图：6. 计算有关评

17、价指标； “Attributes of 公园入口”的Capacity产生公园总容量指标 ：“Attributes of 人口统计区”的Popu产生规划区总人口（370321）：7.产生同心圆式的邻近区 可以直观地看出基于网络的800米服务区和基于同心圆的650米服务区两者图形上的差异：五、 课程设计总结：1. 课程设计中遇到的问题及解决方法：例如在刚开始网络数据集建立时，就遇到右键点击New/Network Dataset没有反应，经过几次摸索后才知道没有勾选ArcCatalog中Tools/Extensions中的Network Analyst；在第四小节为每个服务多边形编号中，遇到Calc

18、ulator Values对话框中没有OBJECTED字段，通过询问他人，得知自己在获得有效服务区中没有将Clip输入到正确途径；2. 设计总结及收获体会：此次练习是关于公园服务区的分析，主要采用基于网络的计算方法，要求估计离开公园入口800米范围内大致有多少居民，在此基础上用专题地图表达在800米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，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；此次课程设计步骤可以总结为以下几点：1）获得有效服务区。包括产生基于网络的服务区，为每个服务区编号，消除每个服务区之间的相互重叠，消除人口统计区

19、之外的服务区4个步骤；2）计算每个服务区内公园服务容量。包括服务区和公园入口作空间连接，汇总每个服务区内的公园服务量2个步骤；3）计算每个服务区内有多少人口。包括计算人口密度，有效服务区和人口统计多边形相叠合，计算叠合后的面积，汇总每个服务区的人口数4个步骤；4）产生服务水平专题图。计算人均公园服务量，定义服务水平专题图2个步骤；5）计算有关指标。利用属性统计功能，计算出各种评价指标；通过此次课程设计，熟练掌握了Arcgis的网络分析功能，更好的将课程理论知识和实践应用紧密的结合起来，加深了对ArcGis软件的功能与应用，而且很好的提高了我的实际动手操作能力。注：数据来源：地理信息系统实习教程提供的数据光盘安装后，位于EX27子目录下的数据。