GIS实习教程第10章学习资料.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。GIS实习教程第10章-第十章邻近区1产生多边形要素的邻近区启动地图文档gis_ex09ex10ex10.mxd，该文档有四个数据框架。激活dataframe1，该数据框架有二个图层（见图10-1）：“道路”仅用于地图显示，不参加分析，“仓库”表示某城市中危险品的存储基地。假设，存储基地周围100米范围内不准有建筑物，也不准堆放易燃易爆物品，周围200米范围内可以有一般建筑物，但是仍不能有易燃易爆物品，周围300米范围内不准建设住宅，以及商业、学校、办公等设施。为此需要在地图上产生100、200、300

2、米的邻近区，并计算邻近区的面积。图10-1dataframe1的显示鼠标双击dataframe1，出现DataFrame属性定义对话框，在General标签中将MapUnites（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为Meters（米），按“确定”键返回。在地图窗口按钮条上点击ArcToolbox图标，展开ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity,选用菜单MultipleRingBuffer(多个环状邻近区)，在提示下完成操作：InputFeatures：仓库下拉选择图层名OutputFeatureClass：d:

3、gis_ex10ex10tempbuffer1.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存Distances分3次键盘输入邻近距离值，每次输完后按“”号添加100200300BufferUnit(optional)：Default默认FieldName(optional)：保持空白DissolveOption(optional)：ALL下拉选择，重叠的多边形相互合并按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。ArcMap按上述要求产生离开仓库多边形100、200、300米3圈边界组成的3个邻近区多边形，图层名称默认为buf

4、fer1，数据存放在d:gis_ex09ex10tempbuffer1.shp。可打开图层buffer1的特征对话框（Properties），选用Symbology标签，为邻近区设置合适的显示符号，还可以打开、关闭图层“仓库”，观察显示效果（参见图10-2），可以看出，100米邻近区没有扣除仓库多边形自身。图10-2关闭图层“仓库”后显示邻近区下一步为计算每个邻近区的面积，打开邻近区图层属性表“Attributeofbuffer1”，选用属性表窗口右下侧按钮Options/AddField，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：Name：Area（字段名）Type：D

5、ouble（双精度浮点类型）Precision：10（字段宽度）Scale：1（保留小数点位数）按OK键返回。属性表增加了字段Area，鼠标右键点击属性表的字段名Area，在快捷菜单中选择FieldCalculator（CalculateGeometry），系统提示：Youareabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.Thismethodisfasterthancalculatinginaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwishtoc

6、ontinue?（由于属性表处于非编辑状态，对字段进行计算的结果不能用undo方式还原，所以软件提出警告。如果选用菜单Editor/StartEditing，使属性表处于编辑状态，再进行字段计算，就不会出现该提示，因为对计算结果不满意的话，可用菜单Edit/Undo还原初始值。）对提示回答“是（Y）”，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VBA代码：（“/”右边的文字为代码说明，不必输入，只输入英语代码即可）dimnewAreaasdouble/声明double类变量newArea用于保存面积值，该名字可以自行取名，但要与下面的文本框输入的名字保持一致dimpAreaa

7、sIArea/声明IArea类变量pArea用于保存参与计算的字段setpArea=shape/为变量pArea赋值newArea=pArea.area/求解多边形面积并赋给用户定义的变量newArea在下面Area=提示下的文本框内输入刚建立的面积计算变量名newArea，按OK键结束，可以观察到buffer1.shp表内容，字段Area为多边形的面积：Shape*distanceArea（要素形状）（邻近距离）（面积）Polygon100230205Polygon200214298.7Polygon300277071.6关闭属性表，返回主窗口，可进一步用属性、要素相互查询的功能，查询要素的

8、位置及其属性，体会邻近区的形状、面积。2关于产生多边形邻近区的小结在产生邻近区之前应设置地图单位、显示单位。可以针对DataFrame中的图形（Graphic）也可以针对图层中的要素（Feature）产生邻近区，本练习是针对要素产生邻近区。如果是针对多边形产生邻近区，可以产生在内侧、外侧、同时产生在两侧、产生在外侧并且包含原多边形本身，本练习是产生在外侧。产生的结果有：（1）DataFrame中的图形（Graphic），（2）作为多边形要素（Feature）添加到允许编辑的图层中，（3）独立的多边形图层（Feature）。本练习产生的结果是独立图层。控制邻近区的形状有三种途径：（1）简单输入一

9、个距离值，（2）按要素属性表中某字段的属性值，（3）离开要素的多重等值距离。本练习是离开要素边界的多重等值距离（离开仓库100、200、300米，共3重，间距为100米）。产生的邻近区往往是多个多边形，有可能相互重合，本练习要求消除重合。邻近区是多边形，如果需要计算面积，可以将面积字段添加到图层属性表，再计算、赋值。邻近区是常用的GIS分析方法，除了在面状要素内、外二侧按给定距离产生邻近区外，还可以在点状、线状要素周围产生。邻近区的英语专业名词常称BufferZone，可直译成“缓冲区”。3线状要素的邻近区激活dataframe2，该数据框架有二个图层（见图10-3）：线状图层“道路”，仅用于

10、地图显示，不参加分析；线状图层“铁路”为邻近区的分析对象。假设根据当地的情况，沿铁路两侧20、40米范围内，进行环境整治、植树，要求提供专题地图。图10-3dataframe2的显示鼠标双击dataframe2，出现dataframe属性定义对话框，在General标签中将MapUnites（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为meters（米），完成后按OK键返回主窗口。展开ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity，鼠标双击MultipleRingBuffer，产生多个环状邻近区，出现对话框：InputFeat

11、ures：铁路下拉选择图层OutputFeatureClass：d:gis_ex10ex10tempbuffer2.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存Distances分2次键盘输入邻近距离值，输完后按“”号添加2040BufferUnit(optional)：Default默认FieldName(optional)保持空白DissolveOption(optional)：ALL下拉选择，重叠的多边形合并按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。ArcMap按上述要求产生离开铁路线20、40米2圈边界组成的2个多

12、边形，数据存放在buffer2.shp，邻近区图层的名称为buffer2。可在图层buffer2的Symbology标签对话框中为邻近区多边形设置合适的显示符号，还可以打开、关闭图层“铁路”，观察显示效果（参见图10-4）。如果需要计算每个邻近区的面积，可参照前一节的操作实现。图10-4铁路二侧20米、40米邻近区4计算道路网密度激活dataframe3，该DataFrame有2个图层：线状图层“道路”、面状图层“区界”（见图10-5），要求计算某个区界范围内的道路网密度。按一般定义：道路网密度=区界范围内的道路总长度/该区面积，常用度量单位是每平方公里内有多少公里道路。41计算道路长度、多边

13、形周长、多边形面积用鼠标右键打开图层“道路”的属性表（点击快捷菜单中的OpenAttributeTable选项），在“Attributeof道路”属性表窗口的右下侧选用按钮Options/AddField，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：Name:Length（字段名）Type:Double（双精度浮点类型）-Precision:8（字段宽度）Scale：1（保留小数点位数）图10-5dataframe3的显示按OK键返回。属性表增加了以Length命名的字段，用鼠标右键点击字段名Length，在快捷菜单中选择FieldCalculator，系统提示：Youar

14、eabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.thismethodisfasterthancalculatinginaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwishtocontinue?选择“是（Y）”应答，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VBA代码：DimnewLengthasdoubleDimpCurveasICurveSetpCurve=shapenewLength=pCurve.Length在下面Length

15、=提示下的文本框内输入新建的长度计算变量名newLength，按OK键结束，可以观察到属性表中字段Length的取值为每条路段的长度，关闭属性表窗口。用鼠标右键打开图层“区界”的属性表（点击快捷菜单中的OpenAttributeTable选项），在“Attributeof区界”属性表窗口的右下侧选用按钮Options/AddField，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：Name:Perimeter（字段名）Type:Double（双精度浮点类型）Precision:8（字段宽度）Scale：1（保留小数点位数）按OK键返回。属性表增加了以Perimeter命名的字

16、段，用鼠标右键点击字段名Perimeter，在快捷菜单中选择FieldCalculator，系统提示：Youareabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.thismethodisfasterthancalculatinginaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwishtocontinue?选择“是（Y）”应答，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VBA代码：DimnewPerimeterasdoubleDimpC

17、urveasICurveSetpCurve=shapenewPerimeter=pCurve.Length在下面Perimeter=提示下的文本框内输入新建的长度计算变量名newPerimeter，按OK键结束，可以观察到属性表中字段Perimeter的取值为每个多边形的周长。在“Attributeof区界”属性表窗口的右下侧再选用按钮Options/AddField，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：Name:Area（字段名）Type:Double（双精度浮点类型）Precision:10（字段宽度）Scale：1（保留小数点位数）按OK键返回。属性表增加了以

18、Area命名的字段。用鼠标右键点击字段名Area，在快捷菜单中选择FieldCalculator，系统提示：Youareabouttodoacalculateoutsideofaneditsession.thismethodisfasterthancalculatinginaneditsession,butthereisnowaytoundoyourresultsoncethecalculationbegins.Doyouwishtocontinue?选择“是（Y）”应答，出现字段计算对话框，勾选Advanced，在文本框内输入以下VB代码：DimnewAreaasdoubleDimpArea

19、asIAreaSetpArea=shapenewArea=pArea.area在下面的Area=提示的文本框输入新建的面积计算变量名newArea，按OK键结束，可以观察到属性表中字段Area的取值为每个多边形的面积。42产生离开某个区界的邻近区鼠标双击dataframe3，出现DataFrame属性定义对话框，在General标签中将MapUnites（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为Meters（米），完成后按OK键返回主窗口。图10-6选择需要计算道路密度的多边形选用菜单Selection/SetSelectableLayers，

20、只让图层“区界”为可选，取消其他图层名前的勾选号“”，关闭该窗口，返回。选择图层“区界”，用要素选择工具选择一个多边形，该要素改变颜色，进入选择集（见图10-6）。展开ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity，鼠标双击Buffer（注意本次选Buffer，和前2次不同），产生单个环状邻近区，出现对话框：InputFeatures：区界下拉选择图层名OutputFeatureClass：d:gis_ex10ex10tempbuffer3.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存Distances(valueorfield)Linearunit点选，采用线性

21、距离单位-50Meters键盘输入邻近距离，下拉选择距离单位为米DissolveType(optional)：ALL下拉选择，重叠的多边形合并按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。ArcMap按上述要求在被选择的区界外侧50米产生邻近区，邻近区图层的名称为Buffer3（见图10-7）。图10-7产生被选多边形的邻近区43选择在计算范围内的道路、计算道路密度鼠标右键点击图层“Buffer_of_区界”，在弹出的快捷菜单中选择Selection/Selectall，刚才生成的邻近区进入选择集。选用菜单Selection/Sele

22、ctByLocation，弹出空间位置选择对话框：Iwantto：Selectfeaturefrom下拉选择，创建新的选择集Thefollowinglayers：道路勾选，仅在该图层中选择要素That：arecompletelywithin下拉选择，完全包含方式选择Thefeatureinthislayer：buffer3下拉选择，用该图层要素作为参照Useselectedfeatures（1featureselected）勾选，仅用进入选择集的要素按Apply键继续，在选定的多边形范围的道路进入选择集，改变显示颜色，按Close键关闭窗口。图10-8需要计算长度的道路进入选择集打开要素属性表

23、“Attributeof道路”，可以看到，道路图层的要素属性表共有585条记录，36条记录进入了选择集，在地图上也可看出，和计算范围的边界重合的道路路段也进入了选择集。鼠标右键点击道路属性表的字段名Length（每段道路的长度），选择菜单Statistics，属性Length的统计结果文本框显示如下：Count：36进入计算的路段数（即记录数）Sum：9489.1选择集内道路路段长度总和关闭统计结果文本框，关闭属性表“Attributeof道路”，返回dataframe3。需要计算道路网密度的边界既是自己多边形的边界，也是周围其他多边形的边界，在几何上，边界线由两侧多边形共享，而且和周边道路重

24、合，因此计算道路网密度时，和边界重合的道路长度应对半分开，分别计入两侧多边形。在基本工具条中点击Identify图标，出现Identify对话框，在Layers下拉条中选择图层名“区界”，在地图上点击需要计算道路密度的多边形，对话框内出现该要素的属性：FieldValueFID16ShapePolygonBOUND_ID2010Area（多边形面积）991566.3Perimeter（多边形周长）5354.7范围内道路网密度为：（9489.15354.7/2）/991566.31000=6.87道路网密度常用计算单位是“公里/平方公里”，而本练习的地图单位是米，因此上述计算式中还要有一个乘10

25、00的计算。44本练习小结计算道路密度的原理很简单，但是所计算的范围如果是城市的局部，其边界经常和道路重合，直接用SelectByLocation或者SpatialJoin选择道路路段，原理上可行，但因原始数据的误差，坐标计算中的误差，会出现该进入选择集的路段未进入，不该进入选择集的却进入了，在计算边界的外侧产生一个邻近区，可保证在边界内、边界上的道路路段都进入选择集，避免了误差。5点状要素的邻近区51多边形重叠、相互独立的邻近区激活dataframe4，可看到2个图层：点状图层“公园”，有9个点，线状图层“道路”（见图10-9）。本项练习要求产生离开公园1000米同心圆式的服务范围。图10-

26、9dataframe4的显示鼠标双击dataframe4，出现DataFrame属性定义对话框，在General标签中将MapUnites（地图单位）和DisplayUnits（显示单位）都从UnknownUnits（未定义）改为Meters（米），完成后按“确定”键返回主窗口。展开ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity，鼠标双击Buffer，产生单环状邻近区对话框：InputFeatures：公园下拉选择图层名OutputFeatureClass：d:gis_ex10ex10tempbuffer4.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存Distan

27、cesvalueorfield邻近距离用指定值还是字段Linearunit选择线性距离1000Meters键盘输入距离值，鼠标下拉选择距离单位DissolveOption(optional)：NONE下拉选择，注意：不消除多边形重叠按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。ArcMap按上述要求产生离开公园1000米邻近多边形，相互独立，有交叉、重叠。52重叠多边形相互独立的邻近区再到ArcToolbox窗口鼠标双击Buffer，产生单环状邻近区对话框：InputFeatures：公园下拉选择图层名OutputFeatureCla

28、ss：d:gis_ex10ex10tempbuffer5.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存Distancesvalueorfield邻近距离用指定值还是字段Linearunit选择线性距离500Meters键盘输入距离值，鼠标下拉选择距离单位DissolveOption(optional)：all下拉选择，消除多边形的重叠按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。ArcMap按上述要求产生离开公园500米邻近多边形，共有8个，交叉重叠的位置被合并。53按要素的属性产生邻近区不同的公园可以产生不同的邻近区，要求如

29、下：公园代号邻近距离A750B500C1000D1000E750F500G750H750I500在目录表中用鼠标右键点击图层名“公园”，用弹出菜单OpenAttributeTable，打开要素属性表“Attributeof公园”，属性表窗口的右下侧选用按钮Options/AddField，在随后的Fielddefinition对话框中定义所增加的字段：Name:Distn（字段名）Type:ShortInteger（整数类型）Precision:4（字段宽度）按OK键返回。属性表增加了以Distn命名的字段。点击图标按钮（EditorToolbar），弹出编辑器工具条，选择Editor/Sta

30、rtEditing，该表进入编辑状态，参照前述的不同公园不同邻近距离的要求，为字段Distn分别输入对应值，输完后选择菜单Editor/StopEditing，软件提示，是否保存编辑结果，回答“是（Y）”，编辑状态结束。再到ArcToolbox窗口鼠标双击Buffer，产生单环状邻近区对话框：InputFeatures：公园下拉选择图层名OutputFeatureClass：d:gis_ex10ex10tempbuffer6.shp鼠标选择路径，键盘输入文件名，按Save键保存Distancesvalueorfield邻近距离用指定值还是字段Field这次选择字段，按属性值产生邻近区Distn

31、鼠标下拉选择要素属性表中的字段名DissolveOption(optional)：ALL下拉选择，重叠的多边形合并按OK键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed提示，表示处理完毕，按Close键关闭。ArcMap按上述要求产生离开公园不同距离的邻近多边形，有远有近，交叉、重叠处合并（见图10-12）。可以参照已经练习过的方法计算公园服务范围的面积值。5本章小结本章涉及的邻近区对应英语专业词汇BufferZone，直译为缓冲区，可以针对点、线、面三类要素。可以是单距离的邻近区，也可以是多重距离的邻近区。邻近区的距离可以在操作过程中输入，也可以靠要素的属性控制，前者操作起来简便，后者可根据应用的要求灵活控制、调整。邻近区的结果是多边形，相互交叉、重叠部分可以保留，也可合并、消除。