区域与系统分析.doc

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1、区域与系统分析一、基础分析1、数据（TM&DEM）获取与解译l 融合：（ERDAS）image Interpreter /Utilities/layer Stack inputaddOKl 拼接：（ERDAS）Data Preparation/Mosaic Images input&Compute Active Area（加载拼接图像）set Input Mode&Edit /Image Matching （相关参数设置）Process/Run Mosaic输出（ArcGIS）Mosaic/Mosaic To New Raster加载图层、设置参数输出l 配准：（ArcGIS）Arccatal

2、og/文件propertiesselectGeographic Coordinate Systems / World / WGS 1984.prj（赋予坐标）Project选择转换文件（input）选择参照文件(output)/import(投影转换)l 裁剪：（ERDAS）打开文件设置AOI（规则区域：File/Save/Save AOI as；不规则区域：导入边界AOI / Copy Selection to AOIFile / Save as / AOI layer as）mage Interpreter /Utilities/subset Image选择输入、输出文件以及AOI文件OK

3、；（ArcGIS）Extract by Mask选择输入、输出文件以及裁剪边框（Feature mask）文件l 解译：（1） 非监督分类：初始分类、专题判别、分类合并、色彩确定、分类后处理、色彩重定义、栅格矢量转换、统计分析。（2） 监督分类：建立模板（训练样本）、评价模板、确定初步分类图、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换。2、三维出图与通视分析l 数据：DEM数据和待渲染的涂层l 三维出图：（ArcScene）加载DEM数据和待渲染的涂层properties/base heights输入DEM文件作为高程exportl 通视分析：3D Analyst确定观察点和目标点红

4、绿相间的视线Spacial analysis/surface analysis/Viewshed设定观察点、高程变换系数，指定输出栅格单元大小输出文件3、SPASS分析l 聚类分析（1）Q型聚类分析：样本直接将样本按选定指标分类步骤：选定样本聚类参考指标计算样本距离距离小的先聚类，直至聚成一类聚类结果（2） R型聚类分析：变量将指标按其相关性进行分类步骤：选定聚类指标计算指标距离距离小的先聚类，直至聚成一类聚类结果（3） 快速聚类分析：事先指定类数或初次类中心进行分类，以减少运算次数指定初始类中心点经过迭代变换中心点，直至中心点变化很少或满足迭代次数输出分类结果（利用ANOVA结果分析各类样本

5、之间的单因素差异）l 主成分分析因子分析中的一种，减少指标维数操作：标准化计算相关性分析主成分分析（软件完成）步骤：（1）根据设定的因子累计贡献率选择前几个主因子并利用其方差贡献率重新计算权重；（2）利用各地区的主因子得分的权重和，计算综合得分。l 专家打分法（层次分析法）打分计算约束层与指标层的权重计算综合权重计算综合得分l 地区综合实力分析数据：地区经济、社会、文化、生态等各类数据步骤：利用SPASS软件进行主成分分析，计算最终得分。4、制作社会经济三维图数据：行政区划图获取面域、边界与中心点（可以从国家基础地理信息数据库截取）通过主成分分析法与专家打分法等方法获得的地区经济社会潜力综合得

6、分步骤：综合潜力评价+三维出图（1） 制作或加载地区的点状（中心点）和线状（区划边界）；（2） 在点状图层创建新字段记录各中心的综合得分或建立空间点文件与综合得分属性表关联；（3） 调用3D Analyst/Interpolate to Raster/Inverse Distance Weighted进行插值运算，生成社会经济栅格图层；（4） 在ArcScene中加载栅格图层，并在图层properties/base heights中输入栅格文件作为高程export5、可达性分析数据：行政区划图获取面域、边界与中心点（可以从国家基础地理信息数据库截取）土地利用现状图获取道路）、河流（及其不同的等

7、级）相关文字资料道路等级、河流等级、各种道路及地面情况下的运动速度高程数据DEM、坡度数据步骤：设置成本值a.根据在不同情况（道路、海拔、坡度、河流）下的速度，根据栅格大小算出时间作为cost值；B.确定最终不同可达性计算结果中的节点值所对应的时间制作cost面海拔（DEM，本身为栅格）classify（不同显示区间）reclassify（赋cost值）坡度（slope，本身为栅格）classify（不同显示区间）reclassify（赋cost值）道路（矢量文件，打开属性表）根据道路等级赋cost值转化为栅格（polyline to raster,根据cost值）reclassify（nod

8、ata赋极大值）河流（矢量文件，打开属性表）根据河流等级赋cost值转化为栅格（polyline to raster,根据cost值）reclassify（nodata赋0）栅格运算制作cost面：mosaic to new raster（海拔、坡度、河流先max，生成的cost1再与道路min，求出综合cost面）可达性计算Spatial analyst Distance Cost weighted Distance to，选择目的地与基底栅格，生成可达性分析结果；根据节点值所对应的时间reclassify，进行渲染，生成可达性分区图。6、生态网络构建数据：土地利用现状图、相关资料（区域绿地

9、植被覆盖率、建成时间、道路宽度、车流量等）步骤：（1） 确定重要的绿地斑块作为源（source）或目标（target）。A. 加载土地利用现状图，打开属性表；B. 确定区域绿地斑块源或目标选择标准，利用selectionselect by attribution选择符合符合条件绿地；C. 根据上述绿地空间分布与相对大小最终确定绿地斑块源或目标；（2） 评价绿地斑块的适宜性与景观阻力，构建消费面模型。A. 根据规划地区的实际情况，建立不同绿地类型与土地利用类型景观阻值体系并在属性表中新建字段对各类用地赋值；B. 按照新增字段，将土地利用矢量数据转换成栅格数据，制作消费面；（3） 基于最小路径方法

10、（least-cost path method）的潜在廊道模拟。A. 对选定绿地斑块进行编号，并确定本次操作的源与目标；B. 利用spatial analystdistancecost distance工具，生成基于源的cost文件与源分配文件；C. 利用spatial analystdistanceshortest path工具，生成从源到达目标的最小路径，并对路径进行融合整理；D. 建立目标点文件，新增字段记录其累积费用值，为后续网络优化作准备；E. 重复以上步骤，建立选定绿地斑块之间的所有最小费用路径。（4）基于重力模型（gravity model）的绿地斑块间相互作用强度评价与绿地生态

11、网络结构优化。A.利用绿地斑块的阻力值、面积以及模拟廊道的累计阻值，计算斑块间相互作用矩阵；B.将大于一定阈值的廊道提取出来，制作重要廊道的图件；C.构建不同的网络情景，据不同情形，采用网络结构指数进行评价；D.根据评价结果，提出网络进一步优化的策略7、敏感性分析（高生态敏感区、高生态敏感区、中生态敏感区、低生态敏感区、非生态敏感区）数据：土地利用现状图、DEM数据、坡度数据、相关文字资料（河流宽度等级、植被类型、植被覆盖率等）步骤：方法一：1、 通过调查研究，确定影响区域生态环境的重要因子，建立等级划分体系；2、 针对各因子，对各类土地进行敏感性等级赋值，通过要栅格化获取单因子图；3、 利用

12、GIS空间叠加技术，求取土地栅格生态环境敏感性等级最大值，获取研究区生态环境敏感性的分区总图；4、 根据不同区域的特征，分别提出相应的策略与措施。方法二：1、通过调查研究，确定影响区域生态环境的重要/关键因子，并利用GIS空间分析功能获取单因子图；2、利用专家打分法、主成分析法等确定不同影响因子的相对重要性程度即权重，定量表达不同影响因子对敏感性的影响作用大小；3、调用spacial analysis/raster calculator工具对各要素进行加权求和，并按照敏感性等级划分标准进行重分类，获取研究区生态环境敏感性的分区总图；4、根据不同区域的特征，分别提出相应的策略与措施。二、综合应用

13、1、土地利用动态监测数据材料：两个时期的土地利用分类现状图（或遥感影像图）处理步骤：（1） 如果只有遥感影像图，则从数据的融合、拼接、裁剪、解译（监督分类）开始，获取土地利用分类图；（2） 在ArcGIS里加载两个时期的土地利用分类现状图，并对不同的地物类型进行渲染表示；（3） 基于济南市1996，2004年城市用地变化情况进行转移矩阵的生成与分析A. 利用Intersect工具将两期数据进行叠加分析；B. 在叠加文件的属性表中利用calculate Geometry工具计算各类土地的面积；C. 输出叠加文件的属性数据；D. 利用Excel制作转移矩阵，计算各种土地利用类型之间的土地利用转移率

14、；E. 分析各类土地利用变化情况； 2、基于互相作用模型的各区域经济联系强度计算（进行经济分区）数据：可达性所需数据+综合潜力分析数据步骤：综合潜力分析+可达性分析（+三维地形分析）打开存储各个乡镇点的shp文件建立字段，存贮各个乡镇的综合得分（由综合潜力分析所得）加载可达性分析得到的栅格文件，使用sample命令，提取上杭县到达各个乡镇的累积成本值，并新建立字段，存储上杭县到各个乡镇的时间（单位；分钟）。新建立字段，存储上杭县和各个乡镇的联系强度，存储联系强度计算结果（F=M1*M2/D2）。选择不同的目的地，重复可达性分析及上述步骤，计算出空间每两点之间的强度（表格形式）；可用粗细不同的线

15、直观表示空间联系强度；结合地区地形与空间联系强度进行经济分区。3、经济发展潜力评价（极高潜力区域、高潜力区域、中等潜力区域、低潜力区域、极低潜力区域）数据：综合发展实力得分+可达性所需数据步骤：综合发展实力评价+可达性分析1、 完成地区各小区域之间的可达性分析与综合发展实力评价，获取可达性分析图与发展实力综合得分；2、 选定评价中心点A1，加载以A1为起始点的可达性分析图，并获得A1发展实力综合得分M1；3、 利用spacial analysis/raster calculator工具，对图象进行栅格运算（Q1=M1/lnD12,D1为各栅格时间累计值，由可达性图层获得），获得以A1为中心的发

16、展潜力图；4、 改变评价中心点A2,A3，分别做出以其为中心的发展潜力图；5、 利用GIS空间叠加技术，计算获得地区综合发展潜力图；6、 根据潜力区域划分标准，对综合发展潜力图进行重分类，获得综合发展潜力分区图。4、经济发展分区（优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区） 适宜性评价（最适宜建设用地、适宜建设用地、中适宜建设用地、低适宜建设用地、非适宜建设用地）数据：综合发展潜力所需要数据+敏感性分析所需数据步骤：综合发展潜力评价+敏感性分析1、 制作或加载综合发展潜力分区图与敏感性分区图（假定其划分等级都为1，3，5，7，9）；2、 调用spacial analysis/raster

17、calculator工具，运算敏感性得分*10-综合发展潜力得力，敏感性得分与综合发展潜力得力由上述两图层获得，生成新的栅格图层；3、 根据新栅格图层中的值，按适宜性等级划分标准对图像进行重分类，获得适宜性分区图。5、社区尺度的公共服务设施的公平性分析数据：卫星影像图、人口统计数据、相关文字资料（社区区界、居住区区界）步骤：1、 利用最小邻近距离方法进行可达性分析（1） 通过数字化获取区域公共设施空间分布图、居住区空间分布图、社区区界并获取居住区多边形的几何中心点文件；（2） 选用最小邻近距离分析方法（minimum distance），利用near工具计算居住区中心到公共设施的直线距离；（3

18、） 利用join工具将社区图层与居住区中心图层关联，选择average计算社区到公共设施的平均最小邻近距离；（4） 建立可达性等级划分标准，利用重分类，将社区划分为不同的可达性等级；2、 利用人口指标权重求和计算需求指数（1） 选择与公共服务设施使用相关的人口指标，在Excel环境下分别求得各指标人口与社区总人口之间的比值；（2） 对指标数据比重进行标准化操作，求取标准化比重值（Ci = (Fi - Fmin) / (Fmax - Fmin)）；（3） 将标准化后的比重值权重求和（即加和求平均值），以此作为每个社区的弱势群体需求指数；（4） 建立需求等级划分标准，利用重分类，将社区划分为不同的

19、可达性等级；3、 利用因子空间叠置分析方法进行公平性评价（1） 通过导出社区图层的可达性与需求指数属性表，在Excel环境下进行数据的交叉统计分析，得到叠置统计结果；（2） 在属性表中增加字段，以不同数值分别表示不同需求等级、不同可达性水平的社区；（3） 根据叠置结果，建立公平性等级划分标准，利用重分类，生成公共服务设施公平性分区图。三、答题模板1、敏感性分析：背景资料题目：江苏省吴江市东部的芦墟和黎里两个镇，总面积约为256.29km2，人口约14.22万，该区属快速城市化的江南水乡平原地区，景观破碎化程度很高。研究区东邻上海、南接浙江，地处太湖下游，河网密布，湖荡众多；属平原地区，海拔低，

20、平均海拔只有2.11m（上海吴淞高程；土壤以水稻土为主；植被类型比较单一，除少量原生植被芦苇外，绝大部分为农田等人工植被，需要科学划定四区（禁建区、限建区、适建区和已建区）（1）通过资料解读，需要进行地区生态环境敏感性分析（2）确定区域生态环境影响因子结合研究区水域面积大，海拔与坡度小等实际情况，根据区域特殊性、综合性、代表性与可操作性原则，主要选取了对区域开发建设影响较大的水域、海拔与堤防、植被、耕地地力四个生态因子作为生态敏感性分析的主要影响因子，并按重要性程度划分为极高生态敏感区、高生态敏感区、中生态敏感区、低生态敏感区、非生态敏感区5级，分别赋值9、7、5、3、1。 水域：地表水域在改

21、善区域景观质量，调节区域温度与湿度，维持正常水循环等方面发挥着重要作用。研究区是典型的江南水乡地区，水是研究区的灵魂，是生态环境和水乡特色不可或缺的自然基底和元素，是“水乡泽国”吴文化文脉传承与延续的自然载体。因此，水域的合理利用与保护，对研究区历史文脉延续与社会经济可持续发展至关重要，将水域列为最为重要的生态敏感性因子。海拔与堤防：地形条件是影响生态敏感度的一个重要地学因子，包括海拔、坡度和坡向3个方面。研究区地处太湖平原地区，海拔高程低，坡度极小，水灾是该区最为主要的自然灾害，因而堤防的防洪能力大小对生态敏感度影响较大。因此，可以将海拔与堤防两者综合考虑作为生态敏感性分析的因子之一。植被：

22、植被在保护区域生物多样性、改善生态环境质量方面具有非常重要的作用。植被类型不同，其生态敏感性也不同。原生植被比次生植被和人工植被易受干扰而变得不稳定。研究区由于人类活动历史悠久，开发时间长、程度深，致使自然植被大部分消失，仅有零星次生植被分布，自然生态系统已基本被人工生态系统所代替。土地：土地是人类赖以生存与发展的基本资源和生产要素，是人类一切活动的载体，而为人类提供所需食物生产的耕地是最为宝贵的土地资源。耕地地力（耕地生产力）是指耕地用于农作物栽培使用时，在一定时期内单位面积耕地的物质生产能力，是耕地土壤立地条件、理化性质、养分状况、土壤管理等的综合反映。研究区历史上是有名的“鱼米之乡”，有

23、效保护良田是开发建设过程中必须重视的重要问题。（3）获取数据（balabala）（4）操作步骤与技术路线（balabala）（5）分区结果分析：总的分布规律为东高西低，北高南低。极高与高生态敏感区属脆弱生态环境区，极易受到人为破坏，而且一旦破坏很难短时期恢复，此类区域可作为保护区（conversation）。在该区应恢复与保护原生植被，提高生态系统的多样性和稳定性。中生态敏感区属于较为脆弱的生态环境区，较易遭受人为干扰，从而造成生态系统的扰动与不稳定，此类区域可以作为控制发展区。在该区应以“在保护中开发，在开发中保护”为指导原则进行适度开发，避免对生态环境的破坏；合理规划与调整区域内部水系河网，并以主要水系河网为骨架构建区域性生态廊道；大力发展生态产业。低与非生态敏感区，对生态环境的影响不大，可作为适宜发展区，可作强度较大的开发，但必须严格控制“三废”污染。在该区应引入环境影响评价制度，所有新上项目必须做到“三同时”；为便于污染的集中处理，结合研究区水域面积大、土地破碎化程度高的实际，经济活动和用地布局宜采用集聚与分散相结合的“集群组团式”的空间组织模式。生态敏感性分布格局决定了吴江东部地区的用地空间结构。资料数据