地理信息系统实验报告地图的各类分析.docx
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地理信息系统实验报告地图的各类分析
本科学生综合性、设计性
实验报告
姓名_杨建永_ 学号_114130630__
专业_测绘工程 班级_11测绘___
实验课程名称 _地理信息系统概论_____
指导教师__董铭老师______
开课学期2013_至_2014__学年_一学期
上课时间_2013__年__11、12_月
云南师范大学旅游与地理科学学院
实验名称:
钦州市行政区划图综合分析
实验时间:
2013、12、20
小组合作:
是 否
小组成员:
无
1、实验目的:
(1)、熟练掌握地物要素查询、属性查询、相互位置查询以及空间连接;
(2)、依次进行空间缓冲区分析、空间网络分析以及空间叠合分析,并达到某种目的和效果,培养空间数据综合分析能力;
(3)、熟练运用制作专题地图的显示方法;
(4)、学习地图的布局方式及方法,最后输出完整的JPEG结果图。
本实验最主要的目的是:
加深对网络分析基本原理,方法的认识;熟练掌握ARCGIS下进行道路网络分析的技术方法。
结合实际,掌握利用网络分析方法解决地学空分析问题的能力。
2、实验数据及使用软件模块:
(1)、使用软件为:
ArcGIS9.3
对安装环境的基本要求:
●处理器:
Pentium450MHz(或者更高)
●操作系统:
MicrosoftWindowsNT4.0ServicePack6a
MicrosoftWindows2000
MicrosoftWindowsXP
●内存空间:
不低于128MB
●硬盘空间:
1.5GBNTFS/1.6GBFAT(或者更高)
DesktopAplications:
700MBNTFS/750MBFAT
WorkstionAplication:
700MBNTFS/750MBFAT
●网络浏览器:
IE5.0(或者更高).
(2)、对山东省钦州市行政区划图进行数字化,结果图如下,以该图像作为原图,针对某些特定的目的进行综合分析:
:
3、实验数据处理过程:
一、进行各类查询:
(1)、对要素及其属性查询:
启动ArcMap,打开地图文档“二次实验原图.mxd”,激活该文档,可以看到有三个图层:
“Point”、“Road”、“County”被展开。
选用菜单Selection/SetSelectableLayers…,出现设置可选图层对话框,此处只需要设置“Point”左侧的复选框上打钩,其它两个图层不参与要素选择。
关闭对话框,在基本工具条中点击“SelectFeature”,利用shift键在地图上点击多个点要素,并打开“Point”的属性表,可以看到多条记录颜色改变了,其结果图如下:
关闭属性表,在地图窗口下面的Drawing工具条中某个图形右侧,按住下拉箭头系统会显示一组图标菜单如下:
选择折线图标,在地图上绘出一条折线,穿越两个多边形,双击鼠标表示输入结束,利用工具条中的“SelectElements”,选择图形要素,则对应的图形被选中,效果图如下:
条件组合查询:
鼠标右键点击图层名“County”,调出属性表,在属性表窗口的右下侧点击Options/SelectByAttributes…,弹出条件组合查询对话框,并作出相应的设置(其中查询文本框中设置为“[Shape_Area]>55000”),即查询面积大于55000平方米的区域,结果为:
甫北县和灵山县
生成统计图:
在目录表中选择图层“County”,打开属性表,点击字段“Area”,选择若干条记录,使它们进入选择集,点击“Option”选择“CreateGraph…”出现对话框,依次做出P19的设置,最后得出结果如下:
此操作失败,无法产生统计图。
分类汇总:
在属性表中的任意字段名上点击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“Summarize…”,出现数据汇总对话框;第一个下拉菜单中选择“name”,第二个下拉菜单中点击字段“Length”展开,依次勾选“Minimun、Maxnimun、Average、Sum”,输入汇总的存储路径为“E:
地信/第二次试验/数据/汇总数据”;点击“ok”,生成汇总数据,存放于左侧目录栏中,右键单击选择打开菜单,该表显示为:
相互位置查询和空间连接:
①点、线图层间的相邻查询:
载入实验原图并激活,将Units框中的单位改为“Kilometers”,选择Selection/SelectByLocation…,调出位置选择对话框,勾选“Point”作为选择要素,选择“在一定距离内选择”,并将“Road”要素作为距离参考,键盘输入参考距离为“100Kliometers”,点击“OK”,得结果为:
选择出来“大直镇”
在目录表中鼠标右键点击图层名“point”,选择其属性框可以看到一条记录颜色改变,结果如下:
②面状图层的相邻选择查询:
选择Selection/SelectByAttributes…,出现条件组合查询对话框,设置“Layer”为“county”且查询条件为“Area>70000”,查询结果为:
查看其属性对话框可知,有一条记录颜色改变:
③包含查询:
选择Selection/SelectByAttributes…,出现条件组合查询对话框,设置“Layer”为“point”,利用鼠标在文本框中输入“name”LIKE“灵山县”,点击“Apply”,符合条件的点只有一个且颜色改变,关闭对话框;点击“point”图层,选用菜单Selection/SelectByLocation…,调出位置选择对话框,做如下设置:
点击“Apply”,可得查询结果如下:
“在多边形“灵山县”内的所有点状图层的颜色改变”:
④、空间连接:
查看“point”属性对话框,可以看到:
在快捷菜单中选择“JoinandRelates/Join……”,设置对话框,并将输出结果保存为“E:
\软件\地信\114130630杨建永地理信息系统实验2\空间连接Join_Output.shp”,点击“OK”,系统自动生成新的点状图层“空间连接Join_Output”,将其加载到框架中,要素的属性和“point”一样,如下:
二、空间缓冲区分析:
1、多边形要素邻近区分析:
启动地图文档“二次实验原图”,首先打开图层的特征定义对话框,更改单位为“kilometers”,在窗口中点击“ArcToolbox”展开“ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity”,鼠标双击“MultipleRingBuffer(多个环状邻近区)”,出现设置对话框,设置如下:
点击OK继续,软件出现处理过程提示窗,待处理完毕后,可以得到如下结果:
接下来为每个邻近区计算面积,鼠标右键打开“Buffer1”的属性表,选择属性表右下角按钮“Option/AddField……”在随后的对话框中定义所增加的字段:
Name:
Area、
Type:
Double、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字段名,在快捷菜单中选择“Calculate……”,出现系统提示,选择“YES”,可以得到结果为:
2、线要素的邻近区分析:
启动地图文档“二次实验原图”,首先打开图层的特征定义对话框,更改单位为“kilometers”,在窗口中点击“ArcToolbox”展开“ArcToolbox/AnalysisTools/Proximity”,鼠标双击“MultipleRingBuffer(多个环状邻近区)”,出现设置对话框,设置如下:
点击OK继续,软件出现处理过程提示窗,待处理完毕后,可以得到如下结果:
载入“buffer1”加以叠合,可以看到缓冲区分析的结果图为:
三、空间网络分析:
`
原图:
1、建立网络数据集:
启动“ArcCatalog”,选用菜单“Tools/Extensions……”,勾选“NetworkAnalyst”,则网络分析拓展模块被加载。
在左侧目录表窗口中打开实验原图,可看到一系列的数据项,点击Road,在右侧窗口中点击标签“Contents”,用鼠标右键在左侧目录表中点击Road,选用快捷菜单“NewNetworkDataset……”准备新建网络集,提示:
Enteraname…………:
road-ND,按“下一步”,点击按钮Connectivity……显示遵循默认值,按“下一步”,两次选择“NO”……(参照实习教程P196—P197),最后的到:
2、产生最佳路径:
启动ArcMap,打开地图文档“网络分析原图”,更改单位为“Meters”,选用工具菜单调出网络分析菜单条“NetworkAnalyst”,并加载上一步建立好的网络数据集(road_ND.nd),选择“NO”,利用网络分析菜单条中的图标
,在地图上输入两个站点,站点1在最南端,站点2在市中心的位置,利用按钮
,可以生成站点1到站点2的最佳路径,结果如下:
还可以在站点1和站点2之间添加障碍,从而改变路径;
3、产生服务区:
要求产生离开点状要素50米和100米的服务区范围,在网络分析菜单条中选择NetworkAnalyst/NewServiceArea,可以看到目录表中出现一个特殊的图层ServiceArea,在目录表中鼠标右键选择“ServiceArea/Properties……”点击标签AnalysisSettings和PolygonGeneration,依次进行设置,参数参照(P205),按“确定”键返回,鼠标右键点击“Facilities(0)/LoadLocations……”,出现对话框,在第一行的下拉菜单中选择图层“Point”,按“OK”,则点要素被加载,点击图标
(Solve),产生点要素的服务区多边形,分别有50m、100m两种交通成本。
结果图为:
4、基于网络的设施服务水平分析:
(1)、建立网络数据集,启动“ArcCatalog”,选用菜单“Tools/Extensions……”,勾选“NetworkAnalyst”,则网络分析拓展模块被加载。
在左侧目录表窗口中打开实验原图,可看到一系列的数据项,点击Road,在右侧窗口中点击标签“Contents”,用鼠标右键在左侧目录表中点击Road,选用快捷菜单“NewNetworkDataset……”准备新建网络集,提示:
Enteraname…………:
road-ND,按“下一步”,点击按钮Connectivity……显示遵循默认值,按“下一步”,两次选择“NO”……(参照实习教程P196—P197),最后的到:
(2)、获得有效服务区:
启动软件,加载“空间网络分析原图”,并加载“NetworkAnalyst”,调出网络分析工具条,添加已经创建的网络数据集“road-ND”,选择“否(NO)”,网络数据集被加载,在网络分析工具条中,点击按钮
,打开网络分析窗口,下拉选择菜单“NetworkAnalyst/NewServiceArea”,网络分析窗口中出现Facilities(设施)、Barriers(障碍)等目录,同时窗口中出现了一个新图层ServiceArea。
在网络分析窗口中,鼠标右键点击Facilities(0),弹出快捷菜单,选择“LoadLocations……”,进入对话框进行设置(参见P363)。
按OK键退出,Facilities括号中的数字由0变成64,地图上也显示出64个设施。
在网络分析窗口上,点击图层属性按钮
,进入LayerProperties对话框,选择AnalysisSetting标签和PolygonGeneration(多边形生成)变迁,作设置,设置参数参见P363……按“应用(A)”按钮,保存设置,按“确定”键退出参数设置。
单击网络分析工具条上的按钮
(Solve),运行网络分析程序,产生有效服务区,结果图如下:
消除服务区的重叠:
关闭网络分析窗口,网络分析工具条,地图窗口的标准工具条中点击图标
,展开“ArcToolbox/DataManagementTools/Generalization”,鼠标双击Dissolve,出现“Dissolve”对话框:
并进行设置,设置参见P365。
产生消除重叠后的服务区范围,可以看到服务区的很多部分已经超出了范围,需要进一步处理,即能获得有效服务区。
展开ArcToolbox/AnalysisTools/Extract,鼠标双击Clip,出现设置对话框,进行设置,并将结果存储为“Diss2”,最后得到有效服务区的结果图为:
四、空间叠合分析:
(1)、多边形归并:
ArcMap可以按属性归并要素,除了将相同类型的点、线、面归并为点簇、线簇、多边形簇,还可以对归并后的数据做进一步简化。
本练习将road归并处理,使road归并为county。
展开“ArcToolbox/DataManagementTools/Generalization”,鼠标双击Dissolve,出现“Dissolve”对话框:
并进行设置,设置参数参照P131,其中“InputFeatures”为:
Road……,用鼠标右键打开图层“Road_Dissolve”的属性框,选择Symbology标签,为每一个线要素定一种颜色。
但每条线要素在空间上是一个整体,在属性表中也只有一条记录,打开要素属性表,显示结果如下:
最后结果图为:
(2)、多边形叠合:
叠合处理过程:
首先在“County”属性表中添加字段“VALUE”,然后打开属性表,鼠标右键点击字段“VALUE”,选用CalculateValues&……,先提示计算结果没有对应的撤销操作,回答“是(Y)”,在FieldCalculator对话框下侧提示:
VALUE=,用鼠标点击输入:
Area/Perimeter,按ok键结束,可以看到字段VALUE被赋值,属性表如下:
多边形的叠合:
由于选择的原图中,只有一个多边形图层,故多边形之间的叠合,无法完成!
线图层和面图层的叠合:
展开工具ArcToolbox/AnalysisTools/Overlay/,双击Intersect,在对话框的InputFeature下拉条中配合文件夹按钮和下拉箭头,选择“County”和“E:
\软件\地信\114130630杨建永地理信息系统实验2\数据\Road.shp”,OutputbType(optional)下拉选择,输出的数据类型是线要素(LINE),其他选项均选用默认值,按OK键继续,在软件运行对话框中出现“Completed”提示后,关闭对话框,可以看到左面增加了一个线要素图层:
线和面叠合以后的结果为:
图中仅对黄色多边形做了叠加,其中
颜色的部分,为线要素叠加后的效果。
打开叠加后图层的属性表,可以看到属性为:
鼠标右键点击图层Road_intersect,打开属性对话框,选择属性窗口右下侧按钮“Option/AddField……”,出现设置对话框增加新字段:
Name:
Lenghth1,Type:
Float,
字符宽度为6,保留2为小数,按OK键继续,属性表增加了新字段Lenghth1,用鼠标右键点击该字段名,在快捷菜单中选择“CalculateValue……”结果为:
从上述属性表中可以看到有一个字段Area,所有记录纸Area的值均为:
80001.565,这是“计算范围”多边形叠合之间的面积,叠合处理中带入属性表AttributeofRoad_Intersect,鼠标右键点击字段名“Length1”,选择“Statistics……”,可以看到叠合后各段道路的长度合计值:
1122.4
故该计算范围的道路密度为:
1122.4/80001.565*1000=14.03(m/m^2)
5实验成果图:
(1)、空间缓冲区分析结果图:
(2)、空间网络分析结果图:
(3)、空间叠合分析结果图:
(4)、专题地图制作结果图:
6、实验总结:
1)、本次实验成败之处及其原因分析:
失败:
(1)、在查询过程中,未完成“统计图的产生”。
原因:
在做设置过程中,操作界面没有“勾选Useselectedsetoffeaturesorrecords”一项,故无法完成操作;
(2)、在做“空间缓冲区分析”时,由于事先原图选择不当,导致做出来的结果图有些模糊和混乱;
(3)、在进行“空间网络分析”时,由于原图的“线要素”的处理不当,导致在进行“考虑车速、单向行驶、道路互通”的空间分析时,无法按要求完成;
(4)、在进行“获得有效服务区”时,不知道什么原因,导致产生这样的结果:
(5)、在做叠合处理过程中,当字段VALUE被赋值以后,属性表在原来的基础上增加了两条记录:
变化后的属性表为:
(6)、多边形的叠合过程中,由于选择的原图中,只有一个多边形图层,故多边形之间的叠合,无法完成;
成功:
总体来说,本次实验还是算成功的;
(1)、在进行“空间查询和空间连接”时,能够根据具体要求,进行各类要素的查询和连接,也得到了不错的效果;
(2)、在“空间缓冲区分析”中,多边形要素分析做得也还算可以,虽然结果图有些混乱,但至少得到了正确的结果图;
(3)、多边形的归并一节,操作很顺利,结果也很好;
(4)、在做“线要素与面要素叠合”中,虽然没有对整个面图层做叠合,但是对该部分的叠合做的还是很好的,最后也得出了该计算范围的道路密度。
2)、做好本实验需要把握的关键环节:
(1)、做好本次实验,首先的关键是操作原图的选择,如果操作原图处理不好,就会导致做出来的结果图很混乱,很模糊。
起初做“空间查询”和“空间缓冲区分析”时,就是由于这个原因,所以最后做出来的结果图不是太好;
(2)、其次是对“ArcMap”软件的相关基础操作和基本工具调用的熟练掌握,倘若不熟知基本工具栏的设置和调用,是很难完成各类空间查询和各类分析的;
(3)、最后是对操作细节的掌握,每个微妙的操作都将导致结果不正确,所谓“细节决定成败”。
针对本次实验,只有充分掌握每一个操作,才能得到完美的结果。
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- 地理信息系统 实验 报告 地图 各类 分析