实验四空间数据查询与分析ArcGISWord文档格式.docx
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表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据,可以是图形、图像、文字、表格和数字等。
它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容,一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。
在某一尺度下,可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。
有两种基本方法来表示空间数据:
一是栅格表达;
一是矢量表达。
两种数据格式间可以进行转换。
实验数据
Data4数据或学生自己准备于该实验相关的数据
三、实验内容及步骤
本实验方法是学生自主实验,实习手册只简绍涉及到空间查询与分析部分软件的操作,具体试验内容采取学生自问自答的方式进行,即学生根据所学知识,自己设计有关空间查询与分析的实际问题,并通过实验来回答问题。
要求至少列举一个空间缓冲分析的案例,一个网络分析的案例,然后通过实验来分析解决。
1、空间查询
1)利用图形查询属性
●直接点击图形查询属性(Identify)
选取Identify
工具。
用这个工具点取要素(点、线、面状)时,弹出IdentifyResult(查询结果)对话框,显示该要素的属性值。
如下图:
2)框选图形查询属性(Selectfeature)
●然后点击工具栏上的Selectfeature图标
点取想要选择的要素,被选择的要素颜色改变,在快捷菜单上选择OpenAttributeTable,可以看到属性表被选择的要素的属性记录也改变了颜色。
●可以按住shift键,对地图上的多个目标要素进行选择,
●可以对工具栏的
的下拉菜单或在图形区右击显示的菜单上选
3)用户绘制范围选择图形查询属性(DrawPolygon)
在地图下方的Drawing工具条上可以选择多个应用需要的图形,
具体操作:
●在Draw工具条上选择一正方形,在图形上双击左键完成图形的输入,再在基本工具上点击
,再用鼠标点击刚输入的图形,在菜单上选用Slection/SlectByGraphics,后可以看到凡被图形包含或相交的地理要素被选中,颜色发生改变。
SelectAll(表中的选择全部)
4)用Find或条件查找
●Find(用字符串查找记录)在基本工具条中单击图标
,在弹开的Find对话框的Find框中输入特定字符串“宿舍群”(注意不含引号),对话框的下部会出现查到的记录。
●条件查询用鼠标右击图层名“宿舍群”,在快捷菜单上选择
,打开属性表,在属性表的右下侧,点击Optinos/SelectByAttributes…,出现如下对话框
●SortAscending(表中的升序排列)///SortDecending(表中的降序排列)
在属性表上的任意字段上鼠标右击,在弹出的菜单上有:
5)分类汇总
●在字段上点击鼠标右键,在弹去的的菜单上选择Summarize..,出现数据汇总对话
2、空间分析
空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术,其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据,是将空间数据转变为信息的过程。
空间分析是地理信息系统的主要特征。
空间分析能力(特别是对空间隐含信息的提取和传输能力)是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面,也是评价一个地理信息系统的主要指标。
空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。
这里主要要以叠加分析、缓冲区分析和网络分析为实验内容
⏹叠加分析
叠加分析是确定不同图层间一种空间位置关系的分析,通过空间叠加关系进行叠加分析。
叠加分析分为矢量叠加分析和栅格叠加分析,对于每一种叠加分析又有一下具体的分析功能:
Erase(擦除或者扣除)、Identity(一致性)、Intersect(叠加求交)、SpatialJoin(空间连接)、SymmetricalDifferer(对称差异或叠加求交的补集)、Union(叠加求并)、Update(叠加更新)。
1)矢量叠加分析
矢量数据:
实验四\data4\华师(分区和建筑物)
注意事项:
一定要注意图层的添加顺序。
Erase(擦除或者扣除)
被擦除图层(其部分图层被扣除)
用于擦出的图层(依照该图层的范围在上面图层上扣除)
扣除前
扣除后
Identity(一致性)
Intersect(叠加求交)
蓝色为分区范围,绿色块为分区与建筑物的交集,褐色为没有在分区范围内的建筑物。
SpatialJoin(空间连接)
SymmetricalDifferer(对称差异或叠加求交的补集)
Union(叠加求并)
Update(叠加更新)
2)栅格叠加分析
矢量转栅格:
建筑物
分区
⏹加
⏹减
⏹缓冲区分析
缓冲区分析是邻近分析(ProximityAnalysis)的一种.它主要用于确定某个要素(点、线、面)的影响范围或指定距离的区域。
比喻河流涨水时的影响河岸两边的范围程度。
在ArcGIS中,缓冲区分析可以应用缓冲区(Buffer)工具集和缓冲区向导(BufferWizard)进行,这里选用前一种使用方法。
1)点区域缓冲分析方法
●在ArcMap中新建地图文档,加载图层:
Hotels,point
●打开Arctoolbox,执行命令<
SpatialAnalystTools>
-<
proximity>
-<
Buffer
,如下图所示:
缓冲区分析工具:
双击Buffer工具,打开缓冲区对话框,如下图:
这里需要说明一下的是距离有两个选项,线性单位和值域,当选择线性单位时,可以制定固定的距离和单位。
当选择值域时,按照字段设置缓冲区的距离,也就是说从该要素的数字字段中指定一个字段作为距离字段。
点击OK,生成点的缓冲区:
2)线图层的缓冲区分析
同样按上述步骤操作,输入线要素。
并进行输出要素类以及距离或字段的设置。
也可以选择要素层的感兴趣的目标进行缓冲区分析。
这里不作详述。
3)面图层的缓冲区分析
加载面要素River.shp,类似于上述操作步骤。
点击OK,得结果
缓冲区前的显示
缓冲后的显示:
也可以使用多环缓冲区工具建立缓冲区环。
双击
,打开对话框,再进行距离的设置,分别输入1/2/4三个距离,使用添加按钮(+)分别将去加入列表,单位为公里,如图:
⏹网络分析
网络分析:
网络分析是GIS空间分析的重要组成部分,是对地理网络,城市基础设施网络(如各种网线、电缆线、电力线、排水管道等)进行地理化和模型化,基于它们本身在空间上的拓扑关系、内在关系、跨度等属性和性质进行空间分析,通过满足必要的条件得到合理的结果。
主要有两类网络:
一类为道路(交通)网络。
另一类为实体网络(比如河流、电力网络)
,它的主要内容包括:
●最佳路径分析,如:
找出从A地出发通达B地的最佳路径。
●服务区域分析,如:
引导最近的救护车到事故地点。
a、加载空间分析NetworkAnalysis模块:
在“Tools”菜单中选择“Extension”命令,添加NetworkAnalysis模块
NetworkAnalysis工具条:
b、在ARCGIS中,网络分析扩展主要由三部分构成:
建立网络数据集的向导(在ARCCATALOG中)、NETWOEKANALYSTWINDOW(网络分析窗口,在ARCMAP中)、NTTWORKANALYSTTOOLBAR(网络分析工具条,在ARCMAP中)
1)网络数据集的建立
在ARCMAP中,打开ARCCATALOG,导航到E:
\GIS相关\gis_ex09\ex16,可以看到一系列数据项,在road图层上右击,出现新数据集对话框,并按需要进行相关设置,点击下一步
建立好的网络数据集(灰色部分):
2)最短路径分析:
●在arcmap中打开地图文档\ex16.mxd,可以看到3个数据框架,激活Dataframe1,该数据框架有两个图层:
●加载刚建立好的road_ND.ND。
出现一个对话框,选择“否”,加载的网络数据集的几何形状和道路层一样。
再NetworkAnalsyt\newrout。
出现三个目录,在网络分析菜单上点击图标
,光标变成一个小旗子,在地图的最南端的站点上输入一个站点,在最北端的站点上位置输入另一个站点,并点击
(solve),可以看到两点的最短路径:
(两点的最佳路径)
多站点的路径选择
删除Pick1/pick2,再右击stops(0),选择LoadLacatinos,出现对话框,选择图层“停靠站”点击OK后可以看到6个点要素被加载,与停靠站点的位置完全是重合的。
在
,点击属性,出现路径图层对话框,选择标签Analysissetting:
点击“确定”后,再点击
图标,出现6个站点顺序优化的路径:
鼠标右键点击STOPS(6),选择Openattributetable,可以查看网络站点的相关信息。
3)确定最近设施
例:
在交通肇事现场寻找最近的医院,本练习是在4个设施(Facility)“医院”和15个事件(Incident),也就是事故发生现场之间选择最佳路径。
●加载两个.shp文件,del_loc.shp和hospital.shp。
鼠标右键选择Dataframe3/properties../general,选择地图显示单位为“米”。
●再加载s_fran_ND后出现对话框,选择“否”,点击OK,完成网络数据集的加载(前面已经说明网络数据集的建立的方法)。
●在网络分析菜单上选择/NEWCLAOSEFACILITY可以看到目录中出现“最近设施”的图层
●网络分析窗口出现4个目录,鼠标右键点击设“设施”/LoadLoacations..,出现LoadLoacations对话框,选择hospital,点击OK.可以看到4个要素被加载。
同样方法加载15个“事件”
在网络分析窗口上点击“最近设施”的图层,出现对话框,并进行如下设置:
,则出现如下目标图:
(为15个事件分别查找各自最近的设施)
4)产生服务区域
其过程跟上述相似,用如下菜单完成。
(医院的服务范围)
四、实习要求
根据实习内容,完成自主实验,要求:
1、自己设计一个空间缓冲分析的问题例,利用空间分析方法解决问题(要求基于矢量和栅格两种数据格式完成缓冲后的叠加分析;
2、自己设计三个网络分析的问题(最佳路径、最近设施、最优服务区),利用空间分析方法解决问题;
3、完成上述实验,提交实验报告和实验成果数据。
(注:
可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!
)
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