地理信息系统原理-实验3空间要点解析.ppt

武汉大学 GIS原理实验三 GIS空间分析 资源与环境学院 林承达 linchengda@mail.hzau.edu.cn 实验目的 在GIS的应用研究中，经常涉及多要素的综合问题。如进行各类规划与评价时，既要考虑各类评价因子数据的获取和模型计算，又要考虑评价单元的确定，这其中即涉及到多种空间分析技术，包括叠加分、缓冲区分析和网络分析等。 本实验的目的是让学生了解空间叠加技术和缓冲区分析技术的作用及应用方法。 实验要求 1、了解缓冲区分析技术的各类具体方法 2、了解空间叠加技术的个类具体方法 3、掌握利用ArcGIS软件来实现空间叠加技术和缓冲区分析技术 4、利用这两种空间分析技术，解决提出的问题。 实验内容 1、利用提供的实验数据，掌握在ArcGIS中如何进行缓冲区分析 2、利用提供的实验数据，掌握在ArcGIS中如何进行空间叠加分析 3、利用提供的实验数据，在叠加分析和缓冲区分析的支持下，解决提出的问题 实验技术 1、缓冲区分析技术 缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现。它是一种因变量，由所研究的要素的形态而发生改变。从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后获得的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为： 实验技术 缓冲区建立的形态多种多样，这是根据缓冲区建立的条件来确定的，常用的对于点状要素有圆形，也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素有内侧和外侧缓冲区，虽然这些形体各异，但是可以适合不同的应用要求，建立的原理都是一样的。点状要素，线状要素和面状要素的缓冲区示意图如图1 实验技术 2、叠置分析技术 叠置分析是地理信息系统中常用的用来提取空间隐含信息的方法之一，叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，同一地带，还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。 实验技术 从原理上来说，叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。根据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；根据操作形式的不同，叠置分析 可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新。 主要仪器及试材 1、硬件和软件 计算机 Arc/Info软件 2、所需材料 拥有多个图层的数字化的矢量地图（可选用本地区的地形图、土壤类型图、土地利用现状图或行政区划图等）； 本实验数据介绍 本实验数据放在文件夹的data目录下，实验数据为西安市的数字化地图，包括道路（network）、学校(school)、超市(Marketplace)和著名景点(famous place)四个图层组成，其中道路层为线图层，其他图层均为点图层 空间坐标的单位为米 实验步骤 注意，这里所介绍的实验步骤，只是介绍如何实现各种分析功能，并不是你们做实验时完成实验任务的精确步骤。完成实验任务的步骤要依靠你们在熟悉各种空间分析方法和操作的基础上，自己将这些空间分析方法综合应用完成。 实验步骤 1、缓冲区的建立 在ArcGIS中建立缓冲区的方法是基于生成多边形（buffer wizard）来实现的，它是根据给定的缓冲区的距离，对点状、线状和面状要素的周围形成缓冲区多边形图层，完全是基于矢量结构，从操作对象、利用矢量操作方法建立缓冲区的过程到最后缓冲区的结果全部是矢量的数据。 实验步骤 对一个区域内的点的影响覆盖范围（以1000米为例）做分析： （1） 对点文件school.shp进行分析操作，首先打开菜单Tools下的自定义模式选择Command标签； （2） 在弹出的Command对话框中（如图2）在左边的Categorie框中选择Tools，在出现右边的Command框中选择Buffer wizard，拖动其放置到工具栏上的空处，出现图标 实验步骤 定义单位：右键图层layers-属性-Unit, map和display选择Meters 利用选择工具 选择要进行分析的点状要素，然后点击 图标，出现Bufferwizard对话框，如图3，选择要进行缓冲区分析的shape文件（如School.shp），其中有选择要素和未选择要素时在Use only the selected feature复选框前打勾（仅对已选择主题中的元素进行分析），单击下一步 实验步骤 （4） 这是打开的