实验四空间数据查询与分析(ArcGIS)

1、精品实验四空间数据查询与分析一、 实习目的1. 掌握空间数据查询与分析的原理与方法。2. 掌握空间数据查询与分析的内容与技术。3. 结合实际，掌握利用叠加、缓冲和网络分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、实验准备预备知识空间数据的查询与分析是GIS 的基本操作功能，数据探查包含属性数据查询，空间数据查询，地理可视化。空间数据分析包括矢量数据分析，如缓冲、叠加、地图操作等；栅格数据分析，如局域、领域等分析；地形制图和分析；空间插值；基于区域的分析；网络分析等。空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观

2、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

3、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 Identify0 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:-口 cuEt«rriet"修1从：| 邮傩，-胤雨TH.虹045IF_EE?BOIE ECIJDNE打 E的* 口O EAbr «lin2）框选图形查询属性（Select feature ）然后点击工具柱上的 Select feature图标点取想要选择的要素，被选择的要素颜色改变，在快捷

4、菜单上选择Open Attribute Table ,可以看到属性表被选择的要素的属性记录也改变了颜色。如下图：感谢下载载无行提 -Ar dap Arclxi'f o加 onDi中学4检通匚1A U，JF"3 E二受其标12E1 ES'NOTW 3T W3B.* 0 W “ jJ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Go Back To Prsvi oils Eh I entFlJiei Egm InFixed QutSelect Featurs5oIdenti fy.Center的 To Hext ExteiftPui To Sel&#

5、171;ctd Fatior est S elect i on.的下拉菜单或在图形区右击显示的菜单上选122B 25Full 取Snt Cl ear SelecledL Feature sCtrH-VData Fxame Properties.I Selseti on Tools Window Kelp迪电 Select By Attsribut”Select By Locati on. .JiJ-Zom To Selected FeaturesInteractive Sele cti on Met hod.Fan To Selected TeaturesOptions3）用户绘制范围选择图形

6、查询属性（Draw Polygon）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Slection/Slect By Graphics,点击 * ,再用鼠标点击刚输入的图形，在菜单上选用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。Select All （表中的选择全部）4）用Find或条件查找,在弹开的Find对话框的Find （用字符串查找记录）在基本工具条中单击图标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

7、层名“宿舍群”，在快捷菜单上选择Open Attribute Ttble，打开属性表，在属性表的右下侧，点击 Optinos/Select By Attributes，出现如下对话框Sort Ascending（表中的升序排列）/Sort Decending（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S Attributes (?f 宿舍群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1 *修丽pn营已府2n西区启冲3中区信QTL2珈中叵梦ten'I'LL 技on中尸好5。费中叵狡mnftiz热i北区技tan正

8、电技gn东区致4 1ZJSSuirwTiaiMt crciatci o new table Gontnining one voccrd For each unique value of the? 303bcd fie kJ. ©Imai rith 齐 toliGic。surninaiizina anv of the other ficlds.1.2.Soloat Qgld to oummariiM：I名做IZhoo±e nne or mae umrmarp ±rat赳fo he inrfurled in JHa output table:-FID|/| First

9、I I Ln盘3 SpoQify output table;|f 8黑56_口山"Itable ftaibi 4刈 库细心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

10、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）、Spatial Join （空间连接）、Symmetrical Differer（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）起uT通 3D Analrst TqvIs 等 AnaLyiia Tools ± 七 Extract|- Di

11、rerlayEm”" IdentityJ*法tl 社 J Ci LILSynHic=al Di £f er er Uni on，Updit 十 fe Proximi ty 用 & Statistics+1Cartography TqoIe"n.i 11匕E.Li口 JadtWpAtrd 亡*1自1国"itrX.LCMF工例1: r Trop 4 rah il.二ot T* ：Tbd 7叩心白 z*r11凶h二嗯 小i>Lfai 1.11. T stf jialxst Tnl T E-alw如T Usti C5utilyr T被擦除图层（其部

12、分 图层被扣除）尸5工| 一0. F=a扣除前扣除后Identity （一致性）1& k*!”-F打-口D- CflWA Xl-lllhHIItix rililnnmif-l阿第 hkE »»4 皿r上Ml MTJ 6jU. 1M.I.F tX-Zl-J4I M|-££ 期标再在占0 MIntersect （叠加求交）g *j-pn H ill Im hi 1 KII 题“同？ jrttTiijlFW 仙H 37 叼 L«r-i, H9 M4” IH WilIrl-I 丁制!脂口nilF1EM rsai.TriFBfiiiiliH E

13、UE.|九互七±rn-»Linwa仃0网 “3 1-a L 110 寓HELihtM 母卿区 武要1 1工liETd式Mt中郁正讯我t班Owtjul Ptiture ZLi：i3I ： ,序着 口、d:L*将用:分F _I.itCTS tc L, sLpJc inXt trzlmt tsjIl 7 fflEt liLC rvti nxaJ. J»1*11W -+（： *1 隼*、1盘工研点ai|*Kittii*K*iwr ILEirt工苔安:3 ElrLEpi.E 中明JI.HHK4 At r«ftricM riam *W.jHIw. riw wWl&q

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15、rensmii g电亡（TiMfy It A I input! are p"ygon!i th* DLitixiT farur# class will comsivi pc vgona If cne ir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。Spatial Join（空间连接）layers attriBLle tabs are21由把同词ta anahef I的空位JtUibdB b»ad or IhaChrtpuA Ft itnrs 门口二pT#妙匚、Li W 曲币，逢也为_二尸I >二nllpTgin Zjcriitjgn f

16、aptaonil.i |二口一次1一爪_口或M E册p nil T 七 F« i-iur *x lci i e-31&1.）F i tli 5/ of J&m1好匕而al l EEA 温口 f如ee三 r，M»津我近L CRM* 津我运I上通门】I &新 Ofl3t）I JMG仃乜闻 济明心7t盘出仃mHjj名歌m国一国守1才凡（ Ic rations of thefeatures11be 旧口 lay&sCl<L a tHM JtRi.i«U>Lfe o=" D-口 lfeRll_ Esp'.LTi,

17、* 11 kKdjnii T*di-； iti*1711 s Tula-也 llLii-Hri-每i Dwlqr/fa ui1J=al 讦5>_ _ =缗客_雪畀理宫茸国一-Q 乂区rus m Itll. E ibwl H3E ut，孔羯一里".a- 1*. 口 $43)Ilkn” PaJk.CMUij4 3S，3U U_ELI UJI4 H,一 I «f,一一a1更-1Iii *rH 片”，RI-*1« 胃he «m l irtnrtil n三口犯L MLfbtoiiit i”rZL TI2II211，» R<AE «r

18、5LB< ryH-i rt %lrfi|J公苑H九d川a ”ILE *1.押1修£11 ?rrrri了Z 1FF，1f*： 1立-LE /rLW r，""Qw *”虹，id引，1辞鼻”川0 HHE "ruid 1% 川9 M m1LI *FZZI4o 立HE F3L& rjH-ir44 N”Xr12 »dl8-Ji- “14Q ”IE *f“押nrIr mi riP> XI FEIH WEn mua口灯JIE *mw rajm rat1U Ftjd iHN211*10 一9LE *“LX |qiri hUraK 叮ii V5

19、5J9iii力”0*li %IreLJ*3 ,川“KE«n PH4中i L iul r|Ui>aJ-ii llfthiJ-3 ATIIeli口 W*0E3?iJ-fig 2口移>1 I fift-Fim ia»Mli 4W2tHdvin PA相行”，1牛I J kil r|p>1LjJ WwX Itail35-I'K41m37|S ir-Ki；41 Jiqt iiwz?lIVn F*HE tMLK l，H”麟1，lul F|(itt:i«1生:il >4441?口sir 不riLr-GTr办li MiraiJi IL<M炉 r

20、iKi-“SO口3Ed，71；C4|.r廊|pnI|.EV NESIi r ii4isMl口 q4i 1 Bui FU11 IK MS-il.111. HMlIIMLdh口上号HE *MLX lraLir«H KiIfIFFh1IMmri/r- *nE等riirt r'w-irfMira：199 "-35-5 lit*.上匕lifef r*?E3?IJ-jEl I -'Ifl I4»lJI EXX>r- N<ni? -riiji f ir* *MEmf: Sfl| |a »h9km- M UtacudL= JEETdIUri

21、MP 3vta<>Ctan |Symmetrical Differer（对称差异或叠加求交的补集）即1钟Erkx*TJmlHjr iMttrgE;P白U。Joi匚 二FiT-Ie*,匚Pl E'IulmIpdisteFi C'liti tj BlUllU'CI 七口纪吁蚓 n-h .twex an. Tcil e WL'*皂 TmJs . 3“曰和5n&w .k. fflfar.LfOWL T uuiLhig T«cl i诵。Midjfl .i ir % f4r4-Ti! a To 114 tioLs I >iCch T>

22、;dl. I. air AjlbJver Tdr til jits.心MMe HFir Tial-E 1.3 x± Jul 口 Ta-liStall ss.is Ta rldhi MG兴i T： dsfeeIs口0gE |rit=2jZ>1 G T； -A &SeZJ 3I一 E / 口口,导 / fLiLJlJrtfTJH直日匚o取i j =a目回I E十厂户一Union （叠加求并）方 lihn til y 产 1=1 !： 14C1 产 fjjitS J J dn. 产Vni an1gl)Lh t»Bl 6 PriHtF.i iyr T电 StitiTt

23、ie? 嘉 Uw1*prqW Tool s 小Etm羯I，疝3 GJ Twl?多 MW Irrt 丁方父此口Cy 手 JVa 3sM第小r Ttdii & XiH&dLy Tc II .奇 teM 14U StLC d 红IM -通m « rKi n( I - 3Mk Uds 通2 H j dm ±Tisii «n T*d± i Bc-Ih " h 5疝乃七 T?'：«1 i 礴方“1”Si aMnti看s: l*d-Gqi 5wtw 1-tols珏加凡 indfit T04l1eS为341 Al J Kti

24、eE T*Tk匕球 MaIyM Txhc_LUpdate （叠加更新）J MEtlpdAte：_iii_jh子三二二、，的改npot Pe 4*，!nr*-i|E.t*若半肺旧区血l-Fjddtr f«6tw«T户1实里幽尊闹il蜒俎的 现Cktjffld- P tBlw« Cl旧 再例皿独田 华而廿直_附小即 曲回国rnrvr -XY Tolerflihc*(eiptlonaQ_ Bkrd4ra QrHemJ)HT Tfclflrwe*rhe minEum d stsnce EcpaTatng ail fe 己Ure u训dm总号md照and wticf i|

25、as 'i m 1h« di&lance a cocinartE a&n mnve in X cr Y tar bolh. You cin as the 逾 j« is M hjghHfcVn 市前 hai 1fbge CQC rdin;itF acctiribv and warfc - datasets Jbilhi exIrefTiy high 劣uguraeyCK,Lahud白iMGtnfHi.,«H备出口2）栅格叠加分析矢量转栅格：Fea-ture? tn Raster? XInput Features:围委验四Idat尚华师健1三

26、j |j|Field：丘地.Output cell size;OutpiA raster;n U |cDocunnerits 小屁 Settir»gfAd建筑物?I|XInput fetur&s:Field!Output 二 ellE：（实验四M441 组而别i ；回Output raster:CDocuments and SettingsAdOKCanc&l分区-电| RThU-.y117sIwll，11cllLi *< IhM-Mril 户 JkLi. /'k i il lu Ctw u # Uu-k > I.Hvi IBh Pk niail?

27、T l!llL34.1 EB重TEl- S| tMAWid但 TdaIe * G* * la41li1 , Zwi k IXliM iJpk/ !( Lirj： Tn ulfc 函；,n *drkVJ” £.十r 4Hrfi<?«bn| 3?aLa， U vnvUTUrilE "!?r ，Ue4!>U*j A aLiI* Tg1al手 71i彰r"E"j，aiKnlc Auln： TadLc,手：叫小 fl| F-d>i»*1 i-n 加!11，4 T'X>Jj!"拿 主hlMTiilpr Q

28、 hLliJ EId i i-Li e Fails-*小界-n11M#41m，T3减缓冲区分析缓冲区分析是邻近分析（Proximity Analysis ）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（Bufer）工具集和缓冲区向导（Buffer Wizard ）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Spatial Analyst Tools 一 <prox

29、imity>-<Bufer,如下图所示：缓冲区分析工具：-I，Analysis Tools 4-0 Extract +1 OverlayFroscimi tyBuffer匚3r世Mt 电 ThicE4U.tlle KirtBearf QI At Di 武御2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

30、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。Jw Jk.ta. Trv t ；h 一什r-口火仃面 oH 41m，7*15i 苧 EEf0e* j 口*trlfty-& PrascziLty，Buffet尸1 UjT«al«J$ NUtipU 即飓 lufnt Di st.ir*ct由 Slxkx.t r±学工收LiC »ftv«rEi Eh 7401:0 i+ ft Ma yFfi Tt nl *flr«D

31、FKOL E. T«dL'K* Ln- Edu 电Icol* *he匕肌而泣壬附r4<iEI£rvfrr T”l,* Slftlitlics 7o*lr点击OK ,得结果缓冲区前的显示缓冲后的显示:Mhultiple Ring B口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:Ek tractOverl4yPr&ximi tyBufferCreate Thiessen f Multiple ai ng Buf NaurPoint Distanc

32、esit i s t i. cstography Tools lYtrsim TpvIs 也 Mhl电鼠电fiient Tools ceding T力。Is府虹 Bef&r&ncing TqqI tidimuisiDA TqqIsToolsStatLstics Tool总 lultiple Rine BufferInput FeaturesOKOutput Feature cl asAr e a_r i ng_bu££er. shpCancelfntxShowH dp »Environments.网络分析网络分析：网络分析是GIS空间分析的重要组成

33、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 Network Analysis模块：在"Tools ”菜单中选择"Extension "命 令，添加 Network Analysis 模块如分析0

34、回0Network Analysis 工具条:ExtensionsSelect the。泣?n5iqnw 1yoM 抑己n”口 uw已Arc 5 canNetwoik Analyst Spatial Afialystb、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）、NETWOEK ANALYST WINDOW（网络分析窗口，在 ARCMAP 中）、NTTWORK ANALYST TOOLBAR（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_e

35、x09ex16 ,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）j r iLujunypng MSOCich4 学刀工作 本机原数据 结果 遥感 Hew Fil囊 G包。d区七aihsi写电- New Fer sonal Geo dsiLtalNew1 _Sh&尸file，shp Ikw.Sh却电file (Z). shpCTI卜 p prrr§32mxdzhp町即HD Jimcti*' I st op shpTypeF oldeirM D ocwn ent.Sliape fileShap

36、eShape fx Lghapafile Nvtyrork DatasetSliapefiLeSLape:i_ e2）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Data framel,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Network Analsytnew rout 。出现三个目录，在网Netflark Dat as e络分析菜单上点击图标|Ct44ts HstirfirleToil|,光标变成一个小旗子,地图的最南端的站点上输入一个站点,在最北端的站点上

37、位置输入另一个站点,点击solve ),可以看到两点的最短路径:(两点的最佳路径)L 多站点的路径选择删除Pick1/pick2,再右击stops(0),选才I Load Lacatinos,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Analysis setting:点击“确定”后，再点击图标，出现6个站点顺序优化的路径esld = Arclap - Arclnfd I U XNl* Idi I Vi tv Insfirt -I.eM心n 工的白！ Wi ndav K«l>ppg H S 诗X|gc|弧|三|0&.口即J匾曜脑国闻£2 国四与、。制品& # 3GE - 邱金业汨 Hw上UaEt：+ 5alwLBt±2 4置直S胃Souroe Selscoign，广鼠标右键点击 STOPS(6),选才O Open attribute table ,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