实习五GIS空间分析原理与方法(包括缓冲分析等详细步骤)

1、实习五空间分析原理与方法（选作一部份）备注：此实习地理科学专业不做，可课外时间练习。一、实验目的本实验目的是加深对空间分析如邻域分析、缓冲区分析、叠合分析、网络分析等基本原理与方法的认识；培养学生应用软件进行实际应用问题的分析处理能力。二、计划实验学时本次实验学时：4学时三、实验内容邻域分析（原理验证与应用试验）缓冲区分析（原理验证与应用试验）叠合分析（基于矢量和基于栅格的叠合分析）网络分析（网络分析模块的装入、原理验证与应用试验）四、实验所需数据指导老师提供（在网络服务器下载）。五、实验过程介绍邻域分析：邻域分析也称栅格窗口分析。邻域分析主要应用于栅格数据模型，这是因为地学信息除了在不同层面

2、的因素之间存在着一定的制约关系之外，还表现为空间上存在着一定的关联性。对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的（）栅格往往会影响其周围栅格的属性特征。窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在窗口中进行一系列计算，从而实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。1.验证实验:（1）原理验证：对层面采用X矩形分析窗口分别进行，r的窗口分析。的操作方法如下：从视图目录表中激活点主题。从【出现】菜单中选择【】命令对话框，在列表中确定统计类型，在列表中选择邻域形状，在中有四种类型：圆形矩形环型扇型圆设置邻域形状参数：TOC o 1-5 h z:半径，：宽

3、度、高度，：内半径、外半径，：半径、起始角度、结束角度。在复选框中选择表示邻域范围大小的单位，有两种类型：（）：在中定义的地图单位；（）：用栅格数表示邻域分析范围的大小。对层面采用X及X矩形分析窗口分别进行，和的窗口分析，同样对、和层面也作同样的分析，注意观察比较它们的原理。在中，X的分析窗口是以中心点为起算点，向右下方向开辟的窗口。统计类型是指，这个数的中数，若为奇数，贝ya；戈nl）1z、若为偶数，则：（a+a）。统计类型是指，分析窗口范围内统计2nn222值的种类。统计类型是指，分析窗口范围内统计值的范围。2）参数验证：分析窗口的形状与大小改变分析窗口的大小对层面采用矩形分析窗口、平均值

4、的统计类型进行窗口分析，由X3X5X7X分别改变其窗口大小，注意观察窗口大小改变后分析结果有何变化，窗口范围重合时分析结果有何变化。改变分析窗口的形状对层面采用X分析窗口、平均值的统计类型进行窗口分析，分别改变窗口形状：圆形、矩形、环型u楔型：观察其变化，考虑它们在实际中的应用。对于楔形分析窗口，采用X的分析窗口，注意观察、判别起始角度与终止角度的位置。.应用实验:由和文件夹给出的栅格层面是一个有疵点的，运用窗口分析的方法找出疵点，想办法恢复的正确状态。（）由层面进行X矩形窗口取值的窗口分析，得到的结果与层面相减，可判断出疵点所在的大概位置以及疵点的性质（突出或凹X陷）；对结果进行的运算，将远

5、远大于或小于周围值的点提取出来，既是疵TOC o 1-5 h z点所在位置（）。（）由层面进行X矩形窗口取值的窗口分析，得到的结果与相乘，得到疵点所在位置的高程值（）（）将原始有疵点的层面与相减，得到疵点处高程值为的结果。（）将这一结果进行X矩形窗口取值的窗口分析，得到的结果与层面相乘，并加以系数，得出疵点处的理论高程值。（）将这一结果与疵点处高程为的层面相加，就得到了恢复后的正确的（），与我们已知的正确（）相减，可看到最大误差为0.03，3均3值2为50.00，0误0差0标2准差为0.00。025，二缓冲区分析：缓冲区分析是用来确定不同地理要素的空间邻近性和邻近程度的一类重要的空间实习五空间

6、分析原理与方法（选作一部份）操作，通过本次实习，我们应达到以下目的：加深对缓冲区分析基本原理、方法的认识；熟练掌握缓冲区分析的技术方法。掌握利用缓冲区分析方法解决地学空间分析问题的能力。原理验证实验点数据的缓冲区分析在视图中添加层面并激活；【】菜单中选择【】命令；激活由产生的新栅格主题，point.shp在进行分析时，若选中了层面中的某一个或几个要素，则缓冲区分析只对该要素进行；否则，对整个层面的所有要素进行。（2线）数据的缓冲区分析:在视图中添加层面并激活；分别选中层面中的两条线，进行缓冲区分析，注意比较线的缓冲区分析与点的缓冲区分析有何不同。取消选定，对整个层面进行缓冲区分析，观察与前两个

7、分析结果的区别。（）面数据的缓冲区分析添加层面，进行缓冲区分析，观察面的缓冲区分析与点、线的缓冲区分析有何区别。2在应用实验:（1）水源污染防治:层面表示了水源（如：水井）的位置分布，要求利用缓冲区分析提出水源污染防治的方案：添加水源例如：水井分布的点主题。在【】菜单中选择【】命令。显示并激活由产生的新栅格主题，双击左边的图例，在对话框中可重新调整分级。新的栅格主题显示了区域内每个栅格距最近的水井的距离，其中蓝色的栅格距各个井的距离最近，对水源的影响最大；红色的栅格距各个井的距离最远，影响最小。在本例中认为距各个水井0在以1内的区域对水质的影响和污染最大，因此，在【】菜单中选择【】工具，可将W

8、以内的区域提出作为缓冲区进行专项的污染防治。受污染地区的分等定级：层面表示的是几个点状污染源，距污染源的远近不同，受污染的状况也不同，距污染源越近，受污染越严重，据此对污染源附近地区进行分等定级。对层面执行【】命令；对得到的新层面进行运算，分别提取W和的区域,分别得到层面和层面；对层面进行重分类运算（【】菜单中的【】命令）,使得原来的（）值为0(）值为，得到层面。将层面与层面相加（【】菜单中的【】命令），得到分等定级的结果层面。）城市化的影响范围：层面表示的是城市化进程中的一些工业小城镇，还包括一个自然生态保护区在层面的属性表中，其类型为。这些小城镇的城市化会对周边地区产生一些扩张影响，但自然

9、生态保护区周围的范围内不能有污染性实习五空间分析原理与方法（选作一部份）的工业对因此其城市化的范围就受到限制。层面中的自然保护区图斑执行【层面；对】命令，得到对.类为两类（0得到对的区域，得到菜单下的】命令，得到层面中的除了自然保护区的所有图斑执行【层面；运算，提取层面，并层面对进行重分），使得原来的，改为1层面进行将.层面与层面。层面；层面进行运算，提取的区域，得到层面；层面相乘，得到城市化范围叠合分析：多层面叠合分析是空间数据分析的基本方法，包括栅格数据的信息复合分析与矢量数据的叠置分析，本实验的目的在于：加深对多层面叠合分析基本原理、方法的认识；熟练掌握多层面叠合分析的技术方法。3结.合

10、实际、掌握利用多层面叠合分析方法解决地学空间分析问题的能力。基于栅格数据的叠置分析原理验证：添加层面和层面，并利用【】菜单中的【】命令进行栅格层面的叠加，观察其结果；应用【】菜单中的【】命令，分别将和层面进行重分类，使得原有的数据为0再进行叠加运算，观察其结果与上一步的结果有何不同，考虑其原因。（2）应用分析:层面和层面分别表示的是一些小工业镇区的城市化范围及其附近一个自然保护区的保护范围，要求利用栅格数据的复合分析，计算出这些小工业镇区的城市化范围：添加层面和层面，从【】菜单中选择【】命令，执行运算，得出所求的范围。2加基于矢量数据的叠置分析:中矢量数据的叠置分析是在模块的支持下进行的，首先

11、在【】菜单中选择【】命令，添加模块）融合分析：添加层面并激活，从【】菜单中选择【】命令,选择命令，执行下一步（2在）随后出现的对话框中选择要进行融合的层面，要进行融合的属性字段以及确定融合后的结果文件的名称与路径，完成后按键点击融合后的结果层面，观察其属性，与层面进行比较。可以看到，层面是将层面中属性字段值一样的要素进行合并。合并分析添加、层面并激活，执行【】命令，选择实习五空间分析原理与方法（选作一部份）命令，执行下一步。从列表中选择要进行合并的层面，确定输出的文件名称、路径，执行操作。由结果层面及其属性可以看出，进行合并后，它们的属性及图形都进行了合并。裁剪分析添加并激活、层面，执行【】命

12、令，选择命令，执行下一步。从列表中选择要进行裁剪的层面（）以及用来裁剪的层面，确定输出的文件名称、路径，执行操作。（3进）行裁剪的层面与用来裁剪的层面的不同，若只想对进行裁剪的层面或用来裁剪的层面中的某一个或几个要素进行操作，可将其选中后再执行操作。在这一步时，就可选择选项。4由）结果层面及其属性可以看出，裁剪分析是以用来裁剪的整个层面与被裁剪的层面进行运算的，输出结果将继承进行裁剪的层面的所有属性。相交分析添加并激活、层面，执行【】命令，选择命令，执行下一步。从列表中选择要进行相交分析的层面（）以及用来相交的层面，确定输出的文件名称、路径，执行操作。（3由）结果层面及其属性可以看出，相交分析

13、是以用来相交的层面的中的要素（全部或一部分）与被相交的层面进行相交运算，输出结果将继承两层面的所有属性。由相同的两层面进行不同的分析（和），比较它们的结果有什么不同，体会它们的原理及应用。合并分析添加并激活、层面，执行【】命令，选择命令，执行下一步。从列表中选择要进行合并分析的层面（）以及用来合并的上覆层面，确定输出的文件名称、路径，执行操作。3由）结果层面及其属性可以看出，合并分析是以用来合并的层面的中的要素（全部或一部分）与被合并的层面中的要素（全部或一部分）进行合并运算，输出结果将合并两层面的所有要素，并继承两层面的所有属性。将分析的结果与前两种分析的结果进行比较，注意观察分析的特点。按

14、空间位置的属性联接分析联接分析是将两个层面按相同的位置进行属性联接，根据数据类型的空间关系不同，可分为三种：最近距离、是否在内部和是否是其一部分。其中，进行联接的层面的属性表称为目标表，用来联接的属性表称为源表最近距离当一个点层面（源层面）与一个点层面或线层面（目标层面）进行联接分析时，进行最近距离的联接分析，同时增加一个距离字段到目标表中，用来记录目标层面中的要素与最近点的距离。添加并激活、层面，执行【】命令，选择命令，执行下一步。从列表中选择目标层面（）以及源层面（），确定输出的文件名称、路径，执行操作。是否在内部当一个面层面（源层面）与一个点（或线、面）层面（目标层面）进行联接分析时，进

15、行是否在内部的联接分析。添加并激活、层面，执行【】命令，选择命令，执行下一步。从列表中选择目标层面（）以及源层面（），确定输出的文件名称、路径，执行操作。是否是其一部分当两个线层面进行联接分析时，属于是否是其一部分的联接分析。以下两个线层面，分别表示的是某一公路网及这一公路网中需要维修的路段，现需要将需维修路段的属性添加到公路网中，方法如下：添加并激活、层面，执行【】命令，选择命令，执行下一步。从列表中选择目标层面（、以及源层面（）,确定输出的文件名称、路径，执行操作。网络分析：网络分析是空间分析的重要组成部分，它的主要内容包括：寻找最佳行进路线，如：找出两地通达的最佳路径。确定最近的公共设施

16、，如：引导最近的救护车到事故地点。创建服务区域，如：确定某零售店的服务区域，从而查明区域内的顾客数等等。通过对本实习的学习，应达到以下几个目的：加深对网络分析基本原理、方法的认识；熟练掌握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间分析问题的能力。对话框中选中空间分析扩展模块。网络分析模块的装入从【】菜单选择【】命令，在（见图），单击，即装入寻找最佳路径例：为邮递员设计最佳投递路线，该路线应是投递时的最短路线，并选择最有效率的投递顺序。具体的操作如下：添加城市街道的网络线层面和投递点层面_从【】菜单选择【】命令。（）出现路径对话框，单击按钮，在下来出现的对话框中，从下拉列表中

17、选择街道层面属性表中的一个字段作为费用字段用来计算最佳路线，费用可以是穿过一个特征所须的平均时间或平均距离。从下拉列表中选择工作单位，工作单位确定了该路线的总的费用，在本例中选择（街区长度）作为费用字段，为工作单位。同时，视图中添加缺省名为“”的新主题来包含最佳路线。在）街道主题上指定投递起点（邮递员从邮局出发）及各个投递站点，可以采用两种方法可以选择访问站点：从工具栏中选择添加位置工具四，在线主题上用鼠标直接点击，确定起点与各投递点。按钮，在对话框中添加一个点主题在对话框中选择作为站点位置。当指定站点后，他们被加入到对话框中的站点列表的栏中。列表中第一实习五空间分析原理与方法（选作一部份）个

18、站点是投递路线的起点，其他投递点将以其在列表中出现的次序被访问；要改变访问次序，选中站点，用箭头工具在列表中移动它；按下必U按钮可删除站点。当指定站点后，他们被加入到对话框中的站点列表的栏中。列表中第一实习五空间分析原理与方法（选作一部份）邮递员投递完毕之后须返回邮局，选中对话框中的复选框，保证路线的终点是邮局；选中复选框，得出最有效的投递顺序。”，n是唯一的编号。Traveltoevent/Travelfromevent：指定路线的行进方向，Traveltoevent表示路线方向从设施到事件；Travelfromevent表示路线方向从事件到设施。单击solve按钮日，找出最近的医院，并显示最佳路线。最近设施的名称显示在Fac1的Label栏中，其距事件的距离显示在meters栏中。）创建服务区域：创建服务区时，必须指定行进方向，从某地点到周围地区或从周围地区到某地点。因为交通方式、行驶速度、单行线及禁止转弯等因素的影响，路线行进方向不同，服务区域将会不同。可建立两种服务区域：一般服务区和紧凑服务区。一般服务区比紧凑。服务区稍大，边界较为光滑，一般服务区可能会与行进实习五空间分析原理与方法（选作一部份）时间或距