中国矿业大学地理信息系统原理与应用优秀课程设计优质报告.docx
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1、中 国 矿 业 大 学GIS课程设计报告姓 名: 古 军 学 号: 07103257 学 院: 环 测 学 院 班 级: 地信 10-2班 目录实验2 矿区的基本编辑和处理32.1实验目的32.2实验环境32.3实验过程32.3.1将 CAD 格式的电子矿区图处理成 Shp 格式的数据文件32.3.2提取图中的高程图层(点图层),完成 TIN的创建和DEM生成72.3.3生成坡度、坡向8实习3 GIS 矢量数据空间分析123.1实习要求123.2实验思路123.3实验步骤123.3.1主干道污染噪音缓冲区123.3.2名牌高中覆盖缓冲区分析133.3.3商业中心影响范围建立133.3.4名胜古
2、迹影响范围建立133.3.5进行叠置分析143.3.6对整个市区住房条件进行评价153.4实验总结17实习4 GIS栅格数据空间分析之学校选址184.1实验目的184.2实验内容184.3实验要求184.4实验思路184.5实验步骤194.5.1.高程数据派生出坡度数据194.5.2.娱乐场所距离关系缓冲区分析194.5.3.现有学校覆盖缓冲分析204.5.4.重分类各层缓冲区分析图层204.5.5.重分类土地利用数据集224.5.6.合并各数据集以找到最适宜位置234.6实验结果分析24实习5 寻找最佳路径255.1实验目的255.2实验思路255.3实验步骤265.3.1创建成本数据集26
3、5.3.2计算成本权重距离函数285.3.3求取最短路径295.4实验总结30实习6 GIS地形表面空间分析316.1实验内容316.2实验要求316.3实验步骤316.3.1地形坡度信息:316.3.2地形坡向信息:326.3.3地形起伏度信息:346.3.4地形粗糙度信息:366.4实验总结36实习7 入城高速公路配套停车场的选址分析377.1实验目的与要求:377.2实验数据与思路:377.3实验步骤:377.3.1在距公路出入口500米的范围内:377.3.2有空地可供利用:387.3.3处于商业区内:397.3.4相交处理407.3.5回答问题:满足条件的地块有多少个?417.4Ar
4、cGIS实验总结:42实习8 最短路径问题分析与应用438.1.实验目的与要求438.2.实验思路438.3.实验步骤:438.3.1.无权重最佳路径的选择438.3.2.加权最佳路径选择448.3.3.按要求和顺序逐个对目的点的路径的实现468.3.4.阻强问题478.4.实习总结48试验2 矿区基础编辑和处理2.1 试验目标经过本试验,掌握CAD数据和GIS数据交换方法,2.2 试验环境ArcGIS Desktop10;2.3 试验过程2.3.1 将 CAD 格式电子矿区图处理成 Shp 格式数据文件在ARCMAP下打开全部CAD格式数据图层,在selection下选择select by
5、atttributes,把layer选为MCoal.dwg Polyline,键入公式:Layer = 巷道,选出巷道线层,然后输出图层;一样方法,把layer选为MCoal.dwg Polygon,制作出巷道面层,然后显示两图层。图2. 1CAD数据图层图2. 2选择要输出图层输出图层为Shapefile文件:图2. 3输出为Shapefile图2. 4输出为Shapefile图2. 巷道面、线图层用一样方法先在CAD下找出所要选择地物属性,然后分别制作出要求井田边界、水系(水库、水渠、河流、鱼塘)、道路层(铁路、公路)、居民地层。图2. 5居民地层图2. 6公路层 图2. 7水系层图2.
6、8 井田边界层图2. 9全部图层显示结果2.3.2 提取图中高程图层(点图层),完成 TIN创建和DEM生成 1)在selection下选择select by atttributes,把layer选为MCoal.dwg Point,键入公式:Layer = GCD,选出高程点层,然后输出图层。图2. 10高程点2)实施工具栏3D分析中菜单命令3D分析创建/修改TIN从要素生成TIN;3)在对话框从要素生成TIN中中定义每个图层数据使用方法;4)确定生成文件名称及其路径,生成新图层tin5。图2. 11生成TIN 5)实施工具栏3D分析中命令转换TIN转换到栅格,图2. 12tin转栅格2.3.
7、3 生成坡度、坡向 1)编辑图层tin属性,在图层属性对话框中,点击符号选项页,将边界类型和高程前面检验框中勾去掉; 2)在添加渲染对话框中,将全部边用同一符号进行渲染和全部点用同一符号进行渲染这两项添加么TIN显示列表中,将TIN图层局部放大。图2. 13 tin符号设置图2. 14符号设计后tin 3)打开tin转栅格后图层,实施菜单命令3D分析表面分析坡度, 指定各参数,得到坡度栅格Slope_tin5_T1:图2. 15 Slope_tin5_T1 4)关闭Slope of jddtingrid显示,实施菜单命令:3D分析表面分析坡向,得到坡向栅格:Aspect_tin5_1图2. 1
8、6 Aspect_tin5_11.3.4建立缓冲区和空间位置选择 1)在selection下选择select by location,输入对应图层数据,建立水体200米范围内全部居民区。图2. 17select by location图2. 18建立水体200米范围内全部居民区 3)打开菜单Tools,选择Buffer Wizard,设置多种参数,生成公路 1000米缓冲区。图2. 19生成公路 1000米缓冲区实习3 GIS 矢量数据空间分析3.1 实习要求利用ArcGIS Desktop10,使用空间分析中缓冲区分析和叠加分析工具作择房分析,择房要求有:离关键交通要到200米以外,距名牌高
9、中在750米以内,在商务中心服务范围以内,距名胜古迹500米以内。3.2 试验思绪第一,对每一个图层分别作缓冲区分析,符合条件区域赋值1,不符合条件区域取值为0,得到符合每一个要求分值地图。第二,利用空间叠加分析对四个图层求和,并分定等级,作分级图。3.3 试验步骤3.3.1 主干道污染噪音缓冲区打开交通网络图层属性表,查询:“TYPE”=ST,对选中主干道利用缓冲区向导作缓冲区分析,缓冲区距离为200米,合并缓冲区间障碍。得出主干道network缓冲区结果如Error! Reference source not found.所表示:图3. 1主干道污染噪音缓冲区3.3.2 名牌高中覆盖缓冲区
10、分析购房应选择距名牌高中近地方,利于孩子上学,这里利用缓冲区分析,缓冲距离为750米,结果如Error! Reference source not found.所表示:图3. 2名牌高中覆盖3.3.3 商业中心影响范围建立对商业中心作缓冲区分析,选择基于来自属性距离选择项分析:YUZHI,得结果Error! Reference source not found.所表示。图3. 3商业中心影响范围建立3.3.4 名胜古迹影响范围建立对名胜古迹作缓冲距离为500米缓冲区分析,结果如Error! Reference source not found.所表示:图3. 4名胜古迹影响范围3.3.5 进行
11、叠置分析求名牌高中缓冲区、商业中心缓冲区、名胜古迹缓冲区交。结果如Error! Reference source not found.所表示:图3. 5名牌高中缓冲区、商业中心缓冲区、名胜古迹缓冲区交将以上三个图层交进行擦除处理,擦除要素为主干道噪音污染缓冲区,参数设置如Error! Reference source not found.所表示,擦除结果如Error! Reference source not found.所表示:图3. 6擦除参数设置图3. 7擦除后结果3.3.6 对整个市区住房条件进行评价(1)属性赋值分别打开名牌高中缓冲区、商业中心缓冲区、名胜古迹缓冲区、主干道缓冲区图层
12、属性表,分别添加字段school、market、famous、network。打开编辑要素、开始编辑,然后在依次打开上一步中各缓冲区图层属性表,将主干道缓冲区中字段network设为-1,其它属性表中添加字段school、market、famous分别设为1。停止编辑,保留。(2)图层合并打开ArcToolbox,选择分析工具/叠加分析/联合命令,打开图层合并.得Error! Reference source not found.所表示结果。图3. 8四个缓冲区图层合并后效果(3)分级打开上一步结果图层属性表,增加整形字段class,选择编辑器/开始编辑。在class字段上右击,选择“字段计算
13、器”。输入运算公式:school + famous + market + network,如Error! Reference source not found.所表示。图3. 9计算class(4)应用class字段进行符号化分层设色显示第一等级数值等于3,第二等级数值等于2,第三等级数值等于1,第四等级数值等于0,第五等级数值等于-1,得到整个地域住房适宜性分级图,如Error! Reference source not found.。图3. 10住房条件居住地域等级评价图3.4 试验总结 此次实习,将GIS技术应用到我们关心买房条件确定问题,应用了空间缓冲区分析,叠加分析,如求交、合并、擦
14、除、分级设色等空间分析技术,加深了笔者对空间分析认识和应用,也使用了ArcGIS软件。笔者认为还可将此技术应用到房地产开发商对房产定价上面。实习4 GIS栅格数据空间分析之学校选址4.1 试验目标经过练习,熟悉ArcGIS 栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功效;熟练掌握利用ArcGIS 空间分析功效,分析类似学校选址等实际应用问题。熟悉栅格数据距离分析、栅格数据成本距离加权、栅格数据重分类、栅格数据多层合 并、最短路径等功效。4.2 试验内容合理学校空间布局,有利于学生上课和生活。学校选址问题需要考虑地理位置,学生娱乐场所配套,和现有学校距离间隔等原因,从总体上
15、把握这些原因确定出适宜 性很好学校选址区。4.3 试验要求(1)新学校选址应该注意这些问题: A. 新学校在地势较为平坦地方; B. 新学校选址建立应该结合现有土地利用类型综合考虑,选择成本不高区域 ; C. 新学校应该和现有娱乐设施相配套,学校距离这些设施愈近愈好; D. 新学校应该避开现有学校,合理分布;(2)各原因权重百分比为:距离娱乐设施为0.5,距离学校占0.25,土地利用类型和地势位置原因各占0.125; (3)实现过程采取ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块; (4)给出适合新建学校适宜地域图,并做简明分析;4.4 试验思绪要实现学校选址分析,首先要利用现有学校
16、数据集、现有娱乐场所数据集和高程数据派生出坡度数据和到现有学校、娱乐场所距离数据集。然后重分类数据集到相同等级(1到10)范围,再根据上述数据集在学校选址中影响率给予权重值,最终合并这些数据即可创建显示新学校适宜位置分布地图。4.5 试验步骤4.5.1. 高程数据派生出坡度数据开启ARCMAP,打开试验数据。点击SPATIAL ANALYST工具栏下拉,选择表面分析,点击Slope;在弹出Slope对话框中,在Input surface中选择“dem”,点击Extent选项卡,选择Analysis Extent项下拉箭头,点击Same as Layer“landuse”。点击Cell Size
17、选项卡,选择Analysis Cell Size项下拉箭头,点击Same as Layer “dem”。output raster中选择保留文件夹,点击OK。得到slope_dem1,如Error! Reference source not found.:图4. 1slope_dem14.5.2. 娱乐场所距离关系缓冲区分析点击Spatial Analyst工具栏下拉,选择Distance,点击“Euclidean Distance”。在弹出“Euclidean Distance”对话框中,输入“rec_sites”,Output raster中选择保留地址,点击OK。即得和娱乐场所距离关系图
18、EucDist_rec_3,见Error! Reference source not found.:图4. 2 EucDist_rec_34.5.3. 现有学校覆盖缓冲分析点击Spatial Analyst工具栏下拉,选择Distance,点击“Euclidean Distance”。在弹出“Euclidean Distance”对话框中,输入“school”,Output raster中选择保留地址,点击OK。即得和现有学校距离关系图,见Error! Reference source not found.:图4. 3现有学校缓冲区4.5.4. 重分类各层缓冲区分析图层点击Spatial An
19、alyst工具栏下拉,选择Reclassify。在弹出“Reclassify”对话框中,Input raster中选择“slope_dem1”;点击classify,Method选择“Equal Interval”,classes改为“10”,点击OK,回到Reclassify对话框,将New value值从上到下更新为10至1,在Output raster中选择保留地址,点击OK。即得重新分类后坡度图如Error! Reference source not found.:图4. 4坡度重分类图如此反复此重分类过程,分别得到重分类后距离娱乐区域、距离现有学校区域图,分别为Error! Refe
20、rence source not found.,Error! Reference source not found.:图4. 5娱乐区域重分类图图4. 6学校区域重分类图注意点:因为期望把新学校建在远离现有学校位置(因为它们是最适宜位置),所以将给距离现有学校较远位置赋较高值。因为Reclassify对话框中New value缺省情况是把较高新值(有较高适宜性)赋给在重分类前就含有高值单元(那些远离现有学校位置),这一次不要做任何改动。直接点击OK。4.5.5. 重分类土地利用数据集考虑到在不一样土地利用类型土地上建设学校费用不一样,城镇计划者们商讨决定在为新学校选址时,一些土地利用类型土地比
21、其它类型土地更有优势。现在将重分类土地利用类型数据集,较低值表示该特定土地利用类型比较不宜建设新学校。土地利用类型为水体和湿地单元将被赋空值(NoData),因为无法在上面建设学校,所以应该剔除这些单元。点击Spaitial Analysis工具栏下拉箭头,然后点击Reclassify。点击Inpute raster项下拉箭头,点击landuse。点击Resclass field项下拉箭头,点击landuse。在New values列中为各土地利用类型输入以下部分对应值:Agriculture/public/vegetable10,City center 3,Barren land6,Glas
22、s 8,Forest4,Transitional5,其它为空值。删除土地利用类型为Water和Wetland属性,把它们改为空值,点击Delete Entries按扭。选中Change missing vlues to NoData复选框,点击OK。右击目录表中重分类后图层,点击Properties,点击Symbology选项卡。点击Display NoData as 项下拉箭头,然后点击Arctic White,用这种颜色来显示空值单元(水体和湿地),即下图中白色显示水体和湿地,最终得土地利用情况为Error! Reference source not found.:,图4. 7土地利用重分
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