地理信息系统实习教程第九章

第一章 ArcMap简介 第九章 再分类与叠合计算 1 中学选址的依据 本练习要求对现有中学、人口分布、土地使用进行评定，为新建中学的选址提供依据，可利用的数据有三种： （1）现有中学。点状空间数据，新建中学不应离现有中学太近，为此建立 离开现有中学的距离图。 （2）人口分布。点状空间数据，新建中学应在人口比较密集的地方，为此 利用点状人口调查数据产生密度图。 （3）规划土地使用。矢量多边形空间数据，某些用地不应该建中学，如工 业用地，某些用地不太适合建中学，如商业用地，而居住用地适合建中学。 根据上述数据和基本依据，将离开现有中学的距离分为 4 类，分别赋予评定指标： 0～500 米：0，500～1000 米：1，1000～1500 米：2，>1500 米：3 图层① 人口密度分为 4 类（人/公顷），分别赋予评定指标： 0～50：0， 50～100：1， 100～200：2， >200：3 图层② 土地使用再分为 3 类，分别赋予评定指标： 工业或绿地：0， 商业：1， 居住：2 图层③ 新建中学选址的综合评定指标：图层① × 图层② × 图层③ 2 产生离开现有中学的距离图、再分类 启动地图文档\gis_ex09\ex09\ex09.mxd，激活 data frame1，有 4 个图层（见图9-1）：点状图层“现有中学”、点状图层“人口调查”、面状图层“规划土地使用”、 线状图层“道路”（只起限定栅格边界和背景图的作用）。鼠标双击 data frame1， 在弹出的 Data Frame Properties 对话框的 General 标签中将 Map Unites 和 Display Units 从 Unknown（未定义）改为 Meters（米），完成后按“确定”键关闭。选用菜单 Tools / Extension…，加载 Spatial Analyst，在菜单 View / Toolbars 下勾选 Spatial Analyst，调出栅格分析工具条。 图 9-1 data frame1 的显示 设置 Spatial Analyst 的初始参数，选用菜单 Spatial Analyst / Options…： （1）General 标签 Working：D:\gis_ex09\ex09\temp\ 鼠标展开选择 Spatial Analyst 的工作路径 Analysis mask： 不选，本练习暂不考虑 Analysis Coordinate System： ● Analysis output will be saved in the same coordinate system as the input (or first raster input if there are multiple… 点选上侧，产生栅格的坐标系和输入数据相同 （2）Extents 标签 Analysis extent：Same as Layer：“道路” 下拉选择图层，限定分析空间的范围 （3）Cell size 标签 Analysis cell：As Specified Below 下拉选择 Cell size：50 键盘输入栅格单元的大小 Number of Rows：82 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格行数 Number of Columns：136 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格列数 按“确定”键，完成初始化设置。选用菜单 Spatial Analyst / Distance / StraightLine…，出现 Straight Line 参数设置对话框： Distance to：现有中学 下拉选择图层名，消防站为距离的参照点 Maximum distance： 不限定最大的计算范围，保持空白 Output cell size：50 默认，使用初始化设置 Output raster：school 键盘输入栅格数据名称，存放路径为初始化设置 按 OK 键，产生离开现有中学的距离分布图，点击图层名 school，选用菜单 Spatial Analysis / Reclassify…，系统出现 Reclassify 对话框，点击 Classify…按钮， 出现 Classification 对话框： Method: Equal Interval 按等间距方式分类 Classes：4 共分 4 类 按 OK 键，返回 Reclassify 对话框，栅格数据被分为 4 类，还要按分析之前 确定的要求修改分类的间距： Old Values（原来值） New Value（修改值） 0 – 500 0 500 – 1000 1 1000 – 1500 2 1500 – 2200 3 在 Output raster 中规定文件名及输出路径，这里为 R_school，按 OK 键返回， 系统产生新的分类图层 R_school（见图 9-2）。 图 9-2 离开现有中学的距离再分类图 3 产生人口分布密度图、再分类 选用菜单 Spatial Analysis / Density…，出现 Density 参数设置对话框： Input data：人口调查 下拉选择图层名，得到人口调查样本点 Population Field：POPU 下拉选择，该字段在“人口调查”要素属性

表

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中 Density Type：Kernel 采用核心式计算方法，离样本点近的单元密度 大，远的密度小，大于搜索半径时，单元的密度值为零 Search Radius：800 计算密度时的搜寻半径 Area Units: Square map units 面积单位用地图单位的平方 Output cell size：50 已经在初始化时设定，默认 Output raster：popu_den 键盘输入栅格数据名称，路径按初始化设置 按 OK 键，产生估计的人口密度分布图 popu_den（产生密度图的原理已在前 章介绍）。选用菜单 Spatial Analysis / Reclassify…，出现 Reclassify 对话框，在 Input raster 下拉菜单中选择 popu_den，点击 Classify…按钮，出现 Classification 对话框： Method: Equal Interval Classes：4 按 OK 键后，返回 Reclassify 对话框，栅格数据被自动分为 4 类，再按要求 修改： Old Values（原来值） New Value（修改值） 0 – 0.005 0 0.005 – 0.01 1 0.01 – 0.02 2 0.02 – 0.03 3 在 Output raster 中指定产生栅格数据的名称及路径，这里名称为 R_popu，路 径按初始设定，按 OK 键返回，系统产生新的分类图层“R_popu”（见图 9-3）。 本章开始，人口密度的面积按公顷（万平方米）考虑，练习中地图单位是米， 计算密度时按地图单位的平方即平方米计算，因此栅格单元的取值和当初确定的指标之间是 1：10000 的关系，再分类后和原来的定义一致。 图 9-3 重新分类后的人口密度图 4 规划土地使用矢量图层转换为栅格图、再分类 鼠标右键打开 “Attribute of 土地使用” ，可以看到该要素属性表有字段 LANDUSE，为每个多边形地块的规划土地使用性质，按城市规划专业习惯，土 地使用分类编码的意义为：C：商业，G：绿地，M：工业，R1：一类居住，R2： 二类居住。选用菜单 Spatial Analysis / Convert / Features to Raster…（矢量要素转 换为栅格），系统出现 Features to Raster 参数设置对话框： Input features：土地使用 下拉选择图层名 Field：landuse 下拉选择字段名，该字段在“土地使用”要素属性表中， 决定栅格单元取值 Output cell size：50 已经在初始化时设定 Output raster：ld_use 键盘输入栅格数据名称，路径按初始设置 按 OK 键后，产生栅格状土地使用图层 ld_use（见图 9-4），打开图层属性表 “Attribute of ld_use”，该表的内容如下： Value Count landuse 栅格单元取值 取该值的单元数累计 所对应的转换前的属性 1 1568 M （工业用地） 2 854 C （商业用地） 3 4120 R2 （一类居住用地） 4 1079 R1 （二类居住用地） 5 658 G （绿地） 图 9-4 土地使用矢量图转化成栅格图 按评价的需要对 landuse 字段再分类。选用菜单 Spatial Analysis / Reclassify…，系统出现 Reclassify 对话框，在 Input raster 下拉菜单中选择 ld_use，在 Reclass field中下拉选择 landuse，表示对 landuse 字段进行重新赋值。注意，这里应直接修改New Values，具体操作如下： Old Values（原来值） New Value（修改值） C （商业） 1 G （绿地） 0 M （工业） 0 R1（一类居住） 2 R2（二类居住） 2 在 Output raster 中指定栅格数据名为 R_ld_use，按 OK 键，产生新的栅格图 层 R_ld_use（见图 9-5）。 图 9-5 重新分类后的土地使用图层 5 计算综合评定指标 选用菜单 Spatial Analysis / Raster Calculator…，出现 Raster Calculator 对话框， 可供计算的图层名列在左侧图层选择框内，双击鼠标实现如下操作： [R_popu] * [R_ld_use] * [R_school] 按 Evaluate 按钮，产生中学选址综合评定图层 Calculation。鼠标双击图层名 Calculation，调出图层特征设置对话框，在 Symbology 标签中，调整符号如下： Show: Classified 点击选择 Classified Field: Value 系统默认 Color Ramps： 下拉选择一种单色渐变色系 按 Classify…按钮，调整分类： Method: Equal Interval 按指标的平均间距分类 Classes：8 分 8 个区间 按 OK 键返回，按“确定”键结束图层显示设置。在选址综合评定图中可以 看出颜色偏深（栅格单元取值偏大）为适宜布置新建学校的位置，颜色偏浅（栅 格单元取值偏小）表示不适合再增加学校的位置。关闭除“道路”、“现有中学” 和 Calculation 之外的其他图层，将图层“道路”和“现有中学”的显示次序调至 综合评定图之上，得到更好的观察效果（见图 9-6）。 图 9-6 用栅格模型产生的中学选址综合评定图 图 9-7 用矢量模型产生的中校选址综合评定图（详见第 12 章） 6 分类计算面积 栅格单元为整数时，自动产生栅格取值属性表，打开 Attribute of Calculation， 可以看到栅格单元的汇总情况，该表不能编辑，为了得到不同评定值的面积，选 用属性表窗口内的菜单 Options / Export…，将该表转换成独立属性表： Export: All records 默认选择 Output table: D:\gis_ex09\ex09\temp\Export_Output.dbf 输出的表名和路径 点击 OK 按钮后，再提示产生的新表是否加入当前地图文档，回答“是（Y）”， 在目录表中点击 Source 标签，可以看到该表被加载。打开属性表 Export_Output， 选用菜单 Options / Add Field…， Name: Sum_Area Type: Long Integer Precision: 8 按 OK 键返回，用鼠标右键点击字段名 Sum_Area，选用菜单 Calculate Values…，在 Field Calculator 对话框中有提示：Sum_Area =，用鼠标和键盘在 文本框内输入：[Count]*50*50（每个栅格单元的大小为 50 米乘 50 米），按 OK 键返回。不同评定值的汇总结果如下： Value Count Sum_Area （综合评定值） （栅格中取该值的单元共有多少） （累计面积） 0 4877 12192500 1 234 585000 2 955 2387500 3 41 102500 4 1641 4102500 6 90 225000 8 433 1082500 12 8 20000 练习结束，选用菜单 File / Exit，退出 ArcMap，软件提示是否保存对 Map Document 做过的改动，为了不影响以后、他人的练习，应选“否（No）”回答。 7 本章小结 在密度图、距离图的基础上，本章增加了矢量多边形转换成栅格、栅格数据 再分类、多重栅格数据之间叠合计算等功能，重点是叠合计算，多指标综合评定。 读者做完练习后，应回顾一下本章开始介绍的中学选址评定依据，理解综合评定 的五个主要步骤： （1）产生离开现有中学的距离图、再分类，确定单项评定指标 （2）产生人口分布密度图、再分类，确定单项评定指标 （3）土地使用矢量图转换为栅格图、再分类，确定单项评定指标 （4）多重栅格叠合，单项指标综合，显示综合评定图 （5）按综合评定指标，分类计算面积 练习者还可以和第 12 章矢量型中学选址评定方法作比较（见图 9-7）。