实验五、空间分析建模：Model Builder土壤侵蚀危险性建模分析专业年级：地信071 姓名：王媛媛学号：06407024一、实验目的与要求1.实验目的空间分析建模是指运用GIS空间分析建立数学模型的过程，其过程包括：明确问题、分解问题、组建模型、检验模型结果和应用分析结果。
模型生成器（Model Builder）是ArcGIS所提供的构造地理处理工作流和脚本的图形化建模工具。
在模型中，分别定义不同的图形代表输入数据、输出数据、空间处理工具，它们以流程图的形式进行组合以创建高级的空间分析功能和流程，加速复杂地理处理模型的设计和实施。
通过对本次练习，我们可以认识如何在Model Builder 环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化，加深对地理建模过程的认识，对各种GIS分析工具的用途有深入的理解。
2.实验要求（1）确定目标，加载数据（2）创建模型（3）认识Model Builder操作界面（4）编辑模型（5）执行模型，查看结果：土壤侵蚀危险性分布图（6）设置参数，保存模型二、实验原理利用 Model Builder 进行空间分析建模，实现土壤侵蚀危险性分析。
三、实验数据矢量数据：研究区界线(Study Area)、植被(Vegetation)；栅格数据：土壤类型栅格(Soilsgrid)、elevation.dem四、实验内容及步骤1. 确定目标，加载数据（1）明确问题目标：获取《土壤侵蚀危险性分布图》土壤侵蚀影响因子确定：坡度（由DEM生成，权重50％）、土壤类型（权重25%）、植被覆盖（权重25%）。
根据不同土壤类型对土壤侵蚀危险性的影响力，给各种土壤类型赋值（1表示土壤侵蚀危险度较低，9表示较高）：Bedrock（基岩）1、Sandy loam（砂壤土）3、Clay（粘土）5、Clay loam（粘壤土）9。
根据不同植被类型对土壤侵蚀危险性的影响力，给各种植被类型赋值（1表示土壤侵蚀危险度较低，9表示较高）：Engelmann spruce（英国针枞）1、Lodgepole pine（黑松）3、Krummholz（高山矮曲林）6、whitebark pine（白松）8、non-forest（非林地）9。
根据坡度低的区域发生土壤侵蚀的危险系数较小，坡度较大的区域发生土壤侵蚀的危险系数较大，给不同坡度类型赋值（1表示土壤侵蚀危险度较低，9表示较高）：0-5（1）、5-10（2）、10-15（3）、15-20（4）、20-25（5）、25-30（6）、30-35（7）、35-40（8）、40-45（9）、45-90（9）。
（2）加载数据1）打开ArcToolbox，激活Spatial Analyst 和3D Analyst 扩展模块。
3）添加数据：研究区界线(Study Area)、植被(Vegetation)、土壤类型栅格(Soilsgrid)。
3）根据Vegetaion 中的属性[VegTYPE] 设置植被图层的符号为[唯一值渲染]，根据SoilsGrid 图层中属性[S_Value] 设置土壤类型栅格的符号为[唯一值渲染]，设置图层StudyArea 的边界和填充，并调整各图层的顺序。
2．创建模型（1）加载模型生成器1）启动ArcToolbox；2）执行菜单命令: [工具]>>[属性], 在[属性]设置对话框中，设置[空间处理]选项页中[我的工具箱位置]，将其指定为某个路径。
以下建立的模型将会被保存到后缀为[ .tbx] 的文件中，而这个文件是保存在以上设定的路径下。
3）右键单击ArcToolbox，选择New Toolbox，生成Toolbox1，将新建工具箱改名。
4）右键单击Toolbox1，在New中选择Model，则生成model;注意：对已存在的模型，右键点击模型后，选择 [编辑] 也可以打开 [Model Builder] 窗口，对已存在的模型进行编辑。
3. 认识Model Builder操作界面模型生成器窗口由菜单条、工具条和图形窗口3个部分组成。
模型生成器菜单包含了文件操作、编辑操作、视图操作、窗口操作和帮助共5个下拉菜单，每个菜单又由一系列相关命令及功能组成。
模型生成器工具面板中包含了17个常用的图形编辑工具图标。
4．编辑模型在上一步基础上进行1）在[ModelBuilder]窗口中，执行菜单命令：[模型]>>[模型属性]（model properties）。
在[常规]选项页中，设置模型的名称（土壤侵蚀危险性分析）及标注（土壤侵蚀危险性模型）。
在[环境]选项页中设置分析范围为“研究区范围”：设定[常规设置]的[输出范围]为 [Same As Layer “Study Area”]注：在[模型属性]中选中Environments/General Setting/Extent,再点values,点General Setting,选Same As Layer “Study Area”2）在[ModelBuilder]窗口中，执行菜单命令：[模型]>>[图形属性]，选择流程图样式。
3) 从ArcMap 中，将图层 [Vegetaion]、[Soilsgrid] 拖放到 [ModelBuilder] 窗口中；从[Arctoolbox] 中将工具[DEM 到栅格] 拖放到 [ModelBuilder] 窗口中(此工具在[Conversion Tools]>>[To Raster]下)。
4) 在[ModelBuilder]窗口中，双击工具图框 [DEM到栅格]，在出现的工具设置对话框中指定输入USGS DEM文件为：[elevation.dem]。
5) 从[Arctoolbox]中将工具[坡度] 拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[3D Analyst Tools] >>[ Raster Surface]下)。
在 [ModelBuilder] 窗口中，点击[添加连接]按钮，将派生数据图框[DEMToRa_elev1]与工具图框[坡度]连接在一起。
双击工具图框[坡度]，在[坡度]工具属性对话框中设置输入、输出栅格数据。
右键点击图框[输出栅格]将其改名为: [坡度图]。
6) 从[Arctoolbox]中将工具[重分类] 拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[Spatial Analyst Tools]>>[ Reclass]下)，在 [ModelBuilder] 窗口中，点击[添加连接]按钮将派生数据图框[坡度图]与工具图框[重分类]连接在一起。
7) 在 [ModelBuilder]窗口中，双击工具图框[重分类]，在[重分类]工具属性对话框中将坡度重分类。
在这里我们通过INFO 数据表[slopereclass]实现重分类，在图中，点击[装载]按钮，找到数据表[slopereclass],将根据此数据表中的设定值将坡度分为10 类。
[Slopereclas]中有特殊的字段[FROM]、[TO]、[OUT]、[MAPPING]，可以用于重分类。
在[ModelBuilder]窗口中，右键点击工具图框[重分类]后面的 [输出栅格]将其改名为: [重分类坡度图]。
8) 从[Arctoolbox]中将工具[要素到栅格] 拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[ConversionTools]>>[ TO Raster]下)，在 [ModelBuilder] 窗口中，点击[添加连接]按钮将数据图框[vegetaion]与工具图框[要素到栅格]连接在一起。
将工具图框[要素到栅格]后的[输出栅格]改名为 [植被栅格]。
双击与[Vegetaion]相连的工具图框[要素到栅格]，在出现的对话框中，设置字段为[VEGTYPE]。
在[ModelBuilder]中右键选中图框[要素到栅格]，执行[运行]命令。
9) 从[Arctoolbox]中将工具[加权叠加] 拖放到[ModelBuilder]窗口中(此工具在[Spatial Analyst Tools]>>[ Overlay]下)，右键点击工具图框[加权叠加]后的结果数据图框改名为[土壤侵蚀栅格]。
注：此时必须将以前的操作运行，否则最终无法加载数据。
叠加操作需要坡度图、植被栅格的执行结果。
10) 在[ModelBuilder]窗口中，双击工具图框[加权叠加]，在出现的[加权叠加]工具设置对话框中点击 [Add Raster Row]按钮。
在 [加入加权叠加层]对话框中，依次加入[Soilsgrid]（属性[S_Value]）、[植被栅格]（属性[VegTYPE]）、[重分类坡度图]（属性[Value]）。
三个因子添加完成后，回到[加权叠加]工具设置对话框，分别将因子[Soilsgrid]、[植被栅格]、[重分类坡度图]的权重设置为:[25%]、[25%]、[50％]。
给各因子不同属性值赋权重：各种土壤类型赋值：Bedrock（基岩）1、Sandy loam（砂壤土）3、Clay（粘土）5、Clay loam（粘壤土）9；各种植被类型赋值：Engelmann spruce（英国针枞）1、Lodgepole pine（黑松）3、Krummholz（高山矮曲林）6、whitebark pine（白松）8、non-forest（非林地）9；各坡度类型赋值：1、2、3、4、5、6、7、8、9、9。
5．执行模型，查看结果1) 在[ModelBuilder]窗口中执行菜单命令：[模型]>>[运行整个模型]。
2) 在[ModelBuilder]窗口中，右键点击图框[土壤侵蚀栅格]在出现的右键菜单中选中[添加到显示窗口]。
于是土壤侵蚀危险性分级栅格数据[Hazrad] 被加入到ArcMap中，从[0..9]表示研究区内土壤侵蚀的危险级别：1 表示发生土壤侵蚀的可能性较小，9 表示发生土壤侵蚀的可能性极大。
6.设置参数，保存模型为模型设置输入输出参数，就可以在打开模型的时候直接输入数据和常数，以及给出输出数据的路径。
有两种方法设置：方法一：右键单击所要设置为参数的图形要素，选择[Model parameter],则所设置的要素右上角便出现一个＂P＂表示设置成功。
方法二：在[Model Builder]窗口中执行菜单命令：[模型]>>[模型属性]。
在[parameters]选项页选择该模型中用到的参数。
同时设置中间变量参数：右键单击所要设置的图形要素，选择[Intermediate]。
最后，在[ModelBuilder]窗口中，保存模型；同时在ArcToolbox中保存设置：右键ArcToolbox，选择Save Settings命令，保存为文件，则该设置被保存.xml格式。