实习内容1：空间分析（ArcGIS ）实验报告一.实验目的使学生了解并掌握GIS 软件的基本分析功能。

本次实验的软件采用ArcMap 9.3，它是是美国ESRI （环境系统研究所）的ArcGIS 产品，是桌面地理信息系统的代表。

通过本次实验，应达到以下目的： 1）了解ArcGIS 软件的基本使用技巧。

2）掌握ArcGIS 的坐标系基础与投影变换、缓冲区分析、图形叠加分析、空间插值、地表分析，矢栅数据转换、最优路径分析功能。

二.实验数据1）坐标系基础与投影变换： （1）坐标系统\google map.jpg （2）坐标系统\google map.map 2）缓冲区分析数据： （1）缓冲区分析\居民点.shp （2）缓冲区分析\铁路.shp （3）缓冲区分析\铁路_old.shp 3）空间插值及地表分析数据： （1）空间插值及地表分析\高程点.shp （2）空间插值及地表分析\等高线.shp 4）矢栅数据的相互转换数据： 1）矢栅数据的相互转换\地区界.shp三.参考资料《ArcGIS 地理信息系统空间分析实验教程》四.实验内容ArcMap10.0主窗口展示窗口显示工具主菜单 数据显示工具工具箱内容显示表版面视图数据视图1）坐标系基础与投影变换（1）两个坐标系统说明分为地理坐标系统和投影坐标系统(图1)图1（2）使用Catalog定义坐标①加载google map.jpg。

②Catalog右键单击属性编辑坐标系，选择“Projection coordinate systems”→“UTM”→“WGS 1984”→“Northern Hemisphere”，该地区为北京市昌平区某一块区域，选择WGS 1984 UTM 39N，单击确认键，完成初步定义。

（图2）图2③栅格数据属性表坐标定义完成。

（图3）图3（3）使用Arc Toolbox定义坐标①加载google map.jpg。

②右键点击影像选择属性命令，在Layer Properties对话框中单击source查看坐标信息；该影像没有定义坐标信息。

（图4）图4③单击“Arc Toolbox”→“Data Management Tools”→“Projections and Transformations”→“Raster”→“Define Proje ction”，打开Define Projection 对话框，选择google map.jpg，定义投影坐标。

选择Projection coordinate systems→UTM→WGS 1984，选择WGS 1984 UTM 39N，单击确认键，完成初步定义。

（图5）图5④查看属性对话框中的坐标信息，此时显示已定义好投影坐标信息。

2）缓冲区分析（1）加载数据层点击“Add Data”，将居民点和铁路数据加载进来。

（图6）图6（2）加载缓冲区工具选择Tools菜单下的customize命令，进入command标签，在categorie，选中Tools，然后在右边选中buffer wizard，并将其拖到工具栏上的空处，将出现缓冲图标。

（3）生成居民点的缓冲区（图7）图7①对图层单位进行定义设置方法为在图层管理框中右键单击layers，由属性表进入通用，设置单位为meters。

（图8）图8②点击缓冲图标，由居民点.shp产生缓冲半径为1000米的5级缓冲区。

（图9）图9③得到缓冲区（图10）图103）矢量数据叠置分析（1）加载居民点数据、铁路数据，对铁路数据作半径为100米的缓冲区分析，结果如下（图11）图11（2）利用叠加分析求距离铁路100m以内的居民点。

点击工具栏中的“ArcToolbox”→“Analysis Tools”→“Overlay”→“Intersect”。

加入数据“居民点”和上步做好的铁路100米内缓冲区，求出相交部分。

（图12）图12（3）右键点击要显示属性的图层，通过属性表使图层标签显示。

（图13）图13（4）得到结果如下（图14）图14十里铺公社和雀各庄在100米范围内，需要搬迁。

4）空间插值及地表分析首先，我们需要先将3D Analyst扩展模块加载到工具栏中，在工具栏的空白处单击右键，勾选3D Analyst和Spatial Analyst。

（1）设置分析环境通过3D空间分析模块中的Option选项的设置，可以指定新的所有分析结果的默认存放位置。

（图15）图15（2）由高程点进行spline函数插值生成DEM①加载“高程点”文件（图16）图16②点击“interpolate to raster”→“spline”方法（样条函数插值），进行参数设置（图17）图17③得到插值后的结果（图18）图18（3）由高程点进行Kriging函数插值生成DEM（图19）图19①加载“高程点”文件②点击“interpolate to raster”→“Kriging”方法，进行参数设置（图20）图20③得到插值后的结果（图21）图21（4）对上述两种方法插值结果进行比较，Spline函数Z 值字段采用的是ELEV，而Kriging采用的是AREA，两者各个颜色所对应的高程值范围有所不同，图斑面积不完全一样。

（5）土石方计算第一种方法：①点击“3D Analyst”→“Suferface Analysis”→“Cut/Fill”（图22）图22②根据选择施工前后的DEM栅格数据，Spline数据作为施工前的，Kriging数据作为施工后的，生成填挖数据层。

（图23）图23第二种方法由“3D Analyst”→“Surface Analysis”→“Area and Volume”得到结果（图24）图24（6）由点、线数据生成TIN转为栅格DEM①添加并激活高程点和等高线图层，打开3D Analyst工具条：点击“Create TIN from features”，在对话框中选中“高程点”、“等高线”，其它参数默认。

（图25）图25②点击3D Analyst菜单下“convert Tin to raster”，生成DEM。

（图26）图26③右击生成的DEM文件，选择properties，通过Symbology选项卡，进行设置，结果如图（图27）图27（7）坡度分析①点击“spatial analyst”→“surface analysis”→“slope”，选择上述差值生成的DEM结果栅格数据，结果如下（图28）图28②点击“spatial analyst“→”Reclassify“，对生成的坡度进行分级显示。

（图29）图29重分类结果为（图30）图30（8）专题图制作与出图①图名的设置单击Insert下拉菜单中的Title命令，在Enter Map Title矩形框中输入“2014年丰各庄村坡度分析专题图”。

在单击了图名矩形框之后，通过绘图工具条上的相关工具调整图名的字体、大小等参数。

（图31）图31在ArcMap窗口菜单条上，单击Insert下的Legend打开属性表，选择MapLayers 列表中的数据层，使用右向箭头将Reclass（坡度级别）添加到Legend Items 中；单击下一步至完成，其他属性保持默认。

右键单击图例，选择Properties 命令，在Lengend Properties对话框中修改Columns为5。

（图32）图32③比例尺的设置在Insert下拉菜单上单击Scale Bar命令，在比例尺符号类型窗口选择比例尺符号：A1ternating Scale Bar1，在Properties命令中修改Division Units 的属性为Millimeters，确定后完成初步比例尺设置（图33）图33在ArcMap窗口主菜单条上，单击 Insert 下的 North Arrow 命令，打开North Arrow Selector 对话框；选择ESRI North 3，也可以选择其他指北针，单击 OK 按钮,关闭 North Arrow selector 对话框，完成指北针放置。

移动指北针到合适的位置，调整指北针大小直到满意为止。

（图34）图34⑤图例的设置在ArcMap窗口主菜单条上，单击 Insert 下的 Neatline 命令，单击Border 选项中右上角属性表，选择Double Nautical Dash，修改Properties属性表中的图廓线大小。

单击 OK 按钮,关闭 Neatline 对话框，完成图例的设置。

（图35）图35出图时在ArcMap窗口主菜单条上，单击 File 下的 Export Map 命令，修改名称和属性，单击保存即可。

最终结果图如下（图36）图36（9）栅格数据选取分析在“spatial analyst”→“raster calculator”，从上面坡度分析后生成的数据中选取出坡度大于25度的部分。

（图37）图37得到结果如图（图38）图385）矢量栅格数据互相转换（1）矢量数据转换为栅格数据①加载“地区界”后，“Arc Toolbox”→“Conversion Tools”→“To Raster”→“Feature to Raster”，弹出如下窗体（图39）图39②输入图层选择“地区界”，Value Field选择“XZQDM”，点击OK。

（图40）图40（2）栅格数据转换为矢量数据选择待转换的栅格图层：前面重分类的坡度等级图。

按照“Conversion Tools”→“From Raster”→“Raster to Polygon”，得到结果如下（图41）图416）面插值（1）加载数据（图42）图42（2）用地区界识别（Identify）坡度等级图图43（3）结果如下（图44）图44（4）在识别结果的属性表里新建字段Area2，字段的类型为双精度（double），计算各图斑面积。

（图45）图45（5）新建字段PDDJ计算出各图斑面积占所属地区面积的比值，乘以该图斑坡度等级。

（图46）图46（6）点击“Arc Toolbox”→“Data Management Tools”→“Generalization”→“dissolve”。

用XZQDM字段融合（Dissolve）识别结果，对PDDJ求和，获得三个地区的平均坡度等级。

（图47）图47（7）得到结果为（图48）图48五.实验问题1.Identity与Intersect的区别？ Union与Update的区别？答：1）Identity：此工具的作用是将identity features的属性追加到input features与identity features相交部分的属性中。

结果文件的属性表根据join attributes选项的不同而不同。