城市规划最佳选址实验报告目标:综合运用ArcGIS空间分析功能,进行城市区域发展的选址,也就是城区发展用地适宜性评价。
主要掌握缓冲分析、叠加分析、坡度提取、栅格数据重分类、矢量栅格数据转换等基本操作,了解多准则评价方法的研究思路。
数据:a)城市行政区边界(bound.shp),作为分析的空间范围(extent)。
b)水域(waterarea.shp),用于生态适宜性评价。
c)生态区(ecology.shp),用于生态适宜性评价。
d)等高线(contour.shp),用于生成地形、提取坡度,进而作生态适宜性评价。
e)农田保护区(farmland.shp),用于生态适宜性评价。
f)县乡镇(county_p.shp),用于城镇规模扩展适宜性评价。
g)现状城镇建成区(existingarea.shp),用于扩展评价范围。
h)重要基础设施(infrastr_p.shp),用于基础设施发展条件适宜性评价。
i)重要交通线路(infrastru_line.shp),用于基础设施发展条件适宜性评价。
评价方法说明:规划需要事先明确哪些土地适合于建设开发或限制开发、发展用地规模是否足够、哪些用地有优先发展经济与基础设施条件。
考虑地形地貌、生态、重大基础实施乃至政策,对城市土地开发建设条件、发展方向与重点的综合影响,结合已有城镇的空间分布形态,进行城市区域发展用地适宜性评价,将为规划决策分析提供定量化和直观的依据。
本实验做的是南方某城市的区域发展用地适宜性评价。
评价分两层进行。
首先分别从生态适宜性、城镇规模扩展适宜性、基础设施发展条件适宜性三个方面进行,再进行整体适宜性评价。
城市区域分布有河流、水库、自然保护区、生态敏感区(对应水域和生态区数据),另外现状城镇建成区也不能作为新开发的可用地,因此首先确定评价区域为行政区范围内除水域、生态区和现状城镇建成区以外的其他土地。
考虑城市规划与土地利用规划的协调,把农田保护和控制要求作为主要的生态因子。
农田保护区包括三类用地,基本农田(不适宜建设)、一般农田(基本适宜)和其它土地(适宜)。
另一重要生态因子是坡度条件,不同坡度条件的建设成本和宜居条件也不同。
将坡度划分为3个等级,对应适宜、基本适宜和不适宜的分类。
城镇体系的空间分布有其历史原因和一定的发展延续性,不同等级城市的辐射影响能力也不一样。
这里把影响范围简化为以适当的直线距离为半径的圆形区域。
重大基础设施方面针对基础设施的级别和类型,选择高速公路出入口、铁路站场、国道、省道作为基础设施条件的评价因子。
对同一评价主题,如在生态适宜性评价中,各因子的重要性不同,采用不同的权重值。
具体的评价标准如下表:根据表1所示的评价标准,分别对各数据文件空间要素进行赋值,再将各空间图层叠加,并用如下公式计算多因素评价的综合分数:式中,S为某一空间单元的综合分数,Wi为第i个因素的权重,Ci为该空间单元相对于第i 个因素的单因素评分;n为参评因子数。
最后选择合适的分类方法,将综合评价的分数划分为三个等级,即适宜、基本适宜和不适宜,用分类渐变色彩的符号制作综合评价专题图。
一、利用等高线提取坡度值1.运行ArcMap,创建空地图,点击Tools菜单下的Extensions,勾选3D Analyst和Spatial Analyst前的复选框。
加载3D Analyst和Spatial Analyst模块。
2.添加存放在文件夹“F:\GIS\城市空间分析技术\Ex3适宜性”中的bound和contour 数据层。
3.在“Data Frame Properties”对话框中,把地图的距离单位和现实单位设置为Meters。
4.依次将bound和contour层重命名为“边界”和“等高线”,并保存当前的地图文档为ex03。
5.由于坡度信息要由栅格数据获得,因此参与最终评价的其他数据也都要转换为栅格形式,需要统一设置空间分析环境。
点击3D Analyst工具条的下拉箭头,打开Options 对话框,设置相关参数:1)打开Options对话框中的General选项卡,设置默认工作路径为:“F:\GIS\城市空间分析技术\Ex3适宜性”。
2)打开Options对话框中的Extent选项卡,在Analysis Extent下拉框中选择“Same as Layer 边界”。
3)打开Options对话框中的Cell Size选项卡,在Analyst Cell Size下拉框中选择“As specified below”,并在cell size文本框中输入100,即统一栅格大小为100米。
6.选择3D Analyst工具条的Create/Modify TIN——Create TIN From Features。
在Create TIN From Features对话框中,勾选“等高线”数据层,再按下图设定其参数:输出的TIN格式的文件自动加载到当前的数据组中,如下图:7.利用TIN提取坡度信息。
点击Spatial Analyst工具条下拉箭头,选择Surface Analysis——Slope…,打开Slope对话框,按下图设置参数:输出的结果如下:8.根据评价标准对坡度值进行等级划分。
点击Spatial Analyst工具条下拉箭头,选择Reclassify…,弹出Reclassify对话框,输入栅格设为slope数据层,分类字段选择<Value>,接下来点击Classify进行分类方法的设置。
将Classes指定为3,分类方法选择Manual,更改前两个中断点值,从上至下依次改为10、25,保留最后一个中断点值。
选择OK,返回Reclassify对话框,对分段值赋予新的值,坡度0—10的赋新值为10;10—25,赋5;>25,赋1。
最后指定分类后的坡度文件名为rc_slope。
分类后的结果如下图:二、重分类农田保护区土地,执行栅格叠加,生成生态适宜性评价图1.加载farmland数据层,更名为“农田”。
2.将矢量的农田保护区文件转换为栅格文件。
点击Spatial Analyst下拉箭头,选择Convert——Features to Raster…,出现Features to Raster对话框,按下图设置参数:3.转换后的栅格格式的农田保护区有三类,自动以分类符号显示。
右键选择Properties,在Symbology面板中将分类值字段设为“LAYER_”,并更改基本农田、一般农田、其他三类别的显示颜色。
结果如下图:4.根据评价标准对栅格格式的农田保护区进行分级。
点击Spatial Analyst工具条下拉箭头,选择Reclassify…,弹出Reclassify对话框,输入栅格设为farmland_ra数据层,分类字段选择“LAYER_”,因为土地类别自动为三类,不必再重新分。
但需要对分段值赋予新值,如一般农田赋新值5;其他,赋10;基本,赋1。
最后指定分类后的文件为rc_farmland。
如下图所示。
5.对分类后的坡度和农田保护区的栅格数据进行叠加,并根据权重进行评价结果的计算。
打开Raster Calculator对话框,用如下表达式:suit_eco=[rc_slope]*6+[rc_farmland]*4。
计算结果记录在“suit_eco”的新栅格数据层中,如下图。
6.创建作为评价范围的栅格文件,即需要从边界层中排除水域、生态区和现状城镇建成区。
A.先加载waterarea、ecology和existingarea三个数据层,并分别更名为水域、生态区和现状城镇建成区。
B.展开ArcToolbox中的Analysis Tools工具箱,选择Overlay子工具箱里的Erase工具,它用来从bound中去除不纳入评价范围的区域。
双击该工具,分别制定输入要素层位“边界”和“水域”,选择输入文件的路径并指定名字,为F:\GIS\城市空间分析技术\Ex3适宜性\bound_erase1.shp。
点OK,执行操作,结果如下图。
C.同上,依次去除生态区和现状城镇建成区。
双击Erase工具,将输入要素层指定为bound_erase1,去除要素层为生态区,指定输出文件名为bound_erase2;再使用Erase工具,选择bound_erase2为输入层,以现状建成区为去除要素层,输出文件为bound_erase3。
最后结果如下图。
D.将bound_erase3转换为栅格文件。
点击Spatial Analyst下拉箭头,选择Convert——Features to Raster…,在Features to Raster对话框中设置输入要素层为“bound_erase3”,输入字段为“Entity”,输出栅格大小为100米,指定输出路径和文件名为F:\GIS\城市空间分析技术\Ex3适宜性\bound_eval。
结果如下:7.生成评价范围内的生态适宜性评价图。
使用Spatial Analyst工具条的RasterCalculator。
在对话框中输入表达式:suit_ecology=[suit_eco]*[bound_eval]。
产生叠加计算后的新数据层suit_ecology,如下图。
三、使用缓冲区产生城镇影响范围,利用矢量叠加和属性计算,生成城镇规模扩展适宜性评价图1.在窗口加载county_p数据层,更名为“城镇”。
2.使用Selection菜单的“Select By Attributes”,先选择一级城镇。
然后,打开ArcToolbox 中的Analysis Tools工具箱,选择Proximity子工具箱里的Multiple Ring Buffer。
选择“城镇”层作为输入要素,指定文件名为town1_buff。
在距离列表中依次添加6000,10000米作为扩展的距离值。
3.执行“空间并”操作,选择town1_buff和边界层,输出文件名为town1_union,结果如下图:4.打开town1_union的属性表,新建字段Value1,类型为Short Integer,Precision为3.然后根据最前面的表赋值。
5.同上,对二级和三级城镇做同样的操作。
评价标准和赋值参照表1.6.对分类后的这三级城镇扩展结果进行矢量叠加。
打开Intersect对话框,选择town1_union、town2_union、town3_union和“边界”作为输入数据层,指定文件名为towns_overlay.shp。
执行结果如下图。
7.打开towns_overlay数据层的属性表,新建字段Value_Town,类型为Short Integer,Precision为3。
右击选择Field Calculator方法,建立表达式:[Value1]*0.5+[ Value2]*0.3+[ Value3]*0.2。