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生态环境敏感等级分析

1.实习目的
为保护生态环境,某地区计划从地形、植被、水体三个方面开展生态环境敏感性分析研究。

请你根据所学知识回答以下问题:
2.实习内容及要求
(1)数据说明(见“Data”文件夹)
1、dem.tif:某地区的数字高程模型;
2、vegetation.tif:该地区植被覆盖的信息。

(2)要求
根据提供的数字高程模型,
【1】计算“vegetation”图层范围内的坡度、坡向;
【2】提取“vegetation”图层范围内的河流线数据(不考虑图层范围外部的影响,汇流临界值为1000);
【3】在“vegetation”图层范围内,计算每个栅格到最近河流栅格的直线距离值;【4】地形、植被、水体方面的生态因子及其对该地区的敏感性等级见表1和表2。

请根据表1中各因子权重值,加权计算该区域的生态敏感性信息,并按照表3的敏感性等级分类方法,绘制该地区的生态敏感性等级分布专题图。

【5】根据你的解决方案,开发一个应用型GIS系统,该系统需要具备加载数据、浏览数据、查询数据等基本功能,其它功能不需编写代码,但应在程序界面上体现。

(注:需提交GIS应用系统的源码文件和可执行应用程序)
表1 生态因子及其影响范围所赋属性值
3. 实习步骤与结果
加载DEM和“vegetation”数据,并设置地理环境,将输出坐标系和处理范围设置为和“vegetation”图层一致。

图2-1
【1】计算“vegetation”图层范围内的坡度、坡向;
(1)打开求坡度的工具(Spatial Analyst Tools->Surface->Slope)输入栅格数据DEM,输出Slope_tif1。

图2-2
坡度结果如图:
图2-3
(2)打开求坡向的工具(Spatial Analyst Tools->Surface->Aspect)输入栅格数据DEM,输出Aspect_tif1。

图2-4
坡向结果如图:
图2-5
(3)对坡向图层按表1中“分类”进行分类符号化。

图2-6
图2-6
【2】提取“vegetation”图层范围内的河流线数据(不考虑图层范围外部的影响,汇流临界值为1000);
(1)洼地填平(Spatial Analysis Tools->Hydrology->Fill),输入DEM数据。

图2-7
填洼后结果如图:
图2-8
(2)水流方向计算(Spatial Analysis Tools->Hydrology->FlowDirection),输入填洼数据“Fill”,得到流向栅格图。

图2-9
求得流向结果如图:
图2-10
(3)水流积聚计算(Spatial Analysis Tools->Hydrology->Flow Accumulation),输入流向数据“FlowDir_Fill1”。

图2-11
得到该地区水流量图:
图2-12
(4)提取河网栅格(Stream_Raster),使用Spatial Analysis Tools中的栅格计算器(Spatial Analysis Tools->Map Algebra->Raster Calculator),表达式:“FlowAcc_Flow1”>1000,将水流积聚栅格二值化为0和1。

图2-13 图2-14
(5)再用栅格计算器选出值为1的河网栅格(Stream_Raster)数据,表达式:“FlowAcc_Flow1”==1。

图2-15 图2-16
【3】在“vegetation”图层范围内,计算每个栅格到最近河流栅格的直线距离值;(1)采用欧氏距离(Spatial Analysis Tools->Distance->Euclidean Distance)计算每个栅格到最近河流栅格的直线距离值,输入Stream_Raster数据。

图2-17
得到欧氏距离结果如图:
图2-18
(2)对“EucDist_Stream”图层按表1中“分类”进行分类符号化。

图2-19
符号化结果:
图2-20
【4】地形、植被、水体方面的生态因子及其对该地区的敏感性等级见表1和表2。

请根据表1中各因子权重值,加权计算该区域的生态敏感性信息,并按照表3的敏感性等级分类方法,绘制该地区的生态敏感性等级分布专题图。

(1)对坡度因子进行重分类(Spatial Analysis Tools->Reclass->Reclassify),转化量化后敏感度等级分类。

图2-21
图2-22
(2)先按表1要求对DEM高程分成5类,再对植被范围内的高程因子进行重分类,转化量化后敏感度等级分类。

图2-23
图2-24
图2-25
(3)对坡向因子进行重分类,转化量化后敏感度等级分类。

图2-26
(4)对植被因子进行重分类,转化量化后敏感度等级分类
图2-27
图2-28
(5)对水系因子进行重分类,转化量化后敏感度等级分类。

图2-29
图2-30
(6)对河流缓冲因子进行重分类,转化量化后敏感度等级分类
图2-31
图2-32
(7)根据表1中各因子的权重,加权总和(Spatial Analysis Tools->Overlay->Weighted Sum)计算出该区域的生态敏感性信息。

图2-33
图2-34
(8)按表3对Weighte_Sum图层进行敏感等级分类。

图2-35
图2-36 (9)绘制该地区的生态敏感性等级分布专题图。

图2-37
【5】根据你的解决方案,开发一个应用型GIS系统,该系统需要具备加载数据、浏览数据、查询数据等基本功能,其它功能不需编写代码,但应在程序界面上体现。

(1)利用VS2010创建一个二维地图显示应用程序,如图:
图2-38
(2)运行程序,加载“敏感等级”栅格数据,并可以根据空间位置查询和浏览数据信息。

图2-39。

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