空
间
分
析
与
建
模
实验报告书
专业：地理信息系统班级： 09地信
姓名：张宇晗学号： 098323115 实验地点： 7#201 任课教师：单勇兵
科文学院
11学年—12学年第1学期空间分析与建模实验报告书
专业：地理信息系统班级： 09地信
姓名：张宇晗学号： 098323115 实验地点： 7#201 任课教师：单勇兵
实验题目：统计分析----因子分析
实验环境： WINDOWS XP SPSS 实验目的：
通过本次实习，使学生熟悉主成分分析和因子分析的含义。掌握主成分分析
及因子分析的计算方法。
使用SPSS软件对示例数据完成因子分析，并对因子分析的结果进行简单解
释。
实验内容：
题目：主成分分析
对于某区域地貌-水文系统，其57个流域盆地的九项地理要素：x
1
为流域盆地总高度
（m)x
2为流域盆地山口的海拔高度（m)，x
3
为流域盆地周长（m)，x
4
为河道总长度（km)，
x 5为河道总数，x
6
为平均分叉率，x
7
为河谷最大坡度（度)，x
8
为河源数及x
9
为流域盆地面
积（km2)的原始数据如表2-14所示。
表某57个流域盆地地理要素数据
实习基本要求：
1．根据题目要求，结合课堂所讲的主成分分析的步骤，进行主成分分析并计算。
2．能在SPSS中输入题目所述数据，并对数据进行因子分析，得到各个变量的因子载荷和因子得分。
3．编写实习报告，报告中要求列出使用SPSS进行因子分析的操作步骤，并附上每一步运行的主要结果。对最终的结果进行简单解释。
实验方法和步骤：
因子分析的步骤
1 选择分析的变量
用定性分析和定量分析的方法选择变量，因子分析的前提条件是观测变量间有较强的相关性，因为如果变量之间无相关性或相关性较小的话，他们不会有共享因子,所以原始变量间应该有较强的相关性。
2 计算所选原始变量的相关系数矩阵
相关系数矩阵描述了原始变量之间的相关关系。可以帮助判断原始变量之间是否存在相关关系，这对因子分析是非常重要的，因为如果所选变量之间无关系，做因子分析是不恰当的。并且相关系数矩阵是估计因子结构的基础。
3 提取公共因子
这一步要确定因子求解的方法和因子的个数。需要根据研究者的设计方案或有关的经验或知识事先确定。因子个数的确定可以根据因子方差的大小。只取方差大于1(或特征值大于1)的那些因子，因为方差小于1的因子其贡献可能很小；按照因子的累计方差贡献率来确定，一般认为要达到60％才能符合要求；
4因子旋转
通过坐标变换使每个原始变量在尽可能少的因子之间有密切的关系，这样因子解的实际意义更容易解释,并为每个潜在因子赋予有实际意义的名字。
5计算因子得分
求出各样本的因子得分，有了因子得分值，则可以在许多分析中使用这些因子，例如以因子的得分做聚类分析的变量，做回归分析中的回归因子。
实例因子分析的步骤
对于某区域地貌-水文系统，其57个流域盆地的九项地理要素：x
1
为流域盆地总高度
（m)x
2为流域盆地山口的海拔高度（m)，x
3
为流域盆地周长（m)，x
4
为河道总长度（km)，
x 5为河道总数，x
6
为平均分叉率，x
7
为河谷最大坡度（度)，x
8
为河源数及x
9
为流域盆地面
积（km2)的原始数据如表所示。
1、根据图表在variable view输入变量X1—x8，并根据其具体小数点填写图表中
小数点位数，如图所示：
2、在data view中，根据图表逐个输入数据
3、在data view中，选择分析-降维-因子分析，弹出“因子分析”对话框选择变量x1-x8
4、分别选择概述、抽取、旋转、得分和选项。
弹出对话框，选择如图：
5、最后点击确定，生成结果
实验结果及结论分析：
实验结果如图所示：
实验心得：
相对而言，本次试验的大部分时间在数据录入上，要求要有足够的耐心和细心才可以。通过本次实习，我熟悉主成分分析和因子分析的含义；掌握主成分分析及因子分析的计算方法；使用SPSS 软件对示例数据完成因子分析，但是在对因子分析的结果进行简单解释方面还需多加练习。
空间分析的概念空间分析：是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。包括空间数据操作、空间数据分析、空间统计分析、空间建模。 空间数据的类型空间点数据、空间线数据、空间面数据、地统计数据 属性数据的类型名义量、次序量、间隔量、比率量 属性：与空间数据库中一个独立对象（记录）关联的数据项。属性已成为描述一个位置任何可记录特征或性质的术语。 空间统计分析陷阱1）空间自相关：“地理学第一定律”—任何事物都是空间相关的，距离近的空间相关性大。空间自相关破坏了经典统计当中的样本独立性假设。避免空间自相关所用的方法称为空间回归模型。2）可变面元问题MAUP：随面积单元定义的不同而变化的问题，就是可变面元问题。其类型分为：①尺度效应：当空间数据经聚合而改变其单元面积的大小、形状和方向时，分析结果也随之变化的现象。②区划效应：给定尺度下不同的单元组合方式导致分析结果产生变化的现象。3）边界效应：边界效应指分析中由于实体向一个或多个边界近似时出现的误差。生态谬误在同一粒度或聚合水平上，由于聚合方式的不同或划区方案的不同导致的分析结果的变化。（给定尺度下不同的单元组合方式） 空间数据的性质空间数据与一般的属性数据相比具有特殊的性质如空间相关性，空间异质性，以及有尺度变化等引起的MAUP效应等。一阶效应：大尺度的趋势，描述某个参数的总体变化性；二阶效应：局部效应，描述空间上邻近位置上的数值相互趋同的倾向。 空间依赖性：空间上距离相近的地理事物的相似性比距离远的事物的相似性大。 空间异质性：也叫空间非稳定性，意味着功能形式和参数在所研究的区域的不同地方是不一样的，但是在区域的局部，其变化是一致的。 ESDA是在一组数据中寻求重要信息的过程，利用EDA技术，分析人员无须借助于先验理论或假设，直接探索隐藏在数据中的关系、模式和趋势等，获得对问题的理解和相关知识。 常见EDA方法：直方图、茎叶图、箱线图、散点图、平行坐标图 主题地图的数据分类问题等间隔分类；分位数分类：自然分割分类。 空间点模式：根据地理实体或者时间的空间位置研究其分布模式的方法。 茎叶图：单变量、小数据集数据分布的图示方法。 优点是容易制作，让阅览者能很快抓住变量分布形状。缺点是无法指定图形组距，对大型资料不适用。 茎叶图制作方法：①选择适当的数字为茎，通常是起首数字，茎之间的间距相等；②每列标出所有可能叶的数字，叶子按数值大小依次排列；③由第一行数据，在对应的茎之列，顺序记录茎后的一位数字为叶，直到最后一行数据，需排列整齐（叶之间的间隔相等）。 箱线图&五数总结 箱线图也称箱须图需要五个数，称为五数总结：①最小值②下四分位数：Q1③中位数④上四分位数：Q3⑤最大值。分位数差：IQR = Q3 - Q1 3密度估计是一个随机变量概率密度函数的非参数方法。 应用不同带宽生成的100个服从正态分布随机数的核密度估计。 空间点模式：一般来说，点模式分析可以用来描述任何类型的事件数据。因为每一事件都可以抽象化为空间上的一个位置点。 空间模式的三种基本分布：1）随机分布：任何一点在任何一个位置发生的概率相同，某点的存在不影响其它点的分布。又称泊松分布
实验五栅格数据的空间分析 一、实验目的 理解空间插值的原理，掌握几种常用的空间差值分析方法。 二、实验内容 根据某月的降水量，分别采用IDW、Spline、Kriging方法进行空间插值，生成中国陆地范围内的降水表面，并比较各种方法所得结果之间的差异，制作降水分布图。 三、实验原理与方法 实验原理：空间插值是利用已知点的数据来估算其他临近未知点的数据的过程，通常用于将离散点数据转换生成连续的栅格表面。常用的空间插值方法有反距离权重插值法（IDW）、 样条插值法（Spline）和克里格插值方法（Kriging）。 实验方法：分别采用IDW、Spline、Kriging方法对全国各气象站点1980年某月的降水量进行空间插值生成连续的降水表面数据，分析其差异，并制作降水分布图。 四、实验步骤 ⑴打开arcmap，加载降水数据，行政区划数据，城市数据，河流数据，并进行符号化， 对行政区划数据中的多边形取消颜色填充 ⑵点击空间分析工具spatial analyst→options，在general标签中将工作空间设置为实验数据所在的文件夹
⑶点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points 下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000 点击空间分析工具spatial analyst→options，在extent标签中将分析范围设置与行政区划一致，点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000 点击空间分析工具spatial analyst→options在general标签中选province作为分析掩膜，点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000
第一章 1.地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2.地理信息系统的主要组成部分：硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。 3.GIS功能分为以下五个方面： ①数据采集与输入；②数据编辑与更新； ③数据存储与管理；④空间数据分析与处理； ⑤数据与图形的交互显示。 4.21世纪GIS应用新的发展趋势：网络GIS、组件式GIS、虚拟现实GIS、时态GIS、互操作GIS、3S集成。 5.对基于GIS的空间分析的理解不同的角度和层次： ①按空间数据结构类型；②按分析对象的维数； ③按分析的复杂性程度。 第二章 1.ArcGIS的基础模块：ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing。 2.Geoprocessing地理处理框架：具有强大的空间数据处理和分析工具，包括地理处理工具的集合和模型构建器。 第三章 1.空间数据采集：是指将现有的地图、外业观测成果、航空相片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以识别处理的数字形式。 2.数据组织：就是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程， 3.ArcGIS中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种数据组织方式。 4.地理数据库：是按照层次型的数据对象来组织地理数据。 5.要素类：是具有相同几何类型和属性的要素的集合，即同类空间要素的集合。 6.地理数据库建立的一般过程： ①地理数据库设计；②地理数据库建立； ③建立地理数据库的基本组成项；④向地理数据库各项加载数据； ⑤进一步定义地理数据库。 7.地理数据库的基本组成项：对象类、要素类和要素数据集 8.要素类的分类：简单要素类和独立要素类。 9.创建拓扑的优势：
空间分析实例 实验一、山顶点的提取 应用栅格数据空间分析模块中的等高线提取功能，分别提取等高距为 15 米和75 米的等高线图，并按标准地形图绘制等高线方法绘制等高线，作为山顶点提取的地形背景通过邻域分析和栅格计算器提取山顶点（实验数据：“F:\2012_work\国家海洋监测中心\国家海洋监测中心培训\空间分析\表面分析”） 操作步骤： 1、加载Spatial Analyst 模块和DEM 数据 2、单击ArcToobox，弹出ArcTooblox窗口，点击Spatical Analyst->表面分析->等值线，提取等高距为 15 米的等高线数据，输出图层为Contour_dem15：
3、同上，修改Contour interval 为75 米，提取等高距为75 米的等高线，输出文件名为Contour_dem75。
修改图例颜色以区别等高线显示效果，单击contour15 数据层线状图例，弹出symbol selector 对话框，选择显示颜色为灰度60％（可任意选择），并点击ok。
4、点击Spatical Analyst->表面分析->山体阴影，设置输出文件名为Hillshade，其他参数取默认值，提取该地区光照晕渲图，作为等高线三维背景。
5、点击Spatical Analyst->地图代数->栅格计算器，输入计算公式：DEM>=0，输出栅格为back，单击ok。提取有效数据区域，作为等高线三维背景掩膜。
双击 back 数据层，在弹出的属性对话框的“显示”属性页设置透明度为60％，在“符号化”属性框中设置其显示颜色为Gray50％，单击ok
明暗等高线制作 在ArcGIS 中，制作明暗等高线模型的方法如下所示： （1）建立模型： 1）在ArcMap 中打开Tools 菜单，选择Extentions,加载Spatial Analyst 模块。 2）右键单击ArcToolbox，生成一个New Toolbox，右键单击New Toolbox，在New 子菜单中选择Model，，生成一个新的model。 3）打开spatial analyst tools 的surface 功能，选中aspect 工具拖拽到模型生成器窗 口中； 4）在模型窗口右键，选择create variable 命令，在数据类型选择框中选中Raster Dataset，如下图所示。 5）右键单击Raster Dataset 框，点击Rename 命令，在弹出的对话框中输入DEM，将原始的Raster Dataset 重命名为DEM 6）单击添加连接图标，连接DEM 和aspect 图形要素。
7）打开spatial analyst tools 的math 功能，选择logical 中的less than 和greater than 命令，在greater than 对话框中input raster or constant value 2 中输入45，同理， 在less than 对话框中input raster or constant value 2 中输入225。
8）单击添加连接图标，分别连接aspect 生成的栅格图形要素和greater than、less than 图形要素。 9）在math 功能中选择plus，将得出背光和受光面； 10）单击添加连接图标，分别连接greater than、less than 生成的栅格图形 要素和plus 图形要素。得到下图： 11）选择conversion Tools 下的from raster 中的Raster to polygon 将以上结果 转换为矢量； 12）单击添加连接图标，连接步骤10 生成的结果和Raster to polygon 图形 要素。 13）打开spatial analyst tools 的surface 功能，选中contour 工具拖拽到模型生 成器窗口中，设置等高距为50。 14）单击添加连接图标，连接DEM 与contour 图形要素。 15）选择analysis Tools 下的overlay，选中identity 工具拖拽到模型生成器窗口中。如下图：
空间分析实验指导书 黎华 武汉理工大学资环学院 2011年9月
目录 实验一、市区择房分析 (2) 实验二、最短路径分析 (3) 实验三、寻找最佳路径 (5) 实验四（综合实验一）、学校选址规划 (7)
实验一、市区择房分析 1、背景 如何找到环境好、购物方便、小孩上学方便的居住区地段是购房者最关心的问题，因此购房者就需要从总体上对商品房的信息进行研究分析，选择最适宜的购房地段。 2、数据 ●城市市区交通网络图（network.shp） ●商业中心分布图（marketplace.shp） ●名牌高中分布图（school.shp） ●名胜古迹分布图（famous place.shp） 3、步骤 1）所寻找的区域应该满足以下条件 ●离主要交通要道200米之外，以减少噪音污染 ●在商业中心的服务范围内，服务范围以商业中心规模的大小（属性字段YUZHI）来 确定 ●距名牌高中在750米内，以便小孩上学便捷 ●距名胜古迹500米内，环境幽雅 2）对每个条件进行缓冲区分析，得到各个条件所对应的区域 3）运用空间叠置分析对上述4个图层进行叠加，得到适合的购房地段
实验二、最短路径分析 1．背景：在现实生活中寻求最短，最快，提高效率有着重大意义，而交通网络中要素的设置如权重的改变和阻强的设置对最短路径的选择也有着很大的影响，研究这些因子的改变究竟对最短路径能造成多大的影响，对于现实也有一定的指导意义。 2．目的：学会用ArcGIS9 进行各种类型的最短路径分析，了解内在的运算机理。 3．数据：试验数据位于\Chp7\Ex2，请将练习拷贝至E:\Chp7\Ex2\ 一个GeoDatabase 地理数据库：City.mdb，内含有城市交通网、超市分布图，家庭住址以及网络关系。 4．要求：应该能够给出到达指定目的地的路径选择方案根据不同的权重要求得到不同的最佳路径，并给出路径的长度；根据需求找出最近的设施的路径，这里是以超市为例。 （1）在网络中指定一个超市，要求分别求出在距离、时间限制上从家到超市的最佳路径。 （2）给定访问顺序，按要求找出从家经逐个地点达到目的地的最佳路径。 5．操作步骤： 首先打开ArcMap选择E:\Chp7\Ex2\city.mdb再双击后选择将整个要素数据集city加载进来。然后将place 点状要素以HOME 字段属性值进行符号化，1 值是家，0 值是超市，（1）无权重最佳路径的选择 1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想要去的超市点上。 2）确认在Analysis 下拉菜单中的Options 按钮打开的Analysis Options 对话框中的weight 和weight filter 标签项全部是none，这样使得进行的最短路径分析是完全按照这个网络自身的长短来确定的。 3）点选追踪工作（Track task）下拉菜单选择寻找路径（find path）。单击solve 键，则最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。 （2）加权最佳路径选择 1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标放在家和想去的某个超市点上。 2）选择Analysis 下拉菜单，选择Option按钮，打开Analysis Option对话框，选择Weight 标签页，在边的权重(edge weight)上，全部选择长度（length）权重属性。 3）点选追踪工作（Track task）下拉菜单选择寻找路径（find path）。单击solve键，则以长度为比重为基础的最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态列。 4）上述是通过距离的远近选择而得到的最佳路径，而不同类型的道路由于道路车流量的问题，有时候要选择时间较短的路径，同样可以利用网络分析进行获得最佳路径。 这里的时间属性是在建网之前，通过各个道路的类型（主干道，次要道等）来给定速度属性，然后通过距离和速度的商值确定的，并将其作为属性设定于每个道路上，这里没有考虑红灯问题以及其他因素，而是一种理想情况，不过可以将其他的要素可以逐渐加入来完善。 （3）按要求和顺序逐个对目的点的路径的实现 1）在设施网络分析工具条上，点选旗标和障碍工具板下拉箭头，将旗标按照车辆访问的顺序逐个放在点上。
《空间数据结构基础》上机实验报告（2010级） 姓名 班级 学号 环境与测绘学院 1.顺序表的定义与应用（课本P85习题） 【实验目的】 熟练掌握顺序表的定义与应用，通过上机实践加深对顺序表概念的理解。 【实验内容】
设有两个整数类型的顺序表A（有m个元素）和B（有n个元素），其元素均从小到大排列。试编写一个函数，将这两个顺序表合并成一个顺序表C，要求C的元素也从小到大排列。【主要代码】 #include
空间分析原理 及应用 上机实验
练习1：利用缺省参数创建一个表面 1．1 启动ArcMap并激活地统计分析模块 单击窗口任务栏的Start按扭，光标指向Programs，再指向ArcGIS，然后单击ArcMap。在ArcMap中，单击Tools，在单击Extensions，选中Geostatistical Analyst复选框，单击Close按扭。 1.2 添加Geostatistical Analyst工具条到ArcMap中。 单击View菜单，光标指向Toolbars，然后单击Geostatistical Analyst。 1．3 在ArcMap中添加数据层 一旦数据加入后，就能利用ArcMap来显示数据，而且如果需要，还可以改变没一层的属性设置（如符号等等） 1.单击Standard工具条上的Add Data按扭。 找到安装练习数据的文件夹（缺省安装路径是C:\ArcGIS\ArcTutor\Geostatistics）,按住Ctrl键，然后点击并高亮显示Ca_ozone_pts和ca_outline数据集。 3.单击Add按扭。 4.单击目录表中的ca_outline图层的图例，打开Symbol Selector对话框。 5.单击Fill Color下拉箭头，然后单击No Color。 6.在Symbol Selector对话框中单击OK按钮。 点击Standard工具条上的Save按扭。新建一个本地工作目录（如C:\geostatistical）,定位到本地工作目录。
1．4 利用缺省值创建表面 单击Geostatistical Analyst，然后单击Geostatistical Wizard。 2.点击Input Data下拉箭头，单击并选中ca_ozone_pts。 3.单击Attribute下拉框箭头，单击并选中属性OZONE。 4.在Methord对话框中单击Kriging. 单击Next按扭。缺省情况下，在Geostatistical Method Selection对话框中，Ordinary Kriging和Prediction Map被选中. 6．在Geostatistical Method Selection对话框中单击next按扭。 7．点击next按扭。
地理空间分析与建模考点总结 (1) 第一章 (1) 第二章 (2) 第三章 PPDAC (3) 第四章 (3) 第五章 (7) 第六章 (8) 第七章 (9) 地理空间分析与建模考点总结 使用教材：《地理空间分析——原理、技术与软件工具（第二版）》 第一章 1.p2 不同GIS软件处理结果不一致的原因：1.算法 2.建模方式 3.对特殊情况的处理 4.误差 5.存储和操作的不一致 6.软件体系 2.p3 GIS可视化：图像图表地图表格三维（动态静态视图）生成表格的操作 3.P6常用的GIS软件：1.arcgis:通用的综合的，拥有大量拓展工具的软件，重点在矢量，却提供完整的栅格操作。2.mapinfo：通用软件，以矢量为主，同时支持栅格。与工业市场结合。3.TransCAD：针对运输，具有强的网络分析功能。 https://www.doczj.com/doc/dc345545.html,monGIS：基于java,具有强的专题制图和探测性数据分析功能。 5.GeoDA：探测性数据分析，矢量。 6.GS+:空间统计分析。 4.p11 术语解释： 邻近：两个或多个多边形对一个公共边的共享 坡向：表面上确定一点的坡度最大方向 坡度：沿特定方向的断面上，表面上升的距离与对应的平面距离的比值。 梯度：坡向的坡度值 属性：与空间数据对象关联的数据项 方位投影：投影平面与地球相切，相关角度保持不变 合并：两个数据源到一个数据源，并解决不一致性的过程 邻接（conti）： DEM：数字高程模型 DTM：数字地面模型 特征：点，线，面（多边形）
核：根据领域进行计算的函数，比如平滑拟合核函数 MBR/MER:最小边界矩形最小外接矩形 多边形：有序节点连接形成的闭合图形，且不存在自相交问题 折线：栅格/格网：地理特征用离散单元表达的数据模型（左下角为参考）重采样：1.栅格数据集进行合并操作时为保证匹配而进行的匹配过程2.图像压缩的过程使用的方法 表面：一种二维几何对象 TIN：一种基于三角形的镶嵌模型。三角形的节点构成了不规则空间的节点。 拓扑：地理对象的相对位置关系，空间被扭曲时，拓扑关系不变。 矢量：在GIS中，由起点和终点定义的线或弧段 第二章 1.p24地点 属性（1标称属性2次序属性3间距属性4比值属性5周期属性） 对象 图2.1 1.XXX作为有属性的点存储 2.道路以折线存贮 3.道路类别以符号性存储 4.湖以具有相应属性的多边形储存（有两个几何部分，就分开存储，只要类型相同，就可以在数据库中连接） 2.p25地图：曾经是空间数据存储和通信的基本手段。现代地图是动态的。 3.场 地表表现途径：1.离散观点 2.连续场观点 场：将每个位置投影到感兴趣的属性值的连续函数。 4.p27拓扑 点线面体0123拓扑维 1.邻近：相邻 2.邻接：相交 3.包含 不能被拉伸扭曲空间所改编的特性。 5.p28空间关系 多维尺度变换：从邻近度的知识中重建位置。 空间背景：通过比较某些对象的属性与其他邻近对象的属性，来获取知识和规律。 空间依赖性：基于地理学第一定律：事物之间都是相关的，距离越近相关性越强
实验三：空间分析实验—市区择房 一、实验目的 熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作，综合利用各项空间分析工具解决实际问题。 二、仪器设备 计算机，Arcgis. 城市市区交通网络图（network.shp） 商业中心分布图（Marketplace.shp） 名牌高中分布图（school.shp） 名胜古迹分布图（famous place.shp） 三、实验任务 找出符合要求的住房区 1．所寻求的区域要满足以下条件： ①离主要交通要道200m之外，以减少噪音污染（ST为道路数据中类型为交通要道的要素）。 ②在商业中心的服务围之，服务围以商业中心规模大小（属性字段YUZHI）来确定。 ③距名牌高中在750m之，以便小孩上学便捷。 ④距名胜古迹500m之，环境幽雅。 2．对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为1，不符合条件的取值为0，得到各自的分值图。 3．运用空间叠置分析对上述4个图层叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。 四、实验要点及流程 1．加载缓冲区工具 点击菜单Tools—>Customize… 在“Customize”对话框选择Tools—>Buffer Wizard…，按住鼠标右键将Buffer Wizard 拉入工具栏中。 2．打开地图文档 点击菜单File—>Open，打开D：\GIS_Data\Ex1\city.mxd文件。 （1）主干道噪音缓冲区的建立 ①在交通网络图层（network.shp）上右键选择Open Attribute Table，打开属性表。 ②单击Option按钮，选择Select by Attributes，打开Attributes of network对话框。 ③在SQL表中，设置查询条件表达式：“TYPE”＝‘ST’（需点击“Field”下的“TYPE”，而后单击“Get Unique Values”按钮，则将“TYPE”的全部属性值加入上面列表框中），单击“Apply”按钮，选择出市区的主要道路（图6）。 ④对选择的主干道建立缓冲区：点击缓冲区按钮，打开缓冲区生成对话框。参数如下： A．The features of a laver：network。 B．选中Use Only the Selected Feature复选框。
实验四空间数据处理 实验容： 掌握空间数据的处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法和原理，领会其用途。掌握地图投影变换的基本原理和方法，熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法和技术，并了解地图投影及其变换在实际中的应用。 实现方法： （一）空间数据处理 打开ArcMap，在菜单栏中选择“地理处理->环境”，打开环境变量对话框。在环境变量对话框中的常规设置选项中，设定“临时工作空间”为“D:\04实验四\04实验四\Exec4”，如图1所示。 图1 第1步裁剪实体 在ArcMap中，添加数据“县界.shp”、“clip.shp”（Clip中有四个实体），添加完后如图2所示。
图2 ●开始编辑，激活Clip图层，选中Clip图层中的一个实体，如图3所示。 图3 ●点击工具栏上按钮，打开ArcToolBox，选择“分析工具->提取->裁剪”， 如图4所示，弹出裁剪对话框，指定输入的实体为“县界”，剪切的实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称为“县界_Clip1”，如图5所示。裁剪完成后弹出如图6所示的对话框。
图4 图5
图6 ●依次选中Clip主题中其他三个实体，重复以上操作步骤，完成操作后得到四 个图层——“县界_Clip1”，“县界_Clip2”，“县界_Clip3”，“县界_Clip4”，如图7所示。完成操作后，保存编辑。 图7 第2步拼接图层 ●在ArcMap中新建一个地图文档，加载在上一步操作中得到的4个图层，如 图8所示。
图8 ●在工具箱中选择“数据管理工具->常规->追加”,设置输入实体和输出实体，拼 接效果如图9所示。 图9 ●右键点击图层“县界_Clip1”,在出现的右键菜单中执行“数据->导出数据”,弹 出导出数据对话框，将输出的图层命名为“YONK.shp”,如图10所示。
实验四基于ArcGIS的DEM分析与可视化 一、实验目的 1、掌握利用ArcGIS三维分析模块进行创建表面的基本方法 2、掌握利用ArcGIS三维分析进行各种表面分析的基本方法，并能进行表面创建及景观图制作 3、掌握地形特征信息的提取方法，能利用ArcGIS软件基于DEM对山脊线和山谷线的提取 4、掌握三维场景中表面及矢量要素的立体显示其原理与方法，熟练掌握ArcGIS软件表面及矢量要素杂场景中的三维显示及其叠加显示 5、熟练掌握ArcScene三维场景中要素、表面的多种可视化方法。 6、通过制作某区域的飞行动画，实现对该区域的宏观浏览，掌握地形的三维显示与飞行动化的制作方法。 二、主要实验器材（软硬件、实验数据等） 计算机硬件：性能较高的PC机 计算机软件：ArcGIS9.3软件、Visual Basic6.0 实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘或其他中 三、实验内容与要求 1、地形特征信息提取 操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第九章实例与练习2 P349-351。 实验数据具体见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘\\ch9\EX2。 要求： 利用所给区域DEM数据，提取该区域山脊线、山谷线栅格数据层。 具体操作： 1.点击DEM数据，使用表面分析中的坡向（Aspect）工具，提取DEM的坡向数据层，命名为A。 2.点击数据层A，使用表面分析中的坡度（Slope）工具，提取数据层A的坡度数据，命名为SOA1。 3.求取原始DEM数据层的最大高程值，记为H；使用空间分析工具集中的栅格计算器（Raster Calculator），公式为（H—DEM），得到与原来地形相反的数据层，即反地形DEM 数据。 4.基于反地形DEM数据求算坡向值。 5.利用SOA方法求算反地形的坡向变率，记为SOA2。 6.使用空间分析工具集中的栅格计算器（Raster Calculator），公式为SOA=(([SOA1]+[SOA2])-Abs([SOA1]+[SOA2]))/2，这样就可以求出没有误差的DEM的坡向变率SOA。 7.再次点击初始DEM数据，点击Spatial Analyst---->Neighborhood Statistics（栅
实验七空间分析建模 【实验内容与学时】（2学时） [1]图解建模的基本概念及类型 [2]图解模型的形成过程 [3]实例分析与应用 【实验目的】 模型生成器 (Model Builder) 为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环境。模型是以流程图的形式表示，它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。你可以将工具和数据集拖动到一个模型中，然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的 GIS 任务。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。 【实验要求】 按照相关要求上交实验报告。 【实验步骤与过程】 一、空间分析建模与图解建模基本概念 1．空间分析模型及其分类 模型是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中最重要的构成及其相互关系的表述。建模的过程中，需要用到各种各样的工具。作为各类综合性地学分析模型的基础，空间分析为人们建立复杂的模型提供了基本工具。空间分析是地理信息系统的主要特征，也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一。它是基于地理对象的位置和形态特征的数据分析技术，其目的在于提取和传输可见信息。空间分析模型是对现实世界科学体系问题域抽象的空间概念模型，与广义的模型既有联系，又有区别： ①空间定位是空间分析模型特有的性质，构成空间分析模型的空间目标(点、弧段、网络、面域、复杂地物等)的多样性决定了空间分析模型建立的复杂性。 ②空间关系也是空间分析模型的一个重要特征，空间层次关系、相邻关系以及空间目标的拓扑关系也决定了空间分析模型建立的特殊性。 ③包含坐标、高程、属性以及时序特征的空间数据极其庞大，大量的空间数据通常用图形的方式来表示，这样由空间数据构成的空间分析模型也具有了可视化的图形特征。 空间分析模型可以分为以下几类： ①空间分布模型：用于研究地理对象的空间分布特征。主要包括：空间分布参数的描述，如分布密度和均值、分布中心、离散度等；空间分布检验，以确定分布类型；空间聚类分析，反映分布的多中心特征并确定这些中心；趋势面分析，反映现象的空间分布趋势；空间聚合与分解，反映空间对比与趋势。 ②空间关系模型：用于研究基于地理对象的位置和属性特征的空间物体之间的关系。包括距离、方向、连通和拓扑四种空间关系。其中，拓扑关系是研究得较多的关系；距离是内容最丰富的一种关系；连通用于描述基于视线的空间物体之间的通视性；方向反映物体的方位。
测量学实验报告范文 测量学实验报告范文 测量学（又名测地学）涉及人类生存空间，及通过把空间区域列 入统计（列入卡片索引），测设定线和监控来对此实行测定。它的任 务从地形和地球万有引力场确定到卫土地测量学（不动产土地），土 地财产证明，土地空间新规定和城市发展。 一、实验目的;因为测量学是一门实践性很强的学科，而测量实验 对培养学生思维和动手水平、掌握具体工作程序和内容起着相当重要 的作用。实习目的与要求是熟练掌握常用测量仪器（水准仪、经纬仪）的使用，理解并了解现代测量仪器的用途与功能。在该实验中要注意 使每个学生都能参加各项工作的练习，注意培养学生独立工作的水平，增强劳动观点、集体主义和爱护仪器的教育，使学生得到比较全面的 锻炼和提升. 测量实习是测量学理论教学和实验教学之后的一门独立的实践性 教学课程，目的在于： 1、进一步巩固和加深测量基本理论和技术方法的理解和掌握,并 使之系统化、整体化； 2、通过实习的全过程，提升使用测绘仪器的操作水平、测量计算 水平.掌握测量基本技术工作的原则和步骤； 3.在各个实践性环节培养应用测量基本理论综合分析问题和解决 问题的水平，训练严谨的科学态度和工作作风。 二、实验内容 步骤简要：1）拟定施测路线。选一已知水准点作为高程起始点， 记为a，选择有一定长度、一定高差的路线作为施测路线。然后开始施测第一站。以已知高程点a作后视，在其上立尺，在施测路线的前进 方向上选择适当位置为第一个立尺点（转点1）作为前视点，在转点1
处放置尺垫，立尺（前视尺）。将水准仪安置在前后视距大致相等的 位置（常用步测），读数a1，记录；再转动望远镜瞄前尺读数b1，并 记录 2）计算高差。h1=后视读数一前视读数＝a1-b1,将结果记入高差 栏中。然后将仪器迁至第二站，第一站的前视尺不动变为第二站的后 视尺，第一站的后视尺移到转点2上，变为第二站的前视尺，按与第 一站相同的方法实行观测、记录、计算。按以上程序依选定的水准路 线方向继续施测，直至回到起始水准点bm1为止，完成最后一个测站 的观测记录。 3）成果检核。计算闭合水准路线的高差闭合差；若高差闭合差超限,应先实行计算校核,若非计算问题,则应实行返工重测。 实习过程中控制点的选择很重要，控制点应选在土质坚实、便于 保存和安置水准仪的地方，相邻导线点间应通视良好，便于测角量距，边长约60米至100米左右。我觉得我们组测量时就有一个点的通视不 是很好，有树叶遮挡，但是那也没办法，因为那个地方的环境所致， 幸好我们能够解决.还有水准仪和经纬仪的调平和对中都需要做好，这 直接影响你的测量结果。测量学教学实习是测量学的重要组成部分,其 目的是巩固扩大和加深我们课堂所学的理论知识,获得测量实际工作的 初步经验和基本技能,着重培养我们的独立工作水平,进一步熟练掌握 测量仪器的操作技能,提升计算和绘图水平,并对测绘小区域大比例尺 地形图的全过程有一个全面和系统的理解,为今后解决实际工作中的相 关测量问题打下坚实的基础。 观测时要认真，有时目标稍微偏一点，读盘上读数就会有变化， 误差就会增大，或许超出容许值范围，结果就要重测，浪费很多时间，所以观测时也很重要。读数时由一个人来读数，这样可减少误差 计算是一个谨慎、复杂的过程。为了能够尽量赶超进度，我们组 的数据绝大部分则有我和李丽实行处理。但是，计算完之后，我们俩
竭诚为您提供优质文档/双击可除arcgis空间分析实验报告 篇一：arcgis栅格数据空间分析实验报告 实验五栅格数据的空间分析 一、实验目的 理解空间插值的原理，掌握几种常用的空间差值分析方法。 二、实验内容 根据某月的降水量，分别采用IDw、spline、Kriging 方法进行空间插值，生成中国陆地范 围内的降水表面，并比较各种方法所得结果之间的差异，制作降水分布图。 三、实验原理与方法 实验原理：空间插值是利用已知点的数据来估算其他临近未知点的数据的过程，通常用于将 离散点数据转换生成连续的栅格表面。常用的空间插值方法有反距离权重插值法（IDw）、 样条插值法（spline）和克里格插值方法（Kriging）。
实验方法：分别采用IDw、spline、Kriging方法对全国各气象站点1980年某月的降水量进 行空间插值生成连续的降水表面数据，分析其差异，并制作降水分布图。 四、实验步骤 ⑴打开arcmap，加载降水数据，行政区划数据，城市数据，河流数据，并进行符号化，对 行政区划数据中的多边形取消颜色填充 ⑵点击空间分析工具spatialanalyst→options，在general标签中将工作空间设置为实验数据所在的文件夹 ⑶点击spatialanalyst→interpolatetoraster→inversedistanceweighted，在inputpoints下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为 10000 点击空间分析工具spatialanalyst→options，在extent标签中将分析范围设置与行政区划一致，点击spatialanalyst→interpolatetoraster→inversedistanceweighted，在inputpoints下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为 10000 点击空间分析工具spatialanalyst→options在
实验五、空间分析基本操作 一、实验目的 1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。 2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格 计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计 (Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格 单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。 3.为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。 二、实验准备 预备知识： 空间数据及其表达 空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球 表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和 数字等。它是GIS 所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘 或其它通讯系统输入GIS。 在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。 有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。两种数据格式间可以进 行转换。 空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信 息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。 空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和 传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的 主要指标。 空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。 空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。 空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。空间分析步骤 根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。通常，所有的空间分 析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。 空间分析的基本步骤:
空间分析与建模复习 名词解释： 空间分析：采用逻辑运算、数理统计和代数运算等数学方法，对空间目标的位置、形态、分布及空间关系进行描述、分析和建模，以提取和挖掘地理空间目标的隐含信息为 目标，并进一步辅助地理问题求解的空间决策支持技术。 空间数据结构：是对空间数据的合理组织，是适合于计算机系统存储、管理和处理地图图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述与表达。 空间量测：对GIS数据库中各种空间目标的基本参数进行量算与分析， 元数据：描述数据及其环境的数据。 空间元数据：关于地理空间数据和相关信息的描述性信息。 空间尺度：数据表达的空间范围的相对大小以及地理系统中各部分规模的大小 尺度转换：信息在不同层次水平尺度范围之间的变化，将某一尺度上所获得的信息和知识扩展或收缩到其他尺度上，从而实现不同尺度之间辨别、推断、预测或演绎的跨越。 地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影。 地图代数：作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算 重分类：将属性数据的类别合并或转换成新类，即对原来数据中的多种属性类型按照一定的原则进行重新分类 滤波运算：通过一移动的窗口，对整个栅格数据进行过滤处理，将窗口最中央的像元的新值定义为窗口中像元值的加权平均值 邻近度：是定性描述空间目标距离关系的重要物理量之一，表示地理空间中两个目标地物距离相近的程度。缓冲区分析、泰森多边形分析。 缓冲区：是指为了识别某一地理实体或空间物体对其周围地物的影响度而在其周围建立的具有一定宽度的带状区域。 缓冲区分析：对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形，然后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需结果的一种空间分析方法 泰森多边形：所有点连成三角形，作三角形各边的垂直平分线，每个点周围的若干垂直平分线便围成的一个多边形 网络分析：是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法。（理论基础：计算机图论和运筹学） 自相关：空间统计分析所研究的区域中的所有的值都是非独立的，相互之间存在相关性。在空间和时间范畴内，这种相关性被称为自相关。
空间分析具体案例应用 专业：资源环境与城乡规划管理学号：姓名：王秀君 实验类型：综合性实验 实验目的：进一步掌握常用工具应用所学的ArcGIS技术，掌握空间分析能力的运用，解决实际工作中遇到的问题。 实验内容： 1、琅岐岛3D视图显示 2、超市商业区位选址 3、土地规划利用 （一）琅岐岛3D视图显示 实验类型：综合性实验 实验目的：进一步掌握常用工具所学的ARCGIS技术，掌握空间分析能力的应用，解决实际工作中遇到的问题 实验内容：琅岐岛3D视图显示 四、实验步骤 1.将TAB格式转为SHP格式 打开Mapinfo，选择“表”下的“转出”，弹出窗口，指定要转换格式的文件及输出路径，将马尾岛屿.tab、马尾等高线.TAB、马尾等深线.TAB转为、、。
然后，打开Arc Catalog，将、、转换为shape格式。
点击ok，完成转换。 2.定义投影 右击,指定其投影为Projected Coordinate Systems—Gauss Kruger—Beijing 1954—Beijing 1954 GK Zone 20投影，利用Import将投影导入其他图层。如图所示：
3.卫片配准 在ArcMap中，先将Island、Contour、isolate图层调入，然后在将卫片LQ调入。调用Georeferencing工具，选择Fit to Display命令，使卫片处于屏幕正中央，然后进行配准，如图所示。然后用Rectify命令，将定义好的投影保存。
配准后注意保存好，如图所示： 4.合并等高线、等深线两个图层 建立Contour和isolate的公共字段，在ArcMap中，选择图层，Open Attribute Table，建立公共字段Height，并赋值，删除多余字段，然后打开ArcToolBox利用Append工具合并Contour与isolate图层。