5.4 实例与练习
5.4.1 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.目的：
学会利用缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。
1.数据：
试验数据位于\Chp7\Ex_1，请将练习拷贝至E:\Chp7\Ex1\
a)城市市区交通网络图（network.shp）
b)商业中心分布图（Marketplace.shp）
c)名牌高中分布图（school.shp）
d)名胜古迹分布图（famous place.shp）
这些文件综合在一起是city.mxd
2.要求：
所寻求的市区是噪声要小，距离商业中心和各大名牌高中要近，是为了环境优雅离名胜古迹较近环境优雅。综合上述条件，给定一个定量的限定如下：
a)离主要市区交通要道200米之外，交通要道的车流量大，噪音产生的主要源于此；（ST为
道路类型中的主要市区交通要道）
b)距大型商业中心的影响，以商业中心的大小来确定影响区域，具体是以其属性字段YUZHI；
c)距名牌高中在750米之内，以便小孩上学便捷；
d)距名胜古迹500米之内。
最后分别将满足上述条件的其中一个条件的取值为1，不满足的取值为0，即如果满足距主要市区交通要道200米之内，取值为1，反之为0；其他亦是如此，最后将其累加得到分级。即满足三个条件的累加得到3，满足2个条件的得到2，最后将全部分成4级。
3.操作步骤：
首先打开ArcMap，打开E:\Chp7\Ex1\city.mxd文件将文件加入到窗口中来，这时五个文件全被加入ArcMap；
（1）主干道噪音缓冲区的建立
1）选择交通网络图层（network.shp），打开图层的属性表，在右下角的打开option选项中，在菜单中选择select by attributes，在弹出的select by attributes对话框中，左边选择“TYPE”双击将其添加到对话框下面SQL算式表中，中间点“=”，再单击Get unique values将TYPE的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添加到SQL算式表中，单击APPLY按钮，就将市区的主要道路选择出来了；（图7.64）
2） 点击缓冲区按钮 对选择的主干道进行缓冲区的建立，首先在缓冲区对象图层选择交通
网络图层（network ），然后将Use Only the Selected Feature （仅对选择的要素进行分析）选项选中，单击next ；
3） 确定尺寸单位如米，选择第一种缓冲区建立方法（At a specified distance ），指定缓冲
区半径为200米，单击next ；
4） 因为不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，所以我们在这里选择的是第一种边
界设定类型（Dissolve barriers between ），然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK ，完成主干道噪音污染缓冲区的建立。（图7.65）
图7.64 交通道路图通过属性选择要素
（2） 商业中心影响范围建立
1） 建立大型商业中心的影响范围。首先点击缓冲区按钮 ，在缓冲区对象图层选择商业中
心分布图层（network ），单击next ；
2） 确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，以其属性字段YUZHI 为缓冲区半径，单击
next ；
3） 选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK ，完成商业中心影响范围缓冲区的建立。（图7.66）
（3） 名牌高中的影响范围建立
1） 点击缓冲区按钮，在缓冲区对象图层选择名牌高中分布图层（school ），单击next ；
2） 确定尺寸单位如米，选择第一种缓冲区建立方法，指定750米作为半径，设置好后，单
击next ；
3） 选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK
，
图7.65 市区交通要道200米之外缓冲区
图7.66 商业中心影响范围缓冲区
图7.67 名牌高中的覆盖范围
完成名牌高中的覆盖范围缓冲区的建立。（图7.67）
（4）名胜古迹的影响范围建立
1）点击缓冲区按钮，在缓冲区对象图层选择名胜古迹分布图层（famous place），
2）单击next，确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法，指定500米作为缓冲区半径，设置好后，单击next；；
3）选择的是第一种边界设定类型，然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击OK，完成名胜古迹的覆盖范围缓冲区的建立。（图7.68）
（5） 进行叠置分析，将满足上述四个要求的区域求出
1） 对商业中心影响范围、名牌高中的影响范围和名胜古迹的影响范围三个缓冲区图层进行叠
置分析的交集操作，可将同时满足三个条件的区域求出。打开ArcToolBox ，依次选择analyst tools->overlay->Intersect 操作，打开交集操作对话框。将商业中心的缓冲区、名牌高中的缓冲区和名胜古迹的缓冲区分别进行添加，设定输出文件名并选择全部字段，输出类型和输入类型一样。
单击OK ，可获得同时满足三个条件的交集区域。（图7.69）
2） 利用主干道噪音缓冲区对获得的三个区域的交集进行图层擦除操作，从而获得同时满足四
个条件的区域。打开ArcToolBox ，分别选择analyst tools->overlay->Erase 操作，打开图层擦除操作对话框，在input features 选择三个区域的交集，在erase features 选择主干道噪音缓冲区，同时设定输出图层的地址和文件名，单击OK
，就获得了同时满足四个条件的交集区域，即购
图7.70 购房者最佳选择区域
图7.68 名胜古迹的周边覆盖影响范围
图7.69 满足三个条件的区域
房者的最佳选择区域。（图7.70）
（6） 为了使结果更有说服力，更加直观，可以综合上述四个因子，对整个市区进行分等定
级，分级标准是：
A. 满足其中四个条件为第一等级；
B. 满足其中三个条件为第二等级；
C. 满足其中两个条件为第三等级；
D. 满足其中一个条件为第四等级；
E. 完全不满足条件的为第五等级。
1） 分别打开商业中心，名牌高中和名胜古迹影响范围的缓冲区图层的属性列表，分别添加
market ，school 和famous 字段，并全部赋值为1。（图7.71）同时向主干道噪音缓冲区图层的属性列表中添加voice 字段，全部赋值为-1。这里取-1的原因是噪音缓冲区之外的区域才是满足要求的。
2） 打开ArcToolBox ，分别选择analyst tools->overlay->Union ，打开图层合并操作对话框。将四个缓冲区图层逐个添加进去，同时设定输出图层的地址和文件名Union ，将全部字段连接，单击OK ，得到四个区域的叠加合并图（图7.72）。
3） 打开生成的Union 文件图层的属性列表，添加一个短整型字段class 。保留FID ，Shape*，class ，market ，voice ，school 和famous 字段，在Editor 工具栏下拉菜单中选择start editing ，然后在属性列表中的class 字段上单击右键，选择Calculate values 。单击之后，打开Field Calculator 对话框，输入运算公式class=market+voice+school+famous 将其进行分等定级。如图
7.73，分等定级的标准为：
第一等级：数值为3；
第二等级：数值为2；
第三等级：数值为1；
第四等级：数值为0；
第五等级：数值为-1。
图7.71 添加market 字段并赋值为1
图7.72 四个缓冲区的叠加图
4）最后在Union图层的属性中将图层设置成class字段的分级显示，得到整个市区的分等定级图。颜色越深，满足的条件就越多，就是优选区域；而相对的颜色浅的区域则是满足的条件较少，也就不是优选区域（图7.74）
以上实例对于笔者感兴趣的及格条件进行分析，并得到很好的分析结果。在现实中，由于考虑
到的影响购房的因素较多，可以添加其他限定条件，例如房地产价格，交通便利与否，是否是闹市区，离工作地点远近等。读者不妨自己设计阈值和条件，寻找符合自己要求的区域。
5.4.2 最短路径问题分析与应用
1.背景：
图7.73 分级数值的计算实现
图例：
图7.74 市区分等定级图
最短路径的求取问题在现实中是可以拓展许多方面的最高效率问题，与它的深入研究有十分重要的意义。
2.目的：学会用ArcGIS 9.3 进行各种类型的最短路径分析，理解网络分析原理。
3.数据：试验数据位于\Chp7\Ex2，请将练习的数据拷贝至E:\Chp7\Ex2\
数据包括一个GeoDatabase地理数据库：“City.mdb”中含有城市交通网、超市分布图，网络关系以及家庭住址。
4.要求：
通过分析能够得到到达指定目的地的路径选择方案以及根据不同的权重得到不同的最佳路径，并给出路径的长度；根据需求找出到过距景点最近的某设施的路径。本实验以超市为例。
在网络中指定一个超市，分别求出在不同距离、时间的限制下从家到超市的最佳路径。
给定访问顺序，按要求找出从家逐个经过中间位置最终到达目的地的最佳路径。
研究阻强的设置对最佳路径选择的影响
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进行加载。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）从在Analysis下拉菜单中的Options按钮打开Analysis Options对话框，确认对话框中weight和weight filter标签项全部是none，这种情况下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，最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态栏。（图7.75）
注：这里的“15”指的是从起点到目的地总总共经过了14个网络节点，如果把两个网络节点
当作一个街区的话，也就是指中间经过了有15个街区的意思。
图7.75 无权重参照的最佳路径的显示
（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，将旗标分别放在家和想去的某个超市的位置上。
2） 选择Analysis 下拉菜单下的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。（图7.76）
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
长度为比重为的最短路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态栏。（图7.77）
4） 以上是通过距离远近的选择而得到的最佳路径。实际中不同类型的道路由于道路车流量的
问题，有时候要选择通行时间最短的路径，同样可利用网络分析来获得最佳路径。（图7.78）
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）得到速度属性，然后通过距离和速度的商值确定的。例子里并没有考虑红灯问题以及其他因素，是一种较理想的情况，但可以通过将其他的要素逐渐加入来完善。
（3） 按要求和顺序能够逐个通过目标点的路径的实现
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
逐个放在各个目标点上；
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；（图13）
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，从起
点按顺序逐一经过超市后回到起点的最短有效路径将显示出来，这条路径的总成本将显示在状态栏；（图7.79）
4） 同样是经过这11个地点，权重如果是时间的，由于道路车流量的不同，导致车速不同，
有时为了节约时间需绕路，所以使得路径发生很大的改变，而从外围的道路行驶了。（图7.80）
注：总共花费的时间是7.65minutes
图7.78 时间加权最佳路径
注：总共花费的距离为4336.86220516747meters
图7.77 距离加权最佳路径
（4） 阻强问题
这里的阻强是指网络中的点状要素或线状要素因为某些突发事件（如交通事故）而不可运行时，原来获得的最短路径就需要进行修正，具体操作如下：
1）修路的情形出现，即某个路段不可运行。这在网络中的表现是设置阻强，方法有两种，一种是永久性的。直接将网络边要素的属性修改成不可运行。具体操作是选择要进行设置的边要素，将其属性中的Enabled 字段改成False 即可；另一种是暂时性的，设置边要素障碍。即利用边要素障碍添加工具进行设置。同样取上述实验中的超市为目标地点，假设其中一条路段正在修路，则产生的新的最佳路径如图7.81（图中标注“╳”即为阻强设置边）。可以看出路段的维修状况使最佳
图7.80 时间权重的逐点路径获得
图7.79 逐个目的地的路径的获得
路径产生了改变，同时最近距离也随之发生改变。
2）十字路口发生问题，即网络中的结点不可运行。这时在网络中的表现也是设置阻强，方法和线状要素的一样，改变结点属性或利用点要素阻强添加工具进行设置，进行同样的最佳路径选
取，假设其中某个路口出现阻塞，利用该方法产生的最佳路径如图7.82。
以上这个例子能够简单说明网络分析中的最短路径问题在实际之中的用途。并且例子也表明了网络中要素的变化对最佳路径的产生什么样的影响。相信随着考虑到的实际因子的增加，一定会使得网络分析的模型更趋于实际，在指导现实生活方面发挥着越来越大的作用。
图7.81 有边阻强的距离加权最佳路径
图7.82 有点阻强的距离加权最佳路径
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地理信息系统
一、实验目的与要求 空间叠置分析是空间数据分析的基本方法，包括栅格数据的信息复合分析与矢量数据的叠置分析，本实验的目的在于： 1）加深对多层面叠置分析基本原理、方法的认识； 2）熟练掌握ArcMap中多层面空间叠置分析的技术方法。 3）结合实际、掌握利用多层面空间叠置分析方法解决地学空间分析问题的能力。 二、实验内容与主要过程 1.Dissolve融合分析 （1）添加polygon层面并激活，打开
2.Merge合并分析 （1）添加polygon1、polygon2层面并激活，打开
实习六空间分析 实习目的 ●学习ArcMap简单的空间分析功能—缓冲区分析和叠加分析。 ●利用ArcToolbox中的Model（建模）工具，学习在已有的空间 分析功能基础上，组合、定制新的空间分析功能。 实习内容 ●利用缓冲区分析和叠加分析的手段，计算某道路两侧各500米范 围内在各区的面积各为多少？ ●学习使用ArcToolbox中的Model Builder功能进行复杂的数据 处理 实习步骤 综合内容
数据： a.道路图层road.shp b.杭州行政区图层hz.shp 内容一：利用缓冲区分析和叠加分析的手段，计算某道路两侧各500米范围内在各区的面积各为多少？ 1.打开road图层，将地图单位设置为meter 在左侧窗口中，右键点击【】->【Properties…】，弹出对话框【Data Frame Properties】，选择【General】属性页，在该页中设置Map Unite。
2．为road建立缓冲区 a.在ArcMap中将Buffer Wizard工具加到工具栏中。方法如下：【Tools】->【Customize…】->【Commands】找到【Tools】下的【Buffer Wizard】，将它拖放到工具栏上。
b.单击工具栏上的，将弹出Buffer Wizard对话框。 c.在Buffer Wizard对话框中的第一步中选择road线图层。然后单击“下一步。 d.设定缓冲距离为500，同时设定缓冲距离的单位是Meters，单击“下一步”。
e.在出现的对话框中，输出文件名取默认的Buffer_of_road.shp即可。 f.点击【完成】，ArcMap会将缓冲区图层建立并在ArcMap中显示出来。 3.对buffer_of_road和hz做叠加分析 具体操作如下： a.ArcToolbox中选择【Analysis Tools】->【Overlay】->【Intersect】，弹出 Intersect对话框。
实验11叠置分析 一、实验目的 1.了解叠置分析基本原理； 2.掌握ArcGIS中矢量数据叠置分析的基本方法； 3.掌握ArcGIS中栅格数据（多层面）叠置分析的基本方法。 二、实验背景 叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层及其相应属性的操作，其结果综合了原有各图层所具有的属性。叠置分析与缓冲区分析是GIS最常用的提取空间隐含信息的手段。叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将数据层的属性联系起来生成了新的属性关系，进而生成用户需要的结果或回答用户提出的问题。 由于数据结构的不同，基于矢量数据与栅格数据的叠置方法是不一样的。就矢量数据而言，一般不存在模式化的分析处理方法，而表现为处理方法的多样性与复杂性，如包含分析、多边形叠置分析等。ArcGIS 提供的各种叠置分析功能，用户可以针对具体问题灵活运用这些工具。 1.矢量数据地图操作 下面是6种常用的地图操作方法： 裁剪(Clip) 裁剪是以用裁剪层面与输入层面进行运算，输出结果为被裁剪了的输入层面，其属性不变。 相交(intersect) 相交是以用来计算两个图层的交叉部分，落在公共区域的特征被保留，输出结果将继承两个层面的所有属性。 联合(union) 联合是将两张地图并成一张图，输出结果将合并两层面的所有要素，并继承两层面的所有属性。 合并(Merge) 合并是将几张地图并成一张图的过程，输出结果将合并两层面的所有要素，如果属性字段一致则将被保留。 合并分析（Merge）与联合分析不同之处在于合并分析往往是在同类型要素间进行的。 边界融合(Dissolve) 边界融合消除具有相同属性的多边形边界（数据分类）。严格意义上说，边界融合分析只有一个图层参与分析，不属于叠置分析，但是，该分析方法也是常见的矢量地图分析操作。联接分析(Spatial Join) 联接分析是将一个图层的属性数据表（目标表）按位置与另外一个图层的属性表（源表）进行属性联接。根据数据类型空间关系的不同，可分为：最近距离、是否在内部和是否是其一部分。
arcgis 中叠加分析工具介绍 在 arcgis 常见的叠加分析情况汇总。 在矢量叠加， 即将同一区域、 同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的 数 据文件进行叠加产生一个新 的数据层，其结果综合了原来图层所具有的属性。 矢量叠加操作分为：交集（ 集 ,Identify ）、 裁 减 （ SymmetricalDifference 合并（Merge ）以及融合（ 这里首先提醒一下： 编辑里边的merge 是将同一要素类里边的要素合并生成新的要素， 素删除，其属性按指定的要素修改。 编辑里边的 union 可将同一要素类或不同要素类的要素合并生成新的要素， 不 删除原要素， 新要素的属性为系统默认值 （空格或 0 等，根据字段属性而定） 。 编辑里的merge 和union 是对选中的要素进行操作，而 arctoolbox 里的是 对要素类进行操作。 交集（ Intersect ） , 计算两个图层几何对象相交的部分。对于 ArcToolBox 中的 Intersect 工具来说，可以选择保留所有的属性字段或是只有 FID 或是除了 FID 所有的字段。而相应的 EditorTool 中也有一个类似于 Intersect 的工具， 对于这个工具来说，与我们 ArcToolBox 中 Intersect 不同的是，它所产生的最 后结果是没有属性的，是需要人工输入属性值的。 此工具要求 inputfeatures 是简单要素类，如 能是复杂要素类，如 annotation 、 network 等。 当 inputfeatures 是不同的要素类型时（如 polygon ），输出的结果默认是维数较低的类型，如 是 line ， point 与 line 的默认结果是 point 。 polygon 和 polygon 的默认结果是 polygon ，但可指定为 line 或 point 。 结 果 可 能 有 多 部 件 要 素 （ multipartfeatures ） ， 可 用 multiparttosinglepart 工具打散。 擦除叠加 （Erase ） ，目标特征与要擦除区域多边形进行叠加，只有落在要擦 除区域外的特征方可能保留下来， 并拷贝到输出特征集中。 使用中需注意， 用于 擦除的区域必须是多边形，不能是点线。 erase 后的结果可能有多部件要素 （ multipartfeatures ），可用 multiparttosinglepart 工具打散。 标识叠加（ Identify ），这个工具最让人迷惑了，说实话，当时我就没记得 还有这样一种工具， 呵呵。现在看起来，这个工具还是挺有用的嘛， 至少从 ArcGIS 的帮助文档看来。该工具只能在拥有 ArcInfo 许可的时候才能使用。它的功能是， 将输入特征与标识叠加对象进行 Intersect 操作，输入对象中与标识对象叠加的 部分也获得了标识叠加对象的属性信息，其他部分保持不变。 此工具要求 inputfeatures 是简单要素类， identityfeatures 必须是 polygon 要素类。 Intersect ）、擦除（ Erase ）、标识叠加（又称交补 （ Clip ）、 更 新 叠 加 （ Update ）、 对 称 差 ）、分割（Sp lit ）、合并叠加（Un ion ）、添加（Append ）、 Dissolve ）等类型。 并将原要 point 、 line 、polygon ，不 point 和 polygon 、 line 和 line 和 polygon 的默认结 果 结果类型可以降低维数，比如
一、实验目的： 理解缓冲区分析和叠置分析的基本原理，学习利用arcgis进行缓冲区分析、叠加分析的操作，掌握如何合理利用空间分析中的缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。 二、实验准备 1、实验背景： A．市区择房 随着商品房的发展，由于房屋的可选择余地越来越大，而且综合考虑小孩成长的缘故，所以越来越多的购房者对房屋的地段、环境，上学是否便捷，是否靠近名校等方面都提出了要求，所以综合考虑上述的因素，购房者就需要从总体上对商品房的信息进行研究分析，从而选择最适宜的购房地段。要求：所寻求的市区是噪声要小，距离商业中心要近，要和各大名牌高中离的近以便小孩容易上学，离名胜古迹较近环境优雅。综合上述条件，给定一个定量的限定如下： 离主要市区交通要道200米之外，交通要道的车流量大，噪音产生主要源于此；（ST为道路类型中的主要市区交通要道） 距大型商业中心的影响，以商业中心的大小来确定影响区域，具体是以其属性字段YUZHI； 距名牌高中在750米之内，以便小孩上学便捷；
距名胜古迹500米之内。 最后分别将满足上述条件的其中一个条件的取值为1，不满足的取值为0，即如果满足距主要市区交通要道200米之内，取值为1，反之为0；其他亦是如此，最后将其累加得到分级。即满足三个条件的累加得到3，满足2个条件的得到2，最后将全部分成4级。 B．学校选址 学校的选址问题需要考虑地理位置、学生娱乐场所配套、与现有学校的距离间隔等因素，从总体上把握这些因素能够确定出适宜性比较好的学校选址区。综合上述条件，给定新学校选址要求： 新学校应位于地势较平坦处； 新学校的建立应结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域； 新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好； 新学校应避开现有学校，合理分布。 各数据层权重比为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125。最后必须给出适合新建学校的适宜地区图，并对其简要进行分析。 2、实验材料： 软件：ArcGIS Desktop 9.x ， 实验数据：文件夹ex5中 （1）市区择房数据：城市市区交通网络图“network.shp”、商业中心分布图
实习四空间分析练习：叠置分析 空间数据处理 (1) 第1步裁剪要素 (2) 第2步拼接图层 (3) 第3步要素融合 (4) 第4步图层合并 (6) 第5步图层相交 (9) 定义地图投影 (11) 第6步定义投影 (11) 第7步投影变换――地理坐标系－>北京1954坐标系转换－>西安80坐标系 (12) 补充：图层相减，计算面积 (8) 以下内容适合于ArcGIS 9.x版本 空间数据处理 ●数据：云南县界.shp; Clip.shp西双版纳森林覆盖.shp 西双版纳县界.shp ●步骤： 将所需要的数据下载后，解压到到 e:\gisdata, 设定工作区:在ArcMap中执行菜单命令：<工具>－><选项>，在“空间处理”选项页里，点 击“环境变量”按钮，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 e:\gisdata
第 1步裁剪要素◆在 ArcMap中，添数据GISDATA\云南县界.shp，添加数据GISDATA\Clip.shp （Clip 中有四个要素） ◆激活Clip图层。选中Clip图层中的一个要素，注意确保不要选中“云南县界”中的要素！点击打开ArcToolbox， 指定输出要素类路径及名称，这里请命名 为“云南县界_Clip1” 指定输入类：云南县界 指定剪切要素：Clip（必须是多边形要素）
依次选中Clip主题中其它三个要素，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层（“云南县界_Clip1” , “云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4” ）。 第2步拼接图层 ◆在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的四个图层 ◆点击打开ArcToolbox
实习5、叠加分析 一、目的 本次实验内容涉及到空间分析中的叠加分析和DEM的建立。通过对本次实习的学习，我们应： 1、加深对多层面叠合分析基本原理、方法的认识； 2、熟练掌握ARCVIEW多层面叠合分析的技术方法； 3、加深对DEM建立过程的原理、方法的认识； 4、熟练掌握ARCVIEW中建立DEM的技术方法。 二、实验准备 1、软件准备：Arcview 2、数据准备：1）文件boundary.shp（某地边界数据）peak.shp（某地高程点数据） GRID（某地DEM）。 2）文件point.shp，river.shp，roads.shp，roads1.shp ； polygon. shp，polygon1.shp，polygon2.shp，overlay.shp。 三、实验内容 *在E盘新建一个以学号为文件名的文件夹，将GIS文件夹拷贝到该文件加夹中，路径需设为相应的Arcview文件夹。 1、基于矢量数据的叠置分析 Arcview中矢量数据的叠置分析是在Geoprocessing模块的支持下进行的，首先应该
添加该模块。 （1）在【File】菜单中选择【Extension】命令，添加Geoprocessing模块。 （2）在视图目录表中添加并激活boundary.shp和peak.shp数据 （3）裁剪分析 现要求高程数据必须在其边界内，因此要应用适量数据叠加分析中的Clip裁剪分析。 1)添加并激活overlay、polygon层面，执行【Geoprocessing Wizard】命令，选择Clip one theme based on another命令，执行下一步。
三、实现代码 1) 、叠置求交代码 ///
ARCGIS 空间叠加分析功能主要有六个，分别是：Union、Intersect、Identity、Erase、 Update 和 Clip。
空间叠加分析系列（一）：Clip
clip 功能是平时使用最多的功能之一。Clip，顾名思义就是裁剪。在 GIS 中，比较正式的 定义为：进行多边形叠合时，输出层为按一个图层的边界，对另一个图层的内容要素进行截取后 的结果。用图形表示就是图一所示的情况。
图一 Clip 功能示意图 在 ArcGIS 中，可以通过以下的方法进行 Clip 操作： （1）首先将进行演示的数据加载到 ArcGIS 中。比如说我们加载一个名为 landuse.shp 和 名为 Clip.shp 的文件。其中，landuse.shp 为某地的土地利用现状数据，而 clip.shp 为进行 clip 操作的边界，它们分别对应图一中的 INPUT 和 CLIP FEATURE。我们的目的是从 landuse 中按 照 clip 的边界裁剪出所需要区域的土地利用现状数据。 （2）在 ArcGIS 中，点击 Standard 工具条上的“Show/Hide ArcToolboxs Window” 按钮（图二 1 处），打开 ArcToolbos 窗口。
图二 点击打开 ArcToolbos 窗口
（3）在 ArcToolboxs 的窗口中，依次展开 Analysis tools—>Extract，找到其中的 Clip 命令，如图三所示。
图三 ArcToolboxs 中的 Clip 工具 （4）双击图三 2 处的 clip，打开 clip 对话框，如图四所示。其中 Input Feature 为输入 要素，必须为多边形要素，其对应图一中的“INPUT”，此处应选择 landuse.shp 这个图层； Clip Feature 为裁剪要素，也必须为多边形要素，对应着图一中的“CLIP FEATURE”，此处应 选择 clip.shp 图层；Output Feature Class 为裁剪后的结果，对应图一中的“OUTPUT”，此 处设置该结果的保存路径和文件名称，clip 后的结果同样为多边形要素；XY Tolerance 为 XY 容限值，为可选项，一般默认即可，有特殊要求的可以填写。
图四 Clip 操作各参数 （5）最后点击 OK 按钮，等待 clip 结束后会将结果自动添加到 ArcGIS 的 TOC 窗口中。
空间分析作业 ——叠置分析 一、实验目的： 叠置分析是GIS空间分析中的一项最常用，同时也是非常重要的分析方法之一，叠置分析可以有效地综合多种地理因素，从其中提取隐含的空间信息。所谓叠置分析，就是将包含感兴趣的空间要素对象的多个数据层进行叠加，产生一个新要素图层。该新图层综合了原来多层实体要素所具有的属性特征。根据GIS数据的基本结构的不同，将GIS叠置分析分为基于矢量数据的叠置分析和基于栅格数据的叠置分析两大类。 本实验要求加深对多图层叠置分析基本原理及方法的认识；熟练掌握ArcGIS多图层叠置分析的技术方法；结合实际、掌握利用多图层叠置分析方法解决地学空间分析问题的能力。 二、实验数据： 1.矢量数据包括：点数据point.shp，线数据centerline.shp，面数据sports.shp、polygon.shp。 2.栅格数据包括：土地利用数据landuse（Grid格式），高程数据elevation（Grid格式）。 三、实验步骤： 1.矢量数据的叠置分析 ⑴Clip裁剪分析，包括以下4个步骤： ①通过ArcCatalog向ArcMap中添加cenerline、polygon数据，打开ArcToolBox，选择Analysis Tools工具箱，打开Extract工具箱，执行Clip操作。 ②从出现的对话框中选择要进行裁剪的图层（input feature）及用来裁剪的图层（clip features），确定输出的图层（output feature class）的名称和路径，其他参数为默认，如图所示：
③选择OK，可以得到裁剪后的结果。（a）表示裁剪前，（b）表示裁剪后。 a b ④比较裁剪后的数据和被裁剪的数据可知，裁剪后的数据拥有被裁剪的数据的所有属性， 前者是后者的一个子集，如图所示，（b）为裁剪后的数据属性，（a）为裁剪前的数据属性。
在arcgis常见的叠加分析情况汇总。 在矢量叠加，即将同一区域、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠加产生一个新的数据层，其结果综合了原来图层所具有的属性。矢量叠加操作分为：交集（Intersect）、擦除（Erase）、标识叠加（又称交补集,Identify）、裁减（Clip）、更新叠加（Update）、对称差（Symmetrical Difference）、分割（Split）、合并叠加（Union）、添加（Append）、合并（Merge）以及融合（Dissolve）等类型。 这里首先提醒一下： 编辑里边的merge是将同一要素类里边的要素合并生成新的要素，并将原要素删除，其属性按指定的要素修改。 编辑里边的union可将同一要素类或不同要素类的要素合并生成新的要素，不删除原要素，新要素的属性为系统默认值（空格或0等，根据字段属性而定）。 编辑里的merge和union是对选中的要素进行操作，而arctoolbox里的是对要素类进行操作。 交集（Intersect）,计算两个图层几何对象相交的部分。对于ArcToolBox中的Intersect工具来说，可以选择保留所有的属性字段或是只有FID或是除了FID所有的字段。而相应的Editor Tool中也有一个类似于Intersect的工具，对于这个工具来说，与我们ArcToolBox中Intersect不同的是，它所产生的最后结果是没有属性的，是需要人工输入属性值的。 此工具要求input features是简单要素类，如point、line、polygon，不能是复杂要素类，如annotation、network等。 当input features是不同的要素类型时（如point和polygon、line和polygon），输出的结果默认是维数较低的类型，如line和polygon的默认结果是line，point与line的默认结果是point。结果类型可以降低维数，比如polygon和polygon的默认结果是polygon，但可指定为line或point。 结果可能有多部件要素（multipart features），可用multipart to singlepart工具打散。 擦除叠加(Erase)，目标特征与要擦除区域多边形进行叠加，只有落在要擦除区域外的特征方可能保留下来，并拷贝到输出特征集中。使用中需注意，用于擦除的区域必须是多边形，不能是点线。erase后的结果可能有多部件要素（multipart features），可用multipart to singlepart工具打散。 标识叠加（Identify），这个工具最让人迷惑了，说实话，当时我就没记得还有这样一种工具，呵呵。现在看起来，这个工具还是挺有用的嘛，至少从ArcGIS的帮助文档看来。该工具只能在拥有ArcInfo许可的时候才能使用。它的功能是，将输入特征与标识叠加对象进行Intersect操作，输入对象中与标识对象叠加的部分也获得了标识叠加对象的属性信息，其他部分保持不变。 此工具要求input features是简单要素类，identity features必须是polygon要素类。 结果可能有多部件要素（multipart features），可用multipart to singlepart工具打散。 当选中keep_relationships选项时，结果的属性表中将会增加input features和identity features空间相关的字段。当input features是line时，结果的属性表将会增加两个字段left_poly和right_poly，分别存放左边和右边identity features的fid值。 裁减（Clip），这个工具最能让人与Erase工具弄混了，与Erase功能相反，它保留了输入特征与裁减特征相重的部分。Clip工具可以裁减特征集、栅格数据与coverages（裁减Coverages需要有ArcInfo 级的许可）。需要注意的是在Editor Tool中也有Clip这样的一个工具，其功能与矢量叠加中的Clip功能并
一、实验名称：叠置分析 二、实验平台：ArcMap 三、实验目的：1、掌握GIS中叠置分析的概念。 2、掌握叠置分析在ArcGIS中的操作。 3、理解理论与实践相结合，灵活运用。 四、实验要求：完成对图层的擦除叠置、识别叠置、、更新叠置。 五、实验步骤： 1、图层擦除：图层擦除是输入层根据擦除图层的范围大小，将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除，最后得到剩余的输入图层的结果。在arcgis中操作的步骤如下： (1)打开arcmap，在arccatalog中新建2个面状要素面1和面2,。 (2)点击打开ArcToolbox 工具箱，ArcToolbox 工具箱，在ArcToolbox 中选择Analyst Tools，打开后选择Overlay 中的Erase 选项，双击打开Erase对话框； (3)在对话框中输入要素和擦除要素，点击确定，得到结果如下：
2、识别叠加：输入图层和另外一个图层进行识别叠加，在图形交迭的区域，识别图层的属性将赋给输入图层在该区域内的地图要素，同时也有部分的图形的变化在其中，操作步骤如下： 从ArcToolbox 中选择Analyst Tools，打开后选择Overlay 中的 Identity 选项，打开其对话框，然后填入输入图、识别参照图层、输出图层，结果如下： 3、更新叠置：更新指，首先对输入的图层和修正图层进行几何相交的计算，然后输入的图层被修正图层覆盖的那一部分的属性将被修正图层而代替。而且如果两个图层均是多边形要素的话，那么两者将进行合并，并且重叠部分将被修正图层所代替，而输入图层的那一部分将被擦去。操作步骤如下： 从ArcToolbox 中选择Analyst Tools，打开后选择Overlay 中的Update 选项，打开其对话框，输入要进行操作的输入图层，同时在下面输入修正更新图层，结果如下：
叠置分析
前言 1854年8月到9月，英国伦敦霍乱病流行，但是政府始终找不到患者的发病原因。后来医生琼.斯诺博士在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的1:6500的城区地图上，标出了每个霍乱病死者的居住位置，从而得到了霍乱病死者居住位置的分布图。
死者饮用了利用 布洛多斯托水泵吸水的井水。 前言 发病原因 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
需要了解一个乡的森林覆盖面积，一个县的公路里程，一个地区的河流密度 叠置分析 应用实例两个图层 至少有一个图层是多边形图层，称为基本图层 另一图层可能是点、线或多边形，称为上覆图层。叠置分析是GIS 中的一项非常重要的空间分析功能
空间逻辑运算 1将欧氏空间的图层A 、B 和C 定义为二值图像。 空间叠置分析往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差的运算。 x A ∈x B ∈若，有，则称A 为B 的子图像 或B 包含A ，记为A B ?（a ）A B ?逻辑交、逻辑并、逻辑差的运算 定义1性质A B ≠A B ?如果， 称A 为B 的真子图像AB 。我们用Ω表示一图像，Φ表示空图像①②③A B ?A A ?A B ?B C A C ???B A A =B ??
空间逻辑运算 1将欧氏空间的图层A 、B 和C 定义为二值图像。 A 与 B 的交定义为。 {}A B x x A x B ?∈∈=且A B ?（b ）逻辑交 逻辑交、逻辑并、逻辑差的运算 定义2性质①②③如果称A 为B 不相交A A =A ?A Φ=Φ ?A B C =A (B C) ????（）A B =Φ?
第21卷第2期山东科技大学学报(自然科学版)Vol.21 2 2002年6月Journal of Shandong University of Science and Technology(Natural Sc ience)Jun.2002 文章编号:1000-2308(2002)02-0062-03 GIS中空间数据叠置分析的优化算法设计 李鲁群1,邓 敏2,刘 冰1,李 建3 (1.山东科技大学,泰安271019; 2.武汉大学,湖北武汉430079; 3.西安交通大学计算机系,陕西西安710049) 摘 要:叠置分析是G IS进行空间分析时常用的一种空间操作。由于空间数据量较大,如何快速准确地完成空间叠值分析运算是GIS系统中比较关键的技术。本文分别针对矢量和栅格数据叠值运算分析,提出了快速空间数据叠置分析的优化算法。 关键词:GI S;矢量;栅格;叠置分析;U M L 中图分类号:P208 文献标识码:A Design of an Optimal Algorithm of Realizing Spatial Overlap Analysis within G IS LI Lu qun1,DENG M in2,LIU Bing1,LI Jian3 (1.Shandong U niversity of Sci ence and Technology,Taian271019,Ch i na;2.Wuhan University,Wuhan Hubei430079,Chi na; 3.Xi an J i ao Tong University,Xian,Shanxi710049,China) Abstract:Overlap analysis is a widely used spatial operation for the needs of spatial analysis in GIS.Because of large amount of spatial data in this operation,it is a critical technique in GIS about how to realize spatial overlap analysis very quickly w ith higher accuracy.From this view,w e propose some corresponding optim al algorithms in this paper. Key words:g eographical information system;vector;raster;overlap analysis;united modeling language 叠置分析是地理信息系统最常用的提取空间隐含信息的手段之一。地理信息系统的叠置分析是将同一地区,同一比例尺的两组或更多的专题图层进行叠置,建立具有多重地理属性的空间分布区域,进行叠加产生一个新的数据层的操作,其结果综合了原来两层或多层地图要素所具有的属性,从而满足用户需求和协同决策的一种方法。它不同于通常所说的视觉信息复合,这主要是因为叠置分析的结果不仅产生视觉效果,更主要的是形成新的目标,对空间数据的区域进行了重新划分,属性数据中包含了参加叠置的多种数据项。根据不同的数据模型可将空间置分为栅格叠置和矢量叠置两种。栅格叠置比较容易实现,但精度往往不能满足用户的要求;而矢量叠置与其相反,它能达到很高的精度,但是需要处理大量的矢量空间数据。由于空间数据量较大,常规的算法难以满足用户对时间的要求,必须进行特殊的处理。因此,如何快速高效完成叠置运算是GIS空间分析中的关键技术之一。为此,本文分别提出矢量、栅格空间叠置分析的高效算法设计及其实现途径。 1 快速矢量空间叠置分析基本思想 矢量GIS中,点、线和多边形是基本的三类要素。基于矢量数据的叠置分析可分为拓扑求交过程和属性分配过程两步。几何求交过程是叠置分析的关键,一般分为点与多边形叠置、线(链)与 收稿日期:2001-09-21 作者简介:李鲁群(1967-),男,辽宁沈阳人,高级工程师,博士研究生,从事计算机网络应用、GIS研究.
叠置分析 叠置分析是地理信息系统中常用的用来提取空间隐含信息的方法之一，叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，同一地带，还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。 从原理上来说，叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。根据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；根据操作形式的不同，叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新，以下就这六种形式分别介绍叠置分析的操作。要注意的是这里也要对属性进行一定的操作，所指的属性是较为简单的属性值，例如注解属性，尺度属性，网络属性等不能作为输入的属性值。其中在ArcGIS 中可以进行叠置分析的数据格式有coverage，shapefile，GeoDatabase中的数据要素等，这里主要以shapefile 为例子来介绍。 一图层擦除（Erase） 图层擦除是指输入层根据擦除图层的范围大小，将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除，最后得到剩余的输入图层的结果。 从数学的空间逻辑运算的角度来说，即 A为输入图层，B 为擦除层）具体表现如下所示：
图1 图层擦除的三种形式 在arcgis 中实现以上的操作，具体的步骤如下： 1. 首先打开ArcMap 主界面，点击（即ArcToolbox 按钮）打开ArcToolbox 工具箱，在ArcToolbox 中选择Analyst Tools，打开后选择Overlay 中的Erase 选项，双击打开Erase对话框；（如图2） 图2 图层擦除操作 2. 在Erase 操作对话框中填入输入图层（Input Features），擦除参照（Erase Feature），输出图层（Output Feature Class）和分类容许量及单位，在右下角的环境设置（Environments）中，可以对输入输出数据的参数进行设置。 3. 单击OK，进行操作，得到结果。 同样对线状输入图层和点状输入图层在擦除操作后也能得到类似于图3 的结果，具体请参照上述的步骤。
5.4 实例与练习 5.4.1 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.目的： 学会利用缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。 1.数据： 试验数据位于\Chp7\Ex_1，请将练习拷贝至E:\Chp7\Ex1\ a)城市市区交通网络图（network.shp） b)商业中心分布图（Marketplace.shp） c)名牌高中分布图（school.shp） d)名胜古迹分布图（famous place.shp） 这些文件综合在一起是city.mxd 2.要求： 所寻求的市区是噪声要小，距离商业中心和各大名牌高中要近，是为了环境优雅离名胜古迹较近环境优雅。综合上述条件，给定一个定量的限定如下： a)离主要市区交通要道200米之外，交通要道的车流量大，噪音产生的主要源于此；（ST为 道路类型中的主要市区交通要道） b)距大型商业中心的影响，以商业中心的大小来确定影响区域，具体是以其属性字段 YUZHI； c)距名牌高中在750米之内，以便小孩上学便捷； d)距名胜古迹500米之内。 最后分别将满足上述条件的其中一个条件的取值为1，不满足的取值为0，即如果满足距主要市区交通要道200米之内，取值为1，反之为0；其他亦是如此，最后将其累加得到分级。即满足三个条件的累加得到3，满足2个条件的得到2，最后将全部分成4级。 3.操作步骤： 首先打开ArcMap，打开E:\Chp7\Ex1\city.mxd文件将文件加入到窗口中来，这时五个文件全被加入ArcMap； （1）主干道噪音缓冲区的建立 1）选择交通网络图层（network.shp），打开图层的属性表，在右下角的打开option选项中，在菜单中选择select by attributes，在弹出的select by attributes对话框中，左边选择“TYPE”双击将其添加到对话框下面SQL算式表中，中间点“=”，再单击Get unique values将TYPE的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添加到SQL算式表中，单击APPL Y按钮，就将市区的主要道路选择出来了；（图7.64）