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实验三 空间分析

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本科生实验（实习）报告

学 院： 资源与环境学院

班 级： 2011级地理信息系统

学年学期： 2013--2014 学年 二 学期

课程名称： 专题地图编制

学 号： 2011083058

姓 名： 王耀斌

指导教师： 付彩菊

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）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:

a) 确定问题并建立分析的目标和要满足的条件

b) 针对空间问题选择合适的分析工具

c) 准备空间操作中要用到的数据。

d) 定制一个分析计划然后执行分析操作。

e) 显示并评价分析结果

空间分析实际上是一个地理建模过程，它涉及：问题的确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适的次序执行一系列的空间分析操作、显示及评价分析结果。

实验数据：

实验数据包括：Slope1（栅格数据），Landuse （栅格数据）, landuse92,r5yield,emidalat

街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov

气温.shp,YNBoundary.shp (云南省的边界) 三、实验内容及步骤

1、 用任意多边形剪切栅格数据(Landuse)；（用掩膜工具和栅格计算器分别实现）。

2、栅格重分类(Raster Reclassify)

将坡度栅格数据Slope1重新分为5类：0 – 8 、8 – 15 、15 – 25 、25 – 35、 35

度以上。

3、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)

在坡度栅格数据Slope1中找出坡度在25度以下的区域。

4、面积制表（Tabulate Area）

通过面积制表工具，利用Slope1重分类结果图和Landuse92（土地利用类型图），获取各地类各坡度统计表。（如下表）

5、分区统计(Zonal Statistic)

基于栅格图层 r5yield (粮食产区分类图)和栅格Organic(土壤有机质含量分布图)，利用 “区域统计到表”分析工具，统计不同粮食产区的有机质最大值，最小值，均值等，如下表：

6、缓冲区分析(Buffer)

加载街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov （地图单位为：米）

对街道名称[STR_NAME]为CYPRESS的街道建立50米缓冲区。然后根据位置选择，找出与 街道“CYPRESS”的50米缓冲区相交的地块。

7、采样数据的空间内插(Interpolate)

数据：气温.shp 中有两个字段 Y01 Y02 记录的是16个气象观测站，2001年和2002年的年平均气温，下面要通过空间内插的方法（样条函数）将点上的数据扩展到连续的空间上，分别得到2001年和2002年气温空间分布图。 YNBoundary.shp 是云南省的边界

2001年气温空间分布图

2002年气温空间分布图

8、栅格单元统计（Cell Statistic）

在上一步的基础上进行，根据2001年和2002年的年平均气温得到多年平均气温空间分布图，利用“像素统计”功能得到“2001、2002年间平均气温空间内插”。

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GIS实验报告(正式版)

GIS实验报告(正式版)

实验报告

2016 至

2017

学年第

1

学期

课程名称： 地理信息系统

院（系）: 地理与城乡规划学院

专 业： 地理科学

班 级： 地理141

学 号： 20140203050126

学生姓名： 王兴永

2016年 12 月 12日

.

. 兰州城市学院实验报告

院 系：地理与城乡规划学院

姓名 王兴永 学号 20140203050126 专业、班级 地理141

课程名称 地理信息系统 实验室名称 地理信息系统

实验室

实验名称 实验一 ArcGIS软件认识

日期、时间 2016年11月7日 .

.

一、实验目的和要求

ArcGIS软件的认识及简单的运用；

二、实验内容

对甘肃地图栅格数据进行转换，并对图层进行要素创建；

三、实验数据及环境

甘肃省行政区纸质扫描图、ArcMap软件

四、操作方法与实验步骤

1、新建数据 打开ArcCatalog，新建“个人地理数据库.mdb”，在该数据库下新建“要素类”，包括点要素县和市、线要素道路以及多边形要素行政区。

2、添加甘肃省行政区纸质扫描图，打开“编辑器”，点击“创建要素”对话框，对行政区进行要素创建，点击编辑器工具条中的“裁剪面工具”按钮，围绕甘肃省省界线进行裁剪，双击完成裁剪操作，如图1.

3、打开行政区的属性对话框，在“显示”选项卡中将透明度调整为50%，按上一步的操作，将甘肃省的市级甚至县级行政区裁剪出来，双击完成操作。

4、打开图层县的属性表，新建字段“县”；对图层县进行创建要素，参照纸质扫描图层，每编辑一个点就在属性表的新字段中做出标记，直至编辑完所有的县。

5、仿照上一步，对市进行相同的编辑操作。

6、对图层县、图层市的样式以及系统符号进行适当的调整；打开图层行政区的属性对话框，在“符号系统”中选择“唯一值”，选择任意字段，调整色带，添加所有值，应用关闭。

实验三：栅格数据分析-学校选址综述.doc

实验三：栅格数据分析-学校选址综述.doc

GIS空间分析原理与方法 实验一

1 实验三 栅格数据分析-学校选址

一、实验目的

通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能，熟练掌握利用ArcGIS上述空间分析解决一些实际应用问题的基本流程和操作过程。

二、实验准备

1、数据准备：

1) 土地利用数据（landuse）

2) 地面高程图(elevation)；

3) 娱乐场所分布数据(rec_sites)；

4) 现有学校分布数据(schools)；

2、软件准备：

ArcGIS DeskTop 10.0

3、要求：

1) 新学校应该处于地势较为平坦处；

2) 结合土地利用类型综合考虑，选择成本低的区域；

3) 应该与娱乐设施相配套，距离这些设施越近越好；

4) 最好避开现有学校，合理分布；

5) 各数据层权重比：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，土地利用类型占0.125，地形占0.125；

6) 结合坡度计算、欧式距离制图、重分类、栅格计算器等功能给出分析结果图；

三、实验内容及步骤

1) 运行ArcMap,打开ex.mxd地图文档（..\实验三\data），加载上述四个要素类。

2) 设置分析环境。单击Geoprocessing Environments,在弹出的Environment

Setting中设置相关参数：

A.【工作空间】设置为..\实验三\data\result;

B.【处理范围】下拉框中选择“与图层landuse相同”；

c.【Raster Analysis】 中【Cell size】的下拉框中选择“与图层landuse相同”。 GIS空间分析原理与方法 实验一

2

从elevation数据中提取出坡度数据集。在ArcToolbox中单击【Spatial Analysis】---> 【Surface Analysis】 --->

GIS空间分析 实验报告模板

GIS空间分析 实验报告模板

[键入文字]

实验一 空间量算

组名

学号 姓名 分工 成绩

一、 实验目的

通过本实验能够掌握 ArcGIS 中空间分析的基本操作及其实现原理：

1. 能够对数据进行预处理，包括进行正确的地图投影与地图单位的设置；

2. 能够通过不同方法实现周长与面积的量算；

3. 实现对面积的中心与重心的计算；

4. 通过查询政府公报确定福州各区县的面积，并且以此作为真实的面积，计算数字化后的面积的误差；

5. 在计算周长以及面积的基础上计算不同的形状指数；

6. 利用数据中的GDP属性，制作GDP专题地图；

二、实验原理

根据ArcGIS中的ArcToolBox、GeoDatabase、Calculate Geometry等实现对面状地物周长以及面积的提取，根据收集到的官方数据，作为标准以计算出面积误差，并计算出其形状指数，最后依据各个地区的GDP，制作专题制图。 [键入文字]

三、实验设备与数据

1. 硬件：计算机

2. 软件：ArcGIS9.3

3. 数据：GIS导论实验七福州市政区矢量图

四、实验步骤

（一）数据预处理

1.通过Mapinfo中“工具”----“通用转换器”，将TAB格式转换成Shape格式

2.已知原始数据的坐标系统为WGS84坐标系统

图1 原始数据

2.查看投影信息

图2投影信息

（二）周长和面积的计算方法

表1. 面积计算误差分析

地名 实际面积 栅格面积误差 矢量面积误差

罗源县 1,081,000,000 10,907,392 13,040,000

福州市区 1,014,000,000 61,017,408

61,200,000

[键入文字]

五、分析与讨论

1、关于投影与坐标的介绍

地理坐标系统：地理坐标系统是使用经纬度来定义球面或椭球面上点的位置的参照系统，是一种球面坐标。最常见的位置参考坐标系统就是以经纬度来量算的球面坐标系统。地球坐标系统不是地图投影，只是对球体或椭球体的模仿。地理坐标系统有经线和纬线组成，经纬度以地心与地表点之间的夹角来量算的，通常以度分秒（DMS）来度量。地理坐标系统使用一个三维椭球体来定义地球上的位置，其经常被误认为是一个数据，但是数据仅仅是地理坐标系统的一部分，地理坐标系统包括角度测量单位、本初子午线和数据（数据是基于椭球体）。地理坐标系统参数必须具备Spheroid和Datum两个基本条件，系统参数才算完整。

空气占据空间实验报告

空气占据空间实验报告

一、实验背景

空气，作为地球上的一种常见物质，无色、无味、无固定形状，但它在我们的生活中无处不在。为了探究空气是否占据空间，我们设计并进行了以下实验。

二、实验目的

1. 验证空气是否占据空间。

2. 了解空气占据空间的特点。

三、实验材料

1. 水槽

2. 透明塑料杯

3. 双面胶

4. 塑料泡沫

5. 打气筒

6. 球针

四、实验步骤

1. 在塑料杯底部贴一小块双面胶，将纸揉成一个纸团，紧塞在杯底，用双面胶把纸团粘牢。

2. 在水槽里装入水，在水面上撒一些漂浮物（如泡沫塑料），可以方便观察水位变化。

3. 把杯子慢慢竖直倒扣在水里，要压到水槽内的水淹没杯底为止，再竖直提起杯子，观察纸团是否被浸湿。

4. 在杯底扎一个小孔，再把杯子竖直压入水中，观察杯子中有什么变化。

5. 用打气筒连着球针，把球针插入杯底的小孔，从杯底的小孔向杯中注入一些空气，观察杯中的现象。

五、实验现象

1. 将空气占据着杯子的空间，水无法进入杯子，纸团不会湿。 2. 将杯底扎个小孔，杯中的空气从小孔中流出，水进入杯中，占据杯中的空间。

3. 从小孔中打气，空气进入杯中，挤出杯中的水。

六、实验结论

1. 空气占据一定的空间。

2. 空气可以被压缩和膨胀，占据空间的大小可以发生改变。

七、实验分析

1. 在实验过程中，我们观察到空气占据着杯子的空间，水无法进入杯子，说明空气确实占据了一定的空间。

2. 当我们扎破杯底的小孔，空气从小孔中流出，水进入杯中，占据杯中的空间，这说明空气可以被压缩和膨胀，占据空间的大小可以发生改变。

3. 通过这个实验，我们了解到空气作为一种物质，与其他物质一样，具有占据空间的特点。

八、实验心得

1. 通过本次实验，我们验证了空气占据空间的事实，加深了对空气这一物质的认识。

2. 在实验过程中，我们学会了如何观察、分析实验现象，培养了我们的观察能力和实验操作能力。

3. 实验让我们认识到，科学知识就在我们身边，通过简单的实验就能发现其中的奥秘。