空間分析方法與建模實驗指導書

1、空間分析方法與建模實驗指導書奚硯濤 編中國礦業(yè)大學資源學院2007年3月實驗一 拓撲關(guān)系建立（2學時）1 背景：拓撲關(guān)系對于數(shù)據(jù)處理和空間分析具有重要意義，拓撲經(jīng)常應(yīng)用于地塊查詢、土地利用類型更新等。 2 目的：通過本例，讓讀者掌握創(chuàng)建一個要素數(shù)據(jù)集的拓撲關(guān)系的整個流程，并對創(chuàng)建拓撲后的一些工作，如拓撲錯誤檢測、拓撲錯誤修改、拓撲編輯等基本操作有一個較全面的了解。 3 要求：在Topology數(shù)據(jù)集中導入上述兩個Shapefile，建立該要素數(shù)據(jù)集的拓撲關(guān)系，使拓撲生效后檢測拓撲錯誤，修改拓撲錯誤，最后進行拓撲編輯。 4 數(shù)據(jù)：Blocks.shp、Parcels.shp，結(jié)果數(shù)據(jù)存放于/Ex

2、1/Result中。 5 操作步驟： （1） 創(chuàng)建地理數(shù)據(jù)庫 （2） 向數(shù)據(jù)集中導入數(shù)據(jù)（注意目錄不能是中文，否則導入失?。?） 在要素中建立子類型（4） 創(chuàng)建拓撲（5） 查找拓撲錯誤 （6） 修改拓撲錯誤（7） 拓撲編輯6 成果要求:（1） 撰寫實驗報告（2） 提交處理結(jié)果參考資料：實驗一、三參考資料.pdf實驗二 空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理 （2學時）1. 背景：由于空間數(shù)據(jù)（包括地形圖與DEM）都是分幅存儲的，造成某一特定研究區(qū)域跨越了不同的圖幅。而當我們要獲取有特定邊界的研究區(qū)域時，就要對數(shù)據(jù)進行裁切、拼接、提取等操作，有時還要進行相應(yīng)的投影變換。 2. 目的：獲取具有投影坐標系統(tǒng)的特定邊

3、界的DEM數(shù)據(jù)。 3. 要求：通過兩幅給定的DEM數(shù)據(jù)，提取出白水縣縣界范圍內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高斯克呂格投影系統(tǒng)。通過練習，掌握數(shù)據(jù)提取、裁切、拼接及投影變換的方法。4. 數(shù)據(jù)：1幅1：25萬矢量數(shù)據(jù)，為地理坐標系統(tǒng)，其中大地基準是D_North_American_1927,參考橢球體是Clarke 1866，這是Arcgis為Shapefile類型的數(shù)據(jù)假設(shè)的地理坐標系統(tǒng)（實驗數(shù)據(jù)在Chapter4/Exercise1中）。2幅1：25萬DEM數(shù)據(jù)，為地理坐標系統(tǒng)，大地基準是D_Krasovsky_1940,參考橢球體是Krasovsky_1940。 5. 操作步驟： （1） 白

4、水縣的行政范圍的提取 （2） DEM數(shù)據(jù)的拼接 （3） 白水縣DEM的裁切 （4） 白水縣DEM的投影變換 6. 成果要求:（1） 撰寫實驗報告（2） 提交處理結(jié)果參考資料：實驗二參考資料.pdf 空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與處理.Pdf實驗三 幾何網(wǎng)絡(luò)的建立（2學時）1 背景：現(xiàn)實世界中，人員的流動、貨物的流通、信息的傳遞、能量的傳輸?shù)榷际峭ㄟ^可確定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來進行的。如何構(gòu)建幾何網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最基礎(chǔ)的問題，也是最核心的問題。 2 目的：通過本練習，使讀者掌握根據(jù)已有要素來建立幾何網(wǎng)絡(luò)的詳細過程，進而對數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建有更全面的認識。 3 要求：在City要素數(shù)據(jù)集中導入上述三個Shapefile，建立該

5、數(shù)據(jù)集的幾何網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)分析做好準備。 4 數(shù)據(jù)：某城市交通網(wǎng)絡(luò)（net.shp）、商業(yè)中心（center.shp）、旅游景點（famousplace.shp），存放于Ex2中，結(jié)果數(shù)據(jù)存放于Ex2/Result中。5 操作步驟： （1） 基本數(shù)據(jù)的準備（2） 建立幾何網(wǎng)絡(luò)（3） 添加新的幾何網(wǎng)絡(luò)要素類1) 建立一個新的網(wǎng)絡(luò)邊要素類2) 建立一個新的網(wǎng)絡(luò)連接要素類（4） 定義網(wǎng)絡(luò)規(guī)則1) 建立Edge-Edge規(guī)則2) 建立Edge-Junction規(guī)則6 成果要求:（3） 撰寫實驗報告（4） 提交處理結(jié)果參考資料：實驗一、三參考資料.pdf實驗四 克里格插值（2學時）1. 背景：現(xiàn)有某地區(qū)一

6、系列高程采樣點，需要通過內(nèi)插生成該地區(qū)的高程層面，為后續(xù)研究提供合理的數(shù)據(jù)層面信息。 2. 目的：地統(tǒng)計模塊中提供了六種克里格插值方法，每種方法的原理及適用范圍不盡相同。通過練習熟練掌握并理解每種克里格方法的原理及實現(xiàn)過程，體會他們在具體應(yīng)用中的適應(yīng)性。 3. 要求：根據(jù)數(shù)據(jù)特征，至少選用一種克里格方法內(nèi)插生成高程表面，并分析對于此例，該方法的的適用性。有能力的同學可選用多種克里格方法進行插值，并比較對于此例不同方法的優(yōu)劣。 4. 數(shù)據(jù)：某地區(qū)的高程采樣點（jyg.shp）；數(shù)據(jù)存放于ex4，結(jié)果數(shù)據(jù)存放于Ex4Result中。 5. 操作步驟： 地理統(tǒng)計模塊Geostatistical An

7、alyst，具體步驟參考參考文獻6. 成果要求:1) 撰寫實驗報告2) 提交處理結(jié)果參考資料：實驗四參考資料.pdf 地統(tǒng)計分析.pdf實驗五 3D可視分析（4學時）1. 背景：3D建模和可視分析是地理信息系統(tǒng)的熱門研究領(lǐng)域，在規(guī)劃等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。2. 目的：掌握ArcScene對地理數(shù)據(jù)進行透視觀察、三維瀏覽及制作飛行動畫的方法。3. 要求：根據(jù)提供的數(shù)據(jù)特征，實現(xiàn)對地理數(shù)據(jù)的透視觀察和飛行動畫。4. 數(shù)據(jù)：某地區(qū)的Roads , bldg, ortho.lan, dtm_tim；數(shù)據(jù)存放于ex5，結(jié)果數(shù)據(jù)存放于Ex5Result中。 5. 操作步驟：使用ArcScene具體步驟參

8、考參考文獻6. 成果要求:3) 撰寫實驗報告4) 提交處理結(jié)果參考資料：3D可視分析.pdf附加練習：利用水文分析方法提取山脊、山谷線參考資料：數(shù)據(jù)：Ex5fjlx，實驗五附加練習參考資料.pdf實驗六 地理建模（4學時）1 背景：模型生成器 (ModelBuilder) 為設(shè)計和實現(xiàn)空間處理模型提供了一個圖形化的建模環(huán)境。模型是以流程圖的形式表示，它通過工具將數(shù)據(jù)串起來以創(chuàng)建高級的功能和流程。模型生成器 (ModelBuilder) 為設(shè)計和實現(xiàn)空間處理模型提供了一個圖形化的建模環(huán)境。模型是以流程圖的形式表示，它通過工具將數(shù)據(jù)串起來以創(chuàng)建高級的功能和流程。2 目的：掌握如何在ModelBuilder環(huán)境下通過繪制數(shù)據(jù)處理流程圖的方式實現(xiàn)空間分析過程的自動化，加深對地理建模過程的認識，對各種GIS分析工具的用途有深入的理解。3 要求：根據(jù)提供的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建、編輯模型，解決土壤侵蝕危險性評價。4 數(shù)據(jù)：研究區(qū)界線(Study Area)、植被(Vegetation)，柵格數(shù)據(jù)：土壤類型柵格(Soilsgrid)；數(shù)據(jù)存放于ex6，結(jié)果數(shù)據(jù)存放于Ex