第一篇：空間分析與專題地圖報告

遼寧工程技術大學本科生綜合訓練報告書

地理信息系統原理

綜合訓練項目二：空間分析與專題圖制作

教學單位 測繪學院 專 業 測繪工程 班 級 測繪14-5 學生姓名 康仲林 學 號 1410070308 成 績

目錄

1.項目名稱————————————————————————————1 2.項目目的和要求—————————————————————————1 3.項目基本情況——————————————————————————1 4.項目過程————————————————————————————1 5.項目原理—————————————————————————————4

5.遇到的問題以及解決方法—————————————————————4 6.項目總結————————————————————————————4

1、項目名稱

空間分析與專題圖制作

2、項目目的和要求

掌握空間分析的原理和過程，理解專題地圖的制作方法；要求學生借助GIS軟件，獨立完成疊合分析和緩沖區分析等空間分析操作，并收集統計資料，建立專題地圖。專題地圖是用于分析和表現數據的一種強有力的方式。用戶可以通過使用專題地圖將數據圖形化，從而使數據以更直觀的形式在地圖上表現出來。比如通過使用專題渲染可以在地圖上顯示數據，從而可以清楚直觀地看出在數據記錄中難以發現的模式和趨勢，為用戶的決策支持提供依據。

根據提供的數據創建范圍值專題圖、直方圖專題圖、餅圖專題圖、等級符號專題圖、點密度專題圖、獨立值專題圖、格網專題圖

3、項目基本情況

每個學生利用前期建立的空間數據庫，完成空間分析操作，建立專題地圖成果。注意領會空間分析的過程和專題地圖的表達方法。

4、項目過程（1空間分析）：

第一步：圖層的緩沖區：緩沖順序依次為mainstream，residential，stops，other markets，打開圖層后，點擊arc工具箱—領域分析—緩沖區，接下來就可以按照順序開始創建了，創建其中一個時，其他的圖層前面的對號要去掉，首先是mainstream，輸入要素選擇mainstreet即可，輸出要素自然產生，線性單位為50，融合類型選擇all，然后點擊輸出要素類的后面文件夾的圖標，文件名改為緩沖_mainstreet.shp，這樣點擊確定，就已經創建好一個緩沖區了，其他幾個圖層也是大同小異，我主要說下不一樣的地方，residential，stops的線性單位為100，融合類型為默認值，othermarkets的線性單位為500，融合類型為默認值，輸入要素和文件名都要與相

應的圖層對應。

第二步：滿足四個要求的區域：arc工具箱—分析—疊加分析—相交，在所出現的對話框中按照stops，residential，minstreet的順序添加輸入要素類，并將輸出要素類的文件名陳改為緩沖_three.shp，然后確定，接下來進行下一步，左側在緩沖three和緩沖othermarkets前面點上對號，在疊加工具里選擇擦除，輸入要素為緩沖three，擦除要素為緩沖othermarkets，輸出要素類文件名為perfect.shp，然后再點擊確定，這樣第二步就完成了，當然可以在左側調整圖層的顏色。

第三步：對整個城市商場的區位條件進行評價：在緩沖mainstreet，緩沖residential，緩沖stops前面打上對號，首先是對緩沖stops進行操作，右鍵單擊，打開屬性列表，然后添加字段，文件名為stops，確定，在stops列，右鍵，選擇字段計算器，進行操作，其他兩個按照順進行相應的操作，之后，在疊加分析中，選擇聯合，再出現的對話框中，輸入要素按照stops，othermarkets，residential，mainstreet的順序進行添加，文件改為緩沖_four_union.shp,確定，這樣就聯合在一起了，在新形成的four中，同樣添加字段class，并且在此工具欄，選擇字段計算器，class=四個文件圖層想加，在新形成的緩沖four文件中，右鍵單擊屬性，在符號系統中可以修改相應的東西，到此為止，整個的空間分析，就完成了。

（2）專題地圖制作：

專題地圖的制作過程相對較為簡單，首先將老師的中國和世界數據進行解壓，打開其中一張圖片，因為要制作七種類型的專題圖，所以，最好要選擇不同的底圖，就拿制作范圍專題圖來舉例，地圖—創建專題地圖—選擇要創建的專題地圖種類，進行下一步，此時進行第二步，直接默認就行了，進行第三步，根據自己的要求選擇相應的圖例，名稱，樣式等信息，最后點擊確定就好了，這個比較簡單，再拿人口比例圖來舉個例子，其實都是大同小異，就是第三步，出現了不同的文件名，這個就要看自己想要干什么，其他的是一樣的道理，這樣，幾個專題圖，用不了多長時間就能做完了。最后，保存即可。

4.項目原理

GIS空間分析是GIS系統的重要功能之一，是基于地理對象的位置和形態特征的空間數據分析技術，其目的在于提取和傳輸空間?？臻g分析是GIS系統區別于計算機輔助繪圖系統的重要方面，空間分析的對象是一系列跟空間位置有關的數據，這些數據包括空間坐標和專業屬性兩部分。GIS提供一系列空間分析工具，用戶可以將它們組合成一個操作系列，從已有模型來求得一個新模型。這個新模型就有可能展現出數據集內部或數據集之間新的或未曾明確的關系，從而深化我們對現實世界的理解(1)、專題地圖的創建

專題地圖是用于分析和表現數據的一種強有力的方式。用戶可以通過使用專題地圖將數據圖形化，從而使數據以更直觀的形式在地圖上表現出來。比如通過使用專題渲染可以在地圖上顯示數據，從而可以清楚直觀地看出在數據記錄中難以發現的模式和趨勢，為用戶的決策支持提供依據。

根據提供的數據創建范圍值專題圖、直方圖專題圖、餅圖專題圖、等級符號專題圖、點密度專題圖、獨立值專題圖、格網專題圖。（2）、專題地圖的修改

專題地圖以圖層的方式在地圖窗口中顯示，用戶可以像操作普通圖層一樣操作專題地圖圖層，對其進行放大、縮小、顯示等操作。對于已經創建的專題地圖，可以對其進行修改以獲得滿意的效果。（3）、專題地圖制作

Mapinfo為制作專題地圖提供了強有力的支持。在Mapinfo 環境下，即可創建單變量專題地圖（如范圍、等級符號、點密度和獨立值等），也可創建多變量專題地圖（如直方圖和餅圖等）。

5.遇到的問題以及解決方法：

1.在進行空間分析的時候，進行stops，residential和mainstream的融合過程中，總是融合不了，后來我把存儲路徑的文件，前面帶緩沖的文件名全部改了，打開Arcgis之后，再重新添加，問題就解決了。

2.進行專題地圖制作的時候，不知道怎么做，用了以前的土地利用現狀圖，無法完成專題地圖的創建，后來，問了之后才知道，老師給了中國和世界的參考數據，這樣做起來，相對比較容易，沒有再出現其他的問題。

6、項目總結

通過這學期的空間分析和專題地圖制作實習，讓我體驗到了ArcGIS功能之強大，也讓我對ArcGIS有了一個整體的認識。也讓我知道了地理信息系統是做什么的，他能解決什么樣的問題。比如運用ArcGIS的強大的分析功能做一個選址問題。就拿實習一來說，我們利用緩沖分析和疊置分析來完成選址問題。對緩沖區分析(Buffer)是對選中的一組或一類地圖要素（點、線或面）按設定的距離條件，圍繞其要素而形成一定緩沖區多邊形實體，從而實現數據在二維空間得以擴展的信息分析方法。所以我們第一步要做的就是輸入數據。第二步自然就是緩沖區的建立（派生數據集）。這也讓我明白要想學好GIS我還得

發一番功夫，雖然現在還有的不懂，但只要我們有信心，肯努力，我相信我們能學好的。通過實習讓我懂得理論的重要性更明白理論與實踐結合的重要性。GIS在迅速發展，我覺的作為GIS人應時刻關注GIS的發展動態，讓我們更快更好的掌握和應用GIS去解決生活中的問題。對于mapinfor，這次作業相對較簡單，我學會了簡單的七種專題地圖的制作，對這種軟件也有了進一步的了解，總之，在今后的學習中，我會更加努力的去學習這些軟件的使用，加強自己的實際動手能力，為今后更進一步的學習打下一個好的基礎。

第二篇：地圖質量分析報告

質量分析報告

GIS的基礎是空間數據，數據的核心是質量，空間數據的生產和質量控制是一個相互作用的過程，生產數據是為了應用，而數據質量是一個關系到數據可靠性和系統可靠性的重要問題。數據的質量控制問題涉及面很廣，包括數據質量的衡量標準、表示方法、數據誤差的來源和性質、評價方法和控制方法及相關政策等。

空間數據是有關空間位置、專題特征以及時間信息的符號記錄，而數據質量是空間數據在表達著三個基本要素特征時所能達到的準確性、一致性、完整性以及它們三者之間統一性的程度。由于現實世界的復雜性、模糊性以及人類認識和表達能力的局限性，空間數據在表達上不可能完全達到真值，只能在一定程度上接近真值。用戶根據需要對空間數據的處理也會導致出現一定的質量問題。所以空間數據的誤差產生于各種數據源及空間數據的輸入和處理過程中。

空間數據作為一個產品給用戶使用前，需要經過質量評定，質量評定的定量元素主要包括數據完整性、邏輯一致性、屬性準確度、時間準確度、位置準確度五個方面。完整性是指描述要素、要素屬性和要素關系的多余或者遺漏；邏輯一致性是指描述數據結構（包括概念的、邏輯的或物理的數據結構）、要素、屬性和關系符合邏輯規則的程度，主要從概念一致性、格式一致性、值域一致性、拓撲一致性四方面體現；專題準確度是指描述定量屬性準確度，以及要素的分類準確度；位置準確度是指絕對和相對的位置準確度；時間準確度是指現勢性、時間度量準確性及時間一致性。

本次實習我們拿到的待分析數據是1:25萬河南省數據和1：1萬商丘市數據，數據時間在2010年4月15日左右，它們是tab格式的導航數據，所以能打開此格式數據的MapInfo軟件自然作為此次實習的基礎軟件。根據《個人位置導航電子地圖數據質量規范》的定量評價方法，按照上面提到過的定量評定元素的權重及扣分原則分地理要素進行，但是為了使評定更加接近實際，實際是評定所需要的精確地圖數據和高級分析軟件是缺乏的，所以只能在已有的條件下進行簡單質量分析。

MapInfo軟件采用的數據模型不包含任何拓撲關系，所以tab格式的數據自然也不用進行拓撲關系檢查，而拓撲關系本來是作為評定元素中的一項，這也進一步表明要完成此次質量分析任務只能通過讓數據可視化，人工目視檢查，加上一些簡單必要的量測，結合專業知識，來得到比較粗糙的分析結果，這當然具有很大的偶然性，但是只要考慮全面，評定結果應該大同小異。

既然已經考慮到了實際情況，那就有必要對評定方法做下修改，在這里由于無法判斷數據的坐標位置準確性，所以將位置準確度和邏輯一致性合并為關系準確度，權重為0.45,；專題準確度包含的內容為屬性完整性和地圖符號設計美觀合理性，權重為0.3；還加上數據完整性，主要是針對1:25萬的道路數據綜合的完整性，權重為0.15；時間完整性權重為0.1。各質量元素按百分制來計算，一個錯誤減3分。地理要素簡要分為線狀要素與面狀要素，線狀要素包括道路交通、道路附屬設施、境界和河流等，面狀要素包括居民地、湖泊、植被等，線狀要素權重為0.65，面狀要素權重為0.35。

在圖幅范圍相對較大的時候可以選擇區域抽樣的檢測方式，從要素完整性來考慮，經小組討論，本次抽樣區域選擇商丘市區域，即一眼望去圖上居民地最為密集的區域，此區域是市中心的繁華地段，道路等級多，其他要素也全面，適合用來作為反映整幅地圖質量的樣本。區域如下圖所示。

下面開始進入分析。

一、數據整體特點描述

作為此次實習基礎的1:25萬河南省道路數據和1：1萬商丘市數據來源于 XX導航公司，從比例尺來看，存在一個多尺度的概念，也就是說河南省道路數據是從1：1萬商丘市數據綜合而來。數據整體較為粗糙，明顯為半成品，與實際有一定差距，內容詳細程度不夠，也談不上美觀，需要進行細致深入的空間數據質量分析。這些數據包

括的基本要素有道路交通及附屬設施、居民地、水系、植被、境界，各不同要素按圖層分開顯示，其中道路及道路設施占了主要部分。1：25萬數據線狀要素顏色均為黑色，其屬性包括地理要素名稱、ID、代碼、時間等，道路的屬性還包括建設等級、公路等級、路寬，如下圖所示。

二、數據存在的質量缺陷

1:1萬商丘市地圖數據包含的地理要素多，仔細觀察會發現很多缺陷不足，例如符號設計的不美觀，不同要素之間關系處理方面等等，1:25萬河南省部分道路網絡數據是從小比例尺地圖綜合而來，與1:1萬商丘市數據中的道路進行比較，可以發現綜合結果存在著許多誤差，例如道路的偏移、彎曲消失、道路遺漏、道路斷開、不同等級道路選取的不合理等等。下面對各種缺陷進行舉例說明，最后進行分數評定。

（一）關系準確度

1、道路綜合的結果誤差過大導致道路嚴重偏離正確位置

2、道路與河流之間的壓蓋關系處理

3、河流與界限的關系處理

4、道路與道路之間的關系處理

5、道路與界限的關系處理

6、面狀房屋邊線互相壓蓋，不符合實際位置

（二）專題準確度

1、地理要素符號表示不直觀，不便于用戶理解，容易造成歧義。例如下圖中的公路橋與水系，二者均為線狀符號，然而其線寬卻給人

以誤導，不能很好的讓用戶辨別出二者實際的地理關系。其次，也很不美觀。

2、道路綜合等級錯誤，同時屬性也發生錯誤。下圖綜合的是327省道，黑色線不該把省級道路與一般道路綜合到一條上，同時屬性都存為省道。

3、屬性的不完整。黑線為公路網綜合數據層，紅色道路為高速圖層，顯然前者屬性沒有顯示名稱，后者表明此條道路為連霍高速，作為一條重要的高速公路，在屬性中應該標明，才能起到導航作用。

（三）數據完整性

1、道路綜合后斷開

2、道路綜合后主要道路的遺漏

3、公路橋的遺漏

（四）時間完整性

從地圖采集的屬性可以看到時間為2010年4月15日，還具有一定的現勢性，能勉強滿足導航的需求。

以上列舉了實習數據的大量缺陷，除了時間完整性外，其他有關質量元素查到的缺陷有成百上千個，也就意味著分值降低到0，而由時間完整性以及其權重計算得到的分值為10分，也就是說按百分制來評價，這幅圖僅能得10分。

三、分析每類缺陷可能存在的原因

一般來說導航數據是由原有的地圖底圖數據、更新的遙感影像加上實際考察資料等制作而來，若地圖數據精確度不高，由誤差的傳播得知會導致在其基礎上加工的數據精確度更低。數據采集都是分圖層進行，對應各自的屬性表，大區域范圍的數據可能由小組成員分小區域或者分圖層進行采集，若數據采集不是特別精準，就會導致兩層數據之間要素的壓蓋問題，所以數據采集完后需要進行數據檢查，一般采集人員要具備足夠的專業知識，才能在采集過程中考慮仔細，更具有專業的嚴謹性和準確性。數據和屬性的不完整的原因一方面是采集人員的粗心，另一方面就是數據和屬性信息的缺乏。時間完整性一般是考慮地圖的現勢性以及地圖內容的時間度準確與否，現在城市發展迅速，城市規劃建設速度加快，道路拓寬、改建等工程眾多，導航電子地圖的更新變得尤其重要。

四、小結

一副地圖制作出來都是有目的的，同時也要具備它的專業性、實用性、藝術性，雖然我們小組把這幅不完整的實習數據質量評價特別低，但是我們肯定數據采集人員的辛苦功勞，同時也明白，如果不具備專業素質，不細心，不嚴謹，制作出來的地圖也許就是垃圾產品。

我們生活的地理世界是如此復雜，地圖不可能完整地展示出來，我們通過感官認識，通過總結人使用地圖的需要來制作出實用的地圖，與實地肯定有一定誤差，但我們通過質量控制和質量評定來減小誤差，讓地圖在人們的生活中發揮讓人滿意的作用。

第三篇：空間分析實習報告

空間分析實習報告

學

院 班

級 學

號 姓

名 日

期

遙感信息工程學院

一、實習內容簡介

1．實驗目的：

（1）通過實習了解ArcGIS的發展，以及10.1系列軟件的構成體系（2）熟練掌握ArcMap的基本操作及應用

（3）了解及應用ArcGIS的分析功能模塊ArcToolbox（4）加深對地理信息系統的了解 2.實驗內容: 首先是對ArcGIS有初步的了解。了解ArcGIS的發展，以及10.1系列軟件的構成體系，了解桌面產品部分ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox的相關基礎知識。

實習一是柵格數據空間分析，ArcGIS軟件的Spatial Analyst模塊提供了強大的空間分析工具，可以幫助用戶解決各種空間分析問題。利用老師所給的數據可以創建數據（如山體陰影），識別數據集之間的空間關系，確定適宜地址，最后尋找一個區域的最佳路徑。

實習二是矢量數據空間分析，ArcToolbox軟件中的Analysis Tools和Network Analyst Tools提供了強大的矢量數據處理與分析工具，可以幫助用戶解決各種空間分析問題。利用老師所給的數據可以通過緩沖區分析得到矢量面數據，通過與其它矢量數據的疊置分析、臨近分析來輔助選址決策過程；可以構建道路平面網絡模型，進而通過網絡分析探索最優路徑，從而服務于公交選線、智能導航等領域。

實習三是三維空間分析，學會用ArcCatalog查找、預覽三維數據；在ArcScene中添加數據；查看數據的三維屬性；從二維要素與表面中創建新的三維要素；從點數據源中創建新的柵格表面；從現有要素數據中創建TIN表面。

實習四是空間數據統計分析，利用地統計分析模塊，你可以根據一個點要素層中已測定采樣點、柵格層或者利用多邊形質心，輕而易舉地生成一個連續表面。這些采樣點的值可以是海拔高度、地下水位的深度或者污染值的濃度等。當與ArcMap一起使用時，地統計分析模塊提供了一整套創建表面的工具，這些表面能夠用來可視化、分析及理解各種空間現象。

實習五是空間分析建模，空間分析建模就是運用GIS空間分析方法建立數學模型的過程。按照建模的目的，可分為以特征為主的描述模型（descriptive model）和提供輔助決策信息和解決方案為目的的過程模型（process model）兩類。本次實習主要是通過使用ArcGIS的模型生成器（Model Builder）來建立模型，從而處理涉及到許多步驟的空間分析問題。

二、實習成果及分析

實習一：

練習1：顯示和瀏覽空間數據。利用ArcMap和空間分析模塊顯示和瀏覽數據。添加和顯示各類空間數據集、在地圖上高亮顯示數值、查詢指定位置的屬性值、分析一張直方圖和創建一幅山體陰影圖。

練習2：為一所新學校選址。通過創建一幅適宜性地圖，幫助你找到新學校的最佳位置。你將從原始數據集派生出距離與坡度數據集，用同一等級體系給各數據集重分類，給那些認為較重要的數據分配較大權重，最后合并各數據集，給出最佳位置。

從高程數據派生坡度數據集

從娛樂場所數據集派生距離數據集

重分類學校

重分類坡度

重分類土地利用類型數據集

賦權重并合并各數據集 做好練習2需要掌握的的關鍵問題在于以下三點： 1）獲取派生信息

利用數據創建有用信息，例如，創建山體陰影以提供顯示的地形背景，通過計算坡度來識別陡峭的坡面，確定某位置到每條道路的距離或方向，或計算某區域內的人口密度。

2）識別空間關系

分析空間數據集的關系。例如，查找白血病的爆發與到核電站間的距離之間是否存在某種關系，分析方位朝向對一個植物種類的生存是否重要。)尋找適宜位置

通過對數據進行查詢或創建一幅適宜性地圖，可以找到適宜性的地址。例如，查詢數據集以查找海拔在3000英尺以上、距離一個城鎮五英里以內的區域，或通過合并數據集創建一幅適宜性地圖，以檢查每個位置的適宜性。

練習3：尋找一條通往新學校的替代路徑。

第一步：創建“源”數據集和“成本”數據集.，本練習中的“源”就是學校的位置。創建“成本”數據集，首先確定需要哪些數據集，然后用同一等級體系對這些數據集重分類并賦權值，最后合并這些數據集?！霸础睌祿?/p>

對各要素集進行重分類

合并各數據集

cost輸出結果

第二步：執行成本權重距離函數，使用“源”數據集和“成本”數據集作為輸入，函數運算輸出的距離數據是一個柵格數據集。這個柵格數據集中每一個單元的值是從該單元上溯到“源”的累計成本。

第三步：執行最短路徑函數

必要時建立終點數據集。在本練習中，終點是一個公路交匯點。執行最短路徑函數需要使用距離數據集和方向數據集，兩者均由成本加權函數創建。

執行成本權重距離函數結果

執行最短路徑函數結果

練習4：山頂點的提取。通過等高線、山頂點、洼地點的提取和配置，利用ArcGIS的柵格數據空間分析中的等高線提取、柵格數據鄰域分析和窗口計算功能，完成柵格數據表面 分析。

實習二：

練習1.矢量數據的空間查詢操作；

查詢滿足要求的加油站和地塊

查詢滿足要求的房子 查詢操作所涉及的問題：

（1）一共有多少個加油站滿足要求？

2個

（2）這些滿足要求的加油站的名字是什么？

LARRY'S EXXON ANN'S MART STATION #1963（3）基于目前所選擇的商業點，你認為哪個加油站是最滿足要求的（能夠服務最多的顧客）？

ANN'S MART STATION #1963（4）這個滿足要求的加油站的四分之一英里以內有多少商業點？

9個

（5）一共有多少地塊（包括“DRAIN”要素）將會受到管網系統改造工程的影響？

37個

（6）受影響的市級地塊（City）的總面積是多少？

36個

（7）受影響的縣級地塊（County）的總面積是多少？

1個

（8）最終可供選擇的人口普查地塊有多少個？

2個

（9）最終所可供選擇的人口普查地塊中的人均收入(PER_CAPINC)的平均值是多少？16330.499512

空間查詢就是基于地物的空間位置以及同其它地物之間的空間關系來選擇符合一定空間規則的地物的操作過程。在ArcGIS軟件中，該操作可以讓你從一個或者多個矢量圖層中選擇出與另外一個圖層中的地物有空間位置關聯的相關地物。練習2.矢量數據的緩沖區操作；

生成緩沖區

利用緩沖區進行空間查詢 緩沖區分析就是基于近鄰的概念把空間分為兩個區域：位于所選空間要素的指定距離之內(緩沖區)和位于所選空間要素的指定距離之外，而空間要素可以是點、線、面或復雜要素。在ArcGIS軟件中，可以通過緩沖區分析確定公共設施的服務半徑（點緩沖）、河流對兩岸陸地的潛在的淹沒范圍（線緩沖），以及城市邊界的擴張范圍（面緩沖）。

附件：

濕地影響到的地塊分布的專題圖

練習3.矢量數據的疊置分析； 空間疊置分析部分所涉及的問題：

（10）通過合并操作之后，新生成的要素類中一共有多少個要素？

3個

（11）為什么輸出圖層中的要素要比輸入圖層中的要素多呢？

一個要素是Water_Buffer圖層中原有的部分，一個要素是Roads_Buffer圖層中原有的部分，還有一個要素是道路緩沖區和水體緩沖區的公共空間區域。

附件：

露營地專題圖

空間疊置分析就是在統一的空間坐標系下，將同一地區的兩個或兩個以上的地理要素圖層進行疊置，產生空間區域的多種屬性特征的分析方法。在ArcGIS軟件中，根據操作形式的不同，疊置分析可分為圖層擦除（Erase）、識別疊加（Identity）、交集操作（Intersect）、對稱區別（Symmetrical difference）、圖層合并（Union）和修正更新（Update）等。

練習4.基于道路網的最優路徑的網絡分析；

空間網絡分析就是通過模擬、分析網絡狀態以及資源在網絡上的流動和分配等，研究網絡結構、流動效率及網絡資源等的優化問題，是對地理網絡和城市基礎設施網絡等網狀事物以及它們的相互關系和內在聯系進行地理分析。在ArcGIS軟件中，主要包括傳輸網絡分析(Network Analyst)和效用網絡分析(Utility Network Analyst)，其中傳輸網絡分析是本次實習的主要內容。傳輸網絡通過網絡數據集(Network Dataset)創建，它主要解決的一個主要問題是：計算點與點之間的最佳距離：時間最短或者距離最短，最佳路徑的計算能夠繞開事先設置的障礙物。

實習三：

練習一：在地形表面上疊加影像；

在地形表面上疊加遙感影像，有助于對影像模式及其與地形的相關性的理解。

Geography

3D VIEW

影像加入到場景

疊加影像&拉伸地形

練習二：污染物在蓄水層中的可視化；

本練習是創建一個三維場景，以幫助政府官員與公眾們了解污染的情況。

污染物空間的形狀及其受污染的強度

顯示污染物空間與水井的關系 練習三：土壤污染及甲狀腺癌發病率的可視化；

查看點數據

Csl37的土壤含量用小符號表示(紅色調)，使用分級顏色表示受污染的程度。各區的甲狀腺癌發病率使用大符號表示(藍色調)，其顏色方案與Csl37不同。

創建三維點要素并進行拉伸

所涉及問題答案：

區域中心點使用甲狀腺癌的發病率，按一定比例以柱狀方式顯示出來。甲狀腺癌的發病率與Csl37濃度基本成正比關系。

插值表面

擇要素并高亮顯示

在本練習中，創建了三維要素，以垂直線突出顯示點要素，并用一組點數據插值獲得了柵格表面。同時，還將突出的矢量數據與表面數據作了比較，查看了矢量數據的屬性值。

練習四：創建TIN表面表示地形。

首先從點數據中創建TIN，然后向TIN中添加要素，當我們向TIN中添加railroad要素時，所添加的鐵路要素在TIN表面上顯示出來，但其并不影響表面的形狀。這種線性要素稱之為“軟”分隔線；Brklines中的要素具有高程信息，當我們向TIN中添加brklines中的要素時將影響原有TIN表面的外形，這種線性要素稱之為“硬”分隔線，常用于對所感興趣的區域的外形進行細化調整；我們還可以向TIN中添加smclp多邊形作為裁切多邊形時，用來對TIN的邊進行平滑。然后通過TIN設置要素和柵格的基準高度，最后在地形上創建視線瞄準線。成果圖如下：

實習四：

利用地統計分析模塊，根據一個點要素層中已測定采樣點、柵格層或者利用多邊形質心，輕而易舉地生成一個連續表面。這些采樣點的值可以是海拔高度、地下水位的深度或者污染值濃度等。當與ArcMap一起使用時，學習利用地統計分析模塊提供的一整套創建表面的工具來生成一個相對精確的連續表面，用這些表面來進行可視化、分析及理解各種空間現象等。1 利用缺省參數創建一個臭氧表面

（1）打開arcmap 并激活地統計分析模塊（2）加載數據

（3）利用缺省參數創建臭氧濃度表面。

利用缺省值創建的臭氧表面 2 檢查數據

（1）檢查臭氧濃度數據分布是否符合正態分布,從下圖可以看到臭氧濃度分布大致符合正態分布

臭氧濃度分布直方圖

(2)正態QQ圖。另外一種檢驗數據是否符合正態分布的方法，通過標準正態分布與現有數據分布比較，還可以找到一些異常值，來檢查并校正這些異常值。若符合正態分布則數據點應成一條直線，那些不在直線上的點為異常點。

臭氧濃度正態QQ圖

（3）用趨勢分析工具識別數據中的全局趨勢。只有數據分布符合一定的趨勢，才能用數學公式對確定表面進行模擬，故需要分析數據的全局趨勢。

臭氧數據全局趨勢

（4）理解數據的空間自相關和方向效應。利用半變異函數/協方差函數云圖，在半變異函數／協方差函數云圖中，每個紅點表示一對采樣點。既然越近的點越相似，那么在半變異函數云圖中鄰近的點（在X軸的左邊）應該有較小的半變異函數值（在Y軸的下部）。隨著樣點對間距離的增加（在X軸上向右移動），變異函數值也要相應增加（在Y軸上向上移動）。然而，當到達一定的距離后，云圖變平，這表明超出這個距離時，樣點對之間不再具有相關關系了。

觀察半變異函數圖，如果某些靠得很近的數據點（在X軸上接近于零）具有異常的較高的半變異函數值（在Y軸的上部）時，你就應該仔細檢杳這些樣點對，看看是不是這些數據不準確。（可用于探測異常值）

半變異函數/協方差函數云圖 3 制作臭氧濃度圖

在生成臭氧濃度表面模型時考慮到數據分布符合一定的趨勢，在差值時加入趨勢因素生成模型。

加入趨勢因素后臭氧濃度圖 4 模型對比。通過比較缺省參數的臭氧濃度模型和加入趨勢因素后的臭氧濃度模型，選擇一種能較少模擬出臭氧濃度表面模型。通過比較可以得到Trendmoved 模型對數據的模擬更精確。

兩種模型交叉驗證比較 5 創建臭氧超出某一臨界值的概率圖。

在決策階段，利用預測得到的臭氧圖來識別危險區域時，務必要謹慎，因為你需要了解預測中的不確定性。例如，對于一個8小時的時段，假設臭氧的臨界值是0.12ppm，你可能想判斷山哪些超出該臨界值的地區。你可以使用地統計分析模塊來生成臭氧濃度超出臨界值的概率圖，這可以輔助決策。本練習我們使用的是指示克里金法。這種方法不要求數據集一定要服從某種特定分布。根據數據值是高于或者低于一個臨界值來將數據值轉換為一系列的0和l。如果利用0.12ppm作為臨界值的話，任何低于它的數據值都將被賦予0，而高于它的值則被賦予1。然后指示克里金法使用一個根據轉換后的0-1數據集計算得到的半變異函數模型進行計算。

指示克里金模型 6生成最終成果圖（1）顯示兩個表面（2）外推臭氧值

（3）以加州輪廓圖為參考對圖層進行剪裁(4)定位洛杉磯城(5)創建圖版

(6)添加一個透明的山體陰影圖(7)添加地圖要素

最后結果出圖

實習五：

空間分析建模是指運用GIS空間分析建立數學模型的過程，其過程包括：明確問題、分解問題、組建模型、檢驗模型結果和應用分析結果。模型生成器（Model Builder）是ArcGIS所提供的構造地理處理工作流和腳本的圖形化建模工具。在模型中，分別定義不同的圖形代表輸入數據、輸出數據、空間處理工具，它們以流程圖的形式進行組合以創建高級的空間分析功能和流程，加速復雜地理處理模型的設計和實施。

通過對本次練習，我們可以認識如何在Model Builder 環境下通過繪制數據處理流程圖的方式實現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。練習1模型：水文分析

結果圖：

注意：制作水文分析模型，盡量使用英文名，且保存的文件名必須為原始英文名，要注意在提取河流網絡時，所要的匯流累計量應為英文名，同時在[Spatial Analyst Tools]>>[Map Algebra]>>[單輸出地圖代數]一步，在 [地圖代數表達式]中輸入公式：con(Flow_accu >= 10000,1)練習2：創建路徑分析模型

結果圖：

三、實習體會

通過這學期的空間分析實習，讓我體驗到了ArcGIS功能之強大，也讓我對ArcGIS有了一個整體的認識。也讓我知道了地理信息系統是做什么的，他能解決什么樣的問題。比如運用ArcGIS的強大的分析功能做一個選址問題。就拿實習一來說，我們利用緩沖分析和疊置分析來完成選址問題。剛開始做實習時我就在思考，它是怎樣去完成這樣一個問題的呢？對于學校選址第一個思考的問題當然是周圍的環境，學校位置應靠近娛樂設施；新學校的位置應遠離現有學校以使整個鎮上的學校位置分布盡量分散；避開陡坡和特定的土地利用類型。這就得用ArcGIS中強大的緩沖分析了。緩沖區分析(Buffer)是對選中的一組或一類地圖要素（點、線或面）按設定的距離條件，圍繞其要素而形成一定緩沖區多邊形實體，從而實現數據在二維空間得以擴展的信息分析方法。所以我們第一步要做的就是輸入數據。第二步自然就是緩沖區的建立（派生數據集）。（1）在使用緩沖區分析之前，我們先加載緩沖區分析工具，操作如下：選擇主菜單中“Tools>Customize”命令，進入“Command”標簽；（2）在“Command”對話框選中Categorie框中的“Tools”，然后在右邊的“Commands” 框中選擇“Buffer Wizard”，將其拖動到工具欄上的空處，出現緩沖區圖標。然后根據操作完成由高程數據派生的坡度數據集；由娛樂場所位置數據派生的距離數據集；由現有學校位置數據派生的距離數據集。然后把個個滿足條件圖層進行綜合，這也就是下一步的疊置分析了。疊置分析是地理信息系統中常用的用來提取空間隱含信息的方法之一，疊置分析是將有關主題層組成的各個數據層面進行疊置產生一個新的數據層面，其結果綜合了原來兩個或多個層面要素所具有的屬性，同時疊置分析不僅生成了新的空間關系，而且還將輸入的多個數據層的屬性聯系起來產生了新的屬性關系。先進行交集操作。打開 ArcToolBox，在“Analyst Tools”下選擇“overlay” 下的“Intersect” 操作，接著進行擦除操作。對影響因素進行分等定級，這樣我們做的學校選址分析就完成了，心里頓時有一種成就感，也體會了ArcGIS的強大之處。

剛上大學時就有學長跟我們說ArcGIS有著強大的功能，加上自己對地理的熱愛，更加讓我對地理信息系有著濃厚的興趣。在上地理信息系統的時候，急想知道地理信息 系統是干什么的，他到底能解決什么樣的問題等等。想去弄清楚他，學好他，征服他。然而看看越來越對GIS迷茫了。直到開了空間分析和實習課讓我對GIS有了初步的了解，大體上知道GIS能做些什么了。通過這學期的實習讓我體會到了ArcGIS的強大之處。這也讓我明白要想學好GIS我還得發一番功夫，雖然現在還有的不懂，但只要我們有信心，肯努力，我相信我們能學好的。通過實習讓我懂得理論的重要性更明白理論與實踐結合的重要性。GIS在迅速發展，我覺的作為GIS人應時刻關注GIS的發展動態，讓我們更快更好的掌握和應用GIS去解決生活中的問題。

第四篇：《大跨空間結構設計與分析》讀書報告

《大跨空間結構設計與分析》讀書報告

近30年來，各種類型的大跨空間結構在美、日、歐、澳等發達國家發展很快。建筑物的跨度和規模越來越大，采用了許多新材料和新技術，創造了豐富的空間結構形式。許多宏偉而富有特色的大跨度建筑已成為當地的象征性標志和著名人文景觀。目前，大跨度和超大跨度建筑物及作為其核心的空間結構技術已成為代表一個國家建筑科技發展水平的重要標志之一。因此，對大跨空間結構設計和分析是非常有必要的。

《大跨空間結構設計與分析》可作為土木工程專業研究生教學用書，也可供相關工程技術人員參考，這種理論和實踐并重的學術著作讓我產生了濃重的學習興趣，結合自身所學知識，我對杜新喜先生的《大跨空間結構設計與分析》進行了閱讀和學習。《大跨空間結構設計與分析》系統地介紹了大跨空間結構的設計要點和難點，全書共分為7章，前4章介紹空間結構設計，后3章介紹網格結構性能研究，由于時間的制約，本次我只對該書的前四章進行了閱讀，但只是前四章就已經讓我對大跨空間結構設計有了新的認識。

《大跨空間結構設計與分析》第一章為空間結構類型及建模，在這一章里面，杜新喜先生系統的將空間結構分為網架結構、網殼結構、懸索結構等等，這種系統的分類更加清晰的明確了不同大跨空間結構的性質和特點，在第一章的理論支持下，結合其他學者的理論著作，我將大跨空間結構的部分類別和優缺點進行了統計，具體如下： 鋼筋混凝土薄殼結構

薄殼結構主要是依靠膜內力來支承自重及外荷載。它的這一特點，使其得以充分發揮鋼筋混凝土材料的強度。

薄殼結構的主要優點有：（1）可覆蓋大跨度的空間而中間不設柱，造型美觀，活潑新穎；（2）節約材料，經濟效果好，即用一種材料同時起到承重和維護功能；（3）自重輕，剛度大，整體性好，有良好的抗震和動力性能。

相應的，薄殼結構的缺點有：（1）現澆薄殼需耗費大量模板，施工費時、費事；（2）如不加處理，則隔熱和聲學(某些殼體)效果差。平板網架結構平板網架結構是由簡單的、小尺寸的桿件按照一定網格圖形構成的桿系結構。一般為雙層網架，有兩層相互平行的格構梁，其間用垂直或傾斜腹桿相連接，承受同格構梁平面垂直的荷載，整個結構中應力分布比較均勻。

平板網架結構的主要優點有：（1）有較高的美學質量，具有非常自由的建筑造型；（2）可承受全方位外部荷載，任何壓桿在大集中荷載作用下壓力不可導致整個結構的破壞；（3）桿件基本上承受軸力，強度可得到充分發揮，用鋼量較小，可以工業化大量生產；（4）桿件的小尺寸使裝卸、運輸和拼裝工作大大簡化，室外施工不受氣候條件影響等。

而平板網架結構的缺點有：存在強度過剩問題，制造精度要求高，造價較高。3 網殼結構

網殼結構系指用較短的桿件，以一定的規律和足夠的密度組成網格，按實體殼體的形狀進行布置的空間構架，它兼具桿系和殼體的性質。承載特點和薄殼相似。主要承載方式是薄膜內力，還存在彎曲內力。常用的是穹頂網殼、筒形網殼、雙曲網殼和雙曲拋物面網殼。

網殼結構的優點主要有：（1）一般情況下，同等條件的網殼比網架要節約鋼材20%，自重輕，施工進度快；（2）網殼曲面能形成自然的排水坡度，不需另設小立柱，外形美觀，富于變化；（3）更適合于覆蓋大跨度，如穹頂網殼的最大跨度單層達131m，雙層達236．5m。

而網殼結構的缺點有：（1）制造精度要求更高，拼裝時必須精確地測量和控制結點總坐標；（2）結點和桿件在空間教會角度必須計算準確。懸索結構

懸索結構是用拉力構件，強力拉緊而成屋面系統。在外荷載作用下，索內只產生拉應力，不必考慮屈曲等問題。按組成方法和受力特點，可將懸索結構分為如下幾種類型：單層懸索體系、預應力雙層懸索體系、預應力鞍形索網、勁性懸索體系、組合懸索體系。

懸索結構的優點主要有：（1）可用高強度鋼材，以充分發揮其力學性能，較經濟，其耗鋼量僅為普通鋼結構的1/7-1/5；（2）造型自由，各個建筑的個性強烈，更能發揮建筑師、結構師才能；（3）自重輕、強度高，更適合建筑大跨度結構；（4）運輸及施工方便，不需大型起重設備，也不需大量腳手架。懸索結構的缺點有：（1）懸索結構的設計計算理論相對復雜，又缺少具有較高的商品化程度的實用計算程序，因而難于為一般設計單位普遍采用；（2）盡管懸索結構施工并不復雜，但一般施工單位對它不夠熟悉，更沒有形成專業的懸索結構施工隊伍，這也影響建設單位和設計單位大膽采用此結構；（3）懸索屋蓋對局部荷載很敏感；（4）懸索屋蓋的水平力處理復雜，其主要原因是懸索結構中水平力作用點都很高，在空間不便于布置相應的抗水平力構件。薄膜結構

薄膜結構在工程實踐中有各種應用形式，從其構造和受力特點大致可分如下幾種類型：

（1）充氣膜結構：以空氣壓力賦薄膜以剛度。這種結構目前應用的很少。（2）張拉式膜結構：形似帳篷，其結構形成機制與預應力索網類似，呈負高斯曲率的鞍形曲面形狀，張緊在柔性(索)或剛性的邊緣構件上，還可利用桅桿或立柱提供獨立的吊點。這種膜結構要通過一定的張拉手段建立預應力，使之具有必要的剛度。在實踐中，一些覆蓋面積很大的膜結構經常設計為由許多較小的帳篷單元結合起來，連成巨大的整體屋蓋體系。

（3）骨架支承式膜結構：膜材繃緊在剛性骨架(如網殼、拱架等)上，剛性骨架是屋蓋的主要承重結構，作為覆蓋材料的膜材則是局部范圍內的承重單位。

（4）“索穹頂”：國外近年來用得較多的“索穹頂”(Cable Dome)實際上是空間雙層索系與覆面膜材的聯合運用，形成一種高效的大跨度輕型屋蓋結構形式。這種結構形式難于歸納到上述三種類型，估且單列為一類。

薄膜結構的形成十分豐富多彩，上述分類方法是相對的；工程實踐中可能會有許多新的創造，難于簡單歸類，也可能是不同構造類型的聯合運用。薄膜結構具有如下優缺點：

優點：（1）結構重量極輕，能覆蓋很大跨度，建筑造型豐富多彩，外形簡潔，輕柔舒展，富有動感；（2）膜材承重與圍護合一，具有適度透光性，白天室內明亮且光線柔合，不需人工照明；（3）膜材防水、耐火性能良好，其耐久性和自潔性也獲得較好解決，工期短。

缺點：隔熱性差，抵抗局部荷載能力差，薄膜材料質量、性能要求高。6 混合結構 由多種單純空間結構體系有機組合而成，其目的在于綜合利用各種不同結構在性能、造型、綜合經濟指標等方面的優勢，豐富大跨度建筑造型，有效利用建筑空間。按照混合結構生成原則設計出的結構體系，具有下列優缺點：

優點:（1）建筑造型美觀、功能合理，能使建筑藝術與結構技術完美地統一于一體；（2）結構剛柔相濟，兼具剛性結構和柔性結構的優點，結構更輕巧，節省材料；（3）施工簡捷，有利于混合結構的推廣和節省工程造價。

缺點：設計計算理論相對復雜。

在書中所述理論和其他學者的研究成果收集結構來看，大跨空間結構按照不同的特點可以分為許多種類，不同的學者對此也有不同的見解，另外，我們知道，大跨空間結構設計需要對建筑功能、結構受力性能、施工條件、技術能力、施工期限、建筑材料、能源供應、場地地形、地貌、自然災害的特點以及工程經濟效益、社會效益等多方面進行深入地分析和判斷，逐步建立起真實反映大跨空間結構智能選型影響因素之間相互作用關系或深層次聯系的整體因素體系模型。在此過程中直接或間接地涉及建筑學、美學、結構工程、施工技術、建筑經濟等學科或領域的知識。其中諸領域的知識又包括公共知識和個性知識。公共知識是已被本領域專業技術人員所認識或掌握的，并且能在教科書、規范條文等專業文獻中找到解決一般問題所使用的基本概念、事實、定理、規定、一般方法、過程等。個性知識是結構設計專家在長期參與設計、施工、管理等工程活動中積累起來的可有效解決復雜問題的經驗、方法或訣竅的，這些知識大多數是在教科書及已經發表的文獻中很難找到的經驗性(或啟發性)知識，而這類知識往往是專家解決問題的關鍵。

第二章為空間結構設計，在這一章里，為了更系統地表達大跨空間結構智能選型影響因素的不同側面，體現選型問題的特征，作者從荷載和作用、空間結構地震作用、空間結構計算和空間結構設計驗算四個方面進行了闡述，而這四個方面基本上囊括了大跨空間結構設計時所需要考慮的各個方面，結合第三章的節點及支座設計，至此作者已經為讀者渲染出了一副完整的大跨空間結構設計畫面，在不同設計因素考量過程中，作者利用大量的圖片和細節描述，配合已經完工的大跨空間結構建筑圖片，詳實客觀的闡明了大跨空間結構設計細節、效果和價值。

在《大跨空間結構設計與分析》的第四章，作者以網格結構為設計對象，以USSCAD為設計載體，為讀者提供了工程結構選型、建立模型、分析設計、結構施工圖、支座節點設計等網架結構設計因素，進而在明確網架結構設計因素的前提下，完成了包括工程概況和選型、建立模型和計算及支座節點設計的網殼結構設計實例。

總結

大跨空間結構選型是大跨空間結構設計過程中的最初階段的最重要的環節，是一個綜合性很強的科學決策過程，它具有多目標性、多層次性、不確定性、非線性、耦聯性及動態性等特點，它既要考慮建筑功能、美學要求、結構受力性能，又要考慮施工條件、技術能力、施工期限、建筑材料、能源供應、場地地形、地貌、自然災害的特點以及工程經濟效益、社會效益等。它需要建筑藝術與工程技術的完美結合。它是建筑、結構、施工、設備、經濟等各專業工程的密切配合，是結構工程師、建筑師、經濟師等各方面專家的集體智慧的結晶。

在閱讀《大跨空間結構設計與分析》一書的過程中，我深深的感受到，作者不僅僅想為讀者展示一個完整的網格結構設計案例，而是希望讀者能在學習過程中，感受作者在進行案例設計時的思維方式和邏輯過程，進而在準確把握大跨空間結構設計脈搏的基礎上，更好的提升我國大跨空間結構分析與設計的水平。

第五篇：ArcGIS空間疊加分析與緩沖區分析

一、實驗目的：

理解緩沖區分析和疊置分析的基本原理，學習利用arcgis進行緩沖區分析、疊加分析的操作，掌握如何合理利用空間分析中的緩沖區分析和疊置分析解決實際問題。

二、實驗準備

1、實驗背景： A．市區擇房

隨著商品房的發展，由于房屋的可選擇余地越來越大，而且綜合考慮小孩成長的緣故，所以越來越多的購房者對房屋的地段、環境，上學是否便捷，是否靠近名校等方面都提出了要求，所以綜合考慮上述的因素，購房者就需要從總體上對商品房的信息進行研究分析，從而選擇最適宜的購房地段。要求：所尋求的市區是噪聲要小，距離商業中心要近，要和各大名牌高中離的近以便小孩容易上學，離名勝古跡較近環境優雅。綜合上述條件，給定一個定量的限定如下：

離主要市區交通要道200米之外，交通要道的車流量大，噪音產生主要源于此；（ST為道路類型中的主要市區交通要道）

距大型商業中心的影響，以商業中心的大小來確定影響區域，具體是以其屬性字段YUZHI；

距名牌高中在750米之內，以便小孩上學便捷；

距名勝古跡500米之內。

最后分別將滿足上述條件的其中一個條件的取值為1，不滿足的取值為0，即如果滿足距主要市區交通要道200米之內，取值為1，反之為0；其他亦是如此，最后將其累加得到分級。即滿足三個條件的累加得到3，滿足2個條件的得到2，最后將全部分成4級。B．學校選址

學校的選址問題需要考慮地理位置、學生娛樂場所配套、與現有學校的距離間隔等因素，從總體上把握這些因素能夠確定出適宜性比較好的學校選址區。綜合上述條件，給定新學校選址要求： ? 新學校應位于地勢較平坦處；

? 新學校的建立應結合現有土地利用類型綜合考慮，選擇成本不高的區域； ? 新學校應該與現有娛樂設施相配套，學校距離這些設施愈近愈好； ? 新學校應避開現有學校，合理分布。

各數據層權重比為：距離娛樂設施占0.5，距離學校占0.25，土地利用類型和地勢位置因素各占0.125。最后必須給出適合新建學校的適宜地區圖，并對其簡要進行分析。

2、實驗材料：

軟件：ArcGIS Desktop 9.x，實驗數據：文件夾ex5中

（1）市區擇房數據：城市市區交通網絡圖“network.shp”、商業中心分布圖“Marketplace.shp”、名牌高中分布圖“school.shp”、名勝古跡分布圖“famous place.shp”、這些文件綜合在一起是“city.mxd”

（2）學校選址數據：土地利用圖Landuse、地面高程圖dem、娛樂場所分布圖rec_sites、現有學校分布圖school

三、實驗內容及步驟 A、市區擇房

啟動ArcMap，打開ex51city.mxd文件，將所有數據加進來； 第1步：主干道噪音緩沖區的建立

第2步 商業中心影響范圍建立

第3步 名牌高中的影響范圍建立

第4步 名勝古跡的影響范圍建立

第5步 進行疊置分析將滿足上述四個要求的區域求出

第6步 分級

為了便于購房者的選擇有更大的余地，更直觀地，綜合上述四個因子，對整個地區進行分等定級，分級標準是：滿足其中四個條件為第一等級；滿足其中三個條件為第二等級；滿足其中兩個條件為第三等級滿足其中一個條件為第四等級；完全不滿足條件的為第五等級。

B、學校選址

ArcGIS中實現學校選址分析，首先利用現有學校數據集、現有娛樂場所數據集和高程數據派生出坡度數據以及到現有學校、娛樂場所距離數據集。然后重分類數據集到相同的等級范圍，再按照上述數據集在學校選址中的影響率賦權重值，最后合并這些數據即可創建顯示新學校適宜位置分布的地圖。

重分類數據集

a.重分類坡度數據：采用等間距分級分為10級，得到坡度適宜性數據“reclassslope”，在平坦的地方適宜性好，賦以較大值，陡峭的地區賦比較小的值。

四、心得體會