空间分析方法与建模实验指导书

1、空间分析方法与建模实验指导书奚砚涛 编中国矿业大学资源学院2007年3月实验一 拓扑关系建立（2学时）1 背景：拓扑关系对于数据处理和空间分析具有重要意义，拓扑经常应用于地块查询、土地利用类型更新等。 2 目的：通过本例，让读者掌握创建一个要素数据集的拓扑关系的整个流程，并对创建拓扑后的一些工作，如拓扑错误检测、拓扑错误修改、拓扑编辑等基本操作有一个较全面的了解。 3 要求：在Topology数据集中导入上述两个Shapefile，建立该要素数据集的拓扑关系，使拓扑生效后检测拓扑错误，修改拓扑错误，最后进行拓扑编辑。 4 数据：Blocks.shp、Parcels.shp，结果数据存放于/Ex

2、1/Result中。 5 操作步骤： （1） 创建地理数据库 （2） 向数据集中导入数据（注意目录不能是中文，否则导入失败）（3） 在要素中建立子类型（4） 创建拓扑（5） 查找拓扑错误 （6） 修改拓扑错误（7） 拓扑编辑6 成果要求:（1） 撰写实验报告（2） 提交处理结果参考资料：实验一、三参考资料.pdf实验二 空间数据的转换与处理 （2学时）1. 背景：由于空间数据（包括地形图与DEM）都是分幅存储的，造成某一特定研究区域跨越了不同的图幅。而当我们要获取有特定边界的研究区域时，就要对数据进行裁切、拼接、提取等操作，有时还要进行相应的投影变换。 2. 目的：获取具有投影坐标系统的特定边

3、界的DEM数据。 3. 要求：通过两幅给定的DEM数据，提取出白水县县界范围内的DEM数据，并将数据转换成高斯克吕格投影系统。通过练习，掌握数据提取、裁切、拼接及投影变换的方法。4. 数据：1幅1：25万矢量数据，为地理坐标系统，其中大地基准是D_North_American_1927,参考椭球体是Clarke 1866，这是Arcgis为Shapefile类型的数据假设的地理坐标系统（实验数据在Chapter4/Exercise1中）。2幅1：25万DEM数据，为地理坐标系统，大地基准是D_Krasovsky_1940,参考椭球体是Krasovsky_1940。 5. 操作步骤： （1） 白

4、水县的行政范围的提取 （2） DEM数据的拼接 （3） 白水县DEM的裁切 （4） 白水县DEM的投影变换 6. 成果要求:（1） 撰写实验报告（2） 提交处理结果参考资料：实验二参考资料.pdf 空间数据的转换与处理.Pdf实验三 几何网络的建立（2学时）1 背景：现实世界中，人员的流动、货物的流通、信息的传递、能量的传输等都是通过可确定的网络系统来进行的。如何构建几何网络是网络系统的最基础的问题，也是最核心的问题。 2 目的：通过本练习，使读者掌握根据已有要素来建立几何网络的详细过程，进而对数据库的创建有更全面的认识。 3 要求：在City要素数据集中导入上述三个Shapefile，建立该

5、数据集的几何网络，为网络分析做好准备。 4 数据：某城市交通网络（net.shp）、商业中心（center.shp）、旅游景点（famousplace.shp），存放于Ex2中，结果数据存放于Ex2/Result中。5 操作步骤： （1） 基本数据的准备（2） 建立几何网络（3） 添加新的几何网络要素类1) 建立一个新的网络边要素类2) 建立一个新的网络连接要素类（4） 定义网络规则1) 建立Edge-Edge规则2) 建立Edge-Junction规则6 成果要求:（3） 撰写实验报告（4） 提交处理结果参考资料：实验一、三参考资料.pdf实验四 克里格插值（2学时）1. 背景：现有某地区一

6、系列高程采样点，需要通过内插生成该地区的高程层面，为后续研究提供合理的数据层面信息。 2. 目的：地统计模块中提供了六种克里格插值方法，每种方法的原理及适用范围不尽相同。通过练习熟练掌握并理解每种克里格方法的原理及实现过程，体会他们在具体应用中的适应性。 3. 要求：根据数据特征，至少选用一种克里格方法内插生成高程表面，并分析对于此例，该方法的的适用性。有能力的同学可选用多种克里格方法进行插值，并比较对于此例不同方法的优劣。 4. 数据：某地区的高程采样点（jyg.shp）；数据存放于ex4，结果数据存放于Ex4Result中。 5. 操作步骤： 地理统计模块Geostatistical An

7、alyst，具体步骤参考参考文献6. 成果要求:1) 撰写实验报告2) 提交处理结果参考资料：实验四参考资料.pdf 地统计分析.pdf实验五 3D可视分析（4学时）1. 背景：3D建模和可视分析是地理信息系统的热门研究领域，在规划等领域有着广泛的应用前景。2. 目的：掌握ArcScene对地理数据进行透视观察、三维浏览及制作飞行动画的方法。3. 要求：根据提供的数据特征，实现对地理数据的透视观察和飞行动画。4. 数据：某地区的Roads , bldg, ortho.lan, dtm_tim；数据存放于ex5，结果数据存放于Ex5Result中。 5. 操作步骤：使用ArcScene具体步骤参

8、考参考文献6. 成果要求:3) 撰写实验报告4) 提交处理结果参考资料：3D可视分析.pdf附加练习：利用水文分析方法提取山脊、山谷线参考资料：数据：Ex5fjlx，实验五附加练习参考资料.pdf实验六 地理建模（4学时）1 背景：模型生成器 (ModelBuilder) 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。模型生成器 (ModelBuilder) 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。2 目的：掌握如何在ModelBuilder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。3 要求：根据提供的数据，创建、编辑模型，解决土壤侵蚀危险性评价。4 数据：研究区界线(Study Area)、植被(Vegetation)，栅格数据：土壤类型栅格(Soilsgrid)；数据存放于ex6，结果数据存放于Ex