实验四空间分析建模

1、实验四、空间分析建模：Model Builder 土壤侵蚀危险性建模分析专业年级：姓名：学号：时间：一、实验目的与要求实验目的空间分析建模是指运用GIS空间分析建立数学模型的过程，其过程包括：明确问题、分解问题、组 建模型、检验模型结果和应用分析结果。模型生成器（Model Builder）是ArcGIS所提供的构造地理处 理工作流和脚本的图形化建模工具。在模型中，分别定义不同的图形代表输入数据、输出数据、空间处 理工具，它们以流程图的形式进行组合以创建高级的空间分析功能和流程，加速复杂地理处理模型的设 计和实施。通过对本次练习，我们可以认识如何在Model Builder环境下通过绘制数据处

2、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。实验要求（1）确定目标，加载数据（2）创建模型（3）认识Model Builder操作界面（4）编辑模型（5）执行模型，查看结果：土壤侵蚀危险性分布图（6）设置参数，保存模型二、实验原理利用Model Builder进行空间分析建模，实现土壤侵蚀危险性分析。三、实验数据矢量数据：研究区界线（Study Area）、植被（Vegetation）；栅格数据：土壤类型栅格（Soilsgrid）、elevation.dem四、实验内容及步骤确定目标，加载数据（1）明确问题目标：获取土壤侵蚀危险性

3、分布图土壤侵蚀影响因子确定：坡度（由DEM生成，权重50%）、土壤类型（权重25%）、植被覆盖（权 重 25%）。根据不同土壤类型对土壤侵蚀危险性的影响力，给各种土壤类型赋值（1表示土壤侵蚀危险度较低， 9 表示较高）：Bedrock （基岩）1、Sandy loam （砂壤土）3、Clay （粘土）5、Clay loam （粘壤土）9。根据不同植被类型对土壤侵蚀危险性的影响力，给各种植被类型赋值（1表示土壤侵蚀危险度较低，9 表示较高)：Engelmann spruce (英国针枞)1、Lodgepole pine (黑松)3、Krummholz (高山矮曲林)6、 whitebark pi

4、ne (白松)8、non-forest (非林地)9。根据坡度低的区域发生土壤侵蚀的危险系数较小，坡度较大的区域发生土壤侵蚀的危险系数较大， 给不同坡度类型赋值(1表示土壤侵蚀危险度较低，9表示较高)：0-5 (1)、5-10 (2)、10-15 (3)、15-20 (4)、20-25 (5)、25-30 (6)、30-35 (7)、35-40 (8)、40-45 (9)、45-90 (9)。(2)加载数据1)打开ArcToolbox，激活Spatial Analyst 和3D Analyst 扩展模块。3)添加数据：研究区界线(Study Area)、植被(Vegetation)、土壤类型栅

5、格(Soilsgrid)。3)根据Vegetaion中的属性VegTYPE设置植被图层的符号为唯一值渲染，根据SoilsGrid 图层中属性S_Value设置土壤类型栅格的符号为唯一值渲染，设置图层StudyArea的边界和填充， 并调整各图层的顺序。创建模型(1)加载模型生成器启动 ArcToolbox；执行菜单命令：工具属性,在属性设置对话框中，设置空间处理选项页中我的工 具箱位置，将其指定为某个路径。以下建立的模型将会被保存到后缀为.tbx的文件中，而这个文件是保存在以上设定的路径下。右键单击ArcToolbox，选择New Toolbox，生成Toolboxl，将新建工具箱改名。右键单

6、击Toolboxl，在New中选择Model，则生成model;注意：对已存在的模型，右键点击模型后，选择编辑也可以打开Model Builder窗口，对 已存在的模型进行编辑。认识Model Builder操作界面模型生成器窗口由菜单条、工具条和图形窗口 3个部分组成。模型生成器菜单包含了文件操作、编 辑操作、视图操作、窗口操作和帮助共5个下拉菜单，每个菜单又由一系列相关命令及功能组成。模型 生成器工具面板中包含了 17个常用的图形编辑工具图标。编辑模型在上一步基础上进行在ModelBuilder窗口中，执行菜单命令：模型模型属性。在常规选项页中，设置 模型的名称(土壤侵蚀危险性分析)及标注

7、(土壤侵蚀危险性模型)。在:环境选项页中设置分析范围 为“研究区范围”：设定常规设置的输出范围为Same As Layer “Study Area” 在ModelBuilder窗口中，执行菜单命令：模型图形属性，选择流程图样式。3）从ArcMap 中，将图层Vegetaion、Soilsgrid拖放到ModelBuilder窗口中； 从 Arctoolbox中将工具DEM到栅格拖放到ModelBuilder窗口中（此工具在Conversion ToolsTo Raster下）。4）在ModelBuilder窗口中，双击工具图框DEM到栅格，在出现的工具设置对话框中指定输入 USGS DEM文件

8、为：elevation.dem。5）从Arctoolbox中将工具坡度拖放到ModelBuilder窗口中（此工具在3D Analyst Tools Raster Surface下）。在ModelBuilder窗口中，点击添加连接按钮，将派生数据图框 DEMToRa_elev1与工具图框坡度连接在一起。双击工具图框坡度，在坡度工具属性对话框中设 置输入、输出栅格数据。右键点击图框输出栅格将其改名为：坡度图。6）从Arctoolbox中将工具重分类拖放到ModelBuilder窗口中（此工具在Spatial Analyst Tools Reclass下），在ModelBuilder窗口中，点击添

9、加连接按钮将派生数据图框坡度图 与工具图框重分类连接在一起。7）在ModelBuilder窗口中，双击工具图框重分类，在重分类工具属性对话框中将坡度重 分类。在这里我们通过INFO数据表slopereclass实现重分类，在图中，点击装载按钮，找到数据 表slopereclass，将根据此数据表中的设定值将坡度分为10类。Slopereclas中有特殊的字段 FROM、TO、OUT, MAPPING，可以用于重分类。在ModelBuilder窗口中，右键点击工具图框重 分类后面的输出栅格将其改名为：重分类坡度图。8）从Arctoolbox中将工具要素到栅格拖放到ModelBuilder窗口中（

10、此工具在Conversion Tools TO Raster下），在ModelBuilder窗口中，点击添加连接按钮将数据图框vegetaion 与工具图框要素到栅格连接在一起。将工具图框要素到栅格后的输出栅格改名为植被栅格。 双击与Vegetaion相连的工具图框要素到栅格，在出现的对话框中，设置字段为VEGTYPE。在 ModelBuilder中右键选中图框要素到栅格，执行运行命令。9）从Arctoolbox中将工具加权叠加拖放到ModelBuilder窗口中（此工具在Spatial Analyst Tools Overlay下），右键点击工具图框加权叠加后的结果数据图框改名为土壤侵蚀栅

11、格。10）在ModelBuilder窗口中，双击工具图框加权叠加，在出现的加权叠加工具设置对话框中 点击Add Raster Row按钮。在加入加权叠加层对话框中，依次加入Soilsgrid（属性S_Value）、 植被栅格（属性VegTYPE）、重分类坡度图（属性Value）。三个因子添加完成后，回到加权 叠加工具设置对话框，分别将因子Soilsgrid、植被栅格、重分类坡度图的权重设置为：25%、 25%、50%。给各因子不同属性值赋权重：各种土壤类型赋值：Bedrock （基岩）1、Sandy loam （砂 壤土）3、Clay （粘土）5、Clay loam （粘壤土）9；各种植被类型

12、赋值：Engelmann spruce （英国针枞） 1、Lodgepole pine （黑松）3、Krummholz （高山矮曲林）6、whitebark pine （白松）8、non-forest （非林 地）9；各坡度类型赋值：1、2、3、4、5、6、7、8、9、9。执行模型，查看结果1）在ModelBuilder窗口中执行菜单命令：模型运行整个模型。2）在ModelBuilder窗口中，右键点击图框土壤侵蚀栅格在出现的右键菜单中选中添加到显示 窗口。于是土壤侵蚀危险性分级栅格数据Hazrad被加入到ArcMap中，从0.9表示研究区内土壤侵 蚀的危险级别：1表示发生土壤侵蚀的可能性较小

13、，9表示发生土壤侵蚀的可能性极大。设置参数，保存模型为模型设置输入输出参数，就可以在打开模型的时候直接输入数据和常数，以及给出输出数据的路 径。有两种方法设置：方法一：右键单击所要设置为参数的图形要素，选择Model parameter,则所设置的要素右上角便 出现一个” P ”表示设置成功。方法二：在Model Builder窗口中执行菜单命令：模型模型属性。在parameters选项页选择该 模型中用到的参数。同时设置中间变量参数。右键单击所要设置的图形要素，选择Intermediate 0最后，在ModelBuilder窗口中，保存模型；同时在ArcToolbox中保存设置：右键ArcToolbox，选