缓冲区分析及应用 - 图文

重庆交通大学《GIS原理及应用》

课 程 设 计 报 告 书

专 业：测绘工程

设计课程名称：《地理信息系统原理及应用》

题 目：基于ArcGIS缓冲区分析、叠加分析及应用 班 级：2010级01班 设 计 者： 学号： 指 导 教 师：

完 成 时 间： 2013年6月16日至2013年6月27日

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重庆交通大学《GIS原理及应用》课程设计任务书

课 程 题 目 GIS原理及应用 班级 测绘1班 同组人数 指导教师 1-7人 GIS缓冲区分析及应用 课程设计要求 1、 了解GIS缓冲区分析的基本原理及算法。 2、 了解GIS缓冲区分析的相关应用。 3、 相关实例解决——休闲农业区建立和市区住房分析问题。 4、 分析问题——怎样利用GIS缓冲区建立来解决该实际问题。 5、 解决问题——基于ArcGIS软件缓冲区分析、叠加功能解决该问题。 (1) 数据矢量、栅格之间的转换； (2）缓冲区建立，叠加分析； (3) 综合分析得出成果。 6、结合成果进行相关评价。 设计报告主要包括内容： 1、 课程设计目的； 2、 课程设计任务及内容； 3、 课程设计使用数据说明； 4、 课程设计思路及技术流程； 5、 课程设计实现的详细步骤； 6、 课程设计成果分析讨论及成果展示； 7、 课程设计体会（包括取得的成效及主要收获、存在的主要问题及对教学工作的建议） 8、 参考文献 要求： ?学生完成课程设计后，每个同学均应提交课程设计报告及数据； ?设计报告要求文字通畅，排版规范； ?设计报告文字原则上不少于5000字，并装订成册。 课程设计报告书要求 版面要求 星期 周次 1、题目用黑体三号，段后距18磅（或1行），居中对齐； 2、标题用黑体四号，段前、段后距6磅（或0.3行）； 3、正文用小四号宋体，行距为固定值“20”，程序代码用固定值“15”； 4、标题按“一”、“㈠”、“1”、“⑴”顺序编号。 一 1-4 1-4 二 1-4 1-4 三 1-4 1-4 四 1-4 1-4 五 1-4 1-4 六 自定 自定 日 自定 自定 第17周 上机时间安排 指导地点及考

第18周 1、指导地点：测量与空间信息处理实验室 2、考核时间：第18周星期五上午（答辩方式考核，学生用PPT汇报及演示） - 2 -

核时间 - 3 -

重庆交通大学《GIS原理及应用》课程设计评分表

序号 项目 评分标准及说明 评分 1 按任务书的要求，学生根据任务完成情况及质量自我评分。多人一组共同完成者，19-20分不超过1人，学生自评分（20%） 17-18不超过2人，由组长评分（多人一组独立完成者按独立完成定）。 纪律及平时成绩（10%） 按规定时间到实验室完成实验及综合实验，每缺1次实验扣2分，缺4次及以上不得分。 答辩等级 A 根据学生PPT汇报、系统演示及回答问题情况，由系统演示（功能）答辩组(老师)给出答辩等及答辩（40%） 级(直接在此评分表中打“√”)，指导教师按等级相应分值打分 A A B+ B B- C+ C C- D 答辩等级 A 根据学生完成的项目设计报告书情况，由指导教师给定等级(直接在此评分表中打“√”)及成绩（特别提醒：设计报告相同者均记0分） A A B+ B B- C+ C C- D -+-+ 2 分值 39-40 38 36-37 34-35 32-33 30-31 28-29 26-27 24-25 0-23 分值 30 28-29 27 25-26 23-24 21-22 20 19 18 0-17 3 4 项目设计报告（30%） 指导教师： 总分：

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《基于ArcGIS缓冲区分析、叠加分析及应用》

目 录

一、课程设计目的.........................................................................................................- 6 - 二、课程设计内容及任务.............................................................................................- 6 -

（一）缓冲区分析..................................................................................................- 6 - （二）叠加分析......................................................................................................- 8 - （三）主要任务......................................................................................................- 9 - 三、课程设计分析.........................................................................................................- 9 - 四、课程设计使用数据说明.......................................................................................- 10 - 五、课程设计思路及技术流程................................................................................... - 11 -

（一）设计思路.................................................................................................... - 11 - （二）实例一：技术流程图................................................................................- 13 - （三）实例二：技术流程图................................................................................- 14 - 六、课程设计实现的详细步骤...................................................................................- 15 -

实例一:雅安市休闲农业区的规划设计分析......................................................- 15 - 实例二:市区择房分析..........................................................................................- 35 - 七、课程设计成果展示及成果分析讨论...................................................................- 48 -

7.1 成果展示：....................................................................................................- 48 - 7.2 成果分析........................................................................................................- 49 - 八、课程设计体会.......................................................................................................- 49 -

8.1 取得的成效及主要收获................................................................................- 49 - 8.2 存在的主要问题............................................................................................- 50 - 8.3 对教学工作的建议........................................................................................- 50 - 九、参考文献...............................................................................................................- 51 -

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五、课程设计思路及技术流程

（一）设计思路 实例一： 1、数据收集

针对本次课程设计的实例，休闲农业区的最佳地址选择，通过网络或者其他的途径收集到如下资料，雅安市主要旅游景点分布图，雅安市区县行政图，雅安市农业发展分布情况及雅安市各区县人口数量及人口密度情况表。

2、数据矢量化处理

将收集到的图形数据（行政区划图、景点分布图、农业分布图）导入ArcGIS 10.0平台，由ArcGIS 10.0软件首先将数据进行矢量化，其间包括在ArcCatalog中建立个人地理数据库，并在所建地理数据库中建立相应的点、线、面图层，然后在ArcMap添加图层，提取相关点、线、面数据，并且通过添加字段，增加图层的属性数据，其他操作还包括“数据框属性”的修改等等一系列空间分析的前期处理。

3、缓冲区分析及叠加分析

利用ArcGIS 10.0空间数据的管理分析功能，对已进行处理的数据，根据不同的要求建立缓冲区，进行景点影响范围，农业区覆盖范围的缓冲区分析以及河道影响范围的缓冲区建立，并对按照各种要求建成后的缓冲区进行叠加分析，对于河道应该取缓冲区以外的安全区域进行叠加分析。初步确定出最佳的选址方案。

4、最终结果确定

对初步确定的选址方案，应该结合雅安市的人口密度分布情况进行综合分析，主要是根据人口数量的大小对所建缓冲区的发展前景进行估计分析，最终确定出最佳的休闲农业区建立地址的方案。

实例二： 1、数据收集

对于栅格数据的空间分析这个应用，由于没有收集到合适的栅格数据，所以利用了实验指导书提供的一个矢量数据Chp7\\Ex_1，通过ArcGIS软件，进行矢量到栅格的转换，以这样的方式来得到实验所用的栅格数据。

2、数据栅格化处理

将收集到的矢量数据（城市市区交通网络图（network.shp）、商业中心分布图（Marketplace.shp）、学校分布图（school.shp）、风景名胜分布图（famous place.shp）），导入ArcGIS 10.0平台，由ArcGIS 10.0软件首先将矢量数据进

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行转换为栅格数据，包括点、线、面各种要素类的转换。同时进行“数据框属性”的修改等等一系列空间分析的前期处理。

3、缓冲区分析及叠加分析

利用ArcGIS 10.0空间数据的管理分析功能，对已进行矢栅转换得到的栅格数据，根据不同的要求建立缓冲区，进行噪声景点影响范围，学校影响覆盖范围以及商业中心的影响范围和名胜古迹的影响范围的缓冲区分析，并对按照各种要求建成后的缓冲区进行叠加分析，对于噪声应该取缓冲区以外的安静区域进行叠加分析。初步确定出最佳的选址方案。

4、最终结果确定

本次课程设计所得到的仅仅是针对几个比较典型的住房需求初步筛选的理想购房区域选择方案，在后期的处理中，如若想要得到更精确的住房选址，那么可以对初步确定的选址方案，结合其他一些限定条件，例如房地产价格，交通便利与否，是否是闹市区，离工作地点远近等进行综合分析，最终确定出最佳的，能够比较全面满足购房者需求的择房方案。

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（二）实例一：技术流程图

原始数据获取 建立属性 矢量化 数据处理 数据库 景点缓冲区 河道缓冲区 建立缓冲区 农业缓冲区 叠加分析 人口分布资料获取 人口分布 供选择区域 初步选择 其他因素考虑 初始选择数据 综合分析 最终选择 - 13 -

（三）实例二：技术流程图

矢量数据 景点栅格化 栅格化 主干道栅格化 学校缓冲区 商业中心栅格化 景点缓冲学校缓冲建立缓冲区 主干道缓冲区 商业中心缓冲区 叠加分析 点要素叠加成果 线要素缓冲区 其它要素 初步选择 综合分析 最终选择 - 14 -

六、课程设计实现的详细步骤

实例一:雅安市休闲农业区的规划设计分析 1、原始数据矢量化

将网上下载的相关原始数据，包括雅安市区县行政图、雅安市农业分布图及旅游景点分布图（如图1.1）导入ArcGIS 10.0软件中，进行矢量化的点、线、面编辑，提取出雅安市的市级边界，将主要景点和每个县的主要农业以分布的形式矢量化，结果如图1.2所示： 行政区划图 农业分布 图1.1 原始数据 旅游景点分布 1）矢量化流程：

新建图层 地图扫描数字化 图像二值化处理 地理配准 原始地图

图形矢量化

图1.2 矢量化流程图

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2）主要操作：导入ArcGIS中数据均为“.*jpg”格式图片，在对原始数据进行初步处理后，打开ArcCatalog，首先添加数据存储的文件夹，右键单击已连接的文件夹，选择“新建”，在扩展的选项框中选择“个人地理数据库”，以学号命名，如图1.3所示。

（注：新建图层的目的是便于将地形图上的复杂地物和地形分门别类的归纳到每一个图层，便于后期对某一类数据进行查询分析以及使用，对于专题地图等的制作以及需要通过地形图的分析来做决策时在很大程度上可以提高效率）

图1.3 建立个人地理数据库

在所建立的数据库中，建立图层要素，右键单击以学号命名的数据库，选择新建”要素类“创建图层。在所建五个图层中同时选用“高斯-克吕格 Beijing1954 34度带投影”，包括两个点图层，两个线图层和一个面图层，如图1.4。

（注：要素（*.shp文件）导入到数据库中，则变为要素类，多个要素类组成要素集，多个要素集组成数据库。建立要素集时要选择投影信息，在同一要素集中的要素类具有相同的投影信息。建立的每个图层的坐标配置应该与地形图一致。为方便起见，建立图层时，注意图层坐标系的选择应与图像坐标系选择一致） 图1.4 数据库及图层建立 在ArcMap中将已经建立的图层添加到图层列表中，右键单击“图层”，通过添加数据的方式

，选取在ArcCatalog中以学号命名的个人

地理数据库下建立的点、线、面图层添加，如图1.5。

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图1.5 图层添加到ArcMap中 图层添加完成后，对每个图层进行矢量化操作，“农业点”和“景点”均属于点图层，图层矢量化之前，添加相应的属性字段，右键单击景点图层，在弹出的右键菜单中单击“打开属性表”，在弹出的对话框中单击左上角图标

，在下拉

列表中选择“添加字段”，类型选择“文本”，以同样方式添加“景点名称”和“所属区县”属性，同样的方式编辑“边界”和“市区范围”图层属性，完成后开始矢量化跟踪。

逐个添加景点，编辑完成后，右键单击景点图层，选择“打开属性表”，查看所编辑的景点，输入相应的景点名称和景点所属区县的名字，编辑后的属性表和景点矢量化成果如图1.6所示。

图1.6 景点图层属性表及矢量化结果 按照同样的方法，进行农业分布点图层矢量化，成果如下图1.7所示：

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图1.7 农业分布图层属性表及矢量化结果 随后进行“边界”和“市区范围”编辑，线状要素主要是节点编辑，选择构造工具为“线”。面状要素编辑方法是通过编辑面状要素的边界，首位两点连接自动生成面状要素，窗体右边出现的“创建要素”窗口中，构造工具选择，线状要素矢量化成果如图1.8所示。

图1.8 线状要素矢量化成果 - 18 -

图1.9 矢量化后图形

（说明：矢量化图中“”表示主要景点，“”表示主要农业分布点，其中农业涵盖茶业、竹业以及果蔬业等。“围）

2、数据缓冲区的建立与分析

根据已有的矢量化数据进行选址，首先考虑景区因素的影响。根据景区的热度以及国家新的假期政策缩短了假期休息时间，因此考虑到居民外出旅游的近距性以及自驾游的可达性，在本次课程设计中对所选景区进行半径为25km的缓冲区分析。具体操作方法如下：

主要操作：（1）根据缓冲区的建立要求，首先选择需要编辑的景点图层进行缓冲区处理。单击

图标，打开ArcToolbox，由于景点是点要素，所以在打开的

，选择输出位置（注：一

工具栏中依次选取“分析工具”→“邻域分析”→“多环缓冲区”，弹出如图1.10对话框，在此对话框中选择输入要素为

般选取在建立数据库的同一文件夹下，主要是方便查找），在距离选项栏中输入前文已经设定的25km的缓冲区范围（注：此处注意选取缓冲区单位为Kilometers，字段名和融合选项可以采用默认值），最后确定，建立的缓冲区成果如图1.12：

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”表示雅安市边界，“”表示雅安市面积范

图1.10 缓冲区对话框

说明：多环缓冲区——在输入要素周围的指定距离内创建多个缓冲区。使用缓冲距离值可随意合并和融合这些缓冲区，以便创建非重叠缓冲区。

图1.11 多环缓冲区原理图

用法：1、此工具将创建临时数据。这些临时数据将写入到在 Scratch_workspace 环境设置中指定的位置。如果未设置“临时工作空间”环境，则临时数据将写入到 TEMP 系统变量所定义的位置。

2、如果输入要素未定义空间参考，则输入要素类的距离单位未知。因此，如果输入要素不具有空间参考，则会忽略缓冲区单位参数（例如米、英尺）。

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图1.20 缓冲区融合类型选择

图1.21 缓冲区建成成果

（说明：通过比较两种方法建立同样的缓冲区，可以较明显的看出利用缓冲区向导建立缓冲区的速度比利用分析工具建立缓冲区的速度快很多）

最后同样可以经过裁剪，得到边界内符合要求的农业分布的缓冲区域。 （3）河道缓冲区的建立：由于雅安地区常年雨水充沛，因此对于河水在雨季对休闲农业区的影响范围就必须的加以考虑了。虽然河水蔓延的区域不是很大，但所波及的土地周围很大一片都是不能作为某些农作物良好生长的区域，而且雨水会

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使得地基基础变得薄弱，所以综合考虑这些因素，对河道缓冲区的建立，按照最大影响设置为500m的缓冲距离。

具体操作如下：

1）打开ArcToolbox，由于河道是线要素，所以在打开的工具栏中依次选取“分析工具”→“邻域分析”→“缓冲区”，弹出缓冲区对话框，如图1.22所示。选择“主要河道”作为输入要素。

2）确定尺寸单位为米，指定创建缓冲区的距离为500m，侧类型为“FULL”，末端类型为“ROUND”，融合类型选择“ALL”。

3）然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后，单击确定，完成河道影响范围缓冲区的建立，如图1.23。

图1.22 缓冲区对话框

说明：缓冲区（分析）——在输入要素周围某一指定距离内创建缓冲区多边形。可执行可选融合以合并重叠缓冲区。由于创建缓冲区所用算法的差异，左侧缓冲区或右侧缓冲区的缓冲区边与完全缓冲区创建的缓冲区边略有不同。两者之间的差异在于输入要素的精度范围。

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图1.23 缓冲区（分析）原理图

用法：1、缓冲距离可以用表示线性距离的某个值来指定，也可以用输入要素中的某个字段（包含用来对每个要素进行缓冲的线性距离）来指定。

2、如果输入是使用地理坐标系的点或多点要素类，且缓冲距离是以线性单位（米、英尺等）指定的，则将执行测地线缓冲。

3、如果对面要素进行缓冲，则可使用负缓冲距离在面要素内部创建缓冲区。使用负缓冲距离将会使面边界减小指定的距离。

4、如果负缓冲距离足够大，使得面缩减至不存在，则将生成空几何。此时将出现一条警告消息，并且不会将任何空几何要素写入输出要素类。

5、如果将“缓冲区”工具的输出用作叠加操作（如联合或相交）的输入，建议使用融合类型选项 LIST 或 ALL 来减少此工具所生成的叠加要素的数量。使用融合类型选项 LIST，并在融合字段中仅选择要执行的分析所需的输入要素的属性。此操作将减少叠加操作中所涉及的数据集之间的空间关系的数量，从而减少处理过程所需的内存量和时间。

6、如果使用输入要素中的字段来获取缓冲距离，则该字段的值可以是数字（例如，5），也可以是数字加上有效的线性单位（例如，5 千米）。如果字段值只是数字，则表示这些距离使用输入要素空间参考的线性单位。还可在输入字段值的同时输入任何有效的线性单位，而要素将被缓冲所指定的距离。例如，字段值可能被指定为 500 英尺、200 米、1 千米和 2 英里，此时，每个输出缓冲区将具有相应的大小。如果在字段值中指定的线性单位无效或无法识别，则默认情况下将使用输入要素空间参考的线性单位。

7、如果要素的缓冲距离是零，则要素将从缓冲过程中排除。

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3、叠加分析

在各个缓冲区建成之后，若要得到最终的选址结果，需要将前期建立的缓冲区进行综合考虑。由于叠加时需要景点分布的缓冲区成果和农业点分布的缓冲区成果的相交部分作为地址选择区域，而河道缓冲区叠加时需要提取的是缓冲区以外的部分，所以先进行两个点图层缓冲区的叠加。

（说明：相交（分析）——计算输入要素的几何交集。所有图层和/或要素类中相叠置的要素或要素的各部分将被写入到输出要素类。）

图1.24 相交原理图

用法：1、输入要素必须是简单要素：点、多点、线或面。输入要素不能是复杂要素，比如注记要素、尺寸要素或网络要素。

2、如果输入具有不同几何类型（即，面上的线、线上的点等），则输出要素类几何类型默认与具有最低维度几何的输入要素相同。例如，如果一个或多个输入的类型为点，则默认输出为点；如果一个或多个输入为线，则默认输出为线；如果所有输入都为面，则默认输出为面。

3、输出类型可以是具有最低维度几何或较低维度几何的输入要素类型。例如，如果所有输入都是面，则输出可以是面、线或点。如果某个输入类型为线但不包含点，则输出可以是线或点。如果任何一个输入是点，则输出类型只能是点。

具体操作：单击

图标，打开ArcToolbox，在打开的工具栏中依次选取“分

析工具”→“叠加分析”→“相交”，弹出如图1.25所示对话框，在输入要素中依次选取“景点缓冲区和农业分布缓冲区”，连接属性选择“ALL”，输出类型选择“INPUT”，单击确定，结果显示如图1.26所示。

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图1.25 相交对话框

说明：如图1.25，关于相交对话框的参数设置，“连接属性”是确定输入要素的哪些属性将传递到输出要素类，选择“ALL”，即是输入要素的所有属性都将传递到输出要素类，这是默认设置。“输出类型”是选择要查找的相交类型，选择“INPUT”，即是设置所返回相交的几何类型与具有最低维度几何的输入要素的几何类型相同。如果所有输入都是面，则输出要素类将包含面。如果一个或多个输入是线但不包含点，则输出是线。如果一个或多个输入是点，则会输出要素类将包含点，这是默认设置。

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图1.26 点图层缓冲区叠加成果

说明：图1.26中，农业分布缓冲区和景点缓冲区的相交区域用来表示

思路分析：接下来需要加入河道缓冲区进行考虑。由于河道是一个出于安全的因素考虑，所以需要取河道缓冲区以外的部分进行叠加。那么首先需要将河道缓冲区和市区范围进行交集取反，得到市区范围内不受主要河道影响的地区。然后再将取反所得到的安全区域结果和景点缓冲区与农业分布缓冲区相交的结果进行最终的叠加，才能得到初步的选址结果。下面采用“交集取反”的方法。打开ArcToolbox，在打开的工具栏中依次选取“分析工具”→“叠加分析”→“交集取反”，弹出如图1.27所示对话框。

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图1.27 交集取反对话框

（说明：交集取反——输入要素和更新要素中不叠置的要素或要素的各部分将被写入到输出要素类。）

图1.28 交集取反原理图

用法：1、输入和更新要素类或要素图层必须具有相同的几何类型。 2、输入要素类的属性值将被复制到输出要素类。但是，如果输入图层是通过创建要素图层工具创建的并且选中了字段的“使用比率策略”选项，则将计算输出属性值与输入属性值的比率。

3、如果启用了“使用比率策略”选项，分割叠加操作中的要素时，将按输入要素属性值的一定比例生成要素的属性值。输出值将根据输入要素几何被分割的比率得出。例如，如果输入几何被分割成相等的两部分，则每个新要素的属性值都等于输入要素属性值的一半。“使用比率策略”仅适用于数值字段类型。

在交集取反对话框，输入要素“主要河道”，更新要素为“市区范围”，连接属性同样采取默认值“ALL”，设置相应的输出路径，单击“确定”，结果如图1.29所示：

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图1.29 主要河道与市区范围交集取反结果

将得到的取反结果与之前的点图层叠加结果，做最后一次相交分析，得到初步的选址结果，如图1.30。

图1.30 最终叠加成果

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（说明：图1.30中的黑色区域“”表示综合后的初步选址区域）

4、在得到图1.30所示的初步选址成果后，再考虑到雅安市各区县人口分布密度存在较大的差异。因此，还需要根据人口分布才能最终确定休闲农业区的建立地址。现收集到雅安市第六次全国人口普查常住人口的分布及流动情况公布如下图表1.31：

图1.31雅安市人口分布表

由图表分析，人口密度排名前四个区域分别是名山县、雨城区、汉源县和芦山县。综合考虑，名山县是茶业大县，有万亩观光茶园，被称为世界茶文化发源地，雨城区相对于国家4A级风景区，国家大熊猫研究基地——碧峰峡较近，而汉源县是果蔬基地，而且拥有大渡河国家地质公园，而芦山县拥有省级旅游景点“灵鹫山”，据此，综合选定出五个比较具有发展前景的主要区域建立休闲农业区，具体结果见成果展示。

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实例二:市区择房分析

1、由矢量数据生成栅格数据

（1）将位于\\Chp7\\Ex_1中的实验矢量数据导入ArcGIS中，如图2.1所示。将该矢量数据进行栅格转换，得到实验需要的栅格数据。

图2.1 实验原始矢量数据

（说明：图2.1中，“校地址，“

”表示风景名胜，“”表示商业中心，“”表示学

”表示市区交通网络）

具体操作：首先打开ArcCatalog，文件夹连接到“实验数据”中建立个人地理信息数据库，以“市区住房分析”命名，便于保存转换后的栅格数据文件。

1）点的栅格化：然后打开ArcMap，点击标准工具条上的ArcToolbox按钮，在打开的ArcToolbox列表框中依次点击“转换工具”→“转为栅格”→“点转栅格”（注：同样可以选用“要素转栅格，就可以直接转换点、线、面的矢量数据），将会出现如图2.2所示对话框，在此对话框中，输入要素选择“风景名胜”，输出栅格数据集选择保存到前面所建立的个人数据库中（注：文件名需要命名为字母形式，否则会出现报错的情况），将像元大小设置为100，单击“确定”，栅格化结果如图2.3所示：

（注：与“要素转栅格”工具相比，当输出栅格单元中存在多个要素时，此工具可对单元值分配提供更全面的控制。）

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图2.2 点转栅格对话框

说明：（点转栅格的用法：）

1、可以将包含点或多点要素的任意要素类（地理数据库、shapefile 或 coverage）转换为栅格数据集。

2、可以将多点视为单个点的集合。

3、输入字段类型决定输出栅格的类型。如果输入字段是整型，则输出栅格的类型为整型；如果输入字段是浮点型，则输出栅格的类型为浮点型。

4、如果输入字段包含字符串值，则输出栅格将包含一个整数值字段和一个字符串字段。

5、优先级字段仅与单元分配类型的 MOST_FREQUENT 选项一起使用。

图2.3 景点分布栅格化结果

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为了便于图层的显示和查看，将栅格化后的结果进行进行分类修改，右键单击“景点栅格”图层，选择“属性”，在弹出的“图层属性”对话框中，选择“符号系统”选项，左边的“显示”一栏中选择“已分类”，在分类选项栏中，如下：

，单击“分类”

按钮，在弹出的“分类对话框”中将“类别”设置为“1”（也可以直接在如上选项栏直接设置类别为“1”），单击“确定”，结果显示如图2.4所示：

图2.4 景点最终栅格化成果

按照同样的方法，得到商业中心和学校的栅格化成果，这里就不再一一赘述，结果显示如图2.5。 图2.5 商业中心和学校栅格化最终成果 - 37 -

2）线的栅格化：首先需要提取交通主干道，对交通主干道进行缓冲区建立和分析。选择交通网络图层（network.shp），打开图层的属性表，在菜单中单击图标“

”，弹出“按属性选择”对话框，如图2.6所示。左边选择“TYPE”双击

将其添加到对话框下面SQL算式表中，中间点 “=”，再单击“获取唯一值”按钮，将TYPE的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添加到SQL算式表中，单击“应用”按钮，就将市区的主要道路选择出来了。

图2.6 属性选择对话框

然后在打开的ArcToolbox列表框中依次点击“转换工具”→“转为栅格”→“折线(Polyline)转栅格”，将会出现如图2.7所示对话框，在此对话框中，输入要素选择“交通网络”，输出栅格数据集选择保存到前面所建立的个人数据库“市区住房分析”中，将像元大小设置为20，单击“确定”，将初步栅格化结果做与点栅格化后同样的分类操作，将类别设置为“1”，得到的最终交通网络栅格图像如图2.8所示。

（注：与“要素转栅格”工具相比，当输出栅格单元中存在多个要素时，此工具可对单元值分配提供更全面的控制。）

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图2.7 折线转栅格对话框

说明：（折线(Polyline)转栅格用法）

1、可以将包含折线要素的任意要素类（地理数据库、shapefile 或 coverage）转换为栅格数据集。

2、输入字段类型决定输出栅格的类型。如果输入字段是整型，则输出栅格的类型为整型；如果输入字段是浮点型，则输出栅格的类型为浮点型。

3、如果输入字段包含字符串值，则输出栅格将包含一个整数值字段和一个字符串字段。

4、可以设置像元大小，默认单元大小为输出空间参考中输入要素数据集范围的宽度与高度中的较小值除以 250。

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图2.8 交通网络图最终栅格化成果

（说明：上图中红色区域为交通主干道，墨绿色表示一般交通便道） 2、缓冲区分析：

根据住房需求，现给定一个定量的限定条件如下，根据这些条件建立缓冲区进行分析：

a.离主要市区交通要道300米之外，这是由于交通要道的车流量大，噪音产生的主要源于此；

b.距大型商业中心的影响，以商业中心500米的范围作为影响区域，主要是考虑到一般逛街购物步行居多；

c.距学校在700米之内，以便小孩上学便捷；

d.距风景名胜的距离在450米之内，便于市民亲近自然。

最后得到的主干道缓冲区，因为是要排除噪音区，所以对得到的缓冲区结果应该进行取反操作。

1）点缓冲区建立

具体操作：在ArcMap中，点击标准工具条上的ArcToolbox按钮，在打开的ArcToolbox列表框中依次点击“Spatial Analyst工具”→“距离分析”→“路径距离”，弹出如图2.9所示对话框。在此对话框中，输入栅格数据或要素源数据中输入“景点栅格”数据，选择合适的路径存储输出，同时也要注意名称只能为字母，不能为中文。最大距离设置为预先给定的景点条件距离“450m”，最后单击“确定”，结果显示如图2.10所示。

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图2.9路径距离对话框

说明：“路径距离”是针对栅格数据建立缓冲区的分析工具，它是为每个像元计算与最近源之间的最小累积成本距离，同时考虑到表面距离以及水平和垂直成本因素。

路径距离的计算：路径距离工具可创建一个输出栅格，其中的每个像元都基于成本最低的源像元分配累计成本。此算法利用结点/连接线像元制图表达。在此表达中，像元中心被看作结点，且每个结点通过连接线连接到相邻结点。

图2.10 景点栅格缓冲区建立

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说明：从图2.9中可以看到，景点栅格缓冲区的建立有一个边界的限制，即是说限制在预先给定的市区范围内，这样得到的结果更具有可信性。

以与建立景点缓冲区同样的方法建立商业中心栅格图像缓冲区，这里不再一一赘述过程，建立结果如下图2.11所示。

图2.11 商业中心栅格图像缓冲区建立

注：上图中缓冲区建立的范围明显与景点缓冲区建立的范围不一致，为了使其达到一致，重新进行商业中心栅格图像缓冲区的建立，并考虑环境范围，具体操作为：在：“路径距离”对话框中，单击“环境”按钮，随后弹出的环境对话框，如图2.12中，环境范围选择“与交通栅格相同”，确定，结果显示如图2.13所示。

图2.12 环境设置对话框

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（注：之所以选择“与图层交通栅格相同”是因为，整个交通网络图的覆盖了整个市区的范围）

图2.13 符合范围的商业中心缓冲区成果

现将设置环境范围前后的商业中心缓冲区范围进行叠合对比，如图2.14，其中灰度显示为未设置范围的缓冲区成果，彩色显示为设置环境范围后得到的增加的缓冲区范围。

图2.14 设置环境范围前后的缓冲区对比

最后建立学校栅格图像的缓冲区，建立方法与上述相同，所得结果如图2.15所示。（注：建立缓冲区时同样要考虑环境范围的设置）

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图2.15 学校栅格图像缓冲区建立成果

2）线缓冲区建立

具体操作：在ArcMap中，点击标准工具条上的ArcToolbox按钮，在打开的ArcToolbox列表框中依次点击“Spatial Analyst工具”→“距离分析”→“路径距离”，弹出如图2.15所示对话框。在此对话框中，输入栅格数据或要素源数据中输入“交通栅格”数据（注：此时只选择主干道建立缓冲区），选择合适的路径存储输出，同时也要注意名称只能为字母，不能为中文。最大距离设置为预先给定的景点条件距离“300”，最后单击“确定”，结果显示如图2.16所示。

图 2.16 交通栅格缓冲区建立成果

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3、叠加分析：

对商业中心影响范围、学校的影响范围和风景名胜的影响范围三个缓冲区图层进行叠加分析的取交集操作，可将同时满足三个条件的区域求出。打开ArcToolBox，依次选择“Spatial Analyst工具”→“叠加分析”→“模糊叠加”操作，弹出如图2.17所示对话框。在输入栅格一栏中选择三个点图层建立的栅格缓冲区，叠加类型选择“AND”，得到叠加结果如图2.18所示。

图2.17 模糊叠加对话框

说明：模糊叠加工具可以对多准则叠加分析过程中某个现象属于多个集合的可能性进行分析。模糊叠加不仅可以确定某个现象可能属于哪个集合，还可以分析多个集合的成员之间的关系

用法：1、使用模糊分类工具的所得结果时使用此工具。它可以专门应用于值范围介于 0 到 1 之间的栅格。

2、下面列出了适合在某些情况下使用的叠加类型。

1）当任何输入证据栅格都可以具有较高值以使输出值较高时使用 OR。 2）当所有输入证据栅格都必须具有较高值以使输出值较高时使用 AND。 3）当组合证据栅格的重要性低于单个证据栅格时使用 PRODUCT。 4)当组合证据栅格的重要性高于任何单个证据栅格时使用 SUM。

5)叠加类型 GAMMA 通常用于执行较基本数据的模糊组合。当gamma为1时，结果与Fuzzy Sum 相同。当gamma为0时，结果与 Fuzzy Product 相同。介于二者之间的值允许用户组合这两个极值之间的证据栅格，结果可能不同于 Fuzzy And

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