ARCGIS学校选址报告

城市地理信息系统期末成果

城市地理信息系统课程成果

题目：

学校选址

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城市地理信息系统期末成果

目录

1 项目概述 .............................................................................................................. 2

1.1 实验背景 .................................................................................................... 2 1.2 实验目的 .................................................................................................... 2 1.3 数据 ............................................................................................................ 2 1.4 实验内容 .................................................................................................... 3 2 创建数据库 .......................................................................................................... 4

2.1 分析可能用到的数据 ................................................................................ 4 2.2 收集到的资料清单 .................................................................................... 4 2.3 分析项目的步骤 ........................................................................................ 5

2.3.1 顺序列表 .......................................................................................... 5 2.3.2 流程图 .............................................................................................. 6

3 组织数据库 .......................................................................................................... 7

3.1 学校选址（方法一） ................................................................................ 7 3.2 学校选址（建模分析法） ...................................................................... 14 4 进行分析 ............................................................................................................ 27 参考文献 ................................................................................................................ 28

成绩评分表 ..................................................................................................... 29

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1 项目概述

1.1 实验背景

随着网络时代的到来，网络信息变得越来越丰富，地理空间信息无疑是越来越占据较大的分量，在当今社会，地理信息数据越来越受到人们的重视。Arcgis技术日趋于成熟，在处理地理信息空间数据时发挥着越来越重要的作用。基于栅格数据的空间分析在ArcGIS中占有重要地位，空间建模制作的基本过程也是通过栅格数据的空间分析进行的。空间分析是GIS的核心和区别于其他信息系统处理数据的本质所在，并且为生活中的很多决策提供数据依据，在其中，学校选址就是一个很好的例子。学校的选址问题需要考虑各种因素，总体上分为自然因素和人文因素，例如地理位置、学生娱乐场所配套、土地利用类型、交通状况以及现有学校的距离间隔等因素，从总体上把握这些因素，能够确定出适宜性比较好的学校选址区域，合理的学校位置有利于方便学生的学习与生活。

1.2 实验目的

通过这次实验练习，从而帮助熟悉ArcGIS栅格数据的欧氏距离制图、数据重分类等空间分析功能，通过栅格计算器进行加权计算，得到适宜性最高的区域，即是最佳选址区域。能够通过选址处理解决类似选址的其他实际问题。欧氏距离根据直线距离描述每个像元与一个源（分析目标）或一组源的关系。

1.3 数据

数据位于 “\\学校选址\\Ex1\\”，包括以下四个四个要素类： （1）土地利用现状数据（landuse）； （2）地面高程数据（dem）；

（3）娱乐场所分布数据（rec_sites）； (4)现有学校分布数据（schools）；

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1.4 实验内容

按照要求为学校进行选址。

（1）新学校选址需要注意以下几点：地势需要平坦；结合土地利用数据，选择成本较低的区域，但是要尽量避免选址在湿地、沼泽、绿地等区域；新学校距离娱乐场所越近越好；距离现有的学校距离越远越好。

（2）给各数据层的权重比为：距离娱乐设施占0.5，距现有学校距离占0.25，土地利用类型和地形因素各占0.125。

（3）结合坡度计算、欧氏距离制图、重分类和栅格计算器等功能，给出分析结果图。

目前，地理信息系统大都应用在城市规划、市政管理等方面。该系统的特点在于将地理信息系统应用于校园，将校园信息与地理信息系统相结合，实现了利用GIS技术对校园信息管理；同时把教室信息、学生信息融入系统中，实现了教学信息与地理信息的双重应用和两种信息之间的关联。本文以河北理工大学校园实际采集的数据为基础，对系统进行了模拟运行。实验结果表明：本文所设计的数据结构是合理的，对有关技术问题的解决方案是正确的、可行的，将GIS技术应用到大学校园，开发出具有实际应用价值的CGIS，能够为校园的规划和管理提供快捷和方便的工具。可作为“数字校园”的一部分。随着校园网的兴起，校园地理信息系统能够依托校园网的软件和硬件得以快速发展。

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2 创建数据库

2.1 分析可能用到的数据

（1）土地利用现状数据（landuse）； （2）地面高程数据（dem）；

（3）娱乐场所分布数据（rec_sites）； (4)现有学校分布数据（schools）；

2.2 收集到的资料清单

种类 土地利用现状数据图 介绍 该片区域的土地利用状况，分为：公用地、交通拥堵、水系占用地、农用地、森林用地、湿地、市中心用地、绿化用地等； 地面高程数据 地面的高低起伏状况，即高程高的地方海拔就高，对学校选址有重大意义； 娱乐场所分布数据 为人们提供娱乐消遣的场所，在一定程度上反映了该地的经济文化的消费和传承情况，对学生、对学校都有着重大影响； 现有学校分布数据 再选新校址时，肯定有一些现有学校，那么新学校的目的是为了缓解教育压力和普及国家的教育制度，所以尽量广范、更大限度的扩大选址范围，所以现有学校的分布数据起着无疑举足轻重的作用；

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2.3 分析项目的步骤

2.3.1 顺序列表 顺序 1 操作 地图矢量化 结果 目的 土地利用状况、为后面栅格图娱乐场所、地面提供源数据 高程、现有学校分布矢量图 2 数据录入属性表 各个图层的实际提供主成分数属性 据 提供带各主成分的栅格图 3 Shapefile文件转栅格 各主成分栅格图 4 用栅格计算器计算 综合因子得分栅提供综合得分格图 的栅格图 5 进行重分类 各行各个图层分将各个因素的类图 适宜情况水平分等级 6 叠加分析 各个因素的叠加分析各个因素图 总的对各地发展的影响

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2.3.2 流程图

①数据准备，确定需要哪些数据作为输入，包括高程数据（dem）、土地利用数据（landuse）、现有学校数据（school）和娱乐场所数据（rec_sites）；

②派生数据集，从显存数据派生出能提供学校选址的原始成本的数据，包括坡度数据、到现有学校距离数据集，以及到娱乐场所的距离的数据集；

③重分类各种数据集，消除各成本数据集的量纲影响，是各成本数据集有大致相同的可比分类体系。各成本数据均按等间距分类原则，分为1到10级，级数越高适宜性越好；

④给各数据集赋以权重。必要的话，适宜性模型中影响比较大的数据集赋以比较高的权重，然后合并各数据集合，以寻找适宜位置。

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3 组织数据库

3.1 学校选址（方法一）

1. 运行Arcmap，如果Spacial Analyst 模块未能激活，单击菜单【自定义】——【拓展模块】——选择Spacial Analyst——【单击关闭】。

2.打开地图文档。在ArcMap主菜单上选择【文件】——【打开】——【EX1】——【School.mxd】。

3.设置空间分析环境。ArcToolbox右键选择【环境】，打开环境设置对话框，设置相关参数：①展开【工作空间】，设置路径为：E:\\第二版\\Chp8\\Ex1\\Result;②展开【处理范围】，在范围下拉框中选择“与图层landuse相同”③展开【栅格分析】，在像元大小下拉框选择“与图层landuse相同”。（即：地理处理——环境——处理范围——范围选择“与图层landuse相同”，栅格分析——像元大小选择“与图层landuse相同”——确定。）如下图所示：

4.从DEM数据中提取坡度数据集。选择【Spacial Analyst工具】——选择

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【表面分析】——【坡度】，输入dem数据，生成slope数据集（如下图所示）：

5.从娱乐场所数据“rec_sites”提取娱乐场所直线距离数据。选择【Spacial Analyst工具】——【距离分析】——【欧氏距离】，生成EucDis_recsites数据集（如图所示）：

6.从现有学校位置数据“school”中提取学校直线距离数据库。选择【Spacial Analyst工具】——【距离分析】——【欧氏距离】，创建数据集，得到EucDis_school数据集（如下图所示）：

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7. 重分类数据集，分为四种不同类型的数据集。

第一，重分类坡度数据集。学校的位置一般在平坦的位置比较有利。因此，采用等间距分级，把坡度分为10级。平坦的地方适宜性好，赋以较大的适宜性值，陡峭的地区赋以比较小的适宜性值，得到坡度适宜性数据Reclass_Slope(如下图所示)：

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第二，重分类娱乐场所直线数据集。考虑到学校距离娱乐场所比较近适宜性好，采用等间距分级，分为10级，距离娱乐场所最近适宜性高，赋值为10，距离最远的地方赋值为1，得到娱乐场所适宜性图reclassdist（如下图所示）：

第三，重分类现有学校直线距离数据集。考虑到新学校距离现有学校比较远时适宜性好，仍分为10级，距离学校最远的单元赋值为10，距离学校最近的单元赋值为1，得到学校重分类学校距离图reclassdiss（如下图所示）：

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第四，重分类土地利用利用数据集。在考察土地利用数据时，容易发现各种土地利用类型对学校适宜性也存在较大影响。例如，学校不适宜于湿地zhaoze、水系分布区建立，于是，在重分类时删除这些类别，实现如下操作：在重分类新旧值值对照表中，按住Control键，选择“water”、“wetland”、“grass”三个类别，点击【删除条目】，删除“water”、“wetland”、“grass”三个类别，并勾选【将缺失值改为NoData】。然后，根据用地类型给各种类型的土地赋值，得到reclassland，深色部分表示比较适宜区，浅色部分表示该处适宜性比较差，白色部分表示该处不允许建学校区域。数据如下图所示：

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8.适宜区分析。重分类后，各个数据集都统一到相同体系内，且每个数据集中，那些被认为比较十一点属性都被赋以比较大的数值，现在开始给四种因素赋以不同的权重，然后合并数据集，以便找出最适宜的位置。

选择【Spacial Analyst】——选择【地图代数】——选择【栅格计算器】，各个重分类后数据集的合并计算，最终适宜性数据的加权计算公式为：suit（最终适宜性）= reclassdisr（娱乐场所）* 0.5 + reclassdiss（现有学校）* 0.25 +

reclassland（土地利用数据）* 0.125 + reclassslope（坡度数据）* 0.125。得到最适宜性数据集，即最终结果（如下图所示），注意：适宜性较高区域（深色部位），适宜性较低区域（浅色部位）：

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3.2 学校选址（建模分析法）

1．运行Arcmap，如果Spacial Analyst 模块未能激活，单击菜单【自定义】--【拓展模块】--选择Spacial Analyst--【单击关闭】。打开地图文档。在ArcMap主菜单上选择【文件】——【打开】——【EX1】——【School.mxd】。

2.设置空间分析环境。ArcToolbox右键选择【环境】，打开环境设置对话框，设置相关参数：①展开【工作空间】，设置路径为：

“E:\\Chop8\\Ex1\\result\\”;②展开【处理范围】，在范围下拉框中选择“与图层landuse相同”③展开【栅格分析】，在像元大小下拉框选择“与图层landuse相同”。（即：地理处理——环境——处理范围——范围选择“与图层landuse相同”，栅格分析——像元大小选择“与图层landuse相同”——确定。）如下图所示：

3.新建一个工具箱。在目录中选择“工具箱”——选择“我的工具箱”——右击“我的工具箱”——右击“新建”——点击“工具箱”——重命名为“学校选址”，如下图所示；

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4.右击“学校选址”——点击“新建”——点击“模型”，得到：

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5.选择“空间分析”——选择“表面分析”——点击“坡度工具”——将其拖拽至模型生成器窗口中，展示如下图所示：

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6.右击模型中的“坡度”——“打开”。然后将“slope_dem1”设为模型参数：

7.在模型中点击“运行”按钮（下图最后一个图形按钮），

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点击“运行”：

8.选择“空间分析”——选择“重分类”——再选“重分类”——将其拖拽至模型生成器窗口中——单击连接图标——输入栅格——连接“dem”和“重分类”图形要素；

9.右击“重分类”——点击“打开”——输入栅格中选择“slope_dem1”，将“recalssslop” 设为模型参数；

10.选择“空间分析”——选择“距离分析”——选择“欧氏距离”——将其拖拽至模型生成器窗口中——右击“欧氏距离”——打开 。

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将“EucDis_recsites”设为模型参数，点击“运行”按钮——运行；

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18.执行学校选址，得到结果：

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4 进行分析

Arcgis实现了学校的选址分析，首先利用了现有学校数据集、现有娱乐场所数据集、以及高程数据派生出的坡度数据，以及到现有学校、娱乐场所距离的数据集；然后重分类数据集到相同的等级范围，再按照上述数据集在学校选址中的影响率赋以权重值，最后合并这些数据，即可就创建显示新学校适宜位置分布的地图。成果展示后，即可明显的看出适宜选址的地方，适宜选址的地方临近马路，临近娱乐场所，大多位于地势平坦的地方，坡度大的地方不会有适宜学校选址区域，而且适宜选址区域不会有绿化用地、湿地以及森林，距离现有学校距离较远，从一定程度上缓解了教学压力，将学校分散开来，有利于教育事业的高速、有效的开展，为决策提供了强有力的数据资源的支持。

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参考文献

[1] 李林．基于GIS的校园信息系统的研究[J]．科技信息，2007，(9)：68． [2] 熊宗仁，肖良武，罗凌.贵州：区域地位的博弈[M].贵州：贵州人民出版社，

2008.7.190.

[3] 史文利等.基于主成分分析与聚类分析的城市化水平综合评价[J].工业工程，

2008.5（11）：112-115.

[4] 钟铁军.释明代贵州之“州卫同城”[J].中国历史地理论丛，2004.（3）：32-44 [5] 安虎森.空间经济学原理[M].经济科学出版社，2005.333.

[6] 王立刚.贵州省各地市州城市化水平综合评价[J].西南名族研究院，2010，(2)

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成绩评分表

学院： 班级： 学生姓名：

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评价内容 具 体 要 求 能独立查阅文献和从事其他调研、搜集所分 值 A B 评 分 C D E 调查论证 需资料。（搜集资料清单列在论文的第一项中） 实验方案设计与实验技能 工作量、工作态度： 正确设计解觉问题的方案或流程，通过流程图和提交成果框架反应出来。 能按照设计方案正确的录入数据、分析数据。按期圆满完成规定的任务，得出合理的结论。工作量饱满，难度较大。 论文格式正确、思路清晰、主题明确。利 ≤ 论文（设计）质量 用GIS解决实际问题类论文对解决问题的方法、过程、结果阐述准确。综述性论文能够针对论文主题进行深入分析，提出自己的见解。 创 新 总 分 工作中有创新意识； 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 总分×70% 注：不按要求提交成果或提交不全者，取消成绩。成果包括：电子地图分析成果、电子格式论文、打印论文。

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11.添加重分类，对其属性设置如图所示：

建好后的模型如下图所示：

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12.添加School的欧氏距离， 对欧氏距离进行“运行”操作，如下：

建完欧式距离后要对模型进行运行，否则不能做接下来的重分类（因为没有数据）

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对“Euc_distschool”进行重分类如图所示：

添加后的结果如下图所示：

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13.为“landuse”添加重分类，删除“water”，“wetland”，“grass”三个属性条目选择对新值取反，将缺失值更改为nodata，建好后的模型：

14.空间分析工具——地图代数——栅格计算器——将其拖拽至模型生成器窗口中——右击——打开

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15.模型建好后为：

对模型进行运行，得到：

16.对模型进行保存——关闭编辑窗口

17.打开工具中的学校选址——模型，添加对话框中的信息，对所建模型进行验证；

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