gis空间分析与建模

GIS空间分析 实习报告

班 级： 2011级测绘工程 姓 名： 马洪卫 学 号： 201111830117 指导教师： 孟晓云

一、 基于GIS的土壤类型专题图制作－以沂蒙山区为例

1、土壤类型专题图的意义：

专题地图（thematic map），又称特种地图，着重表示一种或数种自然要素或社会经济现象的地图。专题地图的内容由两部分构成：

① 专题内容。图上突出表示的自然或社会经济现象及其有关特征。 ② 地理基础。用以标明专题要素空间 位置与地理背景的普通地图内

容，主要有经纬网、水系、境界、居民地等。

专题地图是指突出而尽可能完善、详尽地表示制图区内的一种或几种自然或社会经济（人文）要素的地图。专题地图的制图领域宽广，凡具有空间属性的信 息数据都可用其来表示。其内容、形式多种多样，能够广泛应用于国民经济建设、教学和科学研究、国防建设等行业部门。专题地图和普通地图相比，具有独特的特征。

2、土壤类型专题图制作的常用方法： a. 基于ARC-GIS 的专题图制作 b. 基于MAPGIS 的专题图制作 c. 基于Supermap 的专题图制作 （基于GIS 的专题图制作的优点

第四章 空间分布

空间聚类分析

第一节 概述

聚类分析是一种数字分类方法。对分类对象间的关系用某些相似性度量进行刻划，根据相似性度量进行分类。也有称群分析、簇群分析、簇分析、点群分析、丝分析等，在1975年(苏州)概率统计会上，决定使用聚类分析这一名称。

从数学角度来看，聚类分析是在一个大的对称矩阵中探索诸元素间相关关系的一种数学分类方法。

一．两种不同的模式识别(有无训练集)

有训练集:如判别分析，在已知样本分类的情况下设计判别函数。这些已知分类的样本

称为训练集，也称为有人管理或有教师的分类法。

无训练集:如聚类分析，在设计分类器时，所选用的样本预先不知所属的类别，需要根据样本间的距离或其它相似性的程度来自动地进行分类，也称为无人管理的分类。 二．聚类分析的两种类型

根据分类对象不同，分为Q型(Q-mode)和R型(R-mode)。 Q型

?对样品进行分类。即把不同的物体(如岩石标本、样品等物种或人种)进行比较，?对变量进行分类。即属于同一物种的各种属性，即各类变量(如岩石厚度、岩石

目的是要确定不同物体之间的关系，从而将物体进行归类分群。

R型

成分及各种化验观测数据)进行比较，目的是要不同变量之间的关系

第四章 空间分布

空间聚类分析

第一节 概述

聚类分析是一种数字分类方法。对分类对象间的关系用某些相似性度量进行刻划，根据相似性度量进行分类。也有称群分析、簇群分析、簇分析、点群分析、丝分析等，在1975年(苏州)概率统计会上，决定使用聚类分析这一名称。

从数学角度来看，聚类分析是在一个大的对称矩阵中探索诸元素间相关关系的一种数学分类方法。

一．两种不同的模式识别(有无训练集)

有训练集:如判别分析，在已知样本分类的情况下设计判别函数。这些已知分类的样本

称为训练集，也称为有人管理或有教师的分类法。

无训练集:如聚类分析，在设计分类器时，所选用的样本预先不知所属的类别，需要根据样本间的距离或其它相似性的程度来自动地进行分类，也称为无人管理的分类。 二．聚类分析的两种类型

根据分类对象不同，分为Q型(Q-mode)和R型(R-mode)。 Q型

?对样品进行分类。即把不同的物体(如岩石标本、样品等物种或人种)进行比较，?对变量进行分类。即属于同一物种的各种属性，即各类变量(如岩石厚度、岩石

目的是要确定不同物体之间的关系，从而将物体进行归类分群。

R型

成分及各种化验观测数据)进行比较，目的是要不同变量之间的关系

第二章：

GeoDatabase数据格式;

三种格式：File geodatabase-GDB和Personal Geodatabase-MDB和ArcSDE中Geodatabase

空间校正步骤： :转换格式——投影——校正：——裁剪（矢量：按掩膜裁剪；栅格：提取分析）

a． 粗校正：相似（缩放，平移，旋转）、仿射（倾斜） b． 精校正： 六、空间分析：

矢量、栅格空间分析比较：

栅格数据分析的基本模式

1、栅格数据的聚类、聚合分析 2、栅格数据的信息复合分析 3、栅格数据的追踪分析

4、栅格数据的窗口分析——邻域统计 5、栅格数据统计与量算 特征：栅格数据由于其自身数据结构的特点，在数据处理与分析中通常使用线性代数的二维数字矩阵分析法作为数据分析的数学基础，因此具有自动分析处理较为简单，分析处理模式化很强的特征。

6、邻域统计:通过窗口分析获得指定邻域的数据统计信息。例如，检测生态系统稳定性时，可以用于获取各邻域的物种种类，从而确定物种分布缺乏变化性的位置。 块统计工具处理非重叠邻域的数据。

方法：将输入分割放入非重叠块中，然后计算每个块中值的统计数据。在输出中，将值分配给每个块中的所有像元。

焦点统计工具处理具有

环境科学与工程学院

测绘工程专业

实用GIS实验报告

学 号： 姓 名：

实验地点： 指导教师：

年 6 月

空间分析图解建模练习

日

2012 4

一、 河谷网络提取空间建模

1）建立概念模型

沟壑密度是描述地面被沟壑切割破碎程度的一个指标。沟壑密度是气候、地形、岩性、植被等因素综合影响的反应。沟壑密度越大，地面越破碎，平均坡度增大，地表物质稳定性降低，且易行成地表径流，土壤侵蚀加剧。因此，沟壑密度的测定，对于了解区域地形发育特征，水土流失监测、水土保持规划有着重要的意义。数学表达式为Ds=∑L /A。式中：Ds为沟壑密度；∑L指样区内的沟壑总长度（公里）；A指特定样区的面积（公里）。 分析：

? 问题的抽象和简化：模拟地表径流产生水系，并且计算出沟壑的总长度，以便计算沟壑密度。

? 前提、假设：dem的洼地为可填充型洼地。

? 设计的参数和变量：填充后的无洼

第8章 GIS基本空间分析

空间分析是从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息的提取、表现和传输的功能，是地理信息系统区别于一般管理信息系统的主要功能特征。在空间分析的研究和实践中，很多在应用领域具有一定普遍意义的、涉及空间位置的分析手段和方法被总结、提炼出来，形成了在GIS软件中均包含的一些固有的空间分析功能模块。这些功能具有一定的通用性质，故而称之为GIS基本空间分析，具体的有叠置分析、缓冲区分析、窗口分析和网络分析。了解GIS基本空间分析对于进一步掌握复杂空间分析方法，具有一定的指导意义。

8.1 叠置分析

叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息的方法之一，叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，

叠置分析 矢量数据叠置分析 栅格数据叠置分析 图8.1 叠置分析结构框架

基准面相同的、同一区域的数据。

按照GIS中最常用的两种数

中国科学院计算技术研究所 教育中心 关于开展“GIS空间分析及应用案例”高级培训班的通知

各企事业单位：

随着时代发展，地理信息系统（简称GIS）产业异军突起，在未来的几年中即将形成超万亿的规模，成为国内外发展最快，最有前途的朝阳行业之一；物联网、智慧地球、3S技术等等都是以GIS为基础。未来几年，国家将继续壮大地理信息产业，重点推进卫星导航及位置服务、现代测绘装备制造、地理信息软件、互联网地图服务的发展等。目前地理信息系统(GIS)在国民经济各个行业中获得日益广泛的应用，面对海量空间数据，如何高效地进行处理，使之满足科研和行业系统的需要，已经成为亟待解决的问题。为了让各个行业的业务人员更好的熟练操作，深入的了解GIS的有关理论、方法、技术和应用，掌握常用的GIS商业软件和最前沿的技术，应广大科研人员和行业部门的业务人员等地理信息系统爱好者的强烈要求，中国科学院计算技术研究所教育中心培训部（http://ec.ict.ac.cn）特举办“GIS空间分析及应用案例”高级培训班。

培训目标：通过理论学习和实际案例分析，使培训者快速熟练掌握地理信息系统（ArcGIS10）各种基本操作、应用技巧和疑难解疑，以及空间数据库的有关理论、技术与应用，加强

中国科学院计算技术研究所 教育中心 关于开展“GIS空间分析及应用案例”高级培训班的通知

各企事业单位：

随着时代发展，地理信息系统（简称GIS）产业异军突起，在未来的几年中即将形成超万亿的规模，成为国内外发展最快，最有前途的朝阳行业之一；物联网、智慧地球、3S技术等等都是以GIS为基础。未来几年，国家将继续壮大地理信息产业，重点推进卫星导航及位置服务、现代测绘装备制造、地理信息软件、互联网地图服务的发展等。目前地理信息系统(GIS)在国民经济各个行业中获得日益广泛的应用，面对海量空间数据，如何高效地进行处理，使之满足科研和行业系统的需要，已经成为亟待解决的问题。为了让各个行业的业务人员更好的熟练操作，深入的了解GIS的有关理论、方法、技术和应用，掌握常用的GIS商业软件和最前沿的技术，应广大科研人员和行业部门的业务人员等地理信息系统爱好者的强烈要求，中国科学院计算技术研究所教育中心培训部（http://ec.ict.ac.cn）特举办“GIS空间分析及应用案例”高级培训班。

培训目标：通过理论学习和实际案例分析，使培训者快速熟练掌握地理信息系统（ArcGIS10）各种基本操作、应用技巧和疑难解疑，以及空间数据库的有关理论、技术与应用，加强

一、实验目的

1、掌握ArcGIS缓冲区分析、叠置分析、网络分析方法。 2、熟悉ArcGIS的空间统计、栅格计算方法。

3、综合利用矢量数据空间分析中的缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。 4、学会用ArcGIS9 进行各种类型的最短路径分析，了解内在的运算机理。

5、熟练掌握利用ArcGIS上述空间分析功能分析和结果类似学校选址的实际应用问题的基本流程和操作过程。

二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）

计算机硬件：lenovoideapadY460N 计算机软件：ArcGIS10.0软件 实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第七章、第八章等

三、实验内容与要求

1、空间缓冲区分析。

（1） 为点状、线状、面状要素建立缓冲区。

1) 打开菜单“自定义”下的“自定义模式”，在对话框中选择“命令”，在“类别”

中选择“工具”，在右边的框中选择“缓冲向导”（如图1 所示），拖动其放置到工具栏上的空处。

图1提出“缓冲向导”

2) 利用选择工具选择要进行分析的点状要素，然后点击，在“缓冲向导”

对话框设置缓冲区信息，如图2及图3所示。

图2 线状缓冲区信息设置1

图3线状缓冲区信息设置2

3) 利用选择工具选择要进行分析的线状

空 间 专 业：姓 名：实验地点：分 析 与 建 模

实验报告书

地理信息系统 班 级： 09地信 张 宇 晗 学 号： 098323115 7#201 任课教师： 单 勇 兵

科 文 学 院

11学年—12学年第1学期 空间分析与建模实验报告书

专 业： 地理信息系统 班 级： 09地信 姓 名： 张 宇 晗 学 号： 098323115 实验地点： 7#201 任课教师： 单 勇 兵

实验题目： 统计分析----因子分析

实验环境： WINDOWS XP SPSS 实验目的：

通过本次实习，使学生熟悉主成分分析和因子分析的含义。掌握主成分分析及因子分析的计算方法