ArcGIS空间分析__公园选址
运用GIS进行空间选址分析
测绘与空间地理信息收稿日期:2009-11-06作者简介:刘小林(1982-),男,湖南衡阳人,地图学与地理信息工程专业在读博士研究生,主要研究方向为G IS 的研究与开发。
刘小林1,温程杰2,张江水1(1.信息工程大学测绘学院,河南郑州450052;2.75719部队,湖北武汉430074)摘要:现代物流等应用空间选址的行业在国民经济生活中的重要性日渐凸现,G IS 以其强大的数据管理功能、查询分析功能和数据显示功能,在空间选址的应用中具有无法比拟的优势。
文章分析了利用G I S 进行空间选址的优点,阐述了G I S 对空间选址的支持作用,并且对空间选址的方法进行了具体分析。
关键词:G I S ;空间选址;空间分析中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1672-5867(2010)04-0019-03Analysis of Spatial Locati on Selecti on using GISL I U X i ao-li n 1,WEN C he ng-jie 2,Z H ANG Jia ng-shu i1(1.In stitute of Surveyi n g and M app i ng ,In for m ati on En gi neer i ng Un i versity ,Z hengzhou 450052,Ch i na ;2.75719Ar m y ,W uh an 430074,Ch i na)Abstrac t :M odern log isti cs and o t her fie l ds wh i ch use spatial l o ca tion selecti on are m ore and mo re i m portant i n na tiona l econom y and civ il life .G IS is i ncomparab l y advantaged i n t he appli cation of spatial locati on se l ec tion because o f i ts data managem ent f unc tion ,query and analysis f unc ti on ,and data d i sp lay functi on .T his paper ana lyzed t he advantages o f usi ng G IS ,and expounded i ts supporti ng f unc -ti ons i n spatial l o ca ti on se l ection .Then ,itm ade a concrete ana l ys i s of t he spatial l o ca ti on se l ection m ethods .K ey word s :G IS ;spatial l o ca tion se l ection ;spa ti a l ana l ysis0 引 言空间选址是指在一定地理区域内为一个或多个选址对象选定位置,使某一指标或综合指标达到最优的过程。
ArcGIS空间统计分析
• 热点分析用于识别要素分布
•
当Z得分或p值指示统计显著 性时，Z为正的位置表示高 值的聚类，Z为负的位置表
示低值的聚类。
演示：案件高发区分析
空间关系建模
空间权重矩阵
• 空间权重矩阵是要素间空间关系量化后的一种表现形式； • 空间权重矩阵中的关系值用于空间统计工具的统计量的计
算。
空间回归
• 回归分析是研究两个或两个以上的变量之间关系的一种
纽约州1969、1985、2002的人均年收入(县统计单元)空间分布
1969 1985 2002
5.21
4.26
2.4
穷人和富人在空间上是否更分离了？
6 5 4 3 2 1 0
1969 1979 1989 1999
贫富分离度下降
Z得分随时间下降
热点分析(Hot Spot Analysis)
•
使用 Getis-Ord Gi* 统计量 中具有统计上显著的高值（ 热点）或低值（冷点）聚集 的位置。
-
聚集或分散
聚集或分散位置和程度
• 空间关系建模
-
空间回归
二、ArcGIS空间统计分析
ArcGIS空间统计分析模块
• • • • •
空间统计分析在GIS中的实现 ArcGIS的核心功能 无需购买额外的扩展 在所有许可环境下都可以使用 大部分工具都提供源代码
ArcGIS空间统计分析模块
分布特征 分析
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/news/arcuser/0405/ss_crimestats1of2.html
The ESRI Guide to GIS Analysis, Volume 2 by Andy Mitchell
ARCGIS选址分析例子上课用
题目背景：如何找到环境好，购物方便/小孩上学方便的居住区地段。
城市市区交通网络图（network..shp）商业中心分布图（marketplace.shp）名牌高中分布图（school.shp）名胜古迹分布图（famousplace.shp）要求：（1）所寻求的区域要满足条件：➢离主要交通要道200m之内，以减少噪音污染（st为道路数据中类型为交通要道的要素）➢在商业中心的服务范围之内，服务范围以商业中心规模的大小（属性字段yuzhi）来确定。
➢距名牌高中在750m之内，以便小孩上学便捷。
➢距名牌古迹500m之内，环境幽雅。
（2）对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为1，不符和条件的取值为0，得到各自的分值图。
（3）运用空间叠置分析对上述4个图层叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。
思路：1、首先先做四个数据的缓冲区，其中network..shp的缓冲区建立之前先要选择出主要的交通要道，可以根据属性查图形的方式选择字段type值为st的所有要素（这个可以通过打开属性表open attribute table→option →select by attribute的方式选择要素视频中有讲解）2、进行叠置分析，求出满足上述四个要求的区域。
这里头要注意我们要求先对商业中心分布图（marketplace.shp）、名牌高中分布图（school.shp）、名胜古迹分布图（famousplace.shp）的缓冲区进行叠置，因为题目要求要远离交通要道，如果直接对四个数据求交相当于不远离交通要道，所以先要对前面三个缓冲区先进行求交intersect操作，然后与城市市区交通网络图（network..shp）的缓冲区做erase操作，相当于数学中的减去噪音影响的区域。
这步完成基本上就选出了合适的居住地段。
3、还可以对整个城市区域的住房条件评价分级标准：➢满足其中四个条件为第1等级➢满足其中三个条件为第2等级➢满足其中两个条件的为第3等级➢满足一个条件为第4等级➢完全不满足条件的为第5等级分级的思路：增加一个属性字段进行求和运算，若为4就属于等级1，若为2就属于等级2，以此类推，但是这里有个问题就是交通要道的缓冲区之外才是满足条件的，那么我们可以给它赋值为-1，这样相当于四个缓冲区叠加的部分，其中叠加区域含有交通要道，那么等级就下降一个等级。
Arcgis操作 实验十二：空间分析之最佳路径分析
实验十二：空间分析之最佳路径选择
一、实验目的
1.掌握spatial analyst空间分析工具的使用
2.掌握空间分析的实际用途
二、实验准备
数据准备:
数据文件：landuse.shp，elevation.shp，rastert_weight91.shp，definition.shp
软件准备：
ArcGIS Desktop9.x,ArcCatalog
三、实验内容
假设某地要新建公路至新学校，要求运用GIS空间分析技术，确定出适宜性比较好的公路选址。
路径的选址问题需要考虑地势以及土地利用类型带来的成本等因素。
四、实验要求
（1）应用ArcGIS栅格数据表面分析、成本距离、数据重分类、坡向、加权叠加分析等空间分析功能，确定出适宜性比较好的公路选址区，并对其进行简要分析。
（2）新公路路径选址需注意如下几点：
1）新公路的建设应尽量避免坡度较大的山区；
2）新公路的建立应结合现有土地利用类型综合考虑，选择成本不高的区域。
(3)各数据层权重为：各占50%
土地利用分类权重参数
四、技术路线图。
GIS空间分析在选址中的应用
GIS空间分析在选址中的应用—以在武汉建迪士尼乐园为例姓名：王好峰学号：2009301110005 既然要在武汉建迪士尼乐园，我们首先需要对迪士尼乐园做一个合适的定位，同时针对其特点作出合理的需求分析。
结合所查阅的资料以及我个人的认识，我认为其选址应充分考虑以下几项因素：1、空间每个选址对象的建立都需要占据一定的面积，选址的对象与目的不同，对面积的要求就有所不同，很多时候都要进行面积的量算。
同时，我们还应合理分析其所需的区位条件，从而进行合理的选址。
通过对已建的5个迪士尼乐园以及正在规划的上海迪士尼乐园的占地面积进行分析，其占地面积都在100公顷以上，同时还需要规划出足够的空间留待以后的扩建等等，因此初步估计所需面积至少在300公顷。
因此，我们首先要在武汉周围寻找这样的一个空间，运用面积度量算法测量其空地面积，然后在武汉市地图上将这些符合面积需求的区域标识出来，然后进行下一步—区位条件分析。
迪士尼乐园作为一个大型的娱乐场所，一般情况下总要依山傍水，给游客营造一个舒适自然的氛围。
武汉市有山有水，这一点很好的满足了需求。
同时，我们也需要充分考虑地形、地质、水文等多方面的因素（可视化空间查询分析），因此，在上步得到的各个区位中，我们要首先寻找出那些具有良好自然条件的区域并进行合理的评估，选择其中合适的区位进行标识。
这里，我们可以运用各种数据进行坡度坡向分析、缓冲区分析、叠置分析等等。
另外，我们还应该考虑其社会区位条件。
例如水、电的供应，与城市的距离等等。
这些都需要我们运用已知数据去进行合理的空间分析，从而选取合适的空间位置。
同时，我们要确保一个通畅合理的垃圾处理方案，从而使得建筑内的各种垃圾得到合理以及快速的处理（最短路径分析）。
2、安全性因素在进行各种建筑物规划的时候，我们首要考虑的往往是也必须是安全。
安全是进行合理选址的必要前提。
a.自然因素。
武汉是一个多雨的城市，也因此每年都面临着雨水过多排泄不通的问题,甚至偶尔面临着洪水的威胁。
MK_50.基于GIS的西安市农业公园选址研究
图1 Fig.1
西安市行政区划图
The administrative zoning map of Xi 'an
1 引言
如何统筹城乡可持续发展、建设美丽、低碳、环保的社会主义新农村，一直以来是政府 部门以及广大学者所关注的。 针对这一问题， 中国村社发展促进会等机构首先提出创建农业 公园。此后，国家农业部于 2008 年制定了《中国农业公园创建指标体系》 ，该体系包括农耕 文化浓郁、民俗风情独特、历史遗产传承等十一个评价因子，对引导农业公园的建设和发展 具有里程碑式的意义。 2015 年中央 1 号文件指出我国经济发展已经进入新常态，要在经济增速放缓的情况下 把解决好农业问题作为重中之重，把城乡发展一体化作为解决“三农”问题的根本途径，形 成以工促农、以城带乡、工农互惠和城乡一体化新型工农、城乡关系；统筹协调，促进工业、 信息、城镇、农业现代化同步发展，强化现代农业基础支撑，推进新农村建设。在新常态下， 农业公园的建设能够加快农村建设步伐，实现城乡共同繁荣。和以往的乡村旅游、观光农园 相比，农业公园的区别在于以消费带动农业增长，根据城市居民的需求进行农业生产，这不 仅能够最大幅度地增加农民的收入，而且也能让城市居民亲近乡野美景，愉悦身心。更重要 的是，农业公园使农业生产与第二、三产业紧密结合在一起，使农村产业发展模式从根本上 得到调整。
农业公园属于都市农业的范畴。 都市农业是地处都市及其延伸地带与间隙地带区域范围 内，随着都市经济生产力发展到较高水平，农村和城市、农业和非农业等进一步融合，为适 应都市城乡一体化建设需要， 形成的具有紧密依托城市经济和社会发展并服务与都市居民的 现代农业生产体系[1]。农业公园是集农业生产、农村生活、农民就业、城郊发展及乡村休闲 于一体的综合产业园。 农业公园将农业生产场所、 农产品消费场所和生态休闲旅游场所结合 为一体，是一种以原住民生活区域为核心，以园林化的乡村景观、生态化的郊野田园、景观 化的农耕文化、 产业化的组织形式和现代化的农业生产为特色， 将农作物种植与农耕文化相 结合的生态休闲和乡土文化旅游模式[2]。 目前， 国内已经建立了一些试点性的国家级农业公园， 但是关于农业公园的相关理论研 究才刚刚起步，农业公园的选址可能存在一定的主观片面性。GIS 技术拥有强大的空间分析 功能，兼具定性与定量的特点，将 GIS 技术应用于选址能使选址更具效率和科学性。采用 GIS 技术进行西安市农业公园选址研究，目的是找出有条件发展农业公园的地区，以期为西 安市后续的农业公园建设提供选址依据，为相关地区创新农村发展模式提供又一条可行之 路，从而加快新农村建设步伐，实现城乡协调发展。
ARCGIS空间分析操作步骤详解
ARCGIS空间分析操作步骤详解一、实验目的1.了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。
2.掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(RaterReclaify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(RaterCalculator)、面积制表（TabulateArea）、分区统计(ZonalStatitic)、缓冲区分析(Buffer)、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（CellStatitic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。
3.为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。
二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。
它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。
在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。
有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达;一是矢量表达。
两种数据格式间可以进行转换。
空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
空间分析是地理信息系统的主要特征。
空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。
空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。
空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。
空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。
空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。
通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。
[工学]ARCGIS空间分析指导手册一
![[工学]ARCGIS空间分析指导手册一](https://img.taocdn.com/s3/m/0951df3f905f804d2b160b4e767f5acfa1c783fa.png)
空间分析（一）——一般空间分析部分预备知识：ESRI ARCGIS的空间分析软件提供了强大的空间分析工具，可以帮助你解决各种各样的空间问题。
例如，你可以创建数据，如山体阴影，识别数据集之间的空间关系，确定适宜地址，或寻找一个区域的最佳路径。
·获取派生信息用ARCGIS空间分析模块从你的数据创建有用信息，如创建山体阴影以提供显示的地形背景，通过计算坡度来识别陡峭的坡面，确定某位置到每条道路的距离或方向，或计算某区域内的人口密度。
·识别空间关系分析空间数据集的关系。
例如查找白血病的爆发与到核电站间的距离之间是否存在某中关系，或防卫朝向对一个植物种类的生存是否重要。
·寻找适宜位置通过对数据进行查询或创建一副适宜性地图，你可以找到适宜性的地址。
如，查询数据集以查找海拔在3000英尺以上、距离一个城镇五英里以内的区域，或通过合并数据集创建一副适宜性地图，以检查每个位置的适宜性。
·计算通行成本计算穿越某区域所需的积累成本，然后寻找由A到B点的最低成本路径。
实习内容：练习1.显示和浏览空间数据练习2.为一所新学校选址练习3.寻找一条通往新学校的替代路径练习场景概况：美国的V ermont州Stowe镇正处于一个人口大量增长的过程之中。
人口统计显示，增长的主要原因是大量有孩子的家庭为了享受附近大娱乐设施而移居本地。
当地决定新建一所学校来缓解人口增长带来的学校紧张状况。
作为一名城市规划师，你将负责新学校的选址工作。
空间分析模块提供了解决此类空间问题的分析工具集。
本章内容将教会你使用部分空间分析工具集，同时帮助你打下牢固的基础，以次为起点，你可以开始思考解决自己所面临的空间问题。
开始本章练习之前，假设你已经安装了空间分析扩展模块。
练习需要的数据包含在空间分析模块的安装盘中（在安装练习数据的驱动器上，缺省安装路径是ArcGIS\ArcTutor\Spatial）。
V ermont州为本书提供了练习数据集。
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ArcGIS空间分析--公园选址
武汉大学资源与环境科学学院吴艳兰杜斐
一、主要内容
围绕公园选址问题，练习ArcGIS中的空间分析功能，主要使用缓冲区分析、叠置分析和特征选择分析等。
二、学时安排：2学时
三、预习内容
1、ArcToolbox的相关知识
ArcToolbox是用于空间数据格式转换、叠加处理、缓冲区生成、坐标转换等的集成化“工具箱”。
ArcToolbox以树形结构方式组织了120多个不同的空间数据处理工具，并且都是以菜单驱动的方式提供出来，这为我们以一种确定的、轻松的方式去完成哪怕是很复杂的工作提供了前所未有的方便。
2、GIS中缓冲区分析、叠置分析和特征选择分析的含义和用途；
3、预习ArcGIS中缓冲区分析、叠置分析和特征选择分析的具体操作；
4、公园选址问题：
公园选址条件：
1)相对安静（离主要公路0.2公里之外）且交通方便（离主要公路0.8公里之内）
2)公园最好依附在大小适中的天然河流上。
3)公园选址要避免沼泽地；
相关数据，提供三层模拟数据：
交通图（公路分为主要、次要两个等级）---Road层；
水系图（河流分为1-3等）---Stream层，等级为2的河流才适合建公园。
沼泽地图（类型为1是沼泽地，99为非沼泽地）---marsh层；
针对公园选址的要求，列出空间操作顺序：
a)对Road层中的主要公路建立0.8,0.2公里缓冲区，将两缓冲区进行空间叠置得到公园候选区
域---zones。
b)将Marsh层和zones进行多边形空间叠置分析，取位于zone内的非沼泽地区域Zmarsh；
c)将Stream层与Zmarsh进行空间叠置，取位于Zmarsh内，等级为2的河流段为公园建立的候选
地址。
四、具体内容及操作
1．首先进行模拟数据的浏览，启动ArcCatalog，如图
2．创建Connect Folder到E:\park，以方便进一步操作。
3．实习数据包括road ，marsh ，steam三个Coverage层，用ArcCatalog浏览实习数据
注意marsh层的属性表中有type属性项，1表示沼泽区，99表示非沼泽区
注意stream层的属性表中有class属性项，0，1，2，3表示河流等级
4．打开Buffer Wizard工具：打开ArcMap程序，点击Tools/Custmize…，进入Commands页；在Catagorie 下点Tools，将Commands下的Buffer Wizard..拖到ArcMap的工具栏（如下图）。
5．将Road层添加到新的Map中，点Layers的Properties，在General栏中的Unit设置为meters:
6. 点击工具栏上buffer wizard..,对Road arc要素建立半径为0.2km的NearBuf;在ArcMap下增加一属性项Inside（Short integer型）。
7.类似6，建立半径为0.8的FarBuf.
8、点击工具栏上ArcToolBox图标启动ArcToolBox，启动后如图：
ArcToolBox由3D Analyst Tools, Analysis Tools，Conversion Tools，Data Management Tools和Coverage Tools等工具组成。
点前面的加号可展开各项。
9、将FarBuf与NearBuf两层叠置，得到Zones层：
点击ArcToolBox/Analysis Tools/Overlay，如下设置：
OK后，得到叠加层Zones.
10、打开Zones层的属性表，增加一属性项Inside（Short integer型，用于区分环内外），启动Editor/Start
Editing,将小缓冲区内的Inside值设为1，远近缓冲区的环的Inside值设置为2，关闭编辑状态，Editor/Stop Editing,注意保存编辑结果。
11、将Marsh层与Zones层多边形叠置分析，找出缓冲带内的非沼泽地—zmarsh。
双击选择Analysis Tools下Overlay工具下的Intersect将其启动
在弹出的对话框中输入以下内容，定义要进行Intersect的两个层分别为E:\park\zones和E:\park\marsh, 输出图层为E:\park\zmarsh。
点击OK,成功后，得到叠置结果，如图：
12、对Zmarsh层选择符合条件的区域：
选择Selection菜单下的Select By Attributes，在弹出的对话框中输入查询语句如下图
其中Inside＝2表示在0.8公里缓冲区而不在0.2公里缓冲区，Type＝99表示非沼泽地。
选择Apply，然后点Close,则满足条件的Polygon被选中。
在zmarsh polygon处点鼠标右键，在弹出的菜单中选择Properties,弹出如下的对话框，选择Selection，为它赋予比较明显的符号，如黄色。
可以看到赋色后的效果。
13、将stream层与zmarsh层进行叠置分析，得到sitecov图层：
双击选择Analysis Tools下Overlay工具下的Intersect将其启动
在弹出的对话框中输入定义要进行Intersect的两个层分别为E:\park\stream和E:\park\zmarsh, 输出图层为E:\park\sitecov,其它和第7步做法相同。
操作完成后，查看新生成的sitecov层
14、sitecov图层包含了提取河流特征所需要的信息（由属性项class、inside、type表示），满足公园选址的所列要求。
距公路0.2—0.8km的区域（inside值为2表示），穿过非沼泽地（type值为99），分类级别为2的河流（class为2）。
下面进行特征提取，将满足条件的河流分离到一个新的层中final：
双击选择Analysis Tools下Extract工具下的Select将其启动.在弹出的对话框中选择要进行特征提取操作的图层E:\park\sitecov,输出层设为Final.
按，在Query Builder对话框中填入特征提取语句。
点“OK”，回到上一步对话框，再OK，
若没有，选择Finish完成操作。
在ArcCatalog中浏览最终结构final。
图上显示的即为满足条件的工业备选地址，即距公路0.2—0.8km的区域（inside值为2表示），穿过非沼泽地（type值为99），分类级别为2的河流（class为2）。
五、附：Overlay工具下Identity，Union，Intersect，Update的区别
Identity（识别操作）：先计算两图层集合交集，只有覆盖在输入图层范围内的要素被保留。
Intersect（求交操作）：计算两图层几何交集，两图层公共部分予以保留。
Union（合并操作）：计算两图层几何交集, 两图层所有要素均予以保留。
Update（图层更新操作）：通过叠置两图层要素来创建新图层，操作图层定义图层更新区域，操作图层替换被它覆盖的原图层的图形要素，结构存贮在输出图层中。