空间分析与专题地图报告

第一篇：空间分析与专题地图报告

辽宁工程技术大学本科生综合训练报告书

地理信息系统原理

综合训练项目二：空间分析与专题图制作

教学单位 测绘学院 专 业 测绘工程 班 级 测绘14-5 学生姓名 康仲林 学 号 1410070308 成 绩

目录

1.项目名称————————————————————————————1 2.项目目的和要求—————————————————————————1 3.项目基本情况——————————————————————————1 4.项目过程————————————————————————————1 5.项目原理—————————————————————————————4

5.遇到的问题以及解决方法—————————————————————4 6.项目总结————————————————————————————4

1、项目名称

空间分析与专题图制作

2、项目目的和要求

掌握空间分析的原理和过程，理解专题地图的制作方法；要求学生借助GIS软件，独立完成叠合分析和缓冲区分析等空间分析操作，并收集统计资料，建立专题地图。专题地图是用于分析和表现数据的一种强有力的方式。用户可以通过使用专题地图将数据图形化，从而使数据以更直观的形式在地图上表现出来。比如通过使用专题渲染可以在地图上显示数据，从而可以清楚直观地看出在数据记录中难以发现的模式和趋势，为用户的决策支持提供依据。

根据提供的数据创建范围值专题图、直方图专题图、饼图专题图、等级符号专题图、点密度专题图、独立值专题图、格网专题图

3、项目基本情况

每个学生利用前期建立的空间数据库，完成空间分析操作，建立专题地图成果。注意领会空间分析的过程和专题地图的表达方法。

4、项目过程（1空间分析）：

第一步：图层的缓冲区：缓冲顺序依次为mainstream，residential，stops，other markets，打开图层后，点击arc工具箱—领域分析—缓冲区，接下来就可以按照顺序开始创建了，创建其中一个时，其他的图层前面的对号要去掉，首先是mainstream，输入要素选择mainstreet即可，输出要素自然产生，线性单位为50，融合类型选择all，然后点击输出要素类的后面文件夹的图标，文件名改为缓冲_mainstreet.shp，这样点击确定，就已经创建好一个缓冲区了，其他几个图层也是大同小异，我主要说下不一样的地方，residential，stops的线性单位为100，融合类型为默认值，othermarkets的线性单位为500，融合类型为默认值，输入要素和文件名都要与相

应的图层对应。

第二步：满足四个要求的区域：arc工具箱—分析—叠加分析—相交，在所出现的对话框中按照stops，residential，minstreet的顺序添加输入要素类，并将输出要素类的文件名陈改为缓冲_three.shp，然后确定，接下来进行下一步，左侧在缓冲three和缓冲othermarkets前面点上对号，在叠加工具里选择擦除，输入要素为缓冲three，擦除要素为缓冲othermarkets，输出要素类文件名为perfect.shp，然后再点击确定，这样第二步就完成了，当然可以在左侧调整图层的颜色。

第三步：对整个城市商场的区位条件进行评价：在缓冲mainstreet，缓冲residential，缓冲stops前面打上对号，首先是对缓冲stops进行操作，右键单击，打开属性列表，然后添加字段，文件名为stops，确定，在stops列，右键，选择字段计算器，进行操作，其他两个按照顺进行相应的操作，之后，在叠加分析中，选择联合，再出现的对话框中，输入要素按照stops，othermarkets，residential，mainstreet的顺序进行添加，文件改为缓冲_four_union.shp,确定，这样就联合在一起了，在新形成的four中，同样添加字段class，并且在此工具栏，选择字段计算器，class=四个文件图层想加，在新形成的缓冲four文件中，右键单击属性，在符号系统中可以修改相应的东西，到此为止，整个的空间分析，就完成了。

（2）专题地图制作：

专题地图的制作过程相对较为简单，首先将老师的中国和世界数据进行解压，打开其中一张图片，因为要制作七种类型的专题图，所以，最好要选择不同的底图，就拿制作范围专题图来举例，地图—创建专题地图—选择要创建的专题地图种类，进行下一步，此时进行第二步，直接默认就行了，进行第三步，根据自己的要求选择相应的图例，名称，样式等信息，最后点击确定就好了，这个比较简单，再拿人口比例图来举个例子，其实都是大同小异，就是第三步，出现了不同的文件名，这个就要看自己想要干什么，其他的是一样的道理，这样，几个专题图，用不了多长时间就能做完了。最后，保存即可。

4.项目原理

GIS空间分析是GIS系统的重要功能之一，是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间。空间分析是GIS系统区别于计算机辅助绘图系统的重要方面，空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。GIS提供一系列空间分析工具，用户可以将它们组合成一个操作系列，从已有模型来求得一个新模型。这个新模型就有可能展现出数据集内部或数据集之间新的或未曾明确的关系，从而深化我们对现实世界的理解(1)、专题地图的创建

专题地图是用于分析和表现数据的一种强有力的方式。用户可以通过使用专题地图将数据图形化，从而使数据以更直观的形式在地图上表现出来。比如通过使用专题渲染可以在地图上显示数据，从而可以清楚直观地看出在数据记录中难以发现的模式和趋势，为用户的决策支持提供依据。

根据提供的数据创建范围值专题图、直方图专题图、饼图专题图、等级符号专题图、点密度专题图、独立值专题图、格网专题图。（2）、专题地图的修改

专题地图以图层的方式在地图窗口中显示，用户可以像操作普通图层一样操作专题地图图层，对其进行放大、缩小、显示等操作。对于已经创建的专题地图，可以对其进行修改以获得满意的效果。（3）、专题地图制作

Mapinfo为制作专题地图提供了强有力的支持。在Mapinfo 环境下，即可创建单变量专题地图（如范围、等级符号、点密度和独立值等），也可创建多变量专题地图（如直方图和饼图等）。

5.遇到的问题以及解决方法：

1.在进行空间分析的时候，进行stops，residential和mainstream的融合过程中，总是融合不了，后来我把存储路径的文件，前面带缓冲的文件名全部改了，打开Arcgis之后，再重新添加，问题就解决了。

2.进行专题地图制作的时候，不知道怎么做，用了以前的土地利用现状图，无法完成专题地图的创建，后来，问了之后才知道，老师给了中国和世界的参考数据，这样做起来，相对比较容易，没有再出现其他的问题。

6、项目总结

通过这学期的空间分析和专题地图制作实习，让我体验到了ArcGIS功能之强大，也让我对ArcGIS有了一个整体的认识。也让我知道了地理信息系统是做什么的，他能解决什么样的问题。比如运用ArcGIS的强大的分析功能做一个选址问题。就拿实习一来说，我们利用缓冲分析和叠置分析来完成选址问题。对缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。所以我们第一步要做的就是输入数据。第二步自然就是缓冲区的建立（派生数据集）。这也让我明白要想学好GIS我还得

发一番功夫，虽然现在还有的不懂，但只要我们有信心，肯努力，我相信我们能学好的。通过实习让我懂得理论的重要性更明白理论与实践结合的重要性。GIS在迅速发展，我觉的作为GIS人应时刻关注GIS的发展动态，让我们更快更好的掌握和应用GIS去解决生活中的问题。对于mapinfor，这次作业相对较简单，我学会了简单的七种专题地图的制作，对这种软件也有了进一步的了解，总之，在今后的学习中，我会更加努力的去学习这些软件的使用，加强自己的实际动手能力，为今后更进一步的学习打下一个好的基础。

第二篇：地图质量分析报告

质量分析报告

GIS的基础是空间数据，数据的核心是质量，空间数据的生产和质量控制是一个相互作用的过程，生产数据是为了应用，而数据质量是一个关系到数据可靠性和系统可靠性的重要问题。数据的质量控制问题涉及面很广，包括数据质量的衡量标准、表示方法、数据误差的来源和性质、评价方法和控制方法及相关政策等。

空间数据是有关空间位置、专题特征以及时间信息的符号记录，而数据质量是空间数据在表达着三个基本要素特征时所能达到的准确性、一致性、完整性以及它们三者之间统一性的程度。由于现实世界的复杂性、模糊性以及人类认识和表达能力的局限性，空间数据在表达上不可能完全达到真值，只能在一定程度上接近真值。用户根据需要对空间数据的处理也会导致出现一定的质量问题。所以空间数据的误差产生于各种数据源及空间数据的输入和处理过程中。

空间数据作为一个产品给用户使用前，需要经过质量评定，质量评定的定量元素主要包括数据完整性、逻辑一致性、属性准确度、时间准确度、位置准确度五个方面。完整性是指描述要素、要素属性和要素关系的多余或者遗漏；逻辑一致性是指描述数据结构（包括概念的、逻辑的或物理的数据结构）、要素、属性和关系符合逻辑规则的程度，主要从概念一致性、格式一致性、值域一致性、拓扑一致性四方面体现；专题准确度是指描述定量属性准确度，以及要素的分类准确度；位置准确度是指绝对和相对的位置准确度；时间准确度是指现势性、时间度量准确性及时间一致性。

本次实习我们拿到的待分析数据是1:25万河南省数据和1：1万商丘市数据，数据时间在2010年4月15日左右，它们是tab格式的导航数据，所以能打开此格式数据的MapInfo软件自然作为此次实习的基础软件。根据《个人位置导航电子地图数据质量规范》的定量评价方法，按照上面提到过的定量评定元素的权重及扣分原则分地理要素进行，但是为了使评定更加接近实际，实际是评定所需要的精确地图数据和高级分析软件是缺乏的，所以只能在已有的条件下进行简单质量分析。

MapInfo软件采用的数据模型不包含任何拓扑关系，所以tab格式的数据自然也不用进行拓扑关系检查，而拓扑关系本来是作为评定元素中的一项，这也进一步表明要完成此次质量分析任务只能通过让数据可视化，人工目视检查，加上一些简单必要的量测，结合专业知识，来得到比较粗糙的分析结果，这当然具有很大的偶然性，但是只要考虑全面，评定结果应该大同小异。

既然已经考虑到了实际情况，那就有必要对评定方法做下修改，在这里由于无法判断数据的坐标位置准确性，所以将位置准确度和逻辑一致性合并为关系准确度，权重为0.45,；专题准确度包含的内容为属性完整性和地图符号设计美观合理性，权重为0.3；还加上数据完整性，主要是针对1:25万的道路数据综合的完整性，权重为0.15；时间完整性权重为0.1。各质量元素按百分制来计算，一个错误减3分。地理要素简要分为线状要素与面状要素，线状要素包括道路交通、道路附属设施、境界和河流等，面状要素包括居民地、湖泊、植被等，线状要素权重为0.65，面状要素权重为0.35。

在图幅范围相对较大的时候可以选择区域抽样的检测方式，从要素完整性来考虑，经小组讨论，本次抽样区域选择商丘市区域，即一眼望去图上居民地最为密集的区域，此区域是市中心的繁华地段，道路等级多，其他要素也全面，适合用来作为反映整幅地图质量的样本。区域如下图所示。

下面开始进入分析。

一、数据整体特点描述

作为此次实习基础的1:25万河南省道路数据和1：1万商丘市数据来源于 XX导航公司，从比例尺来看，存在一个多尺度的概念，也就是说河南省道路数据是从1：1万商丘市数据综合而来。数据整体较为粗糙，明显为半成品，与实际有一定差距，内容详细程度不够，也谈不上美观，需要进行细致深入的空间数据质量分析。这些数据包

括的基本要素有道路交通及附属设施、居民地、水系、植被、境界，各不同要素按图层分开显示，其中道路及道路设施占了主要部分。1：25万数据线状要素颜色均为黑色，其属性包括地理要素名称、ID、代码、时间等，道路的属性还包括建设等级、公路等级、路宽，如下图所示。

二、数据存在的质量缺陷

1:1万商丘市地图数据包含的地理要素多，仔细观察会发现很多缺陷不足，例如符号设计的不美观，不同要素之间关系处理方面等等，1:25万河南省部分道路网络数据是从小比例尺地图综合而来，与1:1万商丘市数据中的道路进行比较，可以发现综合结果存在着许多误差，例如道路的偏移、弯曲消失、道路遗漏、道路断开、不同等级道路选取的不合理等等。下面对各种缺陷进行举例说明，最后进行分数评定。

（一）关系准确度

1、道路综合的结果误差过大导致道路严重偏离正确位置

2、道路与河流之间的压盖关系处理

3、河流与界限的关系处理

4、道路与道路之间的关系处理

5、道路与界限的关系处理

6、面状房屋边线互相压盖，不符合实际位置

（二）专题准确度

1、地理要素符号表示不直观，不便于用户理解，容易造成歧义。例如下图中的公路桥与水系，二者均为线状符号，然而其线宽却给人

以误导，不能很好的让用户辨别出二者实际的地理关系。其次，也很不美观。

2、道路综合等级错误，同时属性也发生错误。下图综合的是327省道，黑色线不该把省级道路与一般道路综合到一条上，同时属性都存为省道。

3、属性的不完整。黑线为公路网综合数据层，红色道路为高速图层，显然前者属性没有显示名称，后者表明此条道路为连霍高速，作为一条重要的高速公路，在属性中应该标明，才能起到导航作用。

（三）数据完整性

1、道路综合后断开

2、道路综合后主要道路的遗漏

3、公路桥的遗漏

（四）时间完整性

从地图采集的属性可以看到时间为2010年4月15日，还具有一定的现势性，能勉强满足导航的需求。

以上列举了实习数据的大量缺陷，除了时间完整性外，其他有关质量元素查到的缺陷有成百上千个，也就意味着分值降低到0，而由时间完整性以及其权重计算得到的分值为10分，也就是说按百分制来评价，这幅图仅能得10分。

三、分析每类缺陷可能存在的原因

一般来说导航数据是由原有的地图底图数据、更新的遥感影像加上实际考察资料等制作而来，若地图数据精确度不高，由误差的传播得知会导致在其基础上加工的数据精确度更低。数据采集都是分图层进行，对应各自的属性表，大区域范围的数据可能由小组成员分小区域或者分图层进行采集，若数据采集不是特别精准，就会导致两层数据之间要素的压盖问题，所以数据采集完后需要进行数据检查，一般采集人员要具备足够的专业知识，才能在采集过程中考虑仔细，更具有专业的严谨性和准确性。数据和属性的不完整的原因一方面是采集人员的粗心，另一方面就是数据和属性信息的缺乏。时间完整性一般是考虑地图的现势性以及地图内容的时间度准确与否，现在城市发展迅速，城市规划建设速度加快，道路拓宽、改建等工程众多，导航电子地图的更新变得尤其重要。

四、小结

一副地图制作出来都是有目的的，同时也要具备它的专业性、实用性、艺术性，虽然我们小组把这幅不完整的实习数据质量评价特别低，但是我们肯定数据采集人员的辛苦功劳，同时也明白，如果不具备专业素质，不细心，不严谨，制作出来的地图也许就是垃圾产品。

我们生活的地理世界是如此复杂，地图不可能完整地展示出来，我们通过感官认识，通过总结人使用地图的需要来制作出实用的地图，与实地肯定有一定误差，但我们通过质量控制和质量评定来减小误差，让地图在人们的生活中发挥让人满意的作用。

第三篇：空间分析实习报告

空间分析实习报告

学

院 班

级 学

号 姓

名 日

期

遥感信息工程学院

一、实习内容简介

1．实验目的：

（1）通过实习了解ArcGIS的发展，以及10.1系列软件的构成体系（2）熟练掌握ArcMap的基本操作及应用

（3）了解及应用ArcGIS的分析功能模块ArcToolbox（4）加深对地理信息系统的了解 2.实验内容: 首先是对ArcGIS有初步的了解。了解ArcGIS的发展，以及10.1系列软件的构成体系，了解桌面产品部分ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox的相关基础知识。

实习一是栅格数据空间分析，ArcGIS软件的Spatial Analyst模块提供了强大的空间分析工具，可以帮助用户解决各种空间分析问题。利用老师所给的数据可以创建数据（如山体阴影），识别数据集之间的空间关系，确定适宜地址，最后寻找一个区域的最佳路径。

实习二是矢量数据空间分析，ArcToolbox软件中的Analysis Tools和Network Analyst Tools提供了强大的矢量数据处理与分析工具，可以帮助用户解决各种空间分析问题。利用老师所给的数据可以通过缓冲区分析得到矢量面数据，通过与其它矢量数据的叠置分析、临近分析来辅助选址决策过程；可以构建道路平面网络模型，进而通过网络分析探索最优路径，从而服务于公交选线、智能导航等领域。

实习三是三维空间分析，学会用ArcCatalog查找、预览三维数据；在ArcScene中添加数据；查看数据的三维属性；从二维要素与表面中创建新的三维要素；从点数据源中创建新的栅格表面；从现有要素数据中创建TIN表面。

实习四是空间数据统计分析，利用地统计分析模块，你可以根据一个点要素层中已测定采样点、栅格层或者利用多边形质心，轻而易举地生成一个连续表面。这些采样点的值可以是海拔高度、地下水位的深度或者污染值的浓度等。当与ArcMap一起使用时，地统计分析模块提供了一整套创建表面的工具，这些表面能够用来可视化、分析及理解各种空间现象。

实习五是空间分析建模，空间分析建模就是运用GIS空间分析方法建立数学模型的过程。按照建模的目的，可分为以特征为主的描述模型（descriptive model）和提供辅助决策信息和解决方案为目的的过程模型（process model）两类。本次实习主要是通过使用ArcGIS的模型生成器（Model Builder）来建立模型，从而处理涉及到许多步骤的空间分析问题。

二、实习成果及分析

实习一：

练习1：显示和浏览空间数据。利用ArcMap和空间分析模块显示和浏览数据。添加和显示各类空间数据集、在地图上高亮显示数值、查询指定位置的属性值、分析一张直方图和创建一幅山体阴影图。

练习2：为一所新学校选址。通过创建一幅适宜性地图，帮助你找到新学校的最佳位置。你将从原始数据集派生出距离与坡度数据集，用同一等级体系给各数据集重分类，给那些认为较重要的数据分配较大权重，最后合并各数据集，给出最佳位置。

从高程数据派生坡度数据集

从娱乐场所数据集派生距离数据集

重分类学校

重分类坡度

重分类土地利用类型数据集

赋权重并合并各数据集 做好练习2需要掌握的的关键问题在于以下三点： 1）获取派生信息

利用数据创建有用信息，例如，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。

2）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种关系，分析方位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幅适宜性地图，可以找到适宜性的地址。例如，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幅适宜性地图，以检查每个位置的适宜性。

练习3：寻找一条通往新学校的替代路径。

第一步：创建“源”数据集和“成本”数据集.，本练习中的“源”就是学校的位置。创建“成本”数据集，首先确定需要哪些数据集，然后用同一等级体系对这些数据集重分类并赋权值，最后合并这些数据集。“源”数据集

对各要素集进行重分类

合并各数据集

cost输出结果

第二步：执行成本权重距离函数，使用“源”数据集和“成本”数据集作为输入，函数运算输出的距离数据是一个栅格数据集。这个栅格数据集中每一个单元的值是从该单元上溯到“源”的累计成本。

第三步：执行最短路径函数

必要时建立终点数据集。在本练习中，终点是一个公路交汇点。执行最短路径函数需要使用距离数据集和方向数据集，两者均由成本加权函数创建。

执行成本权重距离函数结果

执行最短路径函数结果

练习4：山顶点的提取。通过等高线、山顶点、洼地点的提取和配置，利用ArcGIS的栅格数据空间分析中的等高线提取、栅格数据邻域分析和窗口计算功能，完成栅格数据表面 分析。

实习二：

练习1.矢量数据的空间查询操作；

查询满足要求的加油站和地块

查询满足要求的房子 查询操作所涉及的问题：

（1）一共有多少个加油站满足要求？

2个

（2）这些满足要求的加油站的名字是什么？

LARRY'S EXXON ANN'S MART STATION #1963（3）基于目前所选择的商业点，你认为哪个加油站是最满足要求的（能够服务最多的顾客）？

ANN'S MART STATION #1963（4）这个满足要求的加油站的四分之一英里以内有多少商业点？

9个

（5）一共有多少地块（包括“DRAIN”要素）将会受到管网系统改造工程的影响？

37个

（6）受影响的市级地块（City）的总面积是多少？

36个

（7）受影响的县级地块（County）的总面积是多少？

1个

（8）最终可供选择的人口普查地块有多少个？

2个

（9）最终所可供选择的人口普查地块中的人均收入(PER_CAPINC)的平均值是多少？16330.499512

空间查询就是基于地物的空间位置以及同其它地物之间的空间关系来选择符合一定空间规则的地物的操作过程。在ArcGIS软件中，该操作可以让你从一个或者多个矢量图层中选择出与另外一个图层中的地物有空间位置关联的相关地物。练习2.矢量数据的缓冲区操作；

生成缓冲区

利用缓冲区进行空间查询 缓冲区分析就是基于近邻的概念把空间分为两个区域：位于所选空间要素的指定距离之内(缓冲区)和位于所选空间要素的指定距离之外，而空间要素可以是点、线、面或复杂要素。在ArcGIS软件中，可以通过缓冲区分析确定公共设施的服务半径（点缓冲）、河流对两岸陆地的潜在的淹没范围（线缓冲），以及城市边界的扩张范围（面缓冲）。

附件：

湿地影响到的地块分布的专题图

练习3.矢量数据的叠置分析； 空间叠置分析部分所涉及的问题：

（10）通过合并操作之后，新生成的要素类中一共有多少个要素？

3个

（11）为什么输出图层中的要素要比输入图层中的要素多呢？

一个要素是Water_Buffer图层中原有的部分，一个要素是Roads_Buffer图层中原有的部分，还有一个要素是道路缓冲区和水体缓冲区的公共空间区域。

附件：

露营地专题图

空间叠置分析就是在统一的空间坐标系下，将同一地区的两个或两个以上的地理要素图层进行叠置，产生空间区域的多种属性特征的分析方法。在ArcGIS软件中，根据操作形式的不同，叠置分析可分为图层擦除（Erase）、识别叠加（Identity）、交集操作（Intersect）、对称区别（Symmetrical difference）、图层合并（Union）和修正更新（Update）等。

练习4.基于道路网的最优路径的网络分析；

空间网络分析就是通过模拟、分析网络状态以及资源在网络上的流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网络资源等的优化问题，是对地理网络和城市基础设施网络等网状事物以及它们的相互关系和内在联系进行地理分析。在ArcGIS软件中，主要包括传输网络分析(Network Analyst)和效用网络分析(Utility Network Analyst)，其中传输网络分析是本次实习的主要内容。传输网络通过网络数据集(Network Dataset)创建，它主要解决的一个主要问题是：计算点与点之间的最佳距离：时间最短或者距离最短，最佳路径的计算能够绕开事先设置的障碍物。

实习三：

练习一：在地形表面上叠加影像；

在地形表面上叠加遥感影像，有助于对影像模式及其与地形的相关性的理解。

Geography

3D VIEW

影像加入到场景

叠加影像&拉伸地形

练习二：污染物在蓄水层中的可视化；

本练习是创建一个三维场景，以帮助政府官员与公众们了解污染的情况。

污染物空间的形状及其受污染的强度

显示污染物空间与水井的关系 练习三：土壤污染及甲状腺癌发病率的可视化；

查看点数据

Csl37的土壤含量用小符号表示(红色调)，使用分级颜色表示受污染的程度。各区的甲状腺癌发病率使用大符号表示(蓝色调)，其颜色方案与Csl37不同。

创建三维点要素并进行拉伸

所涉及问题答案：

区域中心点使用甲状腺癌的发病率，按一定比例以柱状方式显示出来。甲状腺癌的发病率与Csl37浓度基本成正比关系。

插值表面

择要素并高亮显示

在本练习中，创建了三维要素，以垂直线突出显示点要素，并用一组点数据插值获得了栅格表面。同时，还将突出的矢量数据与表面数据作了比较，查看了矢量数据的属性值。

练习四：创建TIN表面表示地形。

首先从点数据中创建TIN，然后向TIN中添加要素，当我们向TIN中添加railroad要素时，所添加的铁路要素在TIN表面上显示出来，但其并不影响表面的形状。这种线性要素称之为“软”分隔线；Brklines中的要素具有高程信息，当我们向TIN中添加brklines中的要素时将影响原有TIN表面的外形，这种线性要素称之为“硬”分隔线，常用于对所感兴趣的区域的外形进行细化调整；我们还可以向TIN中添加smclp多边形作为裁切多边形时，用来对TIN的边进行平滑。然后通过TIN设置要素和栅格的基准高度，最后在地形上创建视线瞄准线。成果图如下：

实习四：

利用地统计分析模块，根据一个点要素层中已测定采样点、栅格层或者利用多边形质心，轻而易举地生成一个连续表面。这些采样点的值可以是海拔高度、地下水位的深度或者污染值浓度等。当与ArcMap一起使用时，学习利用地统计分析模块提供的一整套创建表面的工具来生成一个相对精确的连续表面，用这些表面来进行可视化、分析及理解各种空间现象等。1 利用缺省参数创建一个臭氧表面

（1）打开arcmap 并激活地统计分析模块（2）加载数据

（3）利用缺省参数创建臭氧浓度表面。

利用缺省值创建的臭氧表面 2 检查数据

（1）检查臭氧浓度数据分布是否符合正态分布,从下图可以看到臭氧浓度分布大致符合正态分布

臭氧浓度分布直方图

(2)正态QQ图。另外一种检验数据是否符合正态分布的方法，通过标准正态分布与现有数据分布比较，还可以找到一些异常值，来检查并校正这些异常值。若符合正态分布则数据点应成一条直线，那些不在直线上的点为异常点。

臭氧浓度正态QQ图

（3）用趋势分析工具识别数据中的全局趋势。只有数据分布符合一定的趋势，才能用数学公式对确定表面进行模拟，故需要分析数据的全局趋势。

臭氧数据全局趋势

（4）理解数据的空间自相关和方向效应。利用半变异函数/协方差函数云图，在半变异函数／协方差函数云图中，每个红点表示一对采样点。既然越近的点越相似，那么在半变异函数云图中邻近的点（在X轴的左边）应该有较小的半变异函数值（在Y轴的下部）。随着样点对间距离的增加（在X轴上向右移动），变异函数值也要相应增加（在Y轴上向上移动）。然而，当到达一定的距离后，云图变平，这表明超出这个距离时，样点对之间不再具有相关关系了。

观察半变异函数图，如果某些靠得很近的数据点（在X轴上接近于零）具有异常的较高的半变异函数值（在Y轴的上部）时，你就应该仔细检杳这些样点对，看看是不是这些数据不准确。（可用于探测异常值）

半变异函数/协方差函数云图 3 制作臭氧浓度图

在生成臭氧浓度表面模型时考虑到数据分布符合一定的趋势，在差值时加入趋势因素生成模型。

加入趋势因素后臭氧浓度图 4 模型对比。通过比较缺省参数的臭氧浓度模型和加入趋势因素后的臭氧浓度模型，选择一种能较少模拟出臭氧浓度表面模型。通过比较可以得到Trendmoved 模型对数据的模拟更精确。

两种模型交叉验证比较 5 创建臭氧超出某一临界值的概率图。

在决策阶段，利用预测得到的臭氧图来识别危险区域时，务必要谨慎，因为你需要了解预测中的不确定性。例如，对于一个8小时的时段，假设臭氧的临界值是0.12ppm，你可能想判断山哪些超出该临界值的地区。你可以使用地统计分析模块来生成臭氧浓度超出临界值的概率图，这可以辅助决策。本练习我们使用的是指示克里金法。这种方法不要求数据集一定要服从某种特定分布。根据数据值是高于或者低于一个临界值来将数据值转换为一系列的0和l。如果利用0.12ppm作为临界值的话，任何低于它的数据值都将被赋予0，而高于它的值则被赋予1。然后指示克里金法使用一个根据转换后的0-1数据集计算得到的半变异函数模型进行计算。

指示克里金模型 6生成最终成果图（1）显示两个表面（2）外推臭氧值

（3）以加州轮廓图为参考对图层进行剪裁(4)定位洛杉矶城(5)创建图版

(6)添加一个透明的山体阴影图(7)添加地图要素

最后结果出图

实习五：

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。练习1模型：水文分析

结果图：

注意：制作水文分析模型，尽量使用英文名，且保存的文件名必须为原始英文名，要注意在提取河流网络时，所要的汇流累计量应为英文名，同时在[Spatial Analyst Tools]>>[Map Algebra]>>[单输出地图代数]一步，在 [地图代数表达式]中输入公式：con(Flow_accu >= 10000,1)练习2：创建路径分析模型

结果图：

三、实习体会

通过这学期的空间分析实习，让我体验到了ArcGIS功能之强大，也让我对ArcGIS有了一个整体的认识。也让我知道了地理信息系统是做什么的，他能解决什么样的问题。比如运用ArcGIS的强大的分析功能做一个选址问题。就拿实习一来说，我们利用缓冲分析和叠置分析来完成选址问题。刚开始做实习时我就在思考，它是怎样去完成这样一个问题的呢？对于学校选址第一个思考的问题当然是周围的环境，学校位置应靠近娱乐设施；新学校的位置应远离现有学校以使整个镇上的学校位置分布尽量分散；避开陡坡和特定的土地利用类型。这就得用ArcGIS中强大的缓冲分析了。缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。所以我们第一步要做的就是输入数据。第二步自然就是缓冲区的建立（派生数据集）。（1）在使用缓冲区分析之前，我们先加载缓冲区分析工具，操作如下：选择主菜单中“Tools>Customize”命令，进入“Command”标签；（2）在“Command”对话框选中Categorie框中的“Tools”，然后在右边的“Commands” 框中选择“Buffer Wizard”，将其拖动到工具栏上的空处，出现缓冲区图标。然后根据操作完成由高程数据派生的坡度数据集；由娱乐场所位置数据派生的距离数据集；由现有学校位置数据派生的距离数据集。然后把个个满足条件图层进行综合，这也就是下一步的叠置分析了。叠置分析是地理信息系统中常用的用来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了新的属性关系。先进行交集操作。打开 ArcToolBox，在“Analyst Tools”下选择“overlay” 下的“Intersect” 操作，接着进行擦除操作。对影响因素进行分等定级，这样我们做的学校选址分析就完成了，心里顿时有一种成就感，也体会了ArcGIS的强大之处。

刚上大学时就有学长跟我们说ArcGIS有着强大的功能，加上自己对地理的热爱，更加让我对地理信息系有着浓厚的兴趣。在上地理信息系统的时候，急想知道地理信息 系统是干什么的，他到底能解决什么样的问题等等。想去弄清楚他，学好他，征服他。然而看看越来越对GIS迷茫了。直到开了空间分析和实习课让我对GIS有了初步的了解，大体上知道GIS能做些什么了。通过这学期的实习让我体会到了ArcGIS的强大之处。这也让我明白要想学好GIS我还得发一番功夫，虽然现在还有的不懂，但只要我们有信心，肯努力，我相信我们能学好的。通过实习让我懂得理论的重要性更明白理论与实践结合的重要性。GIS在迅速发展，我觉的作为GIS人应时刻关注GIS的发展动态，让我们更快更好的掌握和应用GIS去解决生活中的问题。

第四篇：《大跨空间结构设计与分析》读书报告

《大跨空间结构设计与分析》读书报告

近30年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧、澳等发达国家发展很快。建筑物的跨度和规模越来越大，采用了许多新材料和新技术，创造了丰富的空间结构形式。许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名人文景观。目前，大跨度和超大跨度建筑物及作为其核心的空间结构技术已成为代表一个国家建筑科技发展水平的重要标志之一。因此，对大跨空间结构设计和分析是非常有必要的。

《大跨空间结构设计与分析》可作为土木工程专业研究生教学用书，也可供相关工程技术人员参考，这种理论和实践并重的学术著作让我产生了浓重的学习兴趣，结合自身所学知识，我对杜新喜先生的《大跨空间结构设计与分析》进行了阅读和学习。《大跨空间结构设计与分析》系统地介绍了大跨空间结构的设计要点和难点，全书共分为7章，前4章介绍空间结构设计，后3章介绍网格结构性能研究，由于时间的制约，本次我只对该书的前四章进行了阅读，但只是前四章就已经让我对大跨空间结构设计有了新的认识。

《大跨空间结构设计与分析》第一章为空间结构类型及建模，在这一章里面，杜新喜先生系统的将空间结构分为网架结构、网壳结构、悬索结构等等，这种系统的分类更加清晰的明确了不同大跨空间结构的性质和特点，在第一章的理论支持下，结合其他学者的理论著作，我将大跨空间结构的部分类别和优缺点进行了统计，具体如下： 钢筋混凝土薄壳结构

薄壳结构主要是依靠膜内力来支承自重及外荷载。它的这一特点，使其得以充分发挥钢筋混凝土材料的强度。

薄壳结构的主要优点有：（1）可覆盖大跨度的空间而中间不设柱，造型美观，活泼新颖；（2）节约材料，经济效果好，即用一种材料同时起到承重和维护功能；（3）自重轻，刚度大，整体性好，有良好的抗震和动力性能。

相应的，薄壳结构的缺点有：（1）现浇薄壳需耗费大量模板，施工费时、费事；（2）如不加处理，则隔热和声学(某些壳体)效果差。平板网架结构平板网架结构是由简单的、小尺寸的杆件按照一定网格图形构成的杆系结构。一般为双层网架，有两层相互平行的格构梁，其间用垂直或倾斜腹杆相连接，承受同格构梁平面垂直的荷载，整个结构中应力分布比较均匀。

平板网架结构的主要优点有：（1）有较高的美学质量，具有非常自由的建筑造型；（2）可承受全方位外部荷载，任何压杆在大集中荷载作用下压力不可导致整个结构的破坏；（3）杆件基本上承受轴力，强度可得到充分发挥，用钢量较小，可以工业化大量生产；（4）杆件的小尺寸使装卸、运输和拼装工作大大简化，室外施工不受气候条件影响等。

而平板网架结构的缺点有：存在强度过剩问题，制造精度要求高，造价较高。3 网壳结构

网壳结构系指用较短的杆件，以一定的规律和足够的密度组成网格，按实体壳体的形状进行布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。承载特点和薄壳相似。主要承载方式是薄膜内力，还存在弯曲内力。常用的是穹顶网壳、筒形网壳、双曲网壳和双曲抛物面网壳。

网壳结构的优点主要有：（1）一般情况下，同等条件的网壳比网架要节约钢材20%，自重轻，施工进度快；（2）网壳曲面能形成自然的排水坡度，不需另设小立柱，外形美观，富于变化；（3）更适合于覆盖大跨度，如穹顶网壳的最大跨度单层达131m，双层达236．5m。

而网壳结构的缺点有：（1）制造精度要求更高，拼装时必须精确地测量和控制结点总坐标；（2）结点和杆件在空间教会角度必须计算准确。悬索结构

悬索结构是用拉力构件，强力拉紧而成屋面系统。在外荷载作用下，索内只产生拉应力，不必考虑屈曲等问题。按组成方法和受力特点，可将悬索结构分为如下几种类型：单层悬索体系、预应力双层悬索体系、预应力鞍形索网、劲性悬索体系、组合悬索体系。

悬索结构的优点主要有：（1）可用高强度钢材，以充分发挥其力学性能，较经济，其耗钢量仅为普通钢结构的1/7-1/5；（2）造型自由，各个建筑的个性强烈，更能发挥建筑师、结构师才能；（3）自重轻、强度高，更适合建筑大跨度结构；（4）运输及施工方便，不需大型起重设备，也不需大量脚手架。悬索结构的缺点有：（1）悬索结构的设计计算理论相对复杂，又缺少具有较高的商品化程度的实用计算程序，因而难于为一般设计单位普遍采用；（2）尽管悬索结构施工并不复杂，但一般施工单位对它不够熟悉，更没有形成专业的悬索结构施工队伍，这也影响建设单位和设计单位大胆采用此结构；（3）悬索屋盖对局部荷载很敏感；（4）悬索屋盖的水平力处理复杂，其主要原因是悬索结构中水平力作用点都很高，在空间不便于布置相应的抗水平力构件。薄膜结构

薄膜结构在工程实践中有各种应用形式，从其构造和受力特点大致可分如下几种类型：

（1）充气膜结构：以空气压力赋薄膜以刚度。这种结构目前应用的很少。（2）张拉式膜结构：形似帐篷，其结构形成机制与预应力索网类似，呈负高斯曲率的鞍形曲面形状，张紧在柔性(索)或刚性的边缘构件上，还可利用桅杆或立柱提供独立的吊点。这种膜结构要通过一定的张拉手段建立预应力，使之具有必要的刚度。在实践中，一些覆盖面积很大的膜结构经常设计为由许多较小的帐篷单元结合起来，连成巨大的整体屋盖体系。

（3）骨架支承式膜结构：膜材绷紧在刚性骨架(如网壳、拱架等)上，刚性骨架是屋盖的主要承重结构，作为覆盖材料的膜材则是局部范围内的承重单位。

（4）“索穹顶”：国外近年来用得较多的“索穹顶”(Cable Dome)实际上是空间双层索系与覆面膜材的联合运用，形成一种高效的大跨度轻型屋盖结构形式。这种结构形式难于归纳到上述三种类型，估且单列为一类。

薄膜结构的形成十分丰富多彩，上述分类方法是相对的；工程实践中可能会有许多新的创造，难于简单归类，也可能是不同构造类型的联合运用。薄膜结构具有如下优缺点：

优点：（1）结构重量极轻，能覆盖很大跨度，建筑造型丰富多彩，外形简洁，轻柔舒展，富有动感；（2）膜材承重与围护合一，具有适度透光性，白天室内明亮且光线柔合，不需人工照明；（3）膜材防水、耐火性能良好，其耐久性和自洁性也获得较好解决，工期短。

缺点：隔热性差，抵抗局部荷载能力差，薄膜材料质量、性能要求高。6 混合结构 由多种单纯空间结构体系有机组合而成，其目的在于综合利用各种不同结构在性能、造型、综合经济指标等方面的优势，丰富大跨度建筑造型，有效利用建筑空间。按照混合结构生成原则设计出的结构体系，具有下列优缺点：

优点:（1）建筑造型美观、功能合理，能使建筑艺术与结构技术完美地统一于一体；（2）结构刚柔相济，兼具刚性结构和柔性结构的优点，结构更轻巧，节省材料；（3）施工简捷，有利于混合结构的推广和节省工程造价。

缺点：设计计算理论相对复杂。

在书中所述理论和其他学者的研究成果收集结构来看，大跨空间结构按照不同的特点可以分为许多种类，不同的学者对此也有不同的见解，另外，我们知道，大跨空间结构设计需要对建筑功能、结构受力性能、施工条件、技术能力、施工期限、建筑材料、能源供应、场地地形、地貌、自然灾害的特点以及工程经济效益、社会效益等多方面进行深入地分析和判断，逐步建立起真实反映大跨空间结构智能选型影响因素之间相互作用关系或深层次联系的整体因素体系模型。在此过程中直接或间接地涉及建筑学、美学、结构工程、施工技术、建筑经济等学科或领域的知识。其中诸领域的知识又包括公共知识和个性知识。公共知识是已被本领域专业技术人员所认识或掌握的，并且能在教科书、规范条文等专业文献中找到解决一般问题所使用的基本概念、事实、定理、规定、一般方法、过程等。个性知识是结构设计专家在长期参与设计、施工、管理等工程活动中积累起来的可有效解决复杂问题的经验、方法或诀窍的，这些知识大多数是在教科书及已经发表的文献中很难找到的经验性(或启发性)知识，而这类知识往往是专家解决问题的关键。

第二章为空间结构设计，在这一章里，为了更系统地表达大跨空间结构智能选型影响因素的不同侧面，体现选型问题的特征，作者从荷载和作用、空间结构地震作用、空间结构计算和空间结构设计验算四个方面进行了阐述，而这四个方面基本上囊括了大跨空间结构设计时所需要考虑的各个方面，结合第三章的节点及支座设计，至此作者已经为读者渲染出了一副完整的大跨空间结构设计画面，在不同设计因素考量过程中，作者利用大量的图片和细节描述，配合已经完工的大跨空间结构建筑图片，详实客观的阐明了大跨空间结构设计细节、效果和价值。

在《大跨空间结构设计与分析》的第四章，作者以网格结构为设计对象，以USSCAD为设计载体，为读者提供了工程结构选型、建立模型、分析设计、结构施工图、支座节点设计等网架结构设计因素，进而在明确网架结构设计因素的前提下，完成了包括工程概况和选型、建立模型和计算及支座节点设计的网壳结构设计实例。

总结

大跨空间结构选型是大跨空间结构设计过程中的最初阶段的最重要的环节，是一个综合性很强的科学决策过程，它具有多目标性、多层次性、不确定性、非线性、耦联性及动态性等特点，它既要考虑建筑功能、美学要求、结构受力性能，又要考虑施工条件、技术能力、施工期限、建筑材料、能源供应、场地地形、地貌、自然灾害的特点以及工程经济效益、社会效益等。它需要建筑艺术与工程技术的完美结合。它是建筑、结构、施工、设备、经济等各专业工程的密切配合，是结构工程师、建筑师、经济师等各方面专家的集体智慧的结晶。

在阅读《大跨空间结构设计与分析》一书的过程中，我深深的感受到，作者不仅仅想为读者展示一个完整的网格结构设计案例，而是希望读者能在学习过程中，感受作者在进行案例设计时的思维方式和逻辑过程，进而在准确把握大跨空间结构设计脉搏的基础上，更好的提升我国大跨空间结构分析与设计的水平。

第五篇：ArcGIS空间叠加分析与缓冲区分析

一、实验目的：

理解缓冲区分析和叠置分析的基本原理，学习利用arcgis进行缓冲区分析、叠加分析的操作，掌握如何合理利用空间分析中的缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。

二、实验准备

1、实验背景： A．市区择房

随着商品房的发展，由于房屋的可选择余地越来越大，而且综合考虑小孩成长的缘故，所以越来越多的购房者对房屋的地段、环境，上学是否便捷，是否靠近名校等方面都提出了要求，所以综合考虑上述的因素，购房者就需要从总体上对商品房的信息进行研究分析，从而选择最适宜的购房地段。要求：所寻求的市区是噪声要小，距离商业中心要近，要和各大名牌高中离的近以便小孩容易上学，离名胜古迹较近环境优雅。综合上述条件，给定一个定量的限定如下：

离主要市区交通要道200米之外，交通要道的车流量大，噪音产生主要源于此；（ST为道路类型中的主要市区交通要道）

距大型商业中心的影响，以商业中心的大小来确定影响区域，具体是以其属性字段YUZHI；

距名牌高中在750米之内，以便小孩上学便捷；

距名胜古迹500米之内。

最后分别将满足上述条件的其中一个条件的取值为1，不满足的取值为0，即如果满足距主要市区交通要道200米之内，取值为1，反之为0；其他亦是如此，最后将其累加得到分级。即满足三个条件的累加得到3，满足2个条件的得到2，最后将全部分成4级。B．学校选址

学校的选址问题需要考虑地理位置、学生娱乐场所配套、与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。综合上述条件，给定新学校选址要求：  新学校应位于地势较平坦处；

 新学校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；  新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好；  新学校应避开现有学校，合理分布。

各数据层权重比为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125。最后必须给出适合新建学校的适宜地区图，并对其简要进行分析。

2、实验材料：

软件：ArcGIS Desktop 9.x，实验数据：文件夹ex5中

（1）市区择房数据：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“famous place.shp”、这些文件综合在一起是“city.mxd”

（2）学校选址数据：土地利用图Landuse、地面高程图dem、娱乐场所分布图rec_sites、现有学校分布图school

三、实验内容及步骤 A、市区择房

启动ArcMap，打开ex51city.mxd文件，将所有数据加进来； 第1步：主干道噪音缓冲区的建立

第2步 商业中心影响范围建立

第3步 名牌高中的影响范围建立

第4步 名胜古迹的影响范围建立

第5步 进行叠置分析将满足上述四个要求的区域求出

第6步 分级

为了便于购房者的选择有更大的余地，更直观地，综合上述四个因子，对整个地区进行分等定级，分级标准是：满足其中四个条件为第一等级；满足其中三个条件为第二等级；满足其中两个条件为第三等级满足其中一个条件为第四等级；完全不满足条件的为第五等级。

B、学校选址

ArcGIS中实现学校选址分析，首先利用现有学校数据集、现有娱乐场所数据集和高程数据派生出坡度数据以及到现有学校、娱乐场所距离数据集。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权重值，最后合并这些数据即可创建显示新学校适宜位置分布的地图。

重分类数据集

a.重分类坡度数据：采用等间距分级分为10级，得到坡度适宜性数据“reclassslope”，在平坦的地方适宜性好，赋以较大值，陡峭的地区赋比较小的值。

四、心得体会