最佳路径(栅格)ArcGIS.docx

1、杭 州 师 范 大 学Hangzhou Normal University GIS 空 间 分 析 与 建 模 实 验 报 告学院班级： 理学院地信 141实验名称： 寻找最佳路径学生姓名： 赵文彪学生学号： 2014212425授课老师： 胡潭高提交日期： 2016 年 11 月 10 日目录1 实验目的： 22 实验要求： 23 操作流程 23.1 数据准备 23.2 创建成本数据集 43.2.1 坡度数据集 43.2.2 起伏度成本数据集 .83.2.3 河流成本数据集 .113.2.4 最终的成本数据 .123.2.5 计算成本权重距离函数 .133.2.6 求最短路径 15实验四、寻

2、找最佳路径1 实验目的：熟悉 ArcGIS 的栅格数据距离制图、表面分析、成本权重距离、数据重分类、最短路径空间分析功能，熟练掌握利用 ArcGIS 上述空间分析功能，分析和处理类似寻找最佳路径的实际应用问题。2 实验要求：新建路径成本较少新建路径为较短路径新建路径的选择应该避开主干河流，以减少成本新建路径成本计算时，考虑到河流成本是路径成本中较为关键的因素，现将坡度数据和起伏数据按照 0.4：:06 的权重合并，然和如河流成本做等权重的加和并，公式描述如下：Cost = reclass_river + (reclass_slope*0.6 + reclass_QFD*0.4)寻找最短路径的实

3、现需要运用 ArcGIS 的空间分析中距离制图中成本路径及最短路径、表面分析和坡度计算及起伏度计算、重分类及栅格计算器等功能完成。提交寻找到的最佳路径路线图3 操作流程3.1 数据准备将所需数据加载到 ArcGIS 中，如下图激活 Spatial Analyst，如下图设置空间分析环境设置工作空间路径（不要有中文字符）处理范围中将处理范围设置为何 dem 数据相同栅格分析中将像元大小设置为同 dem 一样3.2 创建成本数据集3.2.1 坡度数据集在工具箱中选择 Slope（坡度）工具将高程的 dem 数据输入进去，文件名为 Slope，如下图：结果如下图使用工具箱中的 reclassify（

4、重分类）将要分类的栅格数据 Slope 输入，依据 Value 值进行分类，单击 Classify方法为等间距分类，分为 10 类，如下图所示返回重分类参数窗口，文件名为 reclass_slope，ok对 Slope 栅格进行重分类的结果如下图3.2.2 起伏度成本数据集在工具箱中找到 Focal statistic 参数如下Focal statistic 的结果如下图：利用重分类工具对 QFD 进行重分类，按十级等间距进行分类（和 Slope 分类一样）对 QFD 进行分类结果如下图：3.2.3 河流成本数据集利用重分类工具对河流栅格数据进行分类参数如下：河流分类结果如下图3.2.4 最终

5、的成本数据加权合并单因素成本数据，生成最终的成本数据在工具箱里找到栅格计算器（Raster Calculator）弹出的窗口中计算公式如下最终成本数据集显示如下（深色表示成本较高）：3.2.5 计算成本权重距离函数在工具箱找到 cost distance 工具，如下图参数设置如下：成本距离图，如下回溯链接图：3.2.6 求最短路径在工具箱里找到 cost path 工具参数如下图最短路径图：4 总结一路顺利完成，下面写一写原理性的东西（自己的理解）：坡度成本计算原理：dem 是高程数据，每个像元对应的是其高程，所以可以利用相邻像元值的差值除以两个像元的距离（dem 分辨率乘以 1，两个像元中心

6、的距离）来表示坡度（栅格数据，像元值表示坡度，取值范围为（0 到 90） ） ，然后对坡度栅格数据分类，比如将 0 到 10（度）分为一级，就是进行量化分级，这样计算比较方便。起伏度成本数据原理：起伏度其实和坡度差不多的，本来可以直接利用 dem 的像元值进行分类的，到这样更加准确，但分出来的栅格会有许多碎斑。而利用焦点统计在进行分类，这样碎斑的情况会好很多（其实相当于滤波平滑，在重分类） 。河流成本原理：简单说就是加大河流深度对成本的影响总的成本栅格数据：简单说就是对坡度、起伏度和河流成本进行加权求和，权重越大，总成本中所占比例越高。剩下的就是根据总的成本栅格数据计算出所有可能路径，并将成本最小的成本输出。