### 实验三：栅格数据分析-学校选址
#### 一、实验目的
本实验旨在让学生通过实际操作，深入了解并熟练掌握ArcGIS中的栅格数据处理技术及其应用。具体包括：
- **距离制图**：学习如何计算不同地点之间的距离。
- **成本距离加权**：了解如何基于成本对距离进行加权计算。
- **数据重分类**：掌握如何对原始栅格数据进行重新分类以适应特定需求。
- **多层面合并**：学会如何将多个数据层整合到一起进行综合分析。
学生将通过这些技能的学习，能够利用ArcGIS解决一些实际问题，特别是针对城市规划中的选址问题。
#### 二、实验准备
1. **数据准备**：
- **土地利用数据** (`landuse`)：该数据记录了研究区域内不同的土地利用类型，如农业用地、建筑用地等。
- **地面高程图** (`elevation`)：提供了研究区域的地表高度信息。
- **娱乐场所分布数据** (`rec_sites`)：标明了区域内娱乐设施的位置。
- **现有学校分布数据** (`schools`)：展示了当前已有的学校位置。
2. **软件准备**：
- **ArcGIS Desktop 10.0**：GIS分析的主要工具。
3. **要求**：
- 新建学校的选址需位于地势较为平坦的地方。
- 需要考虑土地利用类型的成本，选择成本较低的区域。
- 应靠近娱乐设施，以便学生和教师享受休闲活动。
- 最好避免与现有学校过近，以实现合理的分布。
- 对于各个因素的权重分配：距离娱乐设施占50%、距离现有学校占25%、土地利用类型占12.5%、地形占12.5%。
- 分析过程中需要使用到坡度计算、欧式距离制图、重分类、栅格计算器等功能。
#### 三、实验内容及步骤
1. **运行ArcMap并加载数据**：
- 打开ArcMap，并加载指定的地图文档(`ex.mxd`)。
- 加载所需的数据层，包括`landuse`、`elevation`、`rec_sites`和`schools`。
2. **设置分析环境**：
- 设置工作空间为实验目录下的`result`文件夹。
- 设置处理范围与`landuse`图层相同。
- 设置栅格分析单元格大小与`landuse`图层相同。
3. **坡度分析**：
- 使用`Slope`工具从`elevation`数据中提取坡度信息。
- 设置参数并生成坡度数据集。
4. **欧式距离分析**：
- 对`rec_sites`和`schools`图层分别使用`Euclidean Distance`工具，计算每个像素到最近娱乐场所和学校的距离。
5. **数据重分类**：
- **坡度数据集重分类**：采用等间距分级法，将坡度分为10级，平坦地区赋予较高值，陡峭地区赋予较低值。
- **娱乐场所距离数据集重分类**：同样采用等间距分级法，距离较近的赋予较高值，距离较远的赋予较低值。
- **学校距离数据集重分类**：与娱乐场所相反，距离较近的赋予较低值，距离较远的赋予较高值。
- **土地利用数据集重分类**：根据土地利用类型的特点进行重分类，例如排除不适合建校的水体和湿地。
6. **适宜区域分析**：
- 利用栅格计算器功能，结合各个数据层的权重，进行综合分析，生成新的结果图。
#### 四、实验总结
通过本实验，学生不仅掌握了ArcGIS中栅格数据分析的关键技术和工具，还学会了如何综合运用多种分析方法来解决实际的城市规划问题。这种能力对于未来从事GIS领域的专业人士来说至关重要。同时，实验也强调了数据预处理的重要性，以及如何有效地组织和管理地理空间数据，这些都是GIS领域不可或缺的基础技能。
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