第八届全国大学生 GIS 应用技能大赛——下午 C 组分析题
参
考
操
作
指
南
作者:王雅鑫
目录
一、试题................................................................................................................ 3
二、解题思路....................................................................................................... 4
1、数据准备...................................................................................................4
2、思路设计...................................................................................................5
3、技术路线图.............................................................................................. 6
三、解题过程....................................................................................................... 6
1、影像分类...................................................................................................7
1.1 校正影像位置..................................................................................7
1.3 影像分类...........................................................................................7
2、创建生态廊道保护物种迁徙............................................................ 11
2.1 设置地理处理环境...................................................................... 11
2.2 道路处理........................................................................................ 12
2.3 影像处理........................................................................................ 17
2.4 水域处理........................................................................................ 19
2.5 镶嵌数据........................................................................................ 23
2.6 寻找最低成本路径...................................................................... 30
一、试题
全国大学生 GIS 技能大赛试题(下午)
分析(60 分)
动物需要在不同的森林公园之间迁徙交流,在经过不同的地表时,动物迁徙
的困难程度是不一样的,如经过草地林地比较容易,而经过水域和道路时则比较
困难。在不同的公园之间构建生态廊道,保护动物的迁徙。
一、 数据说明(见“下午 C 分析数据”文件夹)
1. 研究区影像.tif:研究区的遥感影像数据。
2. 高速公路.shp:高速公路线数据。
3. 市区道路.shp:市区道路线数据。
4. 铁路.shp:铁路线数据。
5. 河流.shp:河流面数据。
6. 森林公园.shp:两个森林公园点数据。
7. 训练样本.shp:监督分类使用的训练样本数据。
二、 要求
1. 影像分类:使用提供的训练样本进行监督分类,具体的监督分类方法任
选。(10 分)
2. 创建生态廊道保护物种迁徙:(50 分)
找出从辰山植物园到阳山森林公园之间动物迁徙所花费成本最低的路线,
规划部门将在这个路径上修建生态廊道,以保护动物在两个森林公园之
间迁徙。
动物在迁徙过程中,在经过不同的地表时,困难程度是不一样的,经过
不同地物的成本值见下表。
注:水域和交通用地参考已有的矢量数据,其他参考遥感影像。道路线
数据的影响范围见下表缓冲距离。
土地利用类型
具体说明
交通用地
市区道路(15m 缓冲)
高速公路(20m 缓冲)
阻力取值
150
200
铁路(30m 缓冲)
建筑
裸地
林地
耕地
草地
河流
300
150
10
5
50
5
80
遥感影像分类
水域
三、 数据提交
1. 所有最终结果数据,包括最终的阻力成本表面栅格、最短路线数据、总
成本值等。
2. 步骤:包含数据处理的所有步骤的文档,尽可能附图说明;
3. 技术文档:应包括解题思路、解题过程说明和结果等内容。解题过程说
明中,请尽可能附图说明。
二、解题思路
1、数据准备
数据名称
类型
描述
研究区影像
tif
研究区的遥感影像数据
高速公路
市区道路
铁路
河流
森林公园
训练样本
Shpfile
高速公路线数据
Shpfile
市区道路线数据
Shpfile
铁路线数据
Shpfile
河流面数据
Shpfile
两个森林公园点数据
Shpfile
监督分类使用的训练样本数据
2、思路设计
1) 环境设置:设置统一的工作空间、处理范围和像元大小等信息;
2) 地理配准:若研究区和样本区数据不匹配需进行地理配准;
3) 对所给的样本区 ROI 进行分类分出土地类型来:将 ROI 样本区进行分类
4) 缓冲区分析:对道路数据进行缓冲区分析(15m,20m,30m)。
5) 影像重分类:对分类后的研究区影像按照表格内容赋予阻力值。
6) 要素转栅格:利用【要素转栅格】或者【面砖栅格】工具将道路和水域数
据转为栅格数据
7) 重分类:对上一步结果按照表格内容给道路和水域赋予阻力值;
8) 镶嵌:将以上结果镶嵌在一起,注意镶嵌时的顺序;
A、先将三个 reclass 道路镶嵌到一起,镶嵌运算符选择 MAXIMUM。
B、然后 reclass 影像与 reclass 河流镶嵌,镶嵌运算符选择 LAST/FIRST,
即重叠区域使用河流的阻力值。
C、最后与 reclass 道路镶嵌,镶嵌运算符选择 MAXIMUM。
D、像素类型统一选择 16_BIT_UNSIGNED 及以上。
9) 成本距离工具:生成成本距离表面和回溯链接表面,注源数据选中辰山植
物园;
10) 生成路径工具:目标选中阳山森林公园;
11) 制作专题图。
3、技术路线图
三、解题过程
注:演示软件版本为 ArcGIS Desktop 10.7.1
1、影像分类
1.1 校正影像位置
打开数据,发现研究影像与道路数据、河流数据等不在同一位置上,因此需
要进行地理配准,将研究区影像配准到河流数据上;
打开【自定义】-【工具条】-【地理配准】工具条,点击添加控制点,在影
像的四周和中间选择控制点(6 个以上),打开链接表,查看 RMS 值,符合误差
允许范围,点击【校正】,将结果保存。
1.3 影像分类
1.3.1 方法 1:创建特征文件
工具:【空间分析工具】-【多元分析】-【创建特征文件】
【输入栅格波段】为“研究区影像.tif”;
【输入要素样本数据】为“训练样本.shp”;
【样本字段】为“Classname”;
【输出特征文件】为“Signature.GSG”。
1.3.2 方法 1:最大似然法
工具:【空间分析工具】-【多元分析】-【最大似然法】
【输入栅格数据】为“研究区影像.tif”;
【输入特征文件】为“Signature.GSG”;