课程： ArcGIS 空间分析
实验目的：利用 GIS 空间分析方法，结合等高线及温度和降
水数据，在充分分析某药材的生长习性的情况下，找到其生
长区域，从而能够更好的保护该药材的生长环境。
数据来源：本实验所采用的数据均来自ArcGIS 地理信息系
统空间分析实习教程，数据有：山区等高线数据和山区观测
点采集的年平均温度和年总降水数据 .
实验要求：根据所给条件，确定某区域适合种植这种药材的
范围，求出适合种植的面积。
(1)这种药材一般生长在沟谷两侧较近的区域（不超过 500m）
(2)这种药材喜阳
(3) 生长气候环境为年平均温度10 度 -12 度
(4)年总降水量为 550-680mm
实验流程：利用该山区等高线数据生成 DEM，基于 DEM进行水
文分析，提取沟谷网络；基于 DEM提取坡向数据，重分类划分阴
阳坡。
利用观测点采集的年平均温度和年总降水数据分别进
行表面内插，生成年平均温度栅格数据和年总降水栅格数据。
提取年平均温度10度-12度的区域和年总降水为550mm-680mm的区域。
综合叠加分析满足上述 4 个条件的区域，得到适合该药材
生长的区域，并制作专题图，计算该适合区域的面积。
实验步骤：
1.利用等高线，构建 DEM。首先打开 ArcMap，加载等高线数
据，在 ArcToolbox中，选择【3D Analyst】|【Tin管理】
| 【创建 Tin 】工具，打开工具对话框，生成tin 。空间参
考依然导入contour相同的坐标系统。
2.将 Tin 转换成格网 DEM，以便于进行表面分析和与其他数
据的叠加分析。选择【 3D Analyst 工具】 | 【转换】 | 【由 Tin
转出】 | 【 Tin 转栅格】工具，打开工具对话框。
3. 提取坡向数据。选择【Spatial Analyst工具】|【表面分
析】 | 【坡向】工具，【输入栅格】选择dem,【输出栅格】选择 aspect, 点击确定生成坡向数据。
4.提取阳坡数据。选择【 Spatial Analyst 工具】|【重分类】|
【重分类】工具，打开工具对话框。【输入栅格】选择 aspect, 【值字段】选择“Value ”, 点击分类，分类方法选择手动。
依据阳坡坡向为 90-270 度对坡向进行重分类，阳坡值为 1，阴坡为 NoData，输出栅格设置为 sunnyslope 。分类结果如下：
5.提取沟谷线，需要先对DEM进行洼地填充。选择【 Spatial Analyst 工具】 | 【水文分析】 | 【洼地填充】，打开工具对话框。
6. 提取水流流向数据。选择【Spatial Analyst】|【水文分析】 | 【流向】工具，打开对话框。【输入表面栅格数据】选
择filldem, 【输出流向栅格数据】选择 flowdir ，输出结果如下：
7. 提取汇流累积量数据。选择【Spatial Analyst】|【水
文分析】|【流量】工具，【输入流向栅格数据】选择 flowdir，
【输出蓄积栅格数据】设置为 flowacc, 【输出栅格类型】选择FLOAT。
8. 提取沟谷网络。选择【Spatial Analyst】|【数学】| 【逻辑】 | 【大于等于】工具，打开工具对话框。
9.对水系做缓冲区分析。右击 stream ，打开属性表。选中所有值为 1 的字段，即选中水系。选择【 Spatial Analyst 】
|【距离分析】 |【欧氏距离】，【输入栅格数据】选择stream ，【输出距离栅格数据】选择 distance, 结果如下：
其次，提取缓冲区。【 Spatial Analyst工具】|【数学|【逻辑】 | 【小于等于】工具，【输入栅格数据或常量值1】选择distance, 【输入栅格数据或常量值 2】选择 500，【输出栅格】设置为 buffer 。结果如下：
10.导入观测点数据。由于观测点是文本信息，首先将其转换成要素，以便后续分析。单击【文件】| 【添加数据】 |
【添加 XY数据】完成数据的导入。
添加数据，【 X 字段】选择“ X”，【 Y 字段】选择“ Y”单击确定。
11.分别内插生成“年平均温度”和“年总降水” 表面数据。内插方法有很多种，此处选择反距离加权法。选择【3D Analyst 工具】 | 【栅格工具】 | 【反距离权重法】工具，
打开工具箱。
【输入点要素】选择 sample; 【Z 值字段】选择“温度” /
“ 降水” 字段；【输出栅格】选择temperature/precipitation；输出像元大小设置为100。
12.根据药材生长条件，提取满足条件的温度和降水区。
选择【 Spatial Analyst 工具】 | 【地图代数】 | 【栅格计算器】工具，提取公式：（ 1）温度。（“temperature ” >=10 ）
&( “ temperature ” <=12) 。（2）降水。（“precipitation">=550 ）&( “ precipitation ” <=680) 。
满足温度条件区域
满足降水条件区域
13. 满足 4 个适合药材生长条件的区域。选择【Spatial Analyst 工具】 | 【地图代数】| 【栅格计算器】工具，提取公式：“sunnyslope ”* “buffer ”* “proper_temp ”* “raster ”。生成 proper_area 。
输入公式后点击确定，提取结果如下：
由此可见，适合种植区域面积为最后制作专题地图结果如下：