ArcGis空间分析学习：土地利用动态变化分析

说明：本实验主要参考GIS空间分析实验教程-田永中，适合初学者参阅

目录

一、实验理论

（1）实验目的

（2）实验内容

（3）实验原理

（4）实验方法

（5）实验流程

 （6）实验材料

二、实验步骤

（1）认识土地分类体系

（2）加载并浏览土地数据

（3）设置分析环境

（4）提取一级编码

（5）数据叠加

（6）属性补充

（7）汇总数据

（8）土地利用动态度计算

（9）土地利用转移矩阵制作

1、建立类型转换字段并计算

 2、统计转换情况

 3、制作转移矩阵

（10）土地转移分析

 三、成果

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一、实验理论

（1）实验目的

了解土地利用变更与动态变化分析的基本原理，掌握土地利用动态变化分析的基本方法，能够结合叠加分析、统计分析等方法开展区域土地利用变化研究。

（2）实验内容

根据基期土地利用数据和期内的变更图斑，分析土地利用类型的数量和结构变化，计算土地利用动态度，并制作土地利用转移矩阵。

（3）实验原理

土地利用动态变化的实质就是将前后两个时期的土地利用多边形数据进行叠加，通过比较叠加生成的多边形中前后土地类型的组合情况，就可以判断出该地块是否发生用途的变化及怎样变化。土地利用动态度是指研究区一定时间范围内某类土地的变化面积与变化前面积的比例，可以反映该类土地变化的剧烈程度。土地利用转移矩阵将不同类型土地间的转移面积以矩阵的形式加以列出，反映期内各类土地减少的去向及增加的来源，是土地利用动态变化分析中最重要的数据。

（4）实验方法

1、按目标要求将所有土地利用数据转换成一级地类

2、基于ArcGIS中的叠加工具，利用2009~2014年土地利用变更图斑识别2009年土地利用数据，得到2014年的土地利用数据

3、利用ArcGIS中的频数统计工具进行分类面积汇总，得到研究区的土地利用变化情况和土地利用转移矩阵。 

（5）实验流程

 （6）实验材料

ArcGis空间分析学习：土地利用动态变化分析实验实验材料-行业报告文档类资源-CSDN下载

二、实验步骤

（1）认识土地分类体系

如图，详细请查看 实验材料中《土地利用现状分类标准.doc》，认识全国土地利用的分类体系，了解土地的类型划分、各类土地的类型及编码。打开土地表和矩阵表，了解分析结果的需求。

 

（2）加载并浏览土地数据

①添加实验数据->landuse->landuse2009(土地利用数据)和bgtb2014（2009-2014土地利用百变更图斑）

②打开属性表浏览数据，注意到属性表中代码与名称为二级地类，而分析目标中的统计表和矩阵表均为一级地类。

③代码上看，只需要原代码的前两位，因此后面需要进行一级代码提取

 

（3）设置分析环境

 ①目录->实验结果文件夹(右击)->新建->文件地理数据库->命名result.gdb

②地理处理->环境->地理空间->临时工作空间->result.gdb

 

 

（4）提取一级编码

①打开landuse属性表->（右上角）添加字段->（名称）YJBM_2009、（类型）文本、（长度）5->（新字段右击）字段计算器->输入公式Left([DLBM_2009],2)->确定

②对bgtb2014相同操作添加一个YJBM_BG的字段

 

 

（5）数据叠加

①工具箱（arctoolbox）->分析工具（analysis tool）->叠加分析（overlay）->标识（identity）

②输入要素（landuse2009）->标识要素（bgtb2017）->输出名（landuse2014）

 

（6）属性补充

①打开landuse2014属性表可以发现：FID_bgtb2014值为-1且伴随着DLBM_BG,DLMC_BG,YJBM_2009全部为空值的情况。这些值需要从landuse2009相应字段中复制过来

 ②选中要素：右上角按属性选择（select by attributes）->选择FID_bgtb2014，获取唯一值，选择IN，选择-1->确定即可选择-1值的地类图斑

 ③YJBM_BG（右击）->字段计算器->输入[YJBM_2009]->确定->清除所选要素

 

（7）汇总数据

① 工具箱（arctoolbox）->分析工具（analysis tool）->分析工具（statistics）->频数（frequency）

 ②输入表（landuse2009）->输出表（Fre2009.dbf，输出路径放在实验数据中）->频数字段（YJBM_2009）->汇总字段（Shape_Area）->确定

  ③输入表（landuse2014）->输出表（Fre2014.dbf，输出路径放在实验数据中）->频数字段（YJBM_BG）->汇总字段（Shape_Area）->确定

 

（8）土地利用动态度计算

①打开实验数据中的统计表.xls->在excel中分别打开上一步中的Fre2009.dbf与Fre2014.dbf->将面积单位从平方米转换为平方公顷->复制到统计表.xls的相应位置

②总变化量计算公式：2014年-2009年

③年变化量计算公式：（2014年-20019年）/5

④年均土地利用动态度：（2014年-2009年）/2009年/5*100

①观察统计表得出研究区土地利用类型主要由耕地、林地和草地组成

②研究时段内耕地幅度减少幅度最明显；交通运输用地和城镇村及工矿用地增加幅度最明显

③研究时段内，交通运输用地和城镇村及工矿用地及其他用地总体呈现增加趋势。其中交通运输用地增速最快、其次是城镇村及工矿用地；水域及水利设施用地、园地及耕地总体减少趋势，其中水域及水利设施用地减速最快，其次是园地及耕地

 

（9）土地利用转移矩阵制作

1、建立类型转换字段并计算

①打开landuse2014属性表->添加字段->（名称）trans、（类型）文本、（长度）10

②对trans字段打开字段计算器->输入代码：[YJBM_2009]&"-"& [YJBM_BG]->确定

③trans下的值反映了图斑变更前后的土地利用类型以及土地利用的转换关系

 

 2、统计转换情况

① 工具箱（arctoolbox）->分析工具（analysis tool）->分析工具（statistics）->频数（frequency）

②输入表（landuse2014）->输出表（LandTrans.dbf）->频数字段（trans）->汇总字段（Shape_Area） ->确定

 

 3、制作转移矩阵

①打开矩阵表.xls->打开LandTrans.dbf->将面积单位从平方米转换为平方公顷->复制到统计表.xls的相应位置

②转换后的数据按照坐标法填入矩阵表：trans中-的前方为纵坐标（绿色），后方为横坐标（蓝色）

③增加量为：01-01，02-02，03-03，04-04......

④净增量为：右黄相加-左黄

 

（10）土地转移分析

 根据上表可以分析2009-2014土地利用转移的特点：

①减少的耕地与草地去向为交通运输用地与城镇村及工矿用地

②减少的林地去向为交通运输用地

③新增的耕地源于城镇村及工矿用地

④新增的交通运输用地主要源于耕地与林地

⑤新增的城镇村及工矿用地全部源于耕地林地与少量水域与水利设施用地

 三、成果