土地整治
土地整治是指在一定的区域内,按照土地利用总体规划确定的目标和用途,采取工程和生物措施,以农用地为主要对象,同时视区域内居民点、工矿废弃地和未利用地等适宣性况生费行综合整治,并以增加耕地面积、提高耕地质量、建设高标准基本农田为目的,改善农进生活条件与生态环境的活动。土地整治实质是合理组织土地利用。我国于20世纪90年代后期提出并开始实施土地整治,它在提高农业综合生产能力,加快农业现代化、推进工业化和城镇化进程及实现城乡统筹发展等方面发挥了重要作用。
目录
[5.1 实验内容及目的](#5.1 实验内容及目的)
[5.1.1 实验内容](#5.1.1 实验内容)
[5.1.2 实验目的](#5.1.2 实验目的)
[5.2 实验方案](#5.2 实验方案)
[5.3 操作流程](#5.3 操作流程)
[5.3.1 环境设置](#5.3.1 环境设置)
[5.3.2 提取河网](#5.3.2 提取河网)
[5.3.3 提取出水口数据及流域范围](#5.3.3 提取出水口数据及流域范围)
[5.3.4 河流整治适宜区提取](#5.3.4 河流整治适宜区提取)
[5.3.5 绘制专题图如下：](#5.3.5 绘制专题图如下：)
[5.3.6 计算整治区面积及费用](#5.3.6 计算整治区面积及费用)
5.1 实验内容及目的
5.1.1 实验内容
本实验利用GIS空间数据管理与分析功能,按照土地整治要求,求解某流域需要开展土地整治的土地面积,然后按照土地整治要求,利用GIS水文分析工具、区域统计工具,求出该流域需要开展土地整治的各类土地的面积,并进行土地整治成本计算。具体内容如下:
(1)根据提供的数字高程模型数据给出沟谷线(汇流累积量>100的区域为沟谷线)。
(2)基于沟谷线提取流域出水口大概位置数据并给出该流域的范围。
(3)按照实验要求,该流域开展土地整治的流域需要同时满足以下三个条件:坡度大于等于10°、海拔小于等于300m、在沟谷线500m范围内。请给出该流域需要开展土地整治的面积,并编制专题地图。
(4)不同土地利用类型开展土地整治的成本有所差异,请计算该流域需要整治的各类土地利用类型的面积(单位为公顷,保留两位小数)及费用(万元,整数)。
5.1.2 实验目的
(1)了解基于数字高程模型(DEM)水文分析的基本原理。
(2)掌握基于沟谷线提取出水口的常用方法。
(3)掌握栅格数据叠置分析,掌握栅格计算器的正确使用,掌握满足土地整治适宜区的提取。
(4)掌握ArcGIS中区域统计的方法。
5.2 实验方案
提取地表水流网络是DEM水文分析的主要内容之一。实验采用地表径流漫流模型:首先,对DEM进行填洼,以减少水流方向的误差;在无洼地DEM上利用最大坡降法得到每一个栅格的水流方向;然后依据自然水流从高处往低处流的自然规律,计算出每一个栅格水流方向上的汇流累积量。基于上述思想,汇流量大于临界值的相应棚格就是潜在的水流路径,由这些水流路径构成的网络称为河网，最后将河网进行矢量化。
由于缺少出水口数据,在提取流域范围之前,先提取出水口。在这里将河网看作树,树的枝干就是溪流的通道,两个溪流通道的交点被视为出水口。用流向数据和绘制的出水口数据提取分水岭,作为流域范围。
基于DEM数据提取出坡度适宜区和海拔适宜区,根据求取的沟谷适宜范围,三者求交即为土地整治范围。
5.3 操作流程
5.3.1 环境设置
在ArcMap主菜单中点击【地理处理】--【环境设置】,设置工作空间和处理范围与DEM相同、空间分析栅格像元大小与DEM相同等,环境设置如下图所示。
5.3.2 提取河网
利用已知的 DEM 数据,进行水文分析,提取流向、汇流累积量,然后按照一定的阈值提取出相应的汇流累积量,即为河网,将栅格河网转为矢量形式,从而得到矢量河网分布图。
(1)填洼:
点击 ArcToolbox中的【空间分析】-【水文分析】--【填洼】,对DEM 进行填洼填洼设置如图：
填洼结果如下图所示：
(2)流向提取:
点击ArcToolbox中的【空间分析】-【水文分析】-【流向】,利用流向栅格数据提取流向数据,流向设置如下图所示。
流向提取结果如下图：
(3)流量计算:
点击ArcToolbox中的【空间分析】--【水文分析】--【流量】,利用流向栅格数据提取流量数据,流量设置如下图所示：
流量结果如下图所示。
(4)河网提取:
在ArcToolbox中点击【空间分析】--【地图代数】--【栅格计算器】,输人表达式如下图所示：
这里的Con函数解释如下:
Con(condition, true_value, {false_value})
这里的
condition是一个逻辑表达式，用来测试每个像元是否满足特定条件；true_value是当条件为真时赋予像元的值；而{false_value}（可选）是当条件为假时赋予像元的值。如果没有提供false_value参数，那么当条件不满足时，结果栅格中的像元将被赋予 NoData 值。
所以，这段代码的意思是：对于名为 "FlowAcc_Flow1" 的栅格数据，如果某个像元的水流累积量大于或等于100，则在输出栅格中该位置的像元值设置为1；如果小于100，则输出栅格中对应位置的像元将被赋予 NoData 值。
提取值范围内的汇流累积量即为栅格河网,栅格河网结果如下图 所示。
可以根据这两幅图（流量计算图和河网提取图），判断转换过程中是否有出现错误。
(5)栅格河网天量化:
点击ArcToolbox中的【空间分析】->【水文分析】-【栅格河网矢量化】,输入栅格河网数据,提取出矢量河网,提取矢量河网设置如图所示：
矢量河网分布结果如下图所示：
5.3.3 提取出水口数据及流域范围
出水口的位置通过从河网结构中提取河网中河段与河段的交点,也就是利用河网之间相交的拓扑关系来确定。在此基础上结合前面求出的流向数据,分析搜索出该出水点上游所有流过该出水口的栅格,直到搜索至流域的边界为止。
(1)启动开始编辑,选中所有河网,点击高级编辑工具的国按钮将线要素从相交处打断,打断相交线设置如下图所示：
(2)在目录下,新建文件数据库filebase.gdb和要素数据集datasets,坐标系与矢量河网-致
查看StreamT_River_n1矢量河网文件坐标系：
刚好创建要素数据集的默认坐标系也是这个，直接一路点next就行
导人矢量河网,设置如下图所示：
点击右键选择【新建网络数据集】,然后界面设置如下图所示：
新建网络数据集结果如下：
(3)将生成的结点数据"datasets_ND_Junetions"与河网数据"River"进行连接,右键点击"datasets_ND_Junctions"图层,点击【连接和关联】--【连接】进行连接设置,如下图所示。
(4)打开连接后的河网连接点属性表,筛选出连接线个数大于2的结点即为出水口点,筛选设置如下图所示
筛选结果输出如下图所示。
导出数据：
(5)流域范围:点击ArcToolbox中的【空间分析】->【水文分析】-【分水岭】,输入流向栅格数据和出水口数据,提取流域范围。生成流域范围设置如下图所示
流域范围结果如下图所示。
上图中圆形出水口点表示根据河网提取出来的出水口,划分的值为流域范围的值。
5.3.4 河流整治适宜区提取
首先通过求取水平面与地形面之间的夹角获取坡度,并利用栅格计算器,设定满足条件坡度为真,提取适宜的坡度范围。然后求取沟谷线缓冲区。再利用栅格计算器,提取适宜的程范围。最后求交,得到符合条件的栅格化土地整治适宜区。河流整治适宜区提取流程图5.22所示。
(1)提取坡度适宜区:
在ArcToolbox中点击【空间分析】【表面分析】-【坡度】,输入DEM获得坡度数据,坡度提取设置如下图所示：
提取结果如下：
在ArcToolbox中点击【空间分析】--【地图代数】【栅格计算器】,输入表达式下图所示:提取出坡度适宜范围。
#这里的代码意思是将该文件中将坡度大于等于10的设置成1
Con("Slope_elevation1.tif" >= 10,1)
结果如下图：
(2)提取海拔适宜范围:
在ArcToolbox中点击【空间分析】--【地图代数】-【栅格计算器】,输人表达式如下图所示：
#这里的意思是将该文件中海拔小于等于300的设置成1
Con("elevationdem_" <= 300,1)
提取出海拔适宜范围如图：
(3)提取沟谷适宜范围:
在ArcToolbox中点击【分析工具】--【领域分析】--【缓冲区】,输人矢量沟谷网数据。缓冲区提取设置如下图所示。
缓冲区结果如下图：
在ArcToolbox中点击【转换工具】-【转为栅格】-【面转栅格】,输入数据为沟谷线缓冲区数据。面转栅格设置如下图所示。
转换结果如下图：
(4)提取河流整治适宜区范围:
在ArcToolbox中点击【空间分析】-【地图代数】-【栅格计算器】,输人表达式如下图所示
提取出河流整治适宜范围。
(5)将得到的整治适宜区转为矢量格式:
在ArcToolbox中点击【转换工具】->【由栅格转出】--【栅格转面】,输人整治区范围数据,获得矢量整治区范围。栅格转矢量设置如下图所示
结果如下图所示。
5.3.5 绘制专题图如下：
5.3.6 计算整治区面积及费用
将矢量整治区与土地利用类型进行相交处理,得到各类型土地需要整治的面积,根据土地整治费用表计算整治费用。
(1)将土地利用分类图转为矢量格式:
在Arcoolbox中点击【转换工具】--【由栅格转出】一【栅格转面】,栅格转面设置如下图所示
结果如下图所示。
(2)求取土地利用图和整治适宜区面积的交集:
在ArcToolbox中点击【分析工具】-【叠加分析】【相交】,相交设置如下图所示
相交结果如下图所示。
(3)打开属性表,添加面积字段,如下图所示：
计算面积,将"单位"设置为"公顷",设置如下图所示：
(4)在ArcToolbox中点击【分析工具】--【统计分析】->【汇总统计数据】,"字段"设置为"面积","统计类型"设置为"SUM","案例分组字段(可选)"选择"LANDUSE",汇总统计数据设置如下图所示：
(5)导出统计表:在ArcToolbox中点击【转换工具】--【Excel】-【表转Excel】,输入统计结果。表转Excel设置如下图所示。
结果如图所示：
(6)计算土地整治费用,按实验中要求,在Excel表中利用函数计算土地整治费用,结果如下表所示。
实验五----土地整治到这儿也结束了，不想最开始做第一二个实验那样，现在做后面的实验都得心应手，感觉so easy了
如果对您有帮助，不妨给个三连！！！