关于矢量数据叠加分析的教程

地理信息系统实习教程（ArcGIS 9） 第四篇 矢量型空间分析 多边形合并、叠合

第十一章 多边形合并、叠合

Input Features：乡 下拉选择图层名

Output Feature Class：d:\gis_ex11\ex11\temp\dissolve1.shp 鼠标选择路径，键 盘输入文件名

1 多边形合并

ArcMap 可以按要素的属性进行合并，除了如将相同类型的点、线、面合并 为点簇、线簇、多边形簇，还可以是合并后的数据进一步简化。本练习对乡进行合并、简化处理，使乡合并为县。

图11-1 data frame1的显示

启动地图文档\gis_ex09\ex11\ex11.mxd，激活data frame1（见图11-1），仅有 一个面状图层“乡”。地图窗口在按钮条点击图标

，出现ArcToolbox 窗口，为

了有效利用显示屏，可将ArcToolbox 窗口拖动到目录表下侧，展开ArcToolbox / Data Management Tools / Generalize，鼠标双击Dissolve ，出现Dissolve 对话框：

Dissolve Field(s) (optional)： 合并的字段名

√ CO_NAME 勾选，按每个乡所在县的名称相同合并

Statistics Field(s) (optional)： 需计算的字段 Field Statistic Type

AREA SUM 下拉添加多边形面积字段名，下拉选择计算方法为累加 POP94 SUM 下拉添加94年人口字段名，下拉选择计算方法为累加

图11-2 按乡合并成县

按OK 键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed 提示，表

地理信息系统实习教程（ArcGIS 9） 第四篇 矢量型空间分析 多边形合并、叠合

示处理完毕，按Close 键关闭。叠合后的图层dissolve1出现在目录表、地图窗口 内（见图11-2）。每个乡按所在县合并，空间处理的结果是取消了多边形乡的边 界，保留了县的边界，对AREA 和POP94二个字段作了累加计算。

用鼠标右键打开图层dissolve1的Properties…，选择Symbology 标签，为每 个县定一种颜色（Unique Values为图例类型，CO_NAME为Value Field），点击 Symbology 标签左下角的Add all values添加分类的值，按“确定”键，可以看到 志远县在几何上由三个互不相邻的多边形组成（地图右上角），但是每个县在空间 上是一个整体，在属性表中也只有一条记录，打开要素属性表显示结果如下：

Dissolve_Shape* CO_NAME SUM_AREA SUM_POP94 （合并后的要素类型） （县名） （合并后的面积） （合并后的人口）

Polygon 兴益县 437.722261 461844 Polygon 广宁县 665.428857 468291 Polygon 志远县 245.959860 334346 Polygon 罗丰县 510.328586 618648

2 多边形叠合练习简介

激活data frame2，可以看到“高程”、“地块”二个多边形图层（见图11-3）。 “高层”多边形是由地形等高线组合而成。打开图层属性表“Attribute of高程”， 可以看到该属性表有字段Hight ，表示该多边形的最大高程。打开图层属性表 “Attribute of地块”，可以看到该属性表有Landuse ，Value, Class等字段，分别表 示土地使用、估计财产、地基类型。在目录表的下部点击标签Source ，可以看到， 图层数据的存放路径。点击按钮

Add Data，在d:/gis_ex09/ex11/路径下，选择

独立属性表found.dbf ，用Add 按钮，该表加载。鼠标右键点击该表，选Open 打 开，可以看到该表有Class ，Para 二个属性，表示地基类型和损失系数，关闭属性 表窗口。

图11-3 data frame的显示

地块属性表地基-损失参数表

5

Land_idLanduseValueClassV_a ClassPARA 64

4 C 90000 A 0.005 R1 100000 A C 0.00 0.75 0.25 6 R1 115000 B A 0.00C

0.50

7 R2 100000 C 0.0071 R1 10000 2 R2 50000 0.00 3

C

A C 30000

0.00 B

0.00

2

1

本例为一个假设的洪水淹没损失估计，损失与如下因素有关：

（1）地形高程，高于500的范围不受洪水淹没，由高程多边形的最大高程 11 - 2

3

地理信息系统实习教程（ArcGIS 9） 第四篇 矢量型空间分析 多边形合并、叠合

属性（Hight ）决定。

（2）土地使用，只对住宅用地分析，由地块多边形的土地使用属性（Landuse ） 决定。

（3）地基类型，地基好的损失小，地基差的损失大，由地基—损失参数表 （found.dbf ）中的地基类型（Class ）和损失系数（Para ）决定。

（4）地块上居民的财产，由地块的估计财产属性（Value ）决定。 图11-4为地块属性表和地基—损失参数表的逻辑关系。

3 计算地块财产密度

用鼠标右键打开图层“地块”的要素属性表“Attribute of地块”，在按钮条 中点击图标

（Editor Toolbar），调出数据编辑工具条，选用菜单Editor / Start

Edting ，可编辑字段变成白色，该表进入编辑状态。鼠标右键点击字段名V_A， 选用Calculate Values…，出现提示：V_A = ，用鼠标点击输入：

[VALUE] / [AREA]

按OK 键结束，可以看到字段V_A被赋值。使用菜单Editor / Stop Editing， 提示是否保留编辑，回答“是（Y ）”，可以看到，编辑状态结束，属性表关闭。

4 空间叠合

如果ArcToolbox 窗口未显示，在地图窗口点击图标

，调出ArcToolbox ，

展开ArcToolbox / Analysis Tools / Overlay，鼠标双击Union ，出现Union 对话框， 在第一行Input Features提示下，展开选择“高程”，再展开选择“地块”，可以看 到这二个图层名出现在Features 列表中。

Output Feature Class：d:\gis_ex09\ex11\temp\Union1.shp 鼠标选择路径，键 盘输入文件名

JoinAttributes (Optional)：ALL 默认，所有字段都合并

按OK 键继续，软件出现处理过程提示窗，左上角出现Completed 提示，处 理完毕，按Close 键关闭。叠合后的图层Union1出现在目录表、地图窗口内（见 图11-5）。

图11-5 叠合后的多边形专题图层

5 计算叠合后的多边形面积

用鼠标右键打开图层属性表“Attributes of Unionl”，在表的右下侧选用菜单 Options / Add Field…，在随后的对话框中定义所增加的字段：

Name （字段名）：New_Area

Type （数据类型）：Double （双精度浮点型） precision （字段宽度）：10

11 - 3

地理信息系统实习教程（ArcGIS 9） 第四篇 矢量型空间分析 多边形合并、叠合

scale （保留小数点位数）：1

按OK 键返回，再为字段New_Area赋值。鼠标右键点击属性表的字段名 New_Area，选择菜单Calculate…，出现Field Calculator对话框，勾选Advance 选 项，在Pro-logic VBA Script Code文本框内输入以下VBA 代码：（“//”右边的文 字为代码说明，不必输入，只输入英文代码即可）

dim newarea as double //声明double 类变量newarea 用于保存面积值，该名

字可以自行取名，但要与下面的命令框输入的名字保持一致

dim pArea as IArea //声明IArea 类变量pArea 用于保存参与计算的字段 set pArea = [shape] //为变量pArea 赋值

newarea = pArea.area //求解多边形面积并赋给以上用户定义的变量

newarea

在下面的New_Area = 的命令输入框输入刚才创建的面积计算变量名 newarea ，按OK 键结束，可以观察到字段New_Area中的计算结果为叠合后多边 形的面积。

6 计算地块损失、损失密度

选用菜单Options / Add Fied。。。，在对话框内输入：

Name ：Estloss （地块的估计损失） Type: double （数据类型为数值型） Precision ：10 （宽度为10）

Scale ：2 （小数点保留2位）

按OK 键后，再选用菜单 Options/Add Field…：

Name: Lossden （单位面积的损失密度） Type:double （数据类型为数值型） Precision ：8 （宽度为8） Scale ：3 （小数点保留3位）

按OK 键确认。下一步将地基类型－损失系数表连接到叠合多边形属性表。 缩小当前的属性表窗口，到目录表中点击Source 标签（如果没有表名found ，点 击

Add Data…，选择/gis_ex09/ex11/found.dbf，加载）。在目录表中鼠标右键点

击图层名Union1，选用快捷菜单的Joins and Relates / Join…，执行表和表的合并 连接操作，在Join Data对话框中输入表连接的条件：

What do you want to join to this layer? Join attributes from a table 下拉选择，执行 表和表连接

1. Choose the field in this layer that the join will take place：CLASS 下拉选择 Union1属性表中的关键字段

2. Choose the table to join to this layer, or load the table：found 下拉选择被连表名3. Choose the field in the table to base the join only：CLASS 下拉选择found 表中 的关键字段

按OK 键确认，提示是否增加属性索引，回答“No”，完成合并连接，可以 看到属性表“Attribute of Unionl.shp”多了字段found.PARA ，即损失系数。鼠标 右键点击表中的字段名Union1.Estloss ，选用Calculate / Values…，取消Advanced

11 - 4

地理信息系统实习教程（ArcGIS 9） 第四篇 矢量型空间分析 多边形合并、叠合

前的勾选，保持空白，不使用VBA 程序，在Union1.Estloss = 的提示下，借助鼠 标在文本框输入：

[Union1.New_Area] * [Union1.V_A] * [found.PARA]

按OK 键确认，字段Union1.Estloss 被赋值，即：

键关闭Layer Properties对话框，可以看到Unionl 中的要素被过滤。过滤成功后， 图层的要素明显减少。再打开Unionl 的Layer Properties窗口，选择Symbology 标签，定义损失密度图层的图例：

Show ：Quantities / Graduated Colors 点击选择颜色渐变符号

Fields / Value：Union1.Lossden 下拉选择字段名，按损失密度分类 地块估计损失 = 地块财产密度 × 叠合后的多边形面积 × 损失系数 再用鼠标右键点击字段名Union1.Lossden ，选用Calculate / Values…， Advanced 前的勾选框继续保持空白，不使用VBA 程序，在Union1.Lossden = 的 提示下，用鼠标输入：

[Union1.V_A] * [found.PARA]

先按回车键表示输入完毕，再按OK 键确认，字段Union1.lossden 被赋值， 即：

地块的损失密度 = 地块财产密度 × 损失系数

7 地块过滤，分析结果表达

关闭属性表窗口，返回data frame，双击图层名Unionl ，调出Layer Properties对话框，选择Definition Query标签，点击按钮Query Builder…，输入组合查询条 件（单双引号必须都是英文字符）：

"Union1.HIGHT"

按OK 键返回，图层Unionl 中只有高程小于或等于500，土地使用为住宅， 其土地使用（LANDUSE ）属性为R 开头的字符串，才进入选择集，按“确定”

Fields / Normalization: 按Classify… 按钮

Classification / Method: Natural Breaks（Jenks ）Classification / Classes: 3 Classification / Method: Manual 类

在右侧Break Values对话框中，键盘输入： .030 .060 .090

按OK 键返回，可以看到右侧的图例表：

Symbol （符号） Range （分类范围）输入）

对应的颜色符号 .005 - .030 对应的颜色符号 .031 - .060 对应的颜色符号 .061 - .090

下拉选择 下拉选择，分3类

再次下拉选择，手动方式分 Label （图例标识，中文

低 中 高 11 - 5

地理信息系统实习教程（ArcGIS 9） 第四篇 矢量型空间分析 多边形合并、叠合

根据需要调整多边形的填充符号、颜色，按“应用”按钮，观察地图显示效 果，满意后按“确定”键，关闭Layer Properties窗口。可以关闭高程、地块两个 图层的显示状态，再打开，观察显示效果（参见图11-6）。

图11-6 分析结果专题图显示

最后一步为汇总损失值，用鼠标右键打开图层Unionl 的属性表“Attribute of Unionl”，鼠标右键点击该表的字段名Unionl.Estloss ，选Statistics…，系统将显示估计的损失值汇总：

Count ： 5 计算的地块数

Minimum ： 185.5700 损失最小的地块值 Maximum ： 50000.04 损失最大的地块值 Sum: 125817.8 损失之和 Mean ： 25163.57 地块损失平均值

Standard… 18818.64 统计标准查

关闭显示窗口，关闭属性表窗口。

8 叠合分析过程小结

（1）在地块属性表中增加一个字段，按地块面积计算财产密度。

（2）将地块多边形和高程多边形作叠合处理（Union ），生成的叠合多边形 （Unionl ）具有高程、土地使用、地基类型、地块财产密度等属性。

（3）计算叠合后的多边形面积。

（4）计算地块损失和损失密度。将地基―损失参数表（found.dbf ）连接到 Unionl ，以地基类型（Class ）为关键字，使叠合后的多边形属性表获得损失系数 字段PARA ，这样，可以计算：每个多边形的估计损失 = 财产密度 × 叠合后的 多边形面积 × 损失系数，估计损失密度 = 财产密度 × 损失系数。

（5）专题地图表达，指标统计。在Layer Properties中对Union1的要素进行

过滤，只有高程小于等于500、土地使用为住宅的多边形才进入估计其损失的选 择集，据此，显示出按损失密度高低分类的地图，统计估计损失值。

空间数据叠合过程可参考图11-7，图11-8。初次练习的读者可能将精力集中 在计算机操作，顾不上分析的内在含义，做完练习后，应回顾数据处理的过程， 体会分析的意义，对原理的理解比获得正确的结果更重要。

练习结束，选File / Exit，关闭Map Document，退出ArcMap ，软件提示是否 要保存对Document 做过的改动，如果本练习完成后，不影响以后的、他人的练

习，应选“否（No ）”回答。

9 叠合功能简介

空间数据的叠合（Overlay ）是GIS 的典型功能。ArcMap 可作点和面、线和 面、面和面的叠合处理。图11-9为二种典型的面和面相叠合的示意图（Union 和

11 -6

Intersect ）。两个图层叠合的结果是生成一个新的图层，除图形数据来自被叠合的两个图层外，还保持了原来两个图层各自的属性数据。

C

510

AA

510

C 500

530 540

520

地块多边形A

高程多边形 B

C

510

520

图11-7 叠合之前的图层

叠合后的多边形

图 11-8 叠合、过滤后的图层过滤后的多边形

INPUT Polygon UNI