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《实验一 基于gis和voronoi图的农村居民点空间分布特征及其影响因素研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验一、基于GIS和Voronoi图的农村居民点空间分布特征及其影响因素研究一、实验目的与要求1.实验目的：基于GIS和Voronoi图对农村居民点空间分布特征进行分析,研究自然环境、社会经济环境等不同因素对农村居民点空间分布的影响。2.实验要求（1）数据获取：基于1:5万土地利用图提取农村居民点、河流湖泊、公路、行政界线，基于1:5万地形图提取等高线。（2）实验的具体步骤及方法：A、基于Voronoi图的变异系数(CV)对农村居民点空间分布类型进行探讨；B、全县和各乡镇的农村居民点用地比例(PR)、密度(PD)、平均面积(PV)计算；C、分析不同海拔、坡度、坡向对农村居民点空间分布的影响
2、；D、分析河流、公路对农村居民点空间分布的影响。二、实验原理从农村居民点的空间分布类型、用地比例、密度以及平均面积等方面分析农村居民点的空间分布特征。选取自然生产环境中的地形、河流以及社会经济环境中的公路交通等因素,分析这些因素对农村居民点空间分布的影响。1.基于Voronoi图的变异系数(CV)对农村居民点空间分布类型进行探讨Voronoi图是对平面的一种剖分,在任意一个凸Voronoi多边形中,任意一个内点到该凸多边形的发生点pi的距离都小于该点到其他任何发生点pj的距离,这些发生点也叫Voronoi图的质心或发生元。CV值是Voronoi多边形面积的标准差与平均值的比值,其计算公式为
3、:CV值=标准差/平均值×100%CV值可以衡量现象在空间上的相对变化程度。当某个点集的空间分布为均匀分布时,其Voronoi多边形面积的可变性小,CV值低；当空间分布为集群分布时,在集群内(“类”内)的Voronoi多边形面积较小,而在集群间(“类”间)的Voronoi多边形面积较大,CV值高。但是,规则的周期结构和周期性重复出现的集群分布也会形成较高的CV值。DUYCKAERTS提出了3个建议值:当点集为随机分布时,CV值为57%(包括33%～64%的值)；当点集为集群分布时,CV值为92%(包括大于64%的值)；当点集为均匀分布时,CV值为29%(包括小于33%的值)。在ArcGIS
4、中利用创建点功能,获得每个农村居民点多边形的中心点及点位坐标。然后以全县、各乡镇为设置目标,创建以每个居民点中心点为发生元的Voronoi多边形集合,形成以全县、各个乡镇为边界的Voronoi图，再根据Voronoi多边形的面积计算CV值,确定全县农村居民点的空间分布类型。2.全县和各乡镇的农村居民点用地比例(PR)、密度(PD)、平均面积(PV)计算PR=a/APD=n/APV=a/n式中,a为农村居民点用地面积，A为研究区面积,n为研究区农村居民点斑块数。计算全县和各乡镇的农村居民点用地斑块数、用地比例、密度以及平均面积。3.分析地形对农村居民点空间分布的影响基于DEM提取海拔、坡度、
5、坡向，分析不同海拔、坡度、坡向对农村居民点空间分布的影响，计算不同海拔、坡度、坡向区农村居民点用地斑块数、用地比例、密度以及平均面积。4.分析河流、公路对农村居民点空间分布的影响基于河流、公路做缓冲区，分析不同缓冲区农村居民点用地斑块数、用地比例、密度以及平均面积。三、实验数据土地利用图、水系图、公路图、行政界限图、县乡村点位图、等高线。四、实验内容及步骤1.基于Voronoi图的变异系数(CV)在ArcGIS中利用“矢量要素转为点”的功能,获得每个农村居民点多边形的中心点，利用字段的“计算几何值”功能获取点位坐标。然后以全县、各乡镇为设置目标,创建以每个居民点中心点为发生元的Vorono
6、i多边形集合,形成以全县、各个乡镇为边界的Voronoi图，再根据Voronoi多边形的面积计算CV值,确定全县农村居民点的空间分布类型。2.全县和各乡镇的农村居民点用地比例(PR)、密度(PD)、平均面积(PV)计算计算县域面积，计算县域范围内农村居民点斑块数、用地比例、密度以及平均面积。计算各乡镇面积，计算各乡镇内的农村居民点斑块数、用地比例、密度以及平均面积。3.分析地形对农村居民点空间分布的影响基于等高线生成DEM，并提取坡度坡向。运用“重分类”工具进行海拔、坡度、坡向分类分级；分类分级结果进行矢量化，并计算不同类别的面积；与农村居民点图进行“相交”运算，计算不同类别区农村居民点用
7、地斑块数、用地比例、密度以及平均面积。海拔分级：50或100m；坡度分级：0-7、7-15、15-25、25-35、≥35坡向分类：正阳向（157.5°-247.5°）、半阳向（112.5°-157.5°,247.5°-292.5°）、正阴向(337.5°-360°,0°-67.5°)、半阴向组（67.5°-112.5°，292.5°-337.5°）4.分析河流、公路对农村居民点空间分布的影响利用“欧几里得距离”工具，生
