题目：找出某种珍贵药材的生长区域

1背景

某种珍贵药材生长于山区，通过研究了解到这种药材生长具有严格的生长条件。为了能更好地保护该药材的生长环境，现在需要使用GIS空间分析方法，将药材适合生长区域找出来，以便为该物种保护提供依据。

2数据

（1）山区等高线数据contour.shp；

（2）山区观测点采集的年平均温度和年总降水数据climate.txt。

3药材生长条件

请依据以下条件，确定此区域适合种植这种药材的范围，并制作专题图，给出适宜种植的面积。

（1）这种药材一般生长在沟谷两侧较近的区域（一般不超过500m）；

（2）这种药材喜阳；

（3）生长气候环境为年平均温度10~12度；

（4）年总降水量为550~680mm。

4工作流程（解题思路）

5操作步骤

5.1 创建DEM数据

（1）在ArcToolbox中选择3D Analyst->Data Management->TIN->Create TIN，打开Create TIN对话框，设置如图5-1所示。结果如图5-2所示。



图5-1 Create TIN对话框



图5-2 等高线生成TIN结果

（2）在ArcToolbox中选择3D Analyst->Convertion->TIN->From TIN->TIN to Raster，打开TIN to Raster对话框，设置如图5-3所示。结果如图5-4所示。



图5-3 TIN to Raster对话框



图5-4 生成的DEM数据

5.2阳坡提取

（1）提取坡向数据

ArcToolbox中，打开Spatial Analyst Tools->Surface->Aspect，弹出Aspect对话框。输入DEM数据，设置输出路径，点击ok。如图5-5所示。结果如图5-6所示。



图5-5 Aspect对话框



图5-6 生成的坡向结果数据

（4）在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Reclass->Reclassify工具，对坡度数据进行重分类。点击Reclassify对话框中的Classify按钮，在弹出的Classification对话框中进行如图5-6的设置。点击ok回到Reclassify对话框进行如图5-7的设置。得到结果如图5-8所示。



图5-7 Classification对话框



图5-8 Reclassify对话框



图5-9 药材生长适宜区——阳坡

5.3沟谷缓冲区

（1）填洼在确定水流方向前先填平DEM中的洼地。在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Hydrology->Fill工具，在弹出的Fill对话框中输入DEM数据进行填平，如图5-10。点击ok结果如图5-11所示。



图5-10 Fill对话框



图5-11 填洼结果

（2）提取水流流向数据

1）在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Hydrology->Flow Direction工具，输入填洼后的DEM数据。得到流向数据。设置如图5-12，结果如图5-13所示。



图5-12 Flow Direction 对话框



图5-13 提取的流向数据

2）在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Hydrology->Flow Accumulation工具，输入流向数据。得到汇流累积量。设置如图5-14，结果如图5-15所示。



图5-14 Flow Accumulation对话框



图5-15 汇流累积量结果

（3）提取沟谷网络

在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Math->Logical->Greater than Equal工具，如图5-16进行设置，结果如图5-17所示。



图5-16 Greater than Equal对话框



图5-17 提取出来的符合要求的沟谷网络

（4）对水系作缓冲区分析

在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Distance->Euclidean Distance工具，如图5-18进行设置，结果如图5-19所示。



图5-18 Euclidean Distance对话框



图5-19 欧氏距离结果

（5）提取缓冲区

在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Math->Logical->Less than Equal工具，如图5-20进行设置，结果如图5-21所示。



图5-20 Less than Equal对话框



图5-21 药材生长适宜区——沟谷

5.4 温度及降水的提取

（1）导入观测点数据

在ArcMap主菜单上选择File->Add Data->Add XY Data.X字段选择X，Y字段选择Y，点击确定完成导入。如图5-22所示。



图5-22 导入的观测点数据

（2）右键该图层，选择Data->Export Data，将数据保存为sample.shp，如图5-23所示。



图5-23 Saving Data 对话框

（3）内插生成年平均温度、降水表面数据

在ArcToolbox中打开3D Analyst Tools->Raster Interpolation-> IDW工具，点击IDW对话框上的Enviornments，将处理范围设置与DEM数据一致。如图5-24所示，设置如图5-25，结果如图5-26所示。同理生成降水表面数据，结果如图5-27所示。



图5-24 环境设置



图5-25 IDW对话框



图5-26 温度表面数据



图5-27降水表面数据

（3）根据药材生长条件，提取满足条件的温度和降水区。

在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Map Algebra->Raster Caculator工具，提取公式满足，“10<=温度<=12”,设置如图5-28，结果如图5-29所示。同理提取满足条件的降水区“550<=降水<=680”，设置如图5-30所示，结果如图5-31所示。



图5-28 Raster Caculator工具



图5-29 药材生长适宜区——温度适宜区



图5-30 计算满足条件的降水区



图5-31 药材生长适宜区——降水适宜区

（13）提取满足适合药材生长条件的4个区域

在ArcToolbox中打开Spatial Analyst Tools->Map Algebra->Raster Caculator工具。如图5-32输入公式，得到满足条件的栅格区域，如图5-33所示。



图5-32 计算满足条件的栅格区域



图5-33 满足条件的结果

5.5制作专题图

（1）点击视图区左下角布局视图按钮 ，点击DEM、stream、heshiqu三个数据，调整到合适位置。

（2）点击菜单栏上的Insert，分别插入图名，指北针、比例尺、图例等要素。调整位置和大小，结果如图5-34所示。



图5-34 某药材适合生长区域分布图