限制研究区域
您仅需将研究区域限制在日本四个主要岛屿中最小的一个岛屿 - 四国即可,而不必对整个日本的农村地区进行分析。 首先,您需要将都会区就业 (MEA) 数据添加到 ArcGIS Pro 的新工程中。 MEA 是指核心城市人口至少为 50,000 人,周围通勤人口至少为 10,000 人的市镇。 对于您的分析,您需要将农村地区定义为非 MEA 的市镇(这意味着其人口低于最低值)。 然后,您将从此数据集中提取农村地区。 之后,您将添加人口数据。
添加直辖市边界数据
在日本,农村与城市之间的划分主要基于就业以及与市中心的通勤联系。 首先,您将添加一个包含日本所有 MEA 的图层。
注:
城市和农村地区的定义因国家而异。 可以通过人口密度、土地利用、发展之间的距离或其他因素来定义区别。
- 启动 ArcGIS Pro。 如果出现提示,请使用您获得许可的 ArcGIS 帐户或使用指定用户帐户的 ArcGIS Enterprise 门户进行登录。
注:
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户,请参阅软件访问权限选项。
如果您要登录 Enterprise 帐户,请确保将 ArcGIS Pro 配置为使用您组织的门户。
ArcGIS Pro 随即打开。 在新建标题下包含工程模板列表。
- 在新建工程下,单击地图。
- 在新建工程窗口中,对于名称,输入 SDG_Japan。 单击确定。
随即将在 ArcGIS Pro 中打开一个空白地图工程。 根据您组织的设置,默认范围可能有所不同。 首先,您需要更改底图,使其突出显示您的数据。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在图层组中,单击底图并选择浅灰色画布。
浅灰色画布底图的外观非常简洁,更能突出显示添加到地图中的数据。 接下来,您将添加 MEA 数据。
- 在功能区地图选项卡的图层组中,单击添加数据按钮。
随即显示添加数据窗口。 可以添加来自计算机、ArcGIS Online 组织、Enterprise 门户或 ArcGIS Living Atlas of the World 的数据。 MEA 数据托管在 ArcGIS Online 中。
- 在门户下,单击 ArcGIS Online。 在搜索框中,输入 Metropolitan Employment Areas owner:Learn_ArcGIS,然后按 Enter 键。
- 单击 Metropolitan Employment Areas 图层,然后单击确定。
随即将图层添加到地图,地图范围将更改为显示日本。
满足作为 MEA 条件的市镇将根据其郊区类别使用不同的颜色来设置样式。 非 MEA 的市镇无任何颜色。 (根据您的缩放范围,您可以看到市镇之间的边界。)
接下来,您将选择适合亚太地区的投影。 在 ArcGIS Pro 中,地图的默认坐标系由添加的第一个图层(不包括底图)确定,即 Metropolitan Employment Areas 图层。
- 在内容窗格中右键单击地图,然后单击属性。
随即出现地图属性窗口。
- 在地图属性窗口中,单击坐标系选项卡。
当前 XY 框指示地图的当前坐标系为 WGS 1984 世界等距圆柱。
在本教程中,您需要测量和评估对全天候道路的访问情况,因此您将使用等积投影。
- 在搜索栏中,键入 equal earth,然后按 Enter 键。
- 在可用 XY 坐标系列表中,单击投影坐标系旁边的箭头将其展开。 展开世界。 单击平等地球(世界)亚太地区。
- 单击确定。
坐标系随即更新。
过滤数据
接下来,您将过滤数据。 首先,您将创建一个定义查询,以仅显示四国的市镇。 然后,您将根据 MEA 状态选择四国农村市镇,然后将其导出到新要素类。
- 在内容窗格中,双击 MetropolitanEmploymentAreas。 在随即显示的图层属性窗口中,单击定义查询选项卡。
定义查询允许您仅显示具有特定属性的要素。 特别是,您的定义查询将显示四国四个省(爱媛县、香川县、高知县和德岛县)的市镇。
- 单击新建定义查询。
- 对于定义查询 1,请使用菜单创建表达式 Where PNAME includes the value(s) Ehime,Kagawa,Kochi,Tokushima。
- 单击应用。 单击确定。
已应用过滤器并且仅显示四国岛上的自治市。
- 放大到四国岛。
将使用不同的颜色设置符合 MEA 条件的市镇的样式。 而对于其他非 MEA 的市镇,可将其视为农村。 从地理位置来看,该岛的大部分地区均为农村。
接下来,您将选择农村市镇并将其导出到新要素类。 可以通过创建表达式来进行选择,类似于为定义查询创建的表达式。
- 在功能区地图选项卡的选择组中,单击按属性选择。
按属性选择窗口随即显示。
- 在按属性选择窗口中,设置以下参数:
- 确认输入行已设置为 MetropolitanEmploymentAreas。
- 确认选择类型为新建选择内容。
- 对于表达式,创建表达式 Where AREATYPE is equal to RURAL。
- 单击验证 SQL 表达式是否有效按钮。
如果已正确创建表达式,则将显示一条消息,确认表达式有效。 验证表达式将检查软件是否能够理解表达式的语法。 无法保证存在所有适合该表达式的要素。
- 单击确定。
将选择四国的农村市镇(非 MEA 的市镇)。
接下来,您需要将所选要素导出到新图层。 该图层将仅包含您感兴趣分析的市镇。
- 在功能区分析选项卡的地理处理组中,单击工具按钮。
- 在地理处理窗格的搜索栏中,输入 copy features,然后单击结果列表中的复制要素工具。
默认情况下,图层将复制到工程的默认地理数据库,即您在创建工程时所创建的特殊文件夹。
- 对于输入要素,选择 MetropolitanEmploymentAreas。 对于输出要素类,输入 Shikoku_Rural。
- 单击运行。
复制的图层随即添加到地图中。 您不再需要显示所有市镇的原始要素图层,因此可将其移除。
- 在内容窗格中,右键单击 MetropolitanEmploymentAreas 并选择移除。
移除图层后,将仅显示新的 Shikoku_Rural 图层。
- 在快速访问工具栏上单击保存按钮。
工程已保存。
添加人口数据
现在您已标识日本四国地区内的市镇,接下来您将添加人口数据,需要计算全天候道路 2 公里范围内的人口百分比。
在日本,将在街区级别采集人口估算数据。 街区是市镇内的小型行政区域。 首先,您将在四国添加一个所有街区的图层。 然后,您将裁剪图层以仅包含农村市镇中的街区。
- 在功能区地图选项卡的图层组中,单击添加数据。
- 在添加数据窗口中,如有必要,单击 ArcGIS Online。 搜索 Shikoku Cho-cho-moku owner:Learn_ArcGIS。
- 选择 Shikoku Cho-cho-moku 图层并单击确定。
注:
数据集中包含大量要素,加载可能需要一些时间。
随即将街区添加到地图中。
接下来,您将使用另一个地理处理工具来裁剪街区图层的范围,以仅显示农村地区的街区。 街区是市镇的分区,因此街区边界与市镇边界完全吻合。
- 在地理处理窗格中,单击后退按钮。
提示:
如果已关闭地理处理窗格,可将其重新打开。 在功能区上,单击分析选项卡。 在地理处理组中,单击工具。
- 搜索并打开裁剪工具。
- 对于裁剪工具,输入以下参数:
- 对于输入要素,选择 Shikoku Cho-cho-moku。
- 对于裁剪要素,选择 Shikoku_Rural。
- 对于输出要素类,将输出名称更改为 Shikoku_Rural_Population。
注:
裁剪工具中可能会显示一条消息,建议改用成对裁剪工具。 对于本教程,您将使用裁剪工具。
- 单击运行。
该工具随即运行。 几分钟之后,新图层将添加到地图中。 目前,您无法看到新图层,因为它被原始街区数据集遮挡。
- 在内容窗格中,右键单击 Shikoku Cho-cho-moku 图层并选择移除。
现在,裁剪后的图层处于可见状态。
您现在拥有四国街区级别的农村人口数据。
- 保存工程。
您已将全国范围内的市镇数据添加到新地图中。 您创建了一个查询,用于将数据限制在四国范围内,并创建了一个仅包含农村市镇的新数据集。 然后,您添加了人口估算数据并将其裁剪到农村市镇。 现在,您的地图仅包含研究区域的数据。
接下来,您将使用此数据来计算全天候道路 2 公里范围内的农村人口百分比。
评估道路通行
您之前已向地图添加了市镇和人口数据,并对数据进行了过滤。 接下来,您将添加全天候道路数据。 然后,您将在道路周围创建一个 2 公里的缓冲区,然后评估该缓冲区内农村人口的百分比。 通过评估结果,您可以了解四国地区对联合国可持续发展目标指标 9.1.1 的遵循度,该指标是可持续发展的一项衡量标准。
缓冲道路数据
首先,您需要向地图添加全天候道路数据。 根据指标 9.1.1 的元数据,全天候道路是“一条全年都允许农村主要运输工具行驶的道路(通常为非四轮驱动的小车或卡车)。”
对于四国地区,应急交通道路系统最符合全天候道路的要求。 您需要将此数据添加到地图,并在其周围创建一个 2 公里的缓冲区。
- 如有必要,可在 ArcGIS Pro 打开您的 SDG_Japan 工程。
您将从 ArcGIS Online 添加应急交通道路数据。 该数据集来自日本国土资源部、基础设施部、交通运输部和旅游部,其中包含有关各种交通和土地使用主题的国家土地数字信息。
- 单击功能区上的地图选项卡。 在图层组中,单击添加数据按钮。
- 在添加数据窗口中,单击 ArcGIS Online 并搜索 All-Season Emergency Roads owner: Learn_ArcGIS。
- 在搜索结果列表中,选择 All-Season Emergency Roads 图层并单击确定。
图层随即添加到地图。
接下来,您将使用地理处理工具在道路周围创建一个 2 公里的缓冲区。
- 在功能区上,单击分析选项卡。 在地理处理组中,单击工具。
- 在地理处理窗格中,搜索并打开缓冲区工具。
- 在缓冲区工具窗格中,更改以下参数(暂时不要运行该工具):
- 对于输入要素,选择 All-Season Emergency Roads。
- 对于输出要素类,将输出名称更改为 All_Season_2km_Buffer。
- 对于距离,输入 2,然后选择千米。
注:
缓冲区工具中可能会显示一条消息,建议改用成对缓冲工具。 在本教程中,您将使用缓冲区工具。
这些参数将在地图上的每个道路要素周围创建一个 2 公里的缓冲区。 由于道路要素彼此相连,这将导致缓冲区出现多处重叠。 您需要更改融合类型,以便输出创建单个要素,而非多个缓冲区要素。
- 对于融合类型,请选择将全部输出要素融合为一个要素。
- 单击运行。
新图层随即添加到地图。
接下来,您需要将农村街区裁剪到缓冲区。 输出图层将显示距离全天候道路 2 公里范围内的农村街区部分。
- 在地理处理窗格中,单击后退按钮。 搜索并打开裁剪工具。
- 在裁剪工具窗格中,输入以下参数:
- 对于输入要素或数据集,选择 Shikoku_Rural_Population。
- 对于裁剪要素,选择 All_Season_2km_Buffer。
- 对于输出要素类,将输出名称更改为 Rural_2km_Buffer。
- 单击运行。
图层随即添加到地图。
- 在内容窗格中,取消选中 All-Season Emergency Roads、All_Season_2km_Buffer、Shikoku_Rural_Population 和 Shikoku_Rural。
可见图层仅包含 Rural_2km_Buffer 和底图图层。
按地区估算人口
与将街区图层裁剪到镇图层时不同,街区的边界未与缓冲区的边界对齐。 因此,在裁剪的图层中,仅表示许多街区的一部分。
如果只有一部分街区靠近道路,则使用街区的全部人口进行估算将不准确。 为了解决此问题,您需要计算每个街区与缓冲区内其区域成比例的人口。
- 在内容窗格中,右键单击 Shikoku_Rural_Population 图层并选择属性表。
随即显示 Shikoku_Rural_Population 的属性表。 列是字段,行是各个街区。
在 Shape_Area 字段中,第一个街区区域 (ObjectID 1) 面积为 36,915,164 平方米。
- 打开 Rural_2km_Buffer 的属性表并查看 ObjectID 1 的 Shape_Area 值。
面积值约为 21,388,602 平方米,比 Shikoku_Rural_Population 表中相同面积的值小,因为裁剪工具在运行后会自动计算新的 Shape_Area 值。
接下来,您将通过连接来自两个图层的数据来计算 2 公里缓冲区内的农村人口,并计算每个街区面积的百分比。
- 在 Rural_2km_Buffer 的属性表中单击添加字段按钮。
字段视图随即显示。 您可以在该视图中添加、编辑或移除字段。 新字段已添加到底行。 您需要更改其设置。
- 在新行中,对于字段名称,输入 Area_Proportion。 对于别名,输入 Percent Area in Buffer。 对于数据类型,选择双精度。
- 在新字段下单击以添加另一个新字段。 对该字段进行以下设置:
- 对于字段名称,输入 Pop_Proportion。
- 对于别名,输入 Population in Buffer。
- 对于数据类型,选择长整型。
在属性表中,将添加新字段,但数据当前为空。 您将在稍后的步骤中计算值。
- 对于 Shape_Area 字段,双击别名单元格并输入 Clip Area。
- 在功能区字段选项卡的更改组中,单击保存。
- 在地理处理窗格中,搜索并打开连接字段工具。
连接字段工具随即显示。
- 在连接字段工具窗格中,设置以下参数:
- 对于输入表,选择 Rural_2km_Buffer。
- 对于输入连接字段,选择 ID。
- 对于连接表,选择 Shikoku_Rural_Population。
- 对于连接表字段,选择 ID。
- 对于传输字段,选择 Shape_Area。
- 单击运行。
- 打开 Rural_2km_Buffer 的属性表并滚动至表的右边。
Shikoku_Rural_Population 的字段现在位于 Rural_2km_Buffer 图层的属性表中。 添加的 Shape_Area 字段是整个街区的面积。
- 右键单击 Shape_Area 字段,然后选择字段以打开字段视图。
- 双击 Shape_Area_1 的别名单元格,然后将其重命名为 Cho-cho-moku area。
您现在可以通过创建表达式来计算空字段的数据。 首先,您需要计算 2 公里缓冲区内每个街区区域的比例。
- 关闭字段视图。 如果系统提示您保存更改,请单击是。
- 在 Rural_2km_Buffer 的属性表中,右键单击 Percent Area in Buffer 字段的标题,然后选择计算字段。
随即显示计算字段工具。 要查找区域的比例,您需要通过街区区域来划分裁剪区域。
- 在工具参数中,对于表达式,在字段列表中,双击 Clip Area。
字段已被添加到表达式中。
- 单击除法符号,然后双击 Cho-cho-moku area。
最终表达式如下所示:
!Shape_Area! / !Shape_Area_1!
- 单击确定。
Percent Area in Buffer 字段现在可显示 2 公里缓冲区内每个街区的数量,以比率或百分比表示。 通过这些值,您可以估算缓冲区内每个街区的人口,方法为:面积比率 (Percent Area in Buffer) 乘以总人口 (2015 Total Population)。
- 在 Rural_2km_Buffer 的属性表中,右键单击 Population in Buffer 字段的标题,然后选择计算字段。
- 在计算字段工具中,删除现有表达式。
- 在字段列中,双击 Percent Area in Buffer,单击乘号,然后双击 2015 Total Population。
完成的表达式为:
!Area_Proportion! * !D0001!
- 单击确定。
将对 Population in Buffer 字段进行计算。 由此得出 2 公里缓冲区内每个街区的人口估算值。
汇总总人口
您已经估算了缓冲区内每个街区的人口。 接下来,您将汇总这些值以确定总人口。 然后,您需要将该值与四国的农村总人口进行比较,以估算可以通过全天候道路的人口百分比。
- 在属性表中,右键单击 ObjectID 标题并选择汇总。
随即显示汇总统计数据工具。 该工具将根据您指定的参数来汇总属性字段中的信息。 您将运行该工具以确定缓冲区内所有人口的总和。
- 在汇总统计数据工具中,输入以下参数:
- 对于输出表,输入 Shikoku_Rural_Access。
- 对于统计数据字段的字段,选择 Population in Buffer。
- 对于统计类型,选择总和。
- 单击确定。
工具随即开始运行,Shikoku_Rural_Access 表被添加到内容窗格中的独立表下。
- 关闭 Rural_2km_Buffer 属性表。
在打开已创建的表之前,您需要再次运行汇总统计数据工具。 这次,您将使用 Shikoku_Rural_Population 图层来计算四国的农村总人口。
- 打开地理处理窗格,搜索并打开汇总统计数据工具。
- 在汇总统计数据工具中,更改以下参数:
- 对于输入表,选择 Shikoku_Rural_Population。
- 对于输出表,将输出名称更改为 Total_Rural_Population。
- 对于统计字段的字段,选择 2015 Total Population。
- 对于统计类型,选择总和。
- 单击运行。
Total_Rural_Population 表格将添加到内容窗格中。 接下来,您将对两个表格中的汇总值进行比较。
- 在内容窗格中,右键单击 Shikoku_Rural_Access 并选择打开。
表中包含三个字段。 SUM_Pop_Proportion 字段的值为 736,316。 该值表示居住在四国地区全天候道路 2 公里范围内的估算农村人口。 您需要复制该值以将其与农村总人口进行比较。
- 双击 SUM_Pop_Proportion 值对其进行编辑,然后按 Ctrl+C 进行复制。
- 在内容窗格中,右键单击 Total_Rural_Population 表并选择打开。
在此表中,SUM_D0001 字段显示了四国的农村总人口:872,986。 您将创建一个新字段,并计算通过全天候道路的人口百分比。
- 单击表功能区上的添加字段按钮。
字段视图随即显示。
- 在新建字段中,输入以下内容:
- 对于字段名称,输入 Percent_Access。
- 对于别名,输入 Percent Rural Access。
- 对于数据类型,选择长整型。
- 在功能区字段选项卡的更改组中,单击保存。 关闭字段视图。
- 在 Total_Rural_Population 表中,右键单击 Percent Rural Access 标题,然后选择计算字段。
- 在计算字段工具中,对于 Percent_Access =,按 Ctrl+V 粘贴先前复制的值。 删除小数点和小数点后面的值。 单击除号,然后双击 SUM_D0001。
- 为整个表达式添加括号,然后输入 * 100。
完成的表达式为:
(736316 / !SUM_D0001!) * 100
- 单击确定。
计算结果显示了四国 84% 的农村人口居住在全天候道路的 2 公里范围内。
- 关闭表并保存工程。
在本教程中,您添加了全天候道路数据,并通过在道路周围创建一个 2 公里的缓冲区执行了邻近分析。 然后,您估算了与缓冲区相交的每个街区的人口。 之后,您确定了居住在全天候道路 2 公里范围内的农村总人口的百分比。 通过已创建的汇总表,您现在可以报告有关日本四国地区的 SDG 指标 9.1.1。
此工作流程可用于其他地区或国家的 SDG 指标 9.1.1 报告。 您还可以利用已学习的空间分析技术来获取有关其他关键问题的人口统计见解。
您可以在教程库中找到更多教程。