建立一个可持续发展的养虾场

近年来，哥斯达黎加一直在发展有机和可持续的对虾养殖。 特别是，它正尝试将生产从红树林中转移出去，因为集约化对虾养殖对该环境具有破坏性。 它还鼓励人们摒弃大量使用化学品和抗生素的做法。 随着对虾养殖的新方法越来越成功，当地农民正在寻找新的有机和可持续养虾场的潜在地点。 在本教程中，您将使用 ArcGIS Pro Suitability Modeler 根据多个条件在哥斯达黎加尼科亚湾定位新的潜在养殖场。 您将根据这些条件生成用于指示最有利区域的适宜性地图。 然后，从适宜性地图中，确定 5 个最佳的潜在对虾位置。

本教程上次于 2023 年 4 月 10 日使用 ArcGIS Pro 3.1 进行了测试。 如果您使用的是其他版本的 ArcGIS Pro，可能会遇到不同的功能和结果。

要求

• ArcGIS Pro（请参阅软件访问权限选项）
• ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块

了解背景和方法

集约化对虾养殖

世界各地的对虾养殖业是一个大型产业，养殖平价对虾市场每年都在持续增长。 随着世界消费量的增加和成本的下降，商业对虾养殖在世界许多国家迅速发展。 对虾养殖主要在沿海地区，将使用咸水来填充养殖对虾的池塘。 传统上，池塘建在红树林所在的位置，因此，商业养殖会破坏红树林，红树林是野生虾的天然苗圃，并作为海平面上升的缓冲区。

养虾场中的一些池塘。 （来源：美国国家海洋和大气管理局，来自维基共享资源。）

通常，为了提高产量，养殖户会增加池塘中的对虾密度，使用抗生素和杀虫剂来降低虾的死亡率，并消灭因高密度和饲养方式而产生的高硝酸盐导致的藻类。 这些养殖场中的对虾基本上相互重叠，生活在各自的粪便上。 在这些情况下，在收获之前，需要将池塘中的化学物质排干，然后将含有抗生素的水泵入河流和运河中，随后流入周围海域。 几周后，需要将这些对虾保存在干净的池塘中，以清除其系统中的化学物质，然后收获对虾并运送给世界各地的消费者。

哥斯达黎加的对虾养殖

哥斯达黎加拥有丰富的淡水资源，包括山脉、热带气候和近 600,000 平方公里的海洋专属经济区，使得该国适合发展水产养殖，因此是对虾生产的理想之地。

2009 年至 2015 年的初期对虾生产与疾病的存在、养殖户的技术水平较低、环境政策较少、当地贸易较少以及来自东南亚的激烈竞争有关。 然而，自 2018 年以来，该行业已开发出一条获得欧洲有机法规认证的有机供应链。 许多大型经营者和大多数小型养殖户加入了该倡议，现在正在经营有机虾养殖场。

因此，哥斯达黎加制定了有机生产协议，组织了有机无节幼体（对虾幼虫）和饲料，并且一些孵化场转为有机生产。 养殖户已接受有机生产方面的培训，现在正在生产、销售和推销有机对虾。 随着有机市场的显著增长，可以合理地假设，当地养殖户（其中许多人以渔业和旅游业为生）希望建立新的养殖场和池塘，以利用世界对可持续养殖有机对虾的兴趣和需求。

适宜性模型

您将使用 ArcGIS Pro Suitability Modeler 在哥斯达黎加尼科亚湾定位新的潜在养殖场。

尼科亚湾的可可湾。 （来源：Pacificorealty，来自维基共享资源。）

开发适宜性模型是一种众所周知的 GIS 方法，可根据多个条件来确定场地的最佳位置。 在此模型中，您将使用 5 个适宜性条件：

• 靠近咸水，这是养殖对虾所必需的。 在这种情况下，这意味着靠近通向太平洋的尼科亚湾。
• 针对特定的土地利用类型：最合适的是目前被灌木/灌木丛覆盖或者用于农业目的的土地。 应该避免红树林。
• 可以通过道路网将对虾运送到加工厂和市场。
• 位于河流附近，以便定期使用淡水冲洗虾池。
• 位于或靠近不受南北信风影响的区域。

借助 ArcGIS Pro 适宜性建模器，您将执行以下操作：

• 根据 5 个条件生成用于指示最有利区域的适宜性地图。
• 从适宜性地图中，确定 5 个最佳的潜在对虾位置。

创建适宜性模型总共有四个主要步骤：

• 确定并准备条件数据。
• 将每个条件的值转换为通用适宜性等级。
• 相对于彼此加权条件，并对其进行组合以创建适宜性地图。
• 找到最符合您的条件的区域。

到目前为止，您已了解有关哥斯达黎加对虾养殖的信息，并回顾了您将在适宜性模型中使用的条件，从而在尼科亚湾定位新的潜在养殖场。

探索养虾场适宜性数据

现在，您将下载数据并设置工程。 然后，您将探索数据图层。

入门

本教程中使用的数据托管在 ArcGIS Online 上。 您将下载一个 zip 文件夹，其中包含 ArcGIS Pro 工程以及完成教程所需的数据。

1. 下载 ShrimpFarm.zip。

   注：

   开始下载前，根据 Web 浏览器的不同，系统可能会提示您选择文件的位置。 大多数浏览器将默认下载到计算机的下载文件夹下。

2. 定位 ShrimpFarm.zip 并将其解压缩到您计算机上的所需位置。
3. 在解压缩的文件夹位置中，双击Shrimpfarm.aprx。

   

   注：

   如果您的计算机未显示文件扩展名 (.aprx)，则可以通过图标来识别该文件。

4. 当 ArcGIS Pro 打开后，如果出现提示，请登录到您的 ArcGIS 帐户。

   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。

   该应用程序随即打开以显示 Gulf of Nicoya 地图。

   

   该地图包含一个 LandCover 图层、一个表示该区域高程的 Hillshade 图层以及以深蓝色表示的海湾水体 (GulfWater)。 背景为 World Imagery 底图。

5. 查看内容窗格。

   您可以看到还包含其他多个图层，所有这些图层都与您将在教程中执行的适宜性分析相关。 现在，您将查看这些图层。

   

   注：

   已将所有源数据图层裁剪至研究区域的范围。

探索条件图层

您将首先探索 LandCover 图层。

1. 在内容窗格中，展开 Landcover 图层。

   

   此图层包含不同类型的土地覆被类别。 有些类别在不同程度上比其他类别更适合对虾养殖。 “灌木/灌木丛”和“农业”最适合，其次为“荒地/最小化植被”、“草原”，“常绿林”中等适合，“红树林”、“城市”和“水体”最不适合。

   请注意，海岸附近存在许多红树林（以深绿色表示）。 红树林是生长在沿海咸水或微咸水中的灌木或小乔木。 它耐盐，适应恶劣的沿海条件。 红树林可充当飓风的缓冲区，对于缓解气候变化的影响非常重要。 如前所述，哥斯达黎加政府希望保护红树林并将对虾养殖活动从红树林中转移出去。

   注：

   土地覆被栅格通常源自多光谱影像，可以使用图像分类技术，根据其光谱特征来确定覆被类型。 有关此类分类工作流的示例，请参阅教程依据光谱影像计算不可渗透表面。

   本教程中的其他图层也来自遥感数据，例如 GulfWater、NorthSouthSheltered 和 Hillshade。

2. 可以使用鼠标滚轮按钮进行放大和缩小以进一步探索 LandCover 图层。
3. 完成后，在内容窗格中，折叠 Landcover 图层。 右键单击 LandCover 图层，然后选择缩放至图层。

   

4. 关闭并重新打开 GulfWater 图层以更好地可视化其范围。

   

   需要咸水来填充对虾生长的池塘。 由于可以在海湾中找到咸水，因此您的适宜性模型需要确保新养殖场尽可能靠近海湾沿岸（同时仍需避开受保护的红树林）。 接下来，您需要熟悉道路网络。

5. 在内容窗格中，打开 Roads 图层。 探索以深灰色符号化的图层。

   

   对虾养殖户需要将他们的对虾运送到加工厂和市场进行销售和再分配。 因此，可以访问道路网络的站点是首选。

6. 完成探索后，在内容窗格中，关闭 Roads 图层。 如有必要，请右键单击 Landcover 并选择缩放至图层。

   接下来，您将探索 Rivers 图层。

7. 在内容窗格中，打开 Rivers 图层。 探索以中等蓝色符号化的图层。

   

   对虾养殖需要定期使用淡水冲洗池塘，因此靠近河流将非常理想。

8. 完成探索后，在内容窗格中，关闭 Rivers 图层。 如有必要，请右键单击 Landcover 并选择缩放至图层。

   最后，您将查看避风区域。

9. 打开 NorthSouthSheltered 图层。 探索以紫色符号化的图层。

   

   尼科亚湾盆地的气候由风型、温度和降雨量决定。 特别是，南北信风的影响很大，需要避开。 这意味着该地区的养虾场应位于避风的地区。

10. 完成探索后，在内容窗格中，关闭 NorthSouthSheltered 图层。 如有必要，请右键单击 Landcover 并选择缩放至图层。

接下来，您将查看源自目前已探索的图层的距离栅格。

探索距离栅格

在您的适宜性模型中，由于将为不同的土地覆被类型分配不同的适宜性等级，因此可以直接使用土地覆被图层。 例如，“灌木/灌木丛”的适宜性非常高，而“红树林”的适宜性非常低。

但是，其他条件需要生成派生栅格图层。 例如，对于咸水条件，并非完全在海湾水域就合适，而不在海湾水域就不合适。 相反，适宜性的变化是渐进的。 位置越靠近海湾水域，则越合适。 位置越远离海湾水域，则越不合适。 这意味着位置的适宜性等级取决于其与海湾的距离。 要确定该距离值，需要派生一个距离栅格，用于标识每个位置距离海湾水域的距离。 同样，还需要针对道路、河流和避风条件派生距离栅格。 这些距离栅格将用于您的适宜性模型中。

本教程不侧重于数据的准备，因此为您生成了相应派生栅格。

1. 在内容窗格中，识别名称以 Dist_ 开头的四个距离栅格。

   

2. 打开 Dist_Salty_Water 图层并将其展开。

   

   从图例中可以看出，研究区域内的不同位置距离海湾可能为 0 到 14,344.8 米（或 14.344 公里）。 在地图上，验证低值（深蓝色）是否距离海湾较近，而较高的值（浅蓝色）是否距离海湾较远。

   

3. 单击某些位置以查看弹出窗口中显示的距离值。

   

4. 关闭弹出窗口面板。 在内容窗格中，折叠 Dist_Salty_Water 图层。
5. 自行查看代表以下内容的其他距离图层：
   • 与道路的距离 (Dist_Roads)。
   • 与河流的距离 (Dist_Rivers)。
   • 与避风区域的距离 (Dist_Sheltered)。

     您还可以打开原始图层 Roads、Rivers 和 NorthSouthSheltered，以更好地了解原始图层和派生图层之间的相互关系。 例如，Dist_Roads 和 Roads。

     

6. 请注意，每个图层都具有不同的距离范围。

   例如，Dist_Roads 的距离范围为 0 到 4.7 千米，Dist_Rivers 的距离范围为 0 到约 22 千米。 稍后，您需要将这些值转换为通用等级，以将其组合到您的适宜性模型中。

7. 完成后，关闭所有距离图层。 确保 Roads、Rivers 和 NorthSouthSheltered 也处于关闭状态。
8. 在内容窗格中，右键单击 Landcover 并选择缩放至图层。

   注：

   如果您希望使用自己的数据生成此类距离栅格，请注意以下一些提示。 本教程中使用的 4 个距离图层是使用距离累积（空间分析）工具生成的。 例如，为了生成 Dist_Roads 栅格，该工具计算了从栅格中的每个像元到海湾水域的直线距离或欧氏距离，如 GulfWater 图层所示。

   此外，令人感兴趣的只有海湾周围的土地，而非海湾本身。 因此，已将 ShoreLineMaskRaster 图层设置为分析掩码。 这意味着仅 ShoreLineMaskRaster 形状内的像元已接收距离值。 最后，针对所有的距离栅格使用相同的像元大小也非常重要，这有助于适宜性分析。

   根据一些用户的要求，以下内容使用 Roads 图层作为示例提供了更多详细信息。 在距离累积工具中的参数选项卡中，设置以下内容：

   • 对于输入栅格或要素源数据，选择 Roads 要素图层。
   • 对于输出距离累积栅格，键入 Dist_Roads。
   • 将其他参数留空。
   • 在环境选项卡中，对于范围、掩码和捕捉栅格，选择 ShoreLineMaskRaster。
   • 对于像元大小，输入 30（米）。
9. 在内容窗格中，打开 ShoreLineMaskRaster 图层以查看其范围和形状。 完成后，请将其关闭。
10. 保存工程。

    

    注：

    可能会出现一条消息，警告您使用 ArcGIS Pro 当前版本保存此工程文件将使您无法在较早版本中再次将其打开。 如果您看到此消息，单击是以继续。

现在，您已设置了工程并探索了条件图层。 接下来，您将开始创建适宜性模型。

开发适宜性模型并转换图层

探索对虾养殖场适宜性条件和图层后，即可开始使用适宜性建模器创建适宜性模型，以确定新养虾场的五个最佳潜在地点。

适宜性建模器背后的基本前提是，模型是一个迭代的非线性动态过程。 要生成模型，您需要与窗格、图表和地图进行交互，并接收实时反馈，这些反馈将帮助您制定决策，例如定义模型参数并查看这些决策将如何影响最终结果。

创建适宜性模型的常规步骤如下：

• 确定条件。
• 将每个条件内的值变换为通用等级。
• 相对于彼此加权条件，并对其进行组合以创建适宜性地图。
• 找到最符合您的条件的区域。

创建模型并添加条件

您将首先创建模型并向其添加条件。

1. 在功能区分析选项卡的工作流组中，单击适宜性建模器。

   

   随即显示适宜性建模器窗格。 请注意设置、适宜性、定位和源选项卡。

   

2. 在适宜性建模器窗格中，验证设置选项卡是否处于活动状态，并更新以下参数：
   • 对于模型名称，输入 ShrimpFarm。
   • 验证模型输入类型是否已设置为条件。
   • 验证设置适宜性等级是否设置为 1 到 10。
   • 验证权重是否设置为乘数。
   • 对于输出适宜性栅格，将 Suitability_map（在 ShrimpFarm.gdb\ 的末尾）替换为 NicoyaSuitability

   

3. 在功能区适宜性建模器选项卡的适宜性模型组中，单击保存。

   

   注：

   如果您需要休息并关闭 ArcGIS Pro，则可以随时打开该工程，然后再次访问该模型。 打开适宜性建模器，然后单击模型名称附近的浏览按钮。 浏览至文件夹 > ShrimpFarm > ShrimpFarm.sam > ShrimpFarm，然后单击确定。 然后从停止的地方继续。

4. 在内容窗格中，验证是否添加了名为 ShrimpFarm 的新图层组。

   当前仪表盘为空。

   

5. 在适宜性建模器窗格中，单击适宜性选项卡。

   此选项卡包含一个条件表。 您将在此表中添加模型的条件。

   

   请注意，以下是定义有机养虾场最适宜位置的五个条件：

   • 靠近咸水，即尼科亚湾。
   • 针对特定的土地利用类型：最合适的是目前被灌木/灌木丛覆盖或者用于农业目的的土地。 应该避免红树林。
   • 可以通过道路网将对对虾运送到加工厂和市场。
   • 位于河流附近，以便定期使用淡水冲洗虾池。
   • 位于或靠近不受南北信风影响的区域。

   您将针对这些条件添加 5 个相关的栅格图层。

6. 在适宜性建模器窗格的条件下，单击输入栅格旁边的将栅格条件添加为“内容”列表中的图层按钮。

   

7. 在条件图层列表中，单击以下图层的复选框：
   • Dist_Salty_Water
   • Dist_Roads
   • Dist_Rivers
   • Dist_Sheltered
   • LandCover
8. 在条件图层列表中，单击添加。

   

9. 在适宜性建模器窗格中，对于条件，验证是否已成功将 5 个条件图层添加至列表。

   

10. 在内容窗格中，验证是否已打开并展开 ShrimpFarm 图层组，以及是否已成功将 5 个条件图层添加至该图层组。

    注：

    如果错误地添加了图层，则可以从内容窗格中将其移除。 在 ShrimpFarm 下，右键单击该图层并单击移除。

    

    此图层组将存储与模型相关的所有图层，并且在工作流处理过程中将添加更多图层。

在本部分中，您创建了一个适宜性模型并向其中添加了五个条件图层。

了解不同类型的栅格

要为工作流的后续步骤做准备，您需要了解不同类型的栅格。

在您的适宜性模型中，您需要将所有这些条件组合在一起。 在此之前，您需要将每个条件转换为一个通用的 1 到 10 适宜性等级，以使其对模型的贡献相等。 将为条件内最优选的值分配 10；将为最不理想的值分配 1。 可以根据栅格类型和条件的含义以不同方式执行此变换。

一个重要的栅格类型差异是连续栅格和分类栅格之间的差异。 例如，Dist_Salty_Water 是一个连续栅格：它具有一个数值范围，表示从 0 到 14344.8 米的距离，其像元可以使用该范围内的任何十进制值。 类似地，Dist_Roads、Dist_Rivers 和 Dist_Sheltered 也是连续栅格。 相比之下，LandCover 是一个分类栅格：其像元的值表示类别，例如红树林或草地，并且对于该栅格，仅存在 11 个可能的类别。

注：

在连续数据中，这些值具有相互关联的含义。 例如，与道路距离 50 米是距离 100 米的一半。 在分类数据内，值之间没有这些类型的关系。 土地利用为 10（红树林）并不是分配20（城市）的土地利用的一半。

通常情况下，连续栅格使用浮点型表示，分类栅格使用整型表示。

将以不同的方式处理连续栅格和分类栅格的变换。 您还将了解基于连续栅格表示的特定数据变换连续栅格的两种不同方式：应用连续函数或一系列类。

图层名称	类型	变换方法
Dist_Salty_Water	连续	连续函数
LandCover	分类变量	唯一类别
Dist_Roads	连续	类范围
Dist_Rivers	连续	连续函数
Dist_Sheltered	连续	连续函数

变换连续数据

您将首先变换连续栅格 Dist_Salty_Water。 您将通过应用连续函数来执行此操作。

1. 在适宜性建模器窗格中，对于条件，单击 Dist_Salty_Water 条件旁边的圆圈。

   

   圆圈将变为绿色，并显示变换窗格。

2. 如有必要，请调整变换窗格的大小并将其重新放置在 Gulf of Nicoya 地图下方，以便能够同时查看窗格和地图。

   

   在内容窗格中的 ShrimpFarm 图层组中，还添加了其他两个图层：NicoyaSuitability 和 Transformed Dist_Salty_Water。

   

   Transformed Dist_Salty_Water 图层显示了变换为 1 到 10 等级的 Dist_Salty_Water 图层。 目前，它正在使用默认变换。 NicoyaSuitability 图层将显示所有已变换条件图层的组合。 目前，由于仅存在一个经过变换的图层，因此 NicoyaSuitability 只是 Transformed Dist_Salty_Water 的副本。

3. 在内容窗格中，右键单击 Transformed Dist_Salty_Water，然后选择缩放至图层。 确保 Transformed Dist_Salty_Water 处于打开状态，然后关闭 NicoyaSuitability 以及 ShrimpFarm 图层组中的任何其他图层。

   您将使用 Transformation Pane 来优化应用于 Dist_Salty_Water 图层的变换。

4. 查看变换窗格的内容。

   

   变换窗格具有 3 个主要部分，这些部分都提供了相应信息以帮助您选择最合适的变换。 中间部分用于指定变换方法：目前使用 MSSmall 函数。 右侧部分显示了变换图，左侧部分显示了适宜性图。

5. 在变换窗格的连续函数选项卡中，单击函数下拉列表，然后查看可用函数。 确保选择 MSSmall。

   

   由于 Dist_Salty_Water 图层为连续栅格，因此默认应用了连续函数方法 MSSmall。 根据您的具体数据，下拉列表中列出的其他连续函数可能更合适。

6. 观察 Transformation of Dist_Salty_Water 图。

   

   该图显示了如何将原始栅格的值（x 轴）变换为 1 到 10 适宜性值（y 轴）。 转换函数将显示为蓝线。 例如，可以看到原始值 5737.9（米）变换的适宜性大约为 5。 应用连续函数意味着，与海湾的距离每增加一米，优先级就会持续减小，距离越近则越理想。 对于 MSSmall 函数，较近距离的适宜性最高（值为 10），在大约 4,500 米后，优先级显著减小。

   图表的条柱显示了一个直方图，指示 x 轴上不同值范围的相对像元数量。 条柱颜色与适宜性相对应：绿色的优先级最高，红色的优先级最低。

7. 查看 Transformation of Dist_Salty_Water 图表和地图图层。

   

   将在图表和地图上应用相同的颜色符号化。

8. 在地图上，单击感兴趣区域中的多个位置，以在弹出窗格中查看其值。 正如预期的那样，它们从 1 到 10 不等。 关闭弹出窗口窗格。
9. 在变换窗格中，查看适宜性分布图。

   

   此直方图显示了最终适宜性地图中适宜性值的分布：x 轴显示了适宜性值的范围（目前为 1 到 10），y 轴显示了分配给每个值的像元数量。 直方图和适宜性地图将随模型中的每次更改而更新。 它们可提供有关每次条件变换中的更改将如何影响最终输出的反馈。

   现在，您将探索可应用于 Dist_Salty_Water 的不同变换。

10. 在变换窗格中，对于函数，选择线性。

    两个图表和地图将进行更新。

11. 查看 Transformation of Dist_Salty_Water 图。

    

    在图表中，蓝线现在显示了典型线性函数的数列。 现在，越接近水体的位置，其优先级越低，并且在远离水体时，优先级将升高。 这不是您希望的结果，因此您需要反转变换。

12. 在变换窗格中，选中反转函数框。

    

    现在，变换恢复为正确的方向（距离越近，则优先级越高）。 MSSmall 变换的主要区别在于适宜性值的下降更稳定（线性）。

13. 查看地图，了解 MSSmall 和线性变换如何更改 Transformed Dist_Salty_Water 图层。

    您可以在函数之间来回切换多次。

14. 在变换窗格中，使用函数下拉列表，探索其他一些函数以查看其效果。

    对于此图层，MSSmall 实际上是一个不错的选择。 随着距海岸距离的增加，适宜性急剧降低。 但是，急剧下降需要尽快发生，因为养虾场应该真正位于靠近海岸的位置，以便获得咸水。 您将使用平均值乘数参数来实现这一点。

15. 在变换窗格中，使用函数下拉列表，选择 MSSmall 函数。
16. 对于平均值乘数，键入 0.2，然后单击窗格中要更新模型的任何位置。

    

    现在，变换图表和地图上急剧下降的速度都更快。 非常接近海洋的区域，优先级最高（绿色）；而较远的区域则快速下降到优先级较低的值（黄色和红色）。

    

在本部分中，您了解了适宜性建模器如何允许您接收有关变换选择的动态反馈，其中重点为连续函数。 在下一部分中，您将探索分类变换。

将土地覆被变换为唯一类别

接下来，您需要将第 2 个条件 LandCover 变换为通用等级。 某些土地覆被类型比其他类型更适合开发养虾场。

1. 在适宜性建模器窗格中，对于条件，选中 LandCover 条件旁边的圆圈。

   

   注：

   该按钮将变为绿色，表明它是变换窗格中的活动条件。 条件完成变换后，该按钮将变成灰色，并且不再是变换窗格中的活动条件。

   变换窗格和内容窗格随即更新。

2. 在内容窗格中，查看 ShrimpFarm 图层组。

   已添加名为 Transformed LandCover 的附加图层。 由于 NicoyaSuitability 图层组合了前两个条件，因此其现在具有范围 2 到 20。

3. 确保 Transformed LandCover 已打开。 关闭 ShrimpFarm 图层组中的所有其他图层。

   

4. 探索变换窗格。

   

   由于 LandCover 为类别数据，因此已默认应用了唯一类别变换方法。 在表中，Class 和 Category 列显示了每种土地覆被类型的数值和名称。 Suitability 列显示了已应用的一对一变换方法的结果：根据每种土地覆被类别相对于开发养虾场的优先程度，将为其分配一个适宜性值。 目前，将按照类的列出顺序盲目分配适宜性值。 接下来，您将输入所需值。

   您将关闭自动计算以防止适宜性建模器在每次更改单个值时立即应用更新。

5. 在功能区适宜性建模器选项卡的适宜性分析组中，取消选中自动计算。

   

6. 在唯一类别表中，更新每个类别的适宜性。

   使用下表以分配所需适宜性值。

   类别	适宜性
   常绿林	4
   灌木/灌木丛	9
   草原	4
   荒地/最小化植被	5
   农业，常规	6
   农业，稻田	6
   湿地	3
   红树林	1
   水体	1
   城市，高密度	1
   城市，中到低密度	1

   将为最合适的土地覆被类型（例如灌木/灌丛和农业）分配较高的值，将为最不合适的土地覆被类型分配最低的值。

7. 在功能区适宜性建模器选项卡的适宜性分析组中，单击计算并选中自动计算。

   

   现在，新适宜性值将应用于 LandCover 类型，在对模型参数进行更改时，将自动应用后续计算。 您将检查已更新的图表和图层。

8. 在变换窗格中，探索已更新的 Transformation of LandCover 条形图。

   

   变换条形图上的颜色描述了每种土地利用类型的适宜性优先级。 绿色条柱是优先级最高的土地利用类型，为红色条柱分配的适宜性值较低。 条柱的高度标识了每种土地利用的栅格像元数。 较高的条柱将指示覆盖研究区域内较大面积且更通用的土地利用类型。

9. 在地图上，探索 Transformed LandCover 图层。

   

   请注意沿海的红色区域。 这些区域代表最不合适的红树林区域和一些城市区域。 相比之下，灌木/灌木丛以及农业用地最合适（深绿色和浅绿色）。

10. 在变换窗格中，浏览已更新的适宜性分布图。

    

    适宜性图表显示了具有前两个条件的组合适宜性分布。 可以看出，现在的值范围约为 3 到 20。 目前，大多会分配中等适宜性（黄色）。

11. 在内容窗格的 ShrimpFarm 图层组中，打开 NicoyaSuitability 图层。

    

    可以看出，适宜性地图现在是前两个经过变换的条件图层的组合。

12. 关闭 NicoyaSuitability 图层。
13. 在功能区的适宜性建模器选项卡中，单击保存以保存模型。
14. 保存工程。

变换一系列类

接下来，您将变换第 3 个条件：与道路的距离。

1. 在适宜性建模器窗格中，对于条件，选中 Dist_Roads 条件旁边的圆圈。

   

   照常，变换窗格和内容窗格随即更新。

2. 在内容窗格的 ShrimpFarm 图层组下，确保 Dist_Roads 处于打开状态，然后关闭图层组中的所有其他图层。
3. 探索变换窗格。

   由于 Dist_Roads 为连续栅格，因此默认应用了连续函数 MSSmall。 但是，对于行驶的每一米，使用道路将对虾运送到加工厂的成本不会改变。 相反，可以将成本分组为相等成本的距离组，并且将为每个范围分配一个适宜性值。

4. 在变换窗格中，单击类范围变换选项卡。

   

   “与道路的距离”值的范围现在分为 10 个类。 第一个类为大约 0 米到 475 米的距离；第二个类为 475 到 948 米的距离，以此类推。

5. 查看 Transformation of Dist_Roads 图。

   

   可以看出，目前最近的距离的优先级最低，并显示为红色。 这与您希望的正好相反，因此您需要反转适宜性分配。

6. 在变换窗格的类范围选项卡中，单击反转按钮。

   

   图表和地图将更新为所需效果。

7. 在变换窗格中，查看已更新的 Transformation of Dist_Roads 图。

   靠近道路的距离现在被分类为最适宜（绿色）。

8. 在内容窗格中，将 Roads 图层拖动到 Shrimpfarm 图层组上方并将其打开。

   道路现在显示在 Transformed Dist_Roads 图层上方。

9. 在地图上，探索 Transformed Dist_Roads 和 Roads 图层。

   

10. 放大以验证是否将距离值分组为道路位置周围不同范围的 10 个离散类。

    

    最靠近道路的范围最绿，因为其最适宜。

11. 在内容窗格中，关闭 Roads 图层。 在 ShrimpFarm 图层组中，打开 NicoyaSuitability 图层并缩放至图层。

    

    Suitability map 现在将显示前 3 个条件的组合。 对于适宜性分布图也是如此，其范围现在约为 9 到 30。

    注：

    未显示最低值（1 到 8）的原因是，该范围内没有任何位置同时具有咸水距离、土地覆被和道路距离的最低可能值。

12. 在内容窗格中，关闭 NicoyaSuitability 图层。
13. 保存模型。
14. 保存工程。

使用幂函数进行变换

第 4 个标准是与河流的距离。 在变换此条件之前，请探索适宜性建模器的一些附加功能。 您将并排打开两个地图，以同时查看当前条件变换和最终适宜性地图。 由此将提供有关您的选择的影响的反馈。

1. 在内容窗格的 ShrimpFarm 图层组中，右键单击 Suitability map 图层并选择缩放至图层。
2. 单击 Gulf of Nicoya 地图窗格以将其选中。
3. 在功能区适宜性建模器选项卡的视图组中，展开地图视图下拉列表，然后选择两个地图。

   

   随即显示第二个地图 Suitability-TopRight。 ShrimpFarm 适宜性图层组将复制到第 2 个地图的内容窗格。

4. 如有必要，请将 Suitability-TopRight 地图窗格放置并停靠在 Gulf of Nicoya 地图右侧，如示例图像所示。

   

5. 确保 Suitability-TopRight 地图窗格处于选中状态。 在功能区地图选项卡的图层组中，单击底图并选择影像以更改底图。

   

6. 对于 Gulf of Nicoya 地图窗格，关闭 GulfWater 图层，以使两个地图看起来完全相似。
7. 对于 Gulf of Nicoya 地图窗格，打开 NicoyaSuitability 图层。

   

   现在，您可以一目了然地查看最终适宜性地图和当前变换地图。 接下来，您将检查 Dist_Rivers 条件的变换。

8. 在适宜性建模器窗格的条件表中，选中 Dist_Rivers 条件旁边的圆圈。

   由于 Dist_Rivers 栅格为连续数据，因此将默认应用连续函数 MSSmall。 Gulf of Nicoya 地图窗格现在将显示 NicoyaSuitability 图层，而 Suitability-TopRight 地图窗格将显示 Transformed Dist_Rivers 图层。

   

9. 在变换窗格中，查看当前变换图。

   

   请注意，在使用 MSSmall 函数时，最大约 6500 米距离被认为最适宜，然后适宜性将显著下降。 这将无法捕获所需适宜性，因为养虾场应该非常靠近河流，以便获得淡水。 您应使用幂函数。

10. 在变换窗格的连续函数选项卡中，对于函数，选择幂函数。

    

11. 在变换窗格中，查看更新的变换图。

    

    首次应用幂函数时，越接近河流的位置，其优先级越低。 您需要对其进行反转。

12. 在变换窗格的连续函数选项卡中，选中反转函数框。

    

    图表和地图将进行更新。

13. 在变换窗格中，查看更新的变换图。

    

    如您所见，非常靠近河流的位置（绿色）是优先级较高的位置，然后优先级将快速下降并最终减慢。 经过反转的幂函数最适用于捕获所需适宜性变换。

14. 在 Suitability-TopRight 地图窗格中，探索已更新的 Transformed Dist_Rivers 图层。

    

    现在，仅非常接近河流的区域才会显示为绿色。

15. 在 Gulf of Nicoya 地图窗格中，浏览已更新的 NicoyaSuitability 图层。

    可以在图例中看到，它的值范围现在约为 11 到 40，因为它代表 4 个经过组合的条件。 您可以看出与河流的距离如何影响适宜性地图：一些最适宜的区域（绿色）现在位于河流沿线。

16. 如有必要，对于每个地图，请缩放至 NicoyaSuitability 图层范围。
17. 保存模型。
18. 保存工程。

使用指数函数进行变换

现在，您将变换最后一个条件：养虾场应位于或靠近不受南北信风影响的位置。

1. 在适宜性建模器窗格的条件表中，选中 Dist_Sheltered 条件旁边的圆圈。

   由于 Dist_Sheltered 栅格为连续数据，因此将默认再次应用连续函数 MSSmall。

2. 在变换窗格中，查看变换图。

   

   默认函数无法捕获所需变换。 避风区域的积极影响不会突然结束，因此您希望对于较短距离，优先级的降低更加缓慢。

3. 在变换窗格的连续函数选项卡中，从函数下拉列表中选择指数函数。 选中反转函数框。

   

4. 在变换窗格中，查看更新的变换图。

   

   蓝色函数线显示了较近位置的优先级较高，并且优先级先缓慢降低，然后随着距离的增大而快速降低。 但是，要更好地捕获该条件的优先级，您需要通过使函数的降低速度稍微加快来对其进行微调。

5. 在变换窗格的连续函数选项卡中，对于基础系数，键入 0.00014。 单击窗格中的任意位置以应用更改。

   

   图表和地图将进行更新。

6. 在变换窗格中，查看更新的变换图。

   

   如果您观察蓝线函数，则会注意到优先级现在以稍快的速度降低。

7. 在 Suitability-TopRight 地图窗格中，观察生成的 Transformed Dist_Sheltered 图层。
8. 在 Gulf of Nicoya 地图窗格中，观察增加与受保护区域的距离条件将如何更改最终的 NicoyaSuitability 图层。

   

   适宜性地图现在组合了所有 5 个条件，范围约为 20 到 50。 您可以清楚地看到，最适宜的区域（绿色）靠近海湾，但不在红树林或城市土地上，而且这些区域往往靠近河流。 靠近道路和避风区不太容易一目了然，但也考虑到了这一点。

9. 在 Suitability-TopRight 地图窗格中，依次打开不同的经过变换的条件图层，以将其与 Gulf of Nicoya 地图窗格上的 NicoyaSuitability 图层进行比较。

   观察每个条件对最终适宜性地图的影响。

10. 如有必要，对于每个地图，请缩放至 NicoyaSuitability 图层范围。
11. 保存模型。
12. 保存工程。

在此工作流部分中，您使用适宜性建模器创建了适宜性模型，并将所有条件转换为 1 到 10 的通用等级。

完成适宜性分析

现在，您将执行分析的最后一步，以确定最适合新的可持续养虾场的位置。

相对于彼此加权模型条件

在变换步骤过程中，您已将条件内的值变换为通用等级。 但是，关于定位养虾场，一些条件可能比其他条件更重要。 要整合条件重要性，您需要相对于彼此为每个图层分配权重。

例如，养虾场必须靠近海湾，以确保获得养虾所需的咸水。 因此，该条件将获得最高权重。 相比之下，由于大部分感兴趣区域的道路网络都很好，因此与道路的距离条件就不是那么重要，并且可以获得较低的权重。 但首先，您将返回到单个地图视图。

1. 在功能区适宜性建模器选项卡的视图组中，单击地图视图下拉列表，然后选择单个地图。
2. 如有必要，可在内容窗格的 ShrimpFarm 图层组下，右键单击 NicoyaSuitability 图层并选择缩放至图层。

   注：

   适宜性建模器仅处理当前范围内的数据。 如果您在探索地图时更改了范围，则可能会针对有限范围，而非适宜性地图图层的整个范围进行处理。 因此，您应确保地图中可以显示整个研究区域

3. 在适宜性建模器窗格的 Criteria 表中，查看 Weight 字段。

   

   目前，所有条件的权重均为 1，因此重要性相同。 由于 Dist_Salty_Water 条件至关重要，因此您将为其分配权重 8。 Dist_Rivers 条件的重要性次之，您将为其分配权重 3。 Dist_Sheltered 将获得权重 2，所有其他条件将获得权重 1。

4. 在 Criteria 表中，将 Weight 值更新如下。

   输入栅格	权重
   Dist_Salty_Water	8
   Dist_Rivers	3
   Dist_Sheltered	2
   Dist_Roads	1
   LandCover	1

   单击窗格中的任意位置以应用权重。

5. 在 Criteria 表中，验证 Weight 值，然后继续操作。

   

   注：

   列出条件的顺序可能会有所不同。

6. 查看生成的 NicoyaSuitability 图层。

   

   注：

   如果显示未自动更新，您可以使用功能区的适宜性建模器选项卡上的计算按钮更新显示。

   请注意，在地图上，靠近海湾、河流和避风区的区域最适宜，并符号化为绿色。 距离这些要素较远的区域最不适宜，并符号化为红色。

   在内容窗格中，您可以看到适宜性值范围现在高达约 150。 这是因为权重是乘数：每个条件的适宜性值乘以条件的权重。 由于每个条件的最大值为 10，因此最大适宜性总计如下：

   10 * 8 + 10 * 3 + 10 * 2 + 10 * 1 + 10 * 1 = 150

   在模型创建的探索阶段，您以屏幕分辨率和范围进行了处理，并且生成的图层未保存在工程之外。 在继续工作流的下一阶段之前，您必须以全分辨率运行模型并将 NicoyaSuitability 图层保存到磁盘。

7. 在适宜性建模器窗格中，在适宜性选项卡底部（条件表下），单击运行。

   

   该过程可能花费几分钟的时间。

8. 在内容窗格中，查看值范围。

   

   该范围现已更新为模型中现有的精确适宜性值。

定位养虾场

现在，您将使用 NicoyaSuitability 图层来标识 5 个最佳的新养虾场位置。 将在适宜性建模器的定位选项卡上执行此操作。 目标是找到具有最高适宜性，同时满足许多空间要求的区域。 例如，空间要求包括所需地区的总面积和数量、最小和最大大小以及地区之间的理想距离。

1. 在适宜性建模器窗格中，单击定位选项卡。

   您将考虑养虾场的以下空间要求。

   • 当地工厂加工对虾的能力和需求有限，因此无法为 5 个以上的新养虾场提供服务。
   • 每个养虾场的面积必须至少为 3,000 公顷。
   • 为避免养虾场之间传播疾病，新养虾场不能位于彼此相距 5 公里的范围内。
   • 最后，应完全避开红树林区域。 为确保这一点，您将使用 NoMangroves 栅格作为掩膜，以便定位仅搜索非红树林区域中的适宜区域。

   注：

   NoMangroves 栅格使用应用于 LandCover 图层的按属性提取 (Spatial Analyst) 工具生成。 仅选择了值不等于 Mangrove 土地覆被类型的栅格像元并将其复制到了新栅格。

2. 在定位选项卡上，输入以下参数：
   • 对于面积单位，选择 Hectares。
   • 对于总面积，输入 3000（最好在选择面积单位后执行此操作）。
   • 对于输出栅格，输入 ShrimpFarmLocations。
   • 对于区域数，输入 5。
   • 对于区域间最小距离，键入 5。
   • 对于距离单位，确保选择千米。
   • 对于其他所有参数，接受默认值。

   

3. 在适宜性建模器窗格中的定位选项卡上，单击环境。

   

4. 在栅格分析下，对于掩膜，选择 NoMangroves。

   

5. 在适宜性建模器窗格的定位选项卡上，单击参数。

   

6. 单击运行。

   

   该过程可能花费几分钟的时间。

   注：

   定位选项卡将调用查找区域地理处理工具。 如需了解定位算法的工作原理，请参阅查找区域工具的工作原理。

   ShrimpFarmLocations 图层随即显示。

7. 验证是否已标识 5 个位置。 为所有未选择用于所需适宜性和空间配置的区域分配了值 0。

   

   注：

   颜色是随机分配的，可能会有所不同。

   您将不会为值 0 分配任何颜色，以便您专注于选择的 5 个位置并查看下方的 NicoyaSuitability 图层。

8. 在内容窗格中，对于 ShrimpFarmLocations，右键单击 0 值的图例，然后选择无颜色。

   

9. 在地图上，检查 ShrimpFarmLocations 图层。

   

   在地图周围进行平移和缩放时，可以打开和关闭 ShrimpFarmLocations 图层。 请注意，所有 5 个区域均位于非常适宜的区域（深绿色）。 这些区域还避开了红树林区域。

10. 保存模型。
11. 保存工程。

拓展延伸

您使用适宜性建模器成功地标识了在尼科亚湾开发 5 个新的可持续有机养虾场的最佳位置。 由于适宜性建模器的交互性和探索性，您可以使用适宜性建模器选项卡上的探索性工具继续检查模型，以了解模型组件如何相互作用以产生最终结果。 可以创建查询以检查如何在最终适宜性地图中实现基础输入条件。 例如，您可以标识距离海湾 1,000 米以内、距离河流 500 米以及在最终适宜性地图上获得的适宜性值大于 100 的所有位置。

借助建模器，您还可以探索假设方案以查看其影响。 例如，如果可以通过一种新的处理方法将养虾场定位得更近，则会发生什么？ 您还可以运行适宜性建模器，减小养虾场参数之间的距离，然后确定是否获得了不同的拟建位置。

此外，您可以探索向模型添加可能会影响养虾场选址的其他条件。 可能包含以下条件：

• 坡度和坡向 - 一些地点位于坡度和坡向（方向）不适宜的位置，因此无法支持建造养虾池。 坡度和坡向源自高程数据。
• 土壤和地质 - 底层地质特征以及土壤类型和深度可能不适合池塘开发。
• 水咸度 - 由于对虾养殖在咸水中进行，因此如果水咸度发生变化，则应将其纳入模型。

这些条件可能会也可能不会影响模型结果。 无论采用哪种方式，都可以使用适宜性建模器来评估这些条件是否会影响模型结果。

在本教程中，您探索了与对虾养殖相关的 5 个条件。 您借助适宜性建模器创建了一个适宜性模型，向其中添加了 5 个条件，将条件变换为 1 到 10 的通用等级，对这些等级进行加权，并为新养虾场定位了 5 个最佳位置。 由于您在适宜性建模器中收到动态反馈，因此您将对输入条件、模型参数和获得的最终结果更加自信。 因此，您将做出更明智的决策。

您可以在教程库中找到更多教程。