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GIS空間分析 使用ArcGIS 2007 12 15 8 9 http www geo 楊克誠 ModelingOurWorld 4 2空間分析基本操作 4 2 1矢量數(shù)據(jù)空間分析4 2 2柵格數(shù)據(jù)空間分析 4 2 1矢量數(shù)據(jù)空間分析 1空間關(guān)系查詢2緩沖區(qū)分析 4 2 1矢量數(shù)據(jù)空間分析 問題 在某條公路100m范圍內(nèi)都有些什么類型的林木最近發(fā)生的滑坡影響到的土地是哪些 面積有多少 某個(gè)區(qū)域內(nèi)高速公路的通車?yán)锍逃卸嗌?根據(jù)空間關(guān)系選擇要素間的關(guān)系 相鄰關(guān)系 Proximity 包容關(guān)系 Containment 疊加關(guān)系 Overlap空間關(guān)系連接 SpatialJoin 1 空間關(guān)系查詢 圖層間要素素空間關(guān)系分析查詢距一條線段最近的點(diǎn) proximity 查詢相鄰的要素 proximity Line on polygonselection containment Polygon on lineselection overlap Point in polygonselection containment Polygon on pointselection overlap Polygon on polygonselection overlap 定義目標(biāo)層 從其中查詢滿足條件的要素選擇層 比較此圖層中要素與目標(biāo)層中的關(guān)系 我想從中選擇符合條件 與中的要素符合 的要素 空間關(guān)系 查詢距某條線段最近的點(diǎn) proximity 查詢某條水系附近的所有地塊 查詢距一條線段最近的點(diǎn) 鄰近分析 查詢相鄰要素 proximity 查詢相鄰要素 proximity 根據(jù)多邊形與線段的關(guān)系查詢 包容關(guān)系 查詢位于多邊形中的點(diǎn) 包容關(guān)系 查詢包含點(diǎn)的多邊形 疊加 空間關(guān)系連接 Spatialjoin 根據(jù)圖層間的關(guān)系連接屬性表基于要素的幾何關(guān)系比較要素間的包容關(guān)系 距離 然后將屬性表連接 Spatialjoin 根據(jù)空間位置連接圖層屬性表 Spatialjoin 包容關(guān)系 將包含點(diǎn)的多邊形的屬性連接到點(diǎn)的屬性表relatedfieldscanbeusedfordisplay Spatialjoin 鄰近 將距離線段最近的點(diǎn)的屬性連接到線段屬性表 distanceusedasdisplayfield 2 緩沖區(qū)分析 距離或鄰近分析緩沖距離參數(shù)可以是常數(shù)或變量 緩沖區(qū)分析 緩沖區(qū)分析 ArcToolbox界面 緩沖區(qū)分析 創(chuàng)建的緩沖區(qū)保存為一個(gè)要素類或Coverage 矢量格式 4 2 2柵格數(shù)據(jù)空間分析 1 了解柵格數(shù)據(jù)2 柵格分析環(huán)境3 柵格數(shù)據(jù)重分類4 采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)空間插值5 柵格單元統(tǒng)計(jì)6 交叉面積表7 分區(qū)統(tǒng)計(jì)8 距離分析9 鄰域分析10 柵格計(jì)算器 1 了解柵格數(shù)據(jù) 查看圖層屬性可以了解柵格數(shù)據(jù)的相關(guān)信息 柵格數(shù)據(jù)屬性 柵格數(shù)據(jù)屬性 從ArcCatalog中拖放數(shù)據(jù)到ArcMap 加載柵格數(shù)據(jù) 在ArcMap中添加?xùn)鸥駭?shù)據(jù)圖層 根據(jù)柵格單元數(shù)值分類可以修改圖例 顯示柵格數(shù)據(jù) 通過直方圖了解柵格單元數(shù)值的分布情況 查看柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息 查詢柵格數(shù)據(jù) 柵格單元的屬性可以通過查詢按鈕獲取 離散柵格可以通過常規(guī)的方式查詢屬性表 根據(jù)表達(dá)式查詢柵格 通過ArcCatalog管理柵格數(shù)據(jù)源復(fù)制移動(dòng)更名刪除 管理柵格數(shù)據(jù)文件 2 柵格分析環(huán)境 柵格分析的大部分功能都被集成到 空間分析 模塊中 空間分析擴(kuò)展模塊 分析選項(xiàng)工作目錄掩模分析范圍分析柵格大小一經(jīng)設(shè)定將保持到下一次修改 空間分析選項(xiàng)設(shè)置決定經(jīng)空間分析得到的柵格數(shù)據(jù)的空間屬性 設(shè)置柵格分析環(huán)境 分析范圍分析派生的數(shù)據(jù)的空間屬性是矩形區(qū)域 設(shè)置分析范圍 設(shè)置分析范圍 使用范圍捕捉 使多個(gè)柵格圖層正確匹配 分析柵格的尺寸決定了輸出柵格的柵格尺寸要進(jìn)行多個(gè)柵格數(shù)據(jù)集間的分析時(shí)使用一致的柵格大小小柵格 大文件小柵格 較長的計(jì)算時(shí)間 設(shè)置柵格大小 分析掩模定義了輸出柵格的范圍掩模是根據(jù)已存在的柵格的 有效數(shù)據(jù) 區(qū)域生成的 而不是矩形區(qū)域 分析范圍中指定的是矩形區(qū)域 設(shè)置分析掩模 設(shè)置分析掩模 分析掩模定義了輸出柵格的形狀 NextClass 3 柵格數(shù)據(jù)重分類 重分類 Reclassify 將柵格圖層的數(shù)值進(jìn)行重新分類組織或者重新解釋 重分類的關(guān)鍵是確定原數(shù)據(jù)到新數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系 產(chǎn)生新的柵格圖層連續(xù)柵格數(shù)據(jù)重分類后轉(zhuǎn)換為離散柵格數(shù)據(jù) 4 采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)空間插值 問題 根據(jù)氣象觀測站點(diǎn)數(shù)據(jù) 生成某一區(qū)域內(nèi)降雨量等值線及空間分布圖通過地下水位高度采樣點(diǎn)數(shù)據(jù) 制作一個(gè)城市的地下水位分布圖 遍歷研究區(qū)域中的每個(gè)位置以測量該位置的高度 大小或某種特性通常都是困難的 或者是昂貴的 因而一般都是采用抽樣的方法 按照一定原則 選出一些樣點(diǎn)進(jìn)行測量 然后使用插值函數(shù) 估計(jì)出所有其它位置的值 應(yīng)用 根據(jù)水質(zhì)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)生成滇池水面水質(zhì)分布圖 表面中的每一個(gè)柵格的值表示為Z f X Y Z值可以是高程值 濃度值或應(yīng)用領(lǐng)域的其它量值 例如 污染 噪音等主要的內(nèi)插方法有 權(quán)重距離遞減 InverseDistanceWeighted 樣條函數(shù)內(nèi)插 Spline 克里金 Kriging 內(nèi)插 基于統(tǒng)計(jì)方法趨勢面內(nèi)插 Trend 采樣點(diǎn)經(jīng)過空間插值得到連續(xù)表面 離散的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù) 兩種基本的插值方法 splineandIDW 樣條函數(shù) minimizedcurvature 距離權(quán)重倒數(shù) localinfluenceisstrong 5 柵格單元統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù) 1990年 2000年降雨量觀測點(diǎn)數(shù)據(jù)通過空間插值生成降雨量分布圖通過局部統(tǒng)計(jì)功能計(jì)算多年平均降雨量分布圖 柵格單元統(tǒng)計(jì)CellStatistical CellStatistics 柵格單元統(tǒng)計(jì) 可以基于柵格單元對多個(gè)柵格主題進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 柵格主題之間的局部統(tǒng)計(jì)要求輸入多個(gè)柵格主題來計(jì)算輸出主題中每一個(gè)柵格的統(tǒng)計(jì)值 例如 用此功能可以根據(jù)1990年到2000年間某地區(qū)降水量柵格數(shù)據(jù)計(jì)算這個(gè)地區(qū)多年平均降水柵格 6 交叉面積表 面積制表 數(shù)據(jù) 縣界 土地利用 交叉面積表 設(shè)定交叉表中的行和列 交叉面積表 輸出結(jié)果 表格 7 分區(qū)統(tǒng)計(jì) 對每個(gè)分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì) SummarizeZones要求輸入兩個(gè)圖層 1 進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)類型既可是連續(xù)型也可是離散型 2 分區(qū)數(shù)據(jù) 用以確定每個(gè)柵格屬于哪個(gè)分區(qū) 數(shù)據(jù)類型必須是離散型 例子 匯總統(tǒng)計(jì)各地區(qū)的降雨量 每個(gè)區(qū) 是一組具有相同屬性值的柵格單元 或多邊形 分區(qū)匯總原理 forzone1 53 57 33 78 31 12 32 9 9 33 76 423 分區(qū)統(tǒng)計(jì)參數(shù)定義 生成分區(qū)匯總表和直方圖 基于于分區(qū)數(shù)據(jù)對要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的柵格進(jìn)行計(jì)算 8 鄰域分析 鄰域分析也稱為窗口分析 主要應(yīng)用于柵格數(shù)據(jù)模型 地理要素在空間上存在著一定的關(guān)聯(lián)性 對于柵格數(shù)據(jù)所描述的某項(xiàng)地學(xué)要素 其中的 I J 柵格往往會影響其周圍柵格的屬性特征 窗口分析是指對于柵格數(shù)據(jù)中的一個(gè) 多個(gè)柵格點(diǎn)或全部數(shù)據(jù) 開辟一個(gè)有固定分析半徑的分析窗口 并在該窗口內(nèi)進(jìn)行諸如極值 均值等一系列統(tǒng)計(jì)計(jì)算 從而實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)有效的水平方向擴(kuò)展分析 ArcGIS支持以下幾種統(tǒng)計(jì)算法 鄰域分析 焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 統(tǒng)計(jì)函數(shù) Minimum 最小值Maximum 最大值Mean 平均值Median 中值Sum 和 Range 范圍 StandardDeviation 標(biāo)準(zhǔn)差 Majority 主要值 Minority 次要值 Variety 種類 鄰域統(tǒng)計(jì) 焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)差 鄰域統(tǒng)計(jì) 濾波 高通濾波 focalprocess 高通濾波用于邊界增強(qiáng) 9 距離分析 基于柵格數(shù)據(jù)概念 源距離分析中的目標(biāo) 是離散的要素 要素可以鄰接 但屬性必須不同源可由柵格數(shù)據(jù)或矢量數(shù)據(jù)來定義距離分析 計(jì)算一定區(qū)域內(nèi)的柵格單元到源的距離 表面距離 左圖 表面距離下圖 直線距離 線要素直線距離分析 鄰近分配 哪些像元距離給定的設(shè)施 城市 較近 右圖 基于路徑距離的鄰近分配 10 柵格計(jì)算器 柵格查詢圖層疊加分析 柵格查詢 同時(shí)查詢多個(gè)柵格圖層 柵格疊加分析 柵格數(shù)據(jù)基于相同坐標(biāo)系統(tǒng)基于柵格單元 像元 進(jìn)行 多個(gè)柵格圖層中具有相同的X Y的像元進(jìn)行運(yùn)算輸出結(jié)果為單一柵格圖層 復(fù)合了參與運(yùn)算的各柵