arcgis栅格数据空间分析图文详解
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ARCGIS空间分析操作步骤演示教学
ARCGIS空间分析基本操作一、实验目的1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。
2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。
3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。
二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。
空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。
它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。
在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。
有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。
两种数据格式间可以进行转换。
空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
空间分析是地理信息系统的主要特征。
空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。
空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。
空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。
空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。
空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。
通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。
第八章栅格数据空间分析
二、距离制图
1. 距离制图基础
（ 1） 源
源即距离分析中的目 标或目的地。如学校，商场， 水井，道路等。表现在GIS 数据特征上是一些离散的点、 线、面要素。要素可以邻接， 但属性必须不同。
图8.6 源分布图
二、距离制图
（2） 距离制图函数
1）直线距离函数
直线距离函数用于量 测每一栅格单元到最近源 的直线距离。它表示的是 每一栅格单元中心到最近 源所在栅格单元中心的距 离。
n zi z 2 i 1 d i n 1 2 i 1 d i
在每一个格网点周围搜索若干已 知离散点，用以内插格网点值，既可 生成一个新的格网。这种算法的前提 是离散点均匀分布，点集的密集程度 足以满足在分析中反映局部表面变化 时可以使用IDW。
图8.16 成本距离加权函数对话框
二、距离制图
A 成本方向数据
B 区域分配数据
C 成本累计数据
图8.17
成本距离加权计算结果示意
二、距离制图
5. 最短路径
最短路径功能是来计算并显示从目标点到源的最 短路径或最小成本路径。
图8.18 最短路径对话框
图8.19 最短路径示意图
三、密度制图
密度制图主要是根据 输入的已知点要素的数值 及其分布，以每个待计算 格网点为中心，进行环形 区域的搜寻，进而来计算 每个格网点的密度值。
图8.4 利用掩码设置分析区域
一、设置分析环境
4. 设置坐标系统
在ArcGIS的空间分析中，可 以通过两种方式设定分析结果 的坐标系统配准方式： （1）分析结果以输入栅格的坐 标系统来存储(如果存在多个输 入栅格，则将以第一个输入栅 格坐标系统存储)； （2）分析结果将以“Active” 数据的坐标系统来存储。
精选栅格数据分析讲义文稿演示
栅格和影像的区别
栅格在一种特殊的影像格式，一般影像 格式有JPG，BMP，TIF，PNG等，在ArcGIS中 一般表现为Grid,.img,.TIF，具体的应用为 DEM，DOM等，最直观表现栅格为单个波段 RasterBand，影像分析也是基于单个波段 RasterBand，所以在ArcGIS影像分析也成栅 格分析。
True），反之返回0
函数说明
三角函数包括：Sin（正弦函数）、Cos（余弦函数）、 Tan（正切函数）、Asin（反正弦函数）、Acos（反余 弦函数）、Atan（反正切函数）。
对数函数（Logarithms）：对数函数可对输入的格网数 字做对数或指数的运算。指数部份包括：Exp (底数e)、 Exp10 (底数10)、Exp2 (底数2)三种；对数部份包括： Log (自然对数)、Log10 (底数10)、log2 (底数2)等 三种。
栅格计算器Raster Calculator
在Spatial Analyst下
3、栅格计算器Raster Calculator使用
注意事项：
1.图层名称前后加[ ] 2.运算符前后加空格 3.通过name=表达式 可以修改输出栅格图
层名称 4.一次可以输出多个结果，以回车作为标
志，上行的输出结果，可以直接后面的 使用 5.一行内容很长，使用“~” 放在上一行 行尾作为续行标志
使用上个幻灯片的数据
2、栅格的重分类
重分类（Reclassify） 将栅格图层的数值进行重新分类组 织或者重新解释。
❖ 重分类的关键是确定原数据到新数 据之间的对应关系。
❖ 重分类只能从（详）细到粗（略）， 不能相反、可逆操作。
❖重分类在Spatial Analyst和3D Analyest下都有，是完全一样。
第四章_栅格数据的空间分析
1 2 2 2 2 2 3 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
2
栅格数据表示的是二维表面上的地理数据的离散化 数值。在栅格数据中，地表被分割为相互邻接、规则 排列的地块，每个地块与一个象元相对应。因此，栅 格数据的比例尺就是栅格(象元)的大小与地表相应单 元的大小之比，当象元所表示的面积较大时，对长 度、面积等的量测有较大影响。每个象元的属性是地 表相应区域内地理数据的近似值，因而有可能产生属 性方面的偏差。
18
1 2 3 4 1 0 4 4 7 2 4 4 4 4 3 4 4 4 4 4 0 0 4 8 5 0 0 8 8 6 0 0 0 8 7 0 0 0 0 8 0 0 0 0
5 6 7 8 7 7 7 7 4 7 7 7 8 8 7 7 8 8 7 7 8 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 0 8 8 8
h为栅格单元边长 Ai为区域所有多边形的面积。
7
栅格数据的定位
位置由栅格行、列号定义 绝对定位
– 基准点 左下点 左上点 – 行号、列号 – 分辩率
y col row (x0, y0)
(row, co
x’ = x0 + col * resolution y’ = y0 - row * resolution
12
一些常用的栅格排列顺序
13
按行编码的栅格数据结构的实现
数据可以使用指针或者二维数组实现 数据的类型由实际情况决定：byte, int, float, double, RGB等 class Raster { int rows; // 行数（高） int cols; // 列数（宽） type* data; // 数据，type可以是byte, int, float, double, RGB 等 // 或者 type data[256][256]; double resolution; // 分辩率，也可能是int等类型的 type getValue(int r, int c) { type value = data[r*cols+c]; return vlaue; } };
2
栅格数据表示的是二维表面上的地理数据的离散化 数值。在栅格数据中，地表被分割为相互邻接、规则 排列的地块，每个地块与一个象元相对应。因此，栅 格数据的比例尺就是栅格(象元)的大小与地表相应单 元的大小之比，当象元所表示的面积较大时，对长 度、面积等的量测有较大影响。每个象元的属性是地 表相应区域内地理数据的近似值，因而有可能产生属 性方面的偏差。
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1 2 3 4 1 0 4 4 7 2 4 4 4 4 3 4 4 4 4 4 0 0 4 8 5 0 0 8 8 6 0 0 0 8 7 0 0 0 0 8 0 0 0 0
5 6 7 8 7 7 7 7 4 7 7 7 8 8 7 7 8 8 7 7 8 8 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 0 8 8 8
h为栅格单元边长 Ai为区域所有多边形的面积。
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栅格数据的定位
位置由栅格行、列号定义 绝对定位
– 基准点 左下点 左上点 – 行号、列号 – 分辩率
y col row (x0, y0)
(row, co
x’ = x0 + col * resolution y’ = y0 - row * resolution
12
一些常用的栅格排列顺序
13
按行编码的栅格数据结构的实现
数据可以使用指针或者二维数组实现 数据的类型由实际情况决定：byte, int, float, double, RGB等 class Raster { int rows; // 行数（高） int cols; // 列数（宽） type* data; // 数据，type可以是byte, int, float, double, RGB 等 // 或者 type data[256][256]; double resolution; // 分辩率，也可能是int等类型的 type getValue(int r, int c) { type value = data[r*cols+c]; return vlaue; } };
第九章_ArcGIS中的栅格分析
（3）栅格数据转换为点要素
把代表点信息的栅格数据转换为点状要素时， 输入栅格数据中的每个单元都将生成矢量数据中的 点。每个点要素的位置都在单元的中心，空值不转 换为点。
（七）重分类
重分类是输入的栅格数据因某种原因不适应分 析要求时，使用新值取代输入栅格数据的单元值并 输出为栅格数据的过程。
1、对数据进行重分类的主要原因
根据数据单元发生变化的信息用新值取代栅格 数据单元原有的值。 为了简化或合并某些类别将栅格中不同的值归 为一类； 将多个栅格数据按照敏感度、优先权等标准的 或统一的等级体系重新归类。 将指定值设置为空值或根据变化将空值赋予指 定值。
如何寻找最小成本路径
栅格数据重分类
一、ArcGIS栅格分析概述
（一）ArcGIS空间分析模块
栅格数据和非栅格数据的复合应用是GIS应用 中的一个趋势，随着GIS、遥感和DEM的不断发展， 栅格数据在GIS中越来越重要。
在ArcGIS中，基于栅格数据的处理通过空间分 析模块完成。该模块可以创建基于栅格的数据，并 对其进行查询、分析和制图。可应用的数据包括影 像、Grid和其他栅格数据集。在该模块中有多种空 间分析工具，尤其适合进行表面分析。概括地说， 主要完成以下4类工作。
第九章 ArcGIS中的栅格分析
本章主要讲述如何通过ArcGIS的空间分析扩展 工具进行栅格数据的生成与处理、表面分析、密 度分析、距离分析等；
学习地图代数、数学函数和运算符等与栅格 计算器的应用；学习栅格模型的建立并为ArcGIS其 他扩展模块的应用打好基础。
使用ArcGIS空间分析操作符和函数完成基 本 于格网单元模型的基本操作 章 生成坡度、坡向和山体阴影 学 对点数据进行插值生成表面 习 将矢量数据转换成栅格数据 内 执行局域、邻域和分区统计分析 容 生成直线和成本权重距离表面
栅格数据的空间分析
栅格数据的空间分析一、实验综述1、实验目的及要求实验目的：学习ARCGIS中栅格数据的空间分析基本方法，掌握ArcGIS9中栅格数据空间分析的基本方法和操作。
b5E2RGbCAP实验内容：运用ARCGIS的空间分析扩展模块进行空间分析。
Arcgis10的栅格数据的空间分析基本方法：栅格数据重分类、距离分析、采样点数据空间插值、栅格单元统计、交叉面积表、邻域分析、栅格计算器等。
p1EanqFDPw2、实验仪器、设备ARCGIS软件、landuse和elevation等二、实验步骤1.栅格分析环境设置：首先在ArcMap中执行菜单命令<自定义>－<扩展模块>，在扩展模块管理窗口中，将“spatial analysis空间分析”前的检查框打上勾。
DXDiTa9E3dArcGIS10栅格数据空间分析模块<Spatial Analyst），只能进行简单的等高线和直方图分析。
其它的分析工具要在Arctools工具中进行。
点击工具栏“”打开Arctools。
RTCrpUDGiT2. 高程数据生成坡度数据在Arctools-Spatial Analyst-表面分析中双击打开“坡度”。
按如下设置。
点击“确定”，生成坡度图。
5PCzVD7HxA3、高程数据生成坡向图在“Arctools-Spatial Analyst-表面分析”中双击打开“坡向”。
按如下设置。
点击“确定”，生成坡向图。
jLBHrnAILg4、高程数据生成等高线图在“Arctools-Spatial Analyst-表面分析中”双击打开“等值线”。
按如下设置。
点击“确定”，生成等值线图。
xHAQX74J0X5、视域分析在“Arctools-Spatial Analyst-表面分析”中双击打开“视域”。
按如下设置。
点击“确定”，生成视域分析图。
LDAYtRyKfE6、栅格数据重分类<Reclassify）重分类：将栅格图层的数值进行重新分类组织或者重新解释。
第6章_栅格数据空间分析
▪ 栅格数据结构为空间分析提供了最强的建模环境及空间 运算。ESRI® ArcGIS® Spatial Analyst扩展模块为ArcGIS 增加了全面广泛的基于栅格单元的GIS运算。
2020/4/10
栅格数据模型空间分辨率
1 Pixel
1 pixel = 10m×10m 分辨率 = 10m
10M 10M
1、2 类合 并为b， 3、4 类合 并为a
2020/4/10
2、3 类合 并为c， 1、4 类合 并为d
Ⅲ
ⅢⅠ
Ⅰ
Ⅱ Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
ⅡⅢ
Ⅲ Ⅰ
Ⅱ
示例：空间聚合
Ⅰ 农用地 Ⅱ 建设用地 Ⅲ 未利用土地
2020/4/10
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ
聚类、聚合分析应用 栅格数据的聚类聚合分析处理法在数字地 形模型及遥感图象处理中的应用是十分普遍 的。 例如，由数字高程模型(DEM)转换为数字高 程分级模型便是空间数据的聚合，而从遥感 数字图象信息中提取某一地物的方法则是栅 格数据的聚类。
第五章 栅格数据的空间分析
1. 栅格数据的聚类分析 2. 栅格数据的聚合分析 3. 栅格数据的信息复合分析 4. 栅格数据的追踪分析 5. 栅格数据的窗口分析 6. 栅格数据的再分类
2020/4/10
§4 栅格数据的空间分析
▪ 地理信息系统（GIS）的一个主要优势在于能够对GIS数 据进行空间运算以派生新的信息。这些工具构成了所有 空间建模和地理处理的基础。
视觉信息复合是将不同专题的内容叠加显示在结果图件上， 参加复合的平面之间没发生任何逻辑关系，仍保留原来的 数据结构；
叠加分类模型则根据参加复合的数据平面各类别的空间关系 重新划分空间区域，使每个空间区域内各空间点的属性组 合一致。叠加结果生成新的数据层，该数据层图形数据记 录了重新划分的区域，而属性数据库结构中则包含了原来 的几个参加复合的数据层的属性数据库中所有的数据项。
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栅格数据模型空间分辨率
1 Pixel
1 pixel = 10m×10m 分辨率 = 10m
10M 10M
1、2 类合 并为b， 3、4 类合 并为a
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2、3 类合 并为c， 1、4 类合 并为d
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ⅢⅠ
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Ⅲ Ⅰ
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示例：空间聚合
Ⅰ 农用地 Ⅱ 建设用地 Ⅲ 未利用土地
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聚类、聚合分析应用 栅格数据的聚类聚合分析处理法在数字地 形模型及遥感图象处理中的应用是十分普遍 的。 例如，由数字高程模型(DEM)转换为数字高 程分级模型便是空间数据的聚合，而从遥感 数字图象信息中提取某一地物的方法则是栅 格数据的聚类。
第五章 栅格数据的空间分析
1. 栅格数据的聚类分析 2. 栅格数据的聚合分析 3. 栅格数据的信息复合分析 4. 栅格数据的追踪分析 5. 栅格数据的窗口分析 6. 栅格数据的再分类
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§4 栅格数据的空间分析
▪ 地理信息系统（GIS）的一个主要优势在于能够对GIS数 据进行空间运算以派生新的信息。这些工具构成了所有 空间建模和地理处理的基础。
视觉信息复合是将不同专题的内容叠加显示在结果图件上， 参加复合的平面之间没发生任何逻辑关系，仍保留原来的 数据结构；
叠加分类模型则根据参加复合的数据平面各类别的空间关系 重新划分空间区域，使每个空间区域内各空间点的属性组 合一致。叠加结果生成新的数据层，该数据层图形数据记 录了重新划分的区域，而属性数据库结构中则包含了原来 的几个参加复合的数据层的属性数据库中所有的数据项。
ArcGIS教程：第8章 栅格数据空间分析
1.环境设置
4
相关类与接口
IRasterAnalysisEnvironment接口的属性和方法主要有以下5种： (1)SetCellSize方法--设置输出栅格数据的像元大小 (2)SetExtent方法--设置栅格分析的处理范围 (3)Mask属性--使空间分析只对选定的数据进行处理 (4)OutSpatialReference属性--输出数据的空间参考，默认为输入数据的空间参考 (5)OutWorkspace属性--空间分析的输出工作空间，默认为系统临时工作空间
2.空间插值
21
趋势面法Trend
2.空间插值
22
自然邻域法NaturalNeighbor
(1)通过算法找到距查询点最近的输入样本子集，并根据区域的大小对这些 样本运用权重进行插值 (2)自然邻域插值方法仅使用查询点周围的样本子集，且保证插值高度在所 使用的样本范围之内，不会推断表面趋势且不能生成输入样本中未表示出 的山峰、凹地、山脊或山谷等地形 (3)函数原型： public IGeoDataset NaturalNeighbor (
IRasterAnalysisEnvironment接口和IInterpolationOp2接口
(4)IInterpolationOp2接口实现了所有空间插值的方法，主要有以下7种： IDW(反距离权重法) NaturalNeighbor(自然邻域法)
Krige(克里金法） TopoToRasterByFile(通过文件实现地形转栅格)
栅格数据
2
简介
在ArcGIS中，栅格数据空间分 析是扩展模块。同样，要使用 ArcGIS Engine实现栅格数据的空间 分析功能，需使用ArcGIS Engine Runtime的Spatial Analyst许可。
arcgis栅格数据空间分析图文详解
通过elevation图层生成
3. 按照用地类型（landuse字段）符号化显示landuse
设置landuse图层 透明度为30%
立体效果图
顺序：Landuse放置在山体阴影图层之上
二 学校选址
学校要求：
• 新学校应该处于地势平坦（坡度小）处，与现有土 地利用类型结合，选择成本不高的区域
• 新学校应该与现有娱乐设施的距离越近越好；同时 离已有的学校尽可能远—越远越好；
据
生成成本方 向图
5 求取最短路径
spatial analy----distance----shortest path
目的地
距离和方 向成本
效果图：
SQL查询
6 . 将上页ppt得到的灰度值大于8.2的栅格数 据转换成矢量数据，命名为sites
7 在ArcCatalog里新建一个个人地理数据库，将刚才获得的 矢量图层sites导入到数据库中，以获得面积数据；
启动ArcCatalog
扩展名为mdb的个人地理数据库
8 根据属性提取（select命令）面积大于十万 的区域，再根据位置提取与公路相交的图斑， 作为建立学校的地点
一 立体效果显示
1 设置工作环境：
一 立体效果显示
： 1 设置工作环境 设置区域范围：
设置数据存储路径，保 存在自己的文件夹
same as layer landuse
设置象元大小： same as layer elevation
一定要进行设置后才能做分析！
2 生成elevation的山坡阴影图
4 加权和数据合并：
按照相应的权重比，合并图层，各层数据权重比：距 离娱乐设施占50% ，距离学校占25% 土地利用类型 占12% ，地势位置占13%
3. 按照用地类型（landuse字段）符号化显示landuse
设置landuse图层 透明度为30%
立体效果图
顺序：Landuse放置在山体阴影图层之上
二 学校选址
学校要求：
• 新学校应该处于地势平坦（坡度小）处，与现有土 地利用类型结合，选择成本不高的区域
• 新学校应该与现有娱乐设施的距离越近越好；同时 离已有的学校尽可能远—越远越好；
据
生成成本方 向图
5 求取最短路径
spatial analy----distance----shortest path
目的地
距离和方 向成本
效果图：
SQL查询
6 . 将上页ppt得到的灰度值大于8.2的栅格数 据转换成矢量数据，命名为sites
7 在ArcCatalog里新建一个个人地理数据库，将刚才获得的 矢量图层sites导入到数据库中，以获得面积数据；
启动ArcCatalog
扩展名为mdb的个人地理数据库
8 根据属性提取（select命令）面积大于十万 的区域，再根据位置提取与公路相交的图斑， 作为建立学校的地点
一 立体效果显示
1 设置工作环境：
一 立体效果显示
： 1 设置工作环境 设置区域范围：
设置数据存储路径，保 存在自己的文件夹
same as layer landuse
设置象元大小： same as layer elevation
一定要进行设置后才能做分析！
2 生成elevation的山坡阴影图
4 加权和数据合并：
按照相应的权重比，合并图层，各层数据权重比：距 离娱乐设施占50% ，距离学校占25% 土地利用类型 占12% ，地势位置占13%
Arcgis第四章 空间分析
ArcGIS属性字段统计对话框
8
☆频数统计
用于计算某一属性值或某几项属性的组合值出现的频率，并可对该频 率下的各项属性进行汇总 ArcGIS中打开ArcToolbox > Analysis tools >Statistics > Frequency
ArcGIS频率统计工具（Frequency）对话框
插值运算栅格计算器三维立体显示效果沿指定路径生成飞行动画平面面积2darea表面面积surfacearea和体积volume表面积与体积计算对话框剖面分析在表面上绘制三维线剖面图三维可视化数字地形表示与转换tin格网空间数据的简化利用空间数据进行地表建模地形渲染地形场景的显示与交互三维可视化的一般过程三维可视化工具arcscene中的三维可视化要素立体显示效果对比图场景属性设置场景属性设置general选项卡场景坐标系统设置场景范围设置场景光照设置三维动画沿指定路径创建飞行动画对话框创建动画关键帧对话框动画控制器动画工具条及其下拉菜单arcscene的tools工具条空间分析建模的一般过程明确问题分解问题模型构建模型运行与检验模型结果分析与应用图解建模形成的流程图模型生成器图标arcgis中模型生成器的打开模型参数设置方法一模型参数设置方法二将被占用土地与分村行政区数据叠加overlayidentity给多边形添加村的信息选择street数据建立网络的数据加载网络数据将街道分为五类按街道类型streettype确定显示时所用的线宽并对学校和车站进行符号化
9
☆多元统计
按某一字段中的各类值分别统计各字段的各类统计值 ArcGIS中打开ArcToolbox Analysis tools > Statistics > Summary Statistics
ArcGIS学习课件11.栅格数据分析
中国科学院计算技术研究所教育中心
在Arcmap文件，加载地图，使用（File）中export map，格式有PNG，emf，eps，pdf，jpg，bmp， svg，gif，tif等，自己设置大小和格式，write world file是自动配准，可以调整分辨率，pdf， svg，emf默认是300，其他为96，数字越高，输出 的文件越大，清晰度越高，图片大小地图窗口的尺 寸*分辨率，该工具只是针对当前地图窗口的内容
用Zonal Statistics函数 或则raster转为feature。
Page 33
5.2统计25度以上耕地的面积
中国科学院计算技术研究所教育中心
① 使用grid，slope([tingrid]) >= 25 计算符号后 面一定要有空格，空格有全角空格（中文下，全 角）、半角空格一定是半角
对输出的图层重命名（名字 = 后面是表达式）
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5.1影像面积统计
中国科学院计算技术研究所教育中心
统计高程1900以下，1900-2000，和2000以上的 面积
1. 按上面的对栅格重分类Reclassfy
使用数据:11\fx\tingrid,操作看影像面积统计.exe
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5.1影像面积统计
中国科学院计算技术研究所教育中心
值的范围是含下不含上 右图是365 – 400 含义为value>=365 <400,“-”前后都有一
个空格
数据为:11\resample\tingrid
中国科学院计算技术研究所教育中心
Page 10
2、栅格的重分类NoData
中国科学院计算技术研究所教育中心
NoData是空，什么也没有（NULL）， 空不等于0，设置为nodata，输出为空
第13章ArcGIS栅格数据的空间分析
13.2.4 最短路径
最短路径函数用于确定从某一目标点至一个源的路径。 执行了成本加权距离函数，生成距离和方向栅格数据，就可 以计算从指定目的地到相应源的最低成本路径或最短路径。
13.3 密度制图
密度制图主要根据输入的已知点要素的数值及其分布，来 计算整个区域的数据分布状况，从而产生一个连续的表面。它 主要是基于点数据生成的，以每个待计算格网点为中心，进行 环形区域的搜寻，进而来计算每个格网点的密度值。密度制图 可以分为核函数密度制图和简单密度制图两种。 1．核函数密度制图 2．简单密度制图
13.6.3 重新分类
重新分类是将一种分类体系转换为另一种分类体系，分 类方式和分类数目都可能变化。
13.6.4 添加删除值
添加和删除值的做法和上述方法步骤较为类似，具体如下。 （1）单击选择“空间分析”|“重新分类”命令，弹出“重新分类” 对话框。 （2）在重分类前先选择需要重分类的图层字段，在“输入栅格”栏 中单击下拉按钮或后面的打开按钮，选择要进行值要变化的栅格数据。 （3）在“重分类字段”中选择要用到的属性字段。 （4）在“设置重分类数值”栏中单击“Add Entry”按钮，再其数 据框中将增加一条空白记录，单击选中记录就可以修改此记录。 （5）在“设置重分类数值”栏数据框中单击选择某条记录，然后单 击“Delete Entries“按钮，即可删除记录。 （6）单击“OK“按钮，完成操作。
13.1.4 设置分析区域
在默认的情况下，空间分析的范围是所有数据的重叠范 围，即所有数据的交集。 其中，共有以下5种方式。 1．在地图的可视区域上进行分析； 2．在输入栅格的交集上进行分析； 3．在图层的并集上进行分析； 4．自己设定合适的分析范围； 5．与某个图层一致。
13.2 距离制图
第十二章栅格数据分析
取整计算
=no data
Input raster
output raster
重分类即基于原有数 值，对原有数值重新进行 分类整理从而得到一组新 值并输出。根据用户需要 的不同，重分类一般包括 四种基本分类形式：数值 更新（用一组新值取代原 来值）、类别合并（将原 值重新组合分类）、 同标 准分类（以一种分类体系 对原始值进行分类），以 及特定值重分类（为指定 值设置空值）。
邻域统计计算过程 中，对于邻域的设 置有不同的设置方 法，常用的有四种 邻域分析窗口
邻域分析窗口类型
邻域统计的计算是以待计算 栅格为中心，向其周围扩展 一定范围，基于这些扩展栅 格数据进行统计函数运算， 从而得到此栅格邻域范围内 的数据统计值。邻域统计通 过窗口分析获得指定邻域的 数据统计信息。如右图红色 线范围就是一个3X3邻域统 计分析窗口。
由单个或多个输入栅格生成一个新的栅格，新栅格 的像元值可以由输入与输出栅格的关系函数计算得 到，或通过分类表对其赋值。 局部 (local) 运算（或逐像元函数）计算栅格输出 数据集，其中每个位置（像元）的输出值取决于与 一个或多个栅格数据集上的该位置相关联的值。也 就是说，单个像元的值（不考虑相邻像元的值）对 输出值有直接的影响。可将逐像元运算应用到单个 栅格数据集或多个栅格数据集。
栅格计算器Raster Calculator是栅格数据空间分析中数 据处理和分析中最为常用的方法，应用非常广泛，能够解 决各种类型的问题，尤其重要的是：建立复杂的应用数学 模型的基本模块。 ArcGIS 提供了非常友好的图形化栅格计算器，利用栅 格计算器，不仅可以方便的完成基于数学运算符的栅格运 算，以及基于数学函数的栅格运算，而且它还支持直接调 用ArcGIS 自带的栅格数据空间分析函数，并且可以方便 的实现多条语句的同时输入和运行。
=no data
Input raster
output raster
重分类即基于原有数 值，对原有数值重新进行 分类整理从而得到一组新 值并输出。根据用户需要 的不同，重分类一般包括 四种基本分类形式：数值 更新（用一组新值取代原 来值）、类别合并（将原 值重新组合分类）、 同标 准分类（以一种分类体系 对原始值进行分类），以 及特定值重分类（为指定 值设置空值）。
邻域统计计算过程 中，对于邻域的设 置有不同的设置方 法，常用的有四种 邻域分析窗口
邻域分析窗口类型
邻域统计的计算是以待计算 栅格为中心，向其周围扩展 一定范围，基于这些扩展栅 格数据进行统计函数运算， 从而得到此栅格邻域范围内 的数据统计值。邻域统计通 过窗口分析获得指定邻域的 数据统计信息。如右图红色 线范围就是一个3X3邻域统 计分析窗口。
由单个或多个输入栅格生成一个新的栅格，新栅格 的像元值可以由输入与输出栅格的关系函数计算得 到，或通过分类表对其赋值。 局部 (local) 运算（或逐像元函数）计算栅格输出 数据集，其中每个位置（像元）的输出值取决于与 一个或多个栅格数据集上的该位置相关联的值。也 就是说，单个像元的值（不考虑相邻像元的值）对 输出值有直接的影响。可将逐像元运算应用到单个 栅格数据集或多个栅格数据集。
栅格计算器Raster Calculator是栅格数据空间分析中数 据处理和分析中最为常用的方法，应用非常广泛，能够解 决各种类型的问题，尤其重要的是：建立复杂的应用数学 模型的基本模块。 ArcGIS 提供了非常友好的图形化栅格计算器，利用栅 格计算器，不仅可以方便的完成基于数学运算符的栅格运 算，以及基于数学函数的栅格运算，而且它还支持直接调 用ArcGIS 自带的栅格数据空间分析函数，并且可以方便 的实现多条语句的同时输入和运行。
ArcGIS空间分析ppt课件
ArcGIS空间分析
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1
主要内容
ArcGIS空间分析简介 ArcGIS矢量数据空间分析 ArcGIS栅格数据空间分析 ArcGIS三维分析 ArcGIS地统计分析
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2
ArcGIS空间分析简介
空间分析是GIS的主要特征，有无空间分析功能是GIS与 其他系统相区别的标志。空间分析是从空间物体的空间位置、 联系等方面去研究空间事物，以对空间事物做出定量的描述， 作出预测并提出合理的调控措施。
三维分析则有如下内容：三维模型建立和显示基础上的空间 查询定位分析，以及建立在三维数据上的趋势面分析、表面积、 体积、坡度、坡向、视亮度、流域分布、山脊、山谷及可视域分 析等。
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4
ArcGIS空间分析模块
ArcGIS空间分析模块
空间分析模块 （spatial analysis）
3D分析模块 3D analyst
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紫色的线代表使用成本栅格数据生 成的路径，并且在生成成本栅格数 据时，设定每个输入的栅格数据 （土地利用和坡度数据）的影响系 数是相同的。而红色的线代表的是 利用另一种成本数据生成的路径， 其中生成成本数据时，将坡度影响 因子赋予66％的权重来计算的。为 输入的坡度数据赋的权重愈高，生 成的路径（即红线显示的）就会57愈 加注重坡度的影响并避开较陡的坡。
距离分析
基于栅格数据
概念：－－源
距离分析中的目标， 是离散的要素，要素 可以邻接，但属性必 须不同
源可由栅格数据或矢 量数据来定义
距离分析－－计算一
定区域内的栅格单元
到源的距离
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58
密度制图
什么是密度制图？ 密度制图作用 ArcGIS密度制图方法
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主要内容
ArcGIS空间分析简介 ArcGIS矢量数据空间分析 ArcGIS栅格数据空间分析 ArcGIS三维分析 ArcGIS地统计分析
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ArcGIS空间分析简介
空间分析是GIS的主要特征，有无空间分析功能是GIS与 其他系统相区别的标志。空间分析是从空间物体的空间位置、 联系等方面去研究空间事物，以对空间事物做出定量的描述， 作出预测并提出合理的调控措施。
三维分析则有如下内容：三维模型建立和显示基础上的空间 查询定位分析，以及建立在三维数据上的趋势面分析、表面积、 体积、坡度、坡向、视亮度、流域分布、山脊、山谷及可视域分 析等。
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ArcGIS空间分析模块
ArcGIS空间分析模块
空间分析模块 （spatial analysis）
3D分析模块 3D analyst
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紫色的线代表使用成本栅格数据生 成的路径，并且在生成成本栅格数 据时，设定每个输入的栅格数据 （土地利用和坡度数据）的影响系 数是相同的。而红色的线代表的是 利用另一种成本数据生成的路径， 其中生成成本数据时，将坡度影响 因子赋予66％的权重来计算的。为 输入的坡度数据赋的权重愈高，生 成的路径（即红线显示的）就会57愈 加注重坡度的影响并避开较陡的坡。
距离分析
基于栅格数据
概念：－－源
距离分析中的目标， 是离散的要素，要素 可以邻接，但属性必 须不同
源可由栅格数据或矢 量数据来定义
距离分析－－计算一
定区域内的栅格单元
到源的距离
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密度制图
什么是密度制图？ 密度制图作用 ArcGIS密度制图方法
ArcGIS栅格数据图层空间相关性分析方法
ArcGIS栅格数据图层空间相关性分析方法
ArcGIS栅格数据图层空间相关性分析方法矢量的空间相关分析可以通过Spatial Join以后，导出属性表到EXCEL中，进行相关分析Correlation Analysis. 而两个栅格数据图层直接能不能直接在ArcMap中进行相关分析呢？答案是肯定的。
在Toolbox工具箱里面找到Spatial Analyst Tools->Multivariate，选择band collection statistics工具，选中进行相关分析的两个栅格图层，并且勾选需要计算COVARIANCE MATRIX和CORRELATION MATRIX，即可得一个.txt的分析结果文件。
文件中列出了各个栅格图层自身的统计特征值（最大值，最小值，均值，方差等），其各个图层间的协方差矩阵、相关矩阵。
空间分析6栅格数据的空间分析田永中ppt课件
➢ 基本原理
✓ DEM邻域最大值与DEM值相等的地方即为山顶。
➢ 实习步骤
✓ 根据DEM生成等高线，并将其中的计曲线加粗显示 ✓ 生成山体阴影，并将其透明显示，叠加至DEM数据之上，形成立体
✓ 相当于扭曲一条橡皮让它通过所有的点，同时曲率最小。 ✓ 两种样条插值方法：规则样条和张力样条
11
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
三种常见数字地面模型的实现2
——格网的生成
➢ 克里金插值（Kriging）
➢ 核函数：
➢ 简单密度制图（Simple）
➢ 搜索区内的点或线具有相同的权重。先对搜索区内 的点或线的值求和，再除以搜索区的大小，从而得 到每个点的密度值。
8
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
✓ Area为以上三种情况的 总面积
✓ Volume为以上三种情 况的总体积
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
像元统计分析
➢ 统计的类型(Statistic type)
✓ 极值（最大值、最小值）、范围、和、平均值、标准差、种数、众数、 寡数、中位数
➢ 随书光盘chp8\exe1
➢ 实习步骤
➢ 准备数据 ➢ 派生数据 ➢ 重分类 ➢ 综合分值计算（权重、栅格计算器）
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
✓ DEM邻域最大值与DEM值相等的地方即为山顶。
➢ 实习步骤
✓ 根据DEM生成等高线，并将其中的计曲线加粗显示 ✓ 生成山体阴影，并将其透明显示，叠加至DEM数据之上，形成立体
✓ 相当于扭曲一条橡皮让它通过所有的点，同时曲率最小。 ✓ 两种样条插值方法：规则样条和张力样条
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
三种常见数字地面模型的实现2
——格网的生成
➢ 克里金插值（Kriging）
➢ 核函数：
➢ 简单密度制图（Simple）
➢ 搜索区内的点或线具有相同的权重。先对搜索区内 的点或线的值求和，再除以搜索区的大小，从而得 到每个点的密度值。
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
✓ Area为以上三种情况的 总面积
✓ Volume为以上三种情 况的总体积
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
像元统计分析
➢ 统计的类型(Statistic type)
✓ 极值（最大值、最小值）、范围、和、平均值、标准差、种数、众数、 寡数、中位数
➢ 随书光盘chp8\exe1
➢ 实习步骤
➢ 准备数据 ➢ 派生数据 ➢ 重分类 ➢ 综合分值计算（权重、栅格计算器）
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
第八章-栅格数据的空间分析
第八章 栅格数据的空间分析栅格数据结构简单、直观，非常利于计算机操作和处理，是GIS 常用的空间基础数据格式。
基于栅格数据的空间分析是GIS 空间分析的基础，也是ArcGIS 的空间分析模块的核心内容。
栅格数据的空间分析主要包括：距离制图、 密度制图、表面生成与分析、单元统计、领域统计、分类区统计、重分类、栅格计算等功能。
ArcGIS 栅格数据空间分析模块（Spatial Analyst ）提供有效工具集，方便执行各种栅格数据空间分析操作，解决空间问题。
本章将对ArcGIS 中栅格数据空间分析的各模块从原理上和实现上作详细的说明，并附以具体实例，引导读者更好的应用。
8.1 设置分析环境基于ArcGIS 进行空间分析首先要设置分析环境。
分析环境的设置会一定程度地影响空间分析结果。
它主要包括工作目录的选择、栅格单元大小的设定、分析区域的选定、坐标基准的配准模式、分析过程文件的管理等。
本节将逐一对各分析环境的设置作详细说明。
8.1.1工作路径缺省情况下分析结果将自动保存在操作系统的默认路径下，如c:\...\temp 。
当然，通过栅格空间分析模块中的Option 选项的设置，可以指定新的所有分析结果的默认存放位置。
图8.1 设置工作路径1． 单击Spatial Analyst 菜单下的Option 命令，打开Option 对话框。
2． 在弹出的Option 对话框中选择General 标签（图8.1）；3． 在Working 栏中指定存放路径；4． 点击确定按钮。
8.1.2 栅格大小此处栅格大指分析过程中系统默认的栅格数据的栅格单元大小（Cell Size ），也有人把它称为分析解析度。
栅格数据的空间分析就是在每一个栅格单元的基础上进行的。
如果单元过大则分析结果精确度降低，如果单元过小则会产生大量的数据，而且计算速度降低。
所以需要选择合适的单元大小。
可以通过如下方式来设置：1. 单击Spatial Analyst 菜单下的Option 命令，打开Option 对话框。
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2 生成起伏度成本数据集 ,将其按 照成本大小重分类；
选择领域 统计方法 及形状
3 坡度数据和起伏度数据按照0.6：0.4的权重合并， 生成成本数据集；
4
计算成本权重距离函数 spatial analy----distance----cost weighted
选出来的学 校图斑 第3步生成 的成本数 据
将坡度、学校直线距离、娱乐设施直线距离 平均划分为十个级别，即进行重新打分，1分 -10分 比如说：地形要求越平坦越好，则坡度小的 地方赋值为10，十个级别从10到1以此递减；
等间隔划分为10级
选择数据 原来的值 （坡度）
定义重分类 方法和级数
定义重分类 分值（10-1）
效果图
同类原理，重分类学校和娱乐设施直线 距离；到学校的距离越小得分越低，到 娱乐设施的距离越小得分越高！
(3) rec_sites （娱乐场所分布图） (4) school （现有学校分布图）
(5) Destination（目的地）
1 设置工作环境：
一 立体效果显示
1 设置工作环境：
设置数据存储路径，保 存在自己的文件夹
一 立体效果显示
设置区域范围： same as layer landuse 设置象元大小： same as layer elevation
构建表达式：面积大于10万
与公路（roads图层）相交的区域：通过位置查询得到
新建学校的位置
END！
三 寻找目的地到学校的最短路径
要求：
新建路径成本最少，且为较短路径； 新建路径的成本数据计算时，坡度数据 和起伏度数据按照0.6：0.4的权重合并；
过 程：
1
重分类坡度数据，原则：等间距分为10级， 因为坡度小的地方修建公路成本低，所以坡 度最小一级赋值为1，最大一级赋值为10；
重分类landuse图层 对landuse而言， 土地利用数据删 除water 和 wetlands（水上 无法建学校）， 其余的重新赋值： agriculture：9 built up：3 barren land:10 forest：4
勾选！ 删除字段 显示字段
bursh / transitional：5
•
各层数据权重比：距离娱乐设施占50% 距离学校
占25% 土地利用类型12% 地势位置各占13%
步骤： 1 通过elevation，生成坡度数据
2 提取学校和娱乐设施的直线距离数据集
此处为30
娱乐设施直线距离 效果图
学校直线距离 效果图
3. 重分类坡度、学校直线距离、娱乐设施直线 距离和landuse数据(reclassify)
一定要进行设置后才能做分析！
2 生成elevation的山坡阴影图
通过elevation图层生成
3. 按照用地类型（landuse字段）符号化显示landuse
设置landuse图层 透明度为30%
顺序：Landuse放置在山体阴影图层之上
立体效果图
二 学校选址
学校要求：
• 新学校应该处于地势平坦（坡度小）处，与现有土 地利用类型结合，选择成本不高的区域 • 新学校应该与现有娱乐设施的距离越近越好；同时 离已有的学校尽可能远—越远越好；
学校选址分析
----栅格数据空间分析
实验目的： 熟悉栅格数据距离制图、成本距离加
权、数据重分类、多层面合并、最短路径
分析等空间分析功能
实验内容：
一． 立体效果图的显示；
二． 基于： (1) Landuse（土地利用图）
(2) elevation （地面高程图）
4 加权和数据合并：
按照相应的权重比，合并图层，各层数据权重比：距 离娱乐设施占50% ，距离学校占25% 土地利用类型 占12% ，地势位置占13%
运算符号左右两侧带空格！
效果图：
得分一定是3.37-8.88之间！
5 提取灰度值大于8.2的图斑
上页ppt得到的计算图层
CON命令——提取value=1的图斑，生成一个新图层
SQL查询
6 . 将上页ppt得到的灰度值大于8.2的栅格数 据转换成矢量数据，命名为sites
7 在ArcCatalog里新建一个个人地理数据库，将刚才获得的 矢量图层sites导入到数据库中，以获得面积数据；
扩展名为mdb的个人地理数据库
启动ArcCatalog
8 根据属性提取（select命令）面积大于十 万的区域，再根据位置提取与公路相交的图斑， 作为建立学校的地点
生成成本方 向图
5 求取最短路径
spatial analy----distance----shortest path 目的地
距离和方 向成本
效果图：