Arcgis第四章 空间分析
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。
ArcGIS空间分析ppt课件
表面中的每一个栅格的值表示为Z=f(X,Y)， Z值可以是高程值、浓度值或应用领域的其
它量值，例如：污染、噪音等
主要的内插方法有： 权重距离递减（Inverse Distance Weighted） 样条函数内插（Spline） 克里金（ Kriging ）内插－－基于统计方法
采样点经过空间插值得到连续表面 连续表面
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、邻域统计、 分区统计、重分类、栅格计算等。
ArcGIS栅格数据空间分析模块(SpatialAnalyst) 提供有效工具集，方便执行各种栅格数据空间分析 操作。
距离制图 密度制图制图
表面分析 统计分析
栅格运算
空间分析环境设置
离散的 采样点 数据
两种基本的插值方法 (spline and IDW)
• 样条函数 (minimized curvature)
• 距离权重倒数 (local influence is strong)
表面分析
栅格插值 什么是等值线（高程、温度、降水等）、
作用？ 地形因子提取
一个输入的高程数据集和一个输出的 等值线数据集。其中等值线密集的地 区表明了地势的陡峭。它们对应的地 区拥有较高的高程（在输入的高程数 据集中的白色部分）。
要进行多个栅格数据集 间的分析时使用一致 的栅格大小
小栅格 → 大文件 小栅格 → 较长的计算时间
设置分析掩模
分析掩模定义了输出栅格的范围 掩模是根据已存在的
栅格的 “有效数据” 区域 生成的，而不是矩形区域 (分析范围中指定的 是矩形区域)
设置分析掩模
分析掩模定义了输出栅格的形状
栅格数据空间分析
量等值线及空间分布图 通过地下水位高度采样点数据，制作一个城市
ArcGIS空间分析
量
分
析
缓冲区 分析
空间 处理
（buffer）
(Geoprocessing)
叠置分析 (overlay)
数据融合 数据合并 数据裁切 图层擦除 识别叠加 交集操作 图层合并 (dissolve)（merge） （clip） （Erase）（Identity（）Intersect）（Union）
叠置分析
确定了娱乐场所服务 的地区。可以很容易 地确定需要更多娱乐 场所的区域（这些区 域主要位于栅格东北 半部区域）
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）就会愈 加注重坡度的影响并避开较陡的坡。
数据融合(dissolve)
空间数据融合(dissolve) ：是按照数据的某项 属性(attribute)，对线状要素或者面状要素进行自动合 并，即具有相同属性的两条相接弧段合并成一条弧段，具 有相同属性的两个相邻多边形合并成一个多边形。
数据合并(merge)
空间数据合并(merge) ：指的是在实际研
X轴：栅格单元值
查询栅格数据
栅格单元的属性可以通过查询按钮获取
根据表达式查询栅格
离散栅格可以通过常规的方式查询属性表
管理栅格数据文件
通过ArcCatalog管理栅格数据源
复制 移动 更名 删除
栅格分析环境
栅格分析的大部 分功能都被集成 到“空间分析” 模块中
空间分析扩展模块
4_ArcGIS空间分析及扩展
•
•
是各类综合性地学分析模型的基础，为人们建立复杂的 空间应用模型提供了基本工具。
空间分析四种概念
•
空间数据操作
-
（Spatial data manipulation）
•
空间数据分析
-
（Spatial data analysis）
•
空间统计分析
-
（Spatial statistical analysis）
风 水
何谓风水？曰：风乃天之气，水乃地之血。
不 看 吉 凶
不 问 富 贵
现代空间分析的起源
•
空间分析源于60年代地理和区域科学的计量革命。
把数学统计方法应用在人文地理学研究中，其他学科的定 律、规律也用来研究人文地理问题，使人文地理从定性分 析走向定量分析，揭示了人文现象的相互关系、相互作用 的空间规律性。
•
空间建模
-
（Spatial modeling）。
空间分析的基本功能
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空间查询与量算 空间变换
面积长度分析
缓冲区分析 叠加分析 网络分析 空间插值 …
空间分析的一般应用
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寻找适宜位置 寻找位置间的最佳路径 集成化的矢量/栅格分析 距离和路径成本分析. 基于本地环境、邻域或待定区域的统计分析 应用简单的影像处理工具生成新数据 对研究区进行基于采样点的插值. 进行数据整理以方便进一步的数据分析和显示
William L.Garrison
I.Burton
Fred K. Schaefer (7 July 1904 - 6 June 1953)
空间分析的发展
开始阶段，主要是应用定量（主要是统计）分析手段用于 分析点、线、面的空间分布模式。
ArcGIS软件应用第4章 空间数据分析
从空间处理的角度看，GIS可以被视为是一套用来从现 有的数据集获取新数据集的信息转换工具。ArcGIS 空间分 析提供了多种强大的空间建模与分析功能。 创建、查询和分析基于单元的栅格数据并基于这些数据制 图； 进行整合式栅格/矢量分析；
在多个数据图层中查询信息；
将基于单元的栅格数据与传统的矢量数据源完全整合。 从现有数据中获取新信息，并进行分析 在ArcGIS中，空间处理工具大部分集中在ArcToolbox 工具箱中。
14
4.2 ArcToolbox的功能与环境
4.2.1 工具集简介
14. 线性参考工具箱（Linear Referencing Tools） 线性参考工具主要包括创建路径、校准路径、叠加、融合、 转换路径事件；制作路径事件图层；沿路径定位要素等工具和工 具条。利用线性要素工具可以生成和维护线性地理要素的相关关 系，如实现线状Coverage到路径（Route）的转换；由路径事件 （Event）属性表到地理要素类的转换等。 15. 制图工具箱（Cartography Tools） 制图工具主要是掩模工具集。包括制图优化、制图综合、制 图表达管理、要素轮廓线掩模、相交图层掩模等工具。制图工具 与ArcGIS中其他大多数工具有着明显的目的性差异，它是根据制 图标准来设计的。
图1-4-1 ArcToolbox工具集
5
4.1 空间分析工具ArcToolbox简介
4.1.2 ArБайду номын сангаасToolbox 的启动
ArcToolbox 内嵌在ArcMap、 ArcCatalog等软件模块
中， 可以从这些软件中的直接启动。
1. 激活扩展工具
启动 ArcToolbox 后，其中的一些工具
地理信息系统下的空间分析——第四章_栅格数据的空间分析方法
被赋予空值的单元有两种处理方式：
（1）如果在一个操作符或局域函数、邻域函数中的邻域 或分区函数的分类区中的输入栅格的任何位置上存在空值， 则为输出单元位置分配空值。
（2）忽略空值单元并用所有的有效值完成计算。
6、关联表
栅格计算器由四部分组成左上部layers选择框为当前arcmap视图中已加载的所有栅格数据层列表双击一个数据层名该数据层便可自动添加到左下部的公式编辑中间部分是常用的算术运算符110小数点关系和逻辑运算符面板单击所需按纽按纽内容便可自动添加到公式编辑器中
第四章 栅格数据的空间分析算法
4.1 栅格数据 栅格数据是GIS的重要数据模型之一，基于栅格 数据的空间分析方法是空间分析算法的重要内容之 一。 栅格数据由于其自身数据结构的特点，在数据处 理与分析中通常使用线性代数的二维数字矩阵分析 法作为数据分析的数学基础。 栅格数据的空间分析方法具有自动分析处理较为 简单，而且分析处理模式化很强的特征。
地学信息除了在不同层面的因素之间存在着一定的制 约关系外，还表现在空间上存在着一定的制约关联性。
对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的某个栅 格往往会影响其周围栅格属性特征。准确而有效的反映这 种事物空间上联系的特点，是计算机地学分析的重要任务。 窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格 点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并 在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与 其他层面的信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据 有效的水平方向扩展分析。
带面积的点的精度为加减半个单元大小。这是用基于单 元的系统来工作必须付出的代价。
图4.9：点特征的栅格数据表示
经典：浙江大学ARCGIS课件-第四章空间分析
优化路径分析
时间、距离分析
网流量的模拟分析
3
空间量测
4
一、质心量测
应用范围极其广泛，如： 1） 商场选址应该位于具有最佳势能的定位点处。 2） 经济的增长极可能发生在高势能地区。
5
通过对其坐标值加权平均求得
W i
X
i
X i
G
W i
i
W
Y
i
i
Y G
i
Wi
i
其中，I为离散目标物，Wi为该目标权重，Xi、Yi为其坐
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区域变换方式
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同一层的自身变换操作
数学运算变换（三角函数、乘方等） 直方图统计 重分类 聚类 空间内插 缓冲
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多层数据的空间变换操作
数学运算（加、减、乘、除等） 逻辑组合 拓扑叠加 缓冲
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信息复合模型
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视觉信息复合
·面状图、线状图和点状图之间的复合； ·面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区 域边界之间的复合； ·遥感影像与专题地图的复合； ·专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图； ·遥感影像与DTM复合生成三维地物景观。
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叠加分类模型
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平面， 该平面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各个复合的数据平面的属性 数据库的所有的数据项，叠加分类模型用于多要素综 合分类以划分最小地理景观单元，进一步可进行综合 评价以确定各景观单元的等级序列。
第四章
GIS 的 空 间 分 析 技 术
1
空间分析
空间分析ARCGIS中的矢量数据的空间分析
空间分析ARCGIS中的矢量数据的空间分析空间分析是GIS系统中最重要的一部分之一。
空间分析通过处理和分析矢量数据中的地理位置，可以帮助用户更好地理解和处理地球表面的空间问题。
ARCGIS是一款著名的GIS软件，其集成了强大的空间分析功能，可以方便地进行矢量数据的空间分析。
空间分析的意义空间分析可以帮助GIS用户更好地理解空间数据的结构和关系。
通过空间分析，我们可以：•可视化数据：通过制作地图可以直观地表达数据在地球上的空间位置关系。
•空间查询：通过查询地图上的要素可以挖掘出数据之间的空间关系。
•空间统计：通过分析数据之间的空间关系，可以生成统计数据并进行更进一步的研究。
ARCGIS中的矢量数据矢量数据是GIS中最常用的一类数据类型，是通过在地图上绘制点、线、面等几何图形来表示地理数据的。
ARCGIS支持常见的矢量数据格式，如shapefile、GDB、SDE、Coverage等。
矢量数据的空间分析ARCGIS支持各种形式的矢量数据的空间分析，包括：1.空间查询：ARCGIS通过自带的属性表和查询工具，可以方便地对矢量数据进行查询。
用户可以使用查询工具查询特定的属性，也可以使用空间查询工具查询矢量数据中与某个要素邻近或相交的要素。
2.空间叠加：空间叠加是将两个或多个矢量数据集合并成为一个新的矢量数据集的过程。
ARCGIS中常用的空间叠加工具有Union、Intersect、Identity、Erase等。
3.空间分析：ARCGIS中的空间分析工具可以通过空间分析来挖掘矢量数据之间的空间关系。
常用的空间分析工具有缓冲区分析、裁剪、合并、分割等。
空间分析工具的使用过程中常见的一些问题包括：1.坐标系的问题：要确保使用的地图和要素在同一坐标系下，否则可能导致分析结果异常。
2.精度要求的问题：ARCGIS中的空间分析工具需要在数据间设定空间容差值。
对待空间分析结果的精度和精细度有一定要求的应当谨慎考虑容差的设定。
使用ArcGIS进行空间数据分析入门指南
使用ArcGIS进行空间数据分析入门指南第一章：ArcGIS简介ArcGIS是一种集成的地理信息系统软件，被广泛应用于地理数据管理、空间数据分析和地图制作等领域。
它提供了强大的数据处理和分析功能，以及用户友好的界面，使得用户可以轻松进行空间数据分析。
第二章：空间数据分析基础空间数据分析是利用GIS技术对地理现象进行统计、计算和分析的过程。
在进行空间数据分析之前，需要了解一些基本概念和方法。
这些包括：空间数据类型（点、线、面）、空间关系（相交、相邻、包含等）、属性数据（属性表、字段类型）以及空间统计方法（空间插值、空间聚类等）等。
第三章：ArcGIS的数据输入与导入在进行空间数据分析之前，需要将数据导入到ArcGIS软件中。
ArcGIS支持多种数据格式的导入，包括矢量数据（Shapefile、Geodatabase）、栅格数据（Grid、Tiff）和表格数据（Excel、CSV）等。
用户可以通过文件导入、数据库连接或在线数据服务等方式将数据导入。
第四章：数据预处理与清洗在进行空间数据分析之前，需要对数据进行预处理和清洗，以保证数据的质量。
这包括数据的投影转换、空间参考系设置、数据缩放、重采样和去除空缺值等操作。
同时，还需要检查数据的完整性和一致性，对异常值和重复值进行处理。
第五章：空间查询与选择空间查询是通过空间位置、属性条件或复杂的空间关系对数据进行筛选和筛选的过程。
ArcGIS提供了丰富的查询和选择工具，包括属性查询（属性表查询、SQL查询）、空间查询（相交查询、缓冲区查询）和空间关系查询（包含、相邻等）等。
用户可以根据需要进行灵活的查询与选择。
第六章：空间统计与计算空间统计是对空间数据进行统计与计算的过程。
ArcGIS提供了多种空间统计工具，包括空间插值（克里金、反距离权重插值）、空间聚类（热力图、聚类分析）、空间分布分析（分布密度、核密度）和空间权重矩阵等。
这些工具可以帮助用户发现地理现象的分布规律和空间相关性。
ArcGIS空间分析的基本操作
练习51.空间分析的基本操作空间分析模块 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
1. 了解栅格数据 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
2. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据) ......................... 错误!未定义书签。
3. 栅格重分类(Raster Reclassify) ............................................................. 错误!未定义书签。
4. 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator) ............................ 错误!未定义书签。
5. 面积制表（Tabulate Area） ................................................................. 错误!未定义书签。
6. 分区统计(Zonal Statistic) ..................................................................... 错误!未定义书签。
7. 缓冲区分析(Buffer) ................................................................................ 错误!未定义书签。
8. 空间关系查询 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
使用ArcGIS进行地图制作和空间分析的简明教程
使用ArcGIS进行地图制作和空间分析的简明教程第一章：ArcGIS软件介绍ArcGIS是由美国Esri公司开发的一套专业的地理信息系统（GIS）软件，提供了丰富的地图制作和空间分析功能。
该软件广泛应用于城市规划、土地利用、环境分析等领域，具有强大的数据处理能力。
第二章：准备工作在使用ArcGIS进行地图制作和空间分析前，我们需要准备相关数据。
包括地理数据、属性数据以及地图符号等。
同时，还需要明确分析的目标和问题，以便选择合适的工具和方法。
第三章：地理数据获取与处理地理数据是地图制作和空间分析的基础。
我们可以通过多种渠道获取地理数据，如使用ArcGIS内置的数据源、从开放数据平台下载等。
获取到地理数据后，我们还需要进行数据预处理，包括数据格式转换、数据清洗等。
第四章：地图制作ArcGIS提供了丰富的地图制作工具，可以帮助用户创建各种类型的地图。
首先，我们需要选择合适的地图模板或布局。
然后，在地图视图中添加底图、图层、标注等要素，并进行图层样式和符号的设置。
最后，我们可以进行视图调整和地图导出。
第五章：空间分析基础空间分析是GIS的重要功能之一，可以帮助我们发现地理现象之间的关联和趋势。
ArcGIS提供了多种空间分析工具，如缓冲区分析、叠加分析、路径分析等。
在进行空间分析前，我们需要明确分析的目的，选择合适的空间分析方法。
第六章：空间数据查询与查询分析使用ArcGIS，我们可以通过空间数据查询来获取特定条件下的空间要素。
查询可以基于空间关系、属性关系或数据库查询语言。
查询分析可以帮助我们从大量的空间数据中筛选出感兴趣的要素。
第七章：地理统计分析地理统计分析是将统计学方法应用于地理数据的过程。
ArcGIS提供了丰富的地理统计分析工具，如点密度分析、聚类分析、回归分析等。
这些工具可以帮助我们了解地理现象的分布规律和潜在问题。
第八章：空间数据可视化地图制作是空间数据可视化的重要手段之一。
除了制作传统的地图，我们还可以使用ArcGIS进行更加丰富的空间数据可视化。
arcgis空间分析实验报告
arcgis空间分析实验报告引言空间分析是地理信息系统（GIS）的核心功能之一，通过利用地理数据进行分析，可以帮助我们更好地理解和解释地理现象。
ArcGIS是一种领先的地理信息系统软件，提供了丰富的工具和功能，用于空间分析。
本实验报告旨在探讨ArcGIS在空间分析方面的应用，以及分析结果的准确性和可靠性。
实验目的本实验的目的是使用ArcGIS进行空间分析，深入研究和分析给定的地理现象，并根据分析结果，提出相应的结论和建议。
通过实际操作，我们将掌握ArcGIS的基本功能和操作方法，并了解如何使用它来解决实际问题。
实验步骤1. 数据准备在进行空间分析之前，我们需要准备相关的地理数据。
这些数据可以是地图、遥感影像、点线面数据等。
根据实验要求，我们选择了XXXX地区的人口分布数据、土地利用数据以及交通网络数据作为研究对象。
2. 数据导入与处理将准备好的地理数据导入ArcGIS中，通过数据清理和预处理，确保数据的完整性和准确性。
3. 空间数据的可视化利用ArcGIS中的地图绘制工具，将导入的地理数据以地图的形式展示出来。
可以通过设置不同符号和颜色，根据数据的不同属性进行标注和区分，以便更好地理解和分析。
4. 空间分析4.1 点图层的空间分布分析通过分析人口分布数据，使用ArcGIS中的核密度分析工具，得出不同地区的人口密度分布图。
据此，我们可以了解人口聚集和分布的情况，并进一步推断不同地区的发展潜力和规划需求。
4.2 面图层的属性统计分析根据土地利用数据，我们可以对不同区域的土地利用类型进行统计和分析。
利用ArcGIS中的属性表查询工具，我们可以得到各个区域的土地利用比例以及特定土地类型的面积和占比。
这些统计结果对于土地规划和管理具有重要意义。
4.3 线图层的网络分析利用交通网络数据，我们可以进行路径分析和服务区分析。
通过ArcGIS中的网络分析工具，可以计算出两个位置之间最短路径的长度和所需时间，并将结果表示在地图上。
Arcgis实验四
实验四 ArcGIS空间分析（一）一、实验目的掌握基本的矢量数据空间分析方法，为选择合适的空间分析工具解决复杂的实际问题打下基础。
二、实验内容1、了解ArcMap空间信息查询的基本操作；2、掌握ArcMap矢量及栅格要素提取的几种常用方法。
三、实验相关知识及操作（一）空间信息查询1、空间信息提示空间信息提示设置主要涉及两个方面：一是开启信息提示功能（只有当该项功能被设置为工作状态，才能实现图形信息的提示操作）；二是信息提示字段的选择（图形所对应的属性表中的任何字段都可以作为信息的提示对象）。
（1）在ArcCatalog中右击需要设置信息提示的要素（如Building），在弹出的快捷菜单中选择Properties命令（图4-1）。
在弹出的要素属性对话窗口中，选择“Indexes”选项卡，选择ID号作为索引字段，点击“Add”并确定（图4-2），完成索引字段的设置。
（2）添加Building到ArcMap，在数据目录列表中右击Building要素，在弹出的快捷菜单中点击“Properties…”，在弹出的属性设置对话框中选择“Display”选项卡，选中“Show Map Tip using the display expression”复选框。
同时，在“Display Expression”选项卡，单击Field下拉列表框，选择需要进行信息提示的字段（如本次实验选择Building要素的ZDBH字段），单击确定按钮即可（图4-3）。
图4-1 要素属性设置图4-2 添加索引字段图4-3 Building属性信息提示设置（3）移动鼠标，将其悬停在某一房屋图斑上，此时系统会自动提示鼠标所在位置的房屋宗地编号（ZDBH）信息（图4-4）。
图4-4 信息提示效果图2、空间信息实时查询（1）在ArcMap中点击“Identify Features”按钮，移动鼠标选中需要查询的Builiding图斑，此时会显示选中图斑的所有属性。
ArcGis空间分析
空间分析3右键单击Site Analysis Tools工具箱，然后单击新建-模型在模型的主菜单上，单击模型-模型属性，单击常规选项卡，在名称文本框中输入FindSchool，在标签文本框中输入Find location for school，选中存储相对路径名(不是绝对路径)复选框单击环境选项卡，展开处理范围，然后选中范围，展开栅格分析，然后选中像元大小，单击值，展开处理范围，设置范围，方法是单击下拉箭头，然后选择与图层elevation相同，展开栅格分析，设置像元大小，方法是单击下拉箭头，然后选择与图层elevation相同，然后在环境设置窗口上单击确定，在模型属性窗口上单击确定，在工具条上，单击保存按钮将图层elevation、rec_sites和schools从内容列表中拖动至模型中单击坡度工具并将其从“Spatial Analyst 表面”工具集中拖动至模型中，然后将该工具与elevation数据对齐在“Spatial Analyst工具”工具箱的“距离”工具集中找到欧氏距离工具，单击欧氏距离工具并将其拖动至模型中，然后将该工具与rec_sites对齐在“Spatial Analyst工具”工具箱的“距离”工具集中找到欧氏距离工具，单击欧氏距离工具并将其拖动至模型中，然后将该工具与schools对齐单击添加连接工具，使用添加连接工具将elevation数据集与坡度工具相连接，然后将rec_sites连接到欧氏距离工具，将schools连接到欧氏距离(2) 工具，单击自动布局按钮，然后单击全图按钮，将当前逻辑示意图属性应用于元素并将元素放置在显示窗口内，在工具条上，单击保存按钮双击坡度工具，保留输入栅格的默认值，输出栅格输入slope_out作为名称，对于Z 因子，输入0.3048，然后单击确定右键单击坡度工具的输出变量，然后单击重命名，输入Slope output，然后单击确定将欧氏距离工具的输出变量重命名为Distance to recreation sites，将欧氏距离(2)工具的输出变量重命名为Distance to schools右键单击各输出变量（Slope output、Distance to recreation sites和Distance to schools），然后单击添加至显示，在模型工具条上单击运行按钮在内容列表中可看到结果在“Spatial Analyst 工具”工具箱的“重分类”工具集中找到重分类工具，单击重分类工具并将其拖动至模型构建器中，使其与Slope Output对齐，再添加两个重分类工具，使它们分别与Distance to recreation sites和Distance to schools平行单击添加连接工具，使用连接工具进行连接，将Slope Output 连接到重分类工具，将Distance to recreation sites 连接到重分类(2)工具，Distance to schools 连接到重分类(3) 工具，单击自动布局按钮，然后单击全图按钮打开连接到Slope Output 变量的重分类工具，接受重分类字段参数的默认值，单击分类，单击方法下拉箭头，然后单击相等间隔，单击类别下拉箭头，然后单击10，单击确定单击对新值取反，接受输出栅格参数的默认值，单击确定将重分类工具中的输出变量重命名为Reclassed slope打开连接到Distance to recreation sites 变量的重分类工具，接受重分类字段参数的默认值，以便使用Value 字段，单击分类，将方法设置为相等间隔，并将类别设置为10，单击确定单击对新值取反，接受输出栅格参数的默认路径和名称，单击确定将重分类(2)工具的输出变量重命名为Reclassed distance to recreation sites打开重分类(3) 工具，接受重分类字段参数的默认值，以便使用Value 字段，单击分类，将方法设置为相等间隔，并将类别设置为10，单击确定接受输出栅格参数的默认值，单击确定将重分类3)工具的输出变量重命名为Reclassed distance to schools右键单击各变量，Reclassed slope、Reclassed distance to recreation sites 和Reclassed distance to schools，然后单击添加至显示。
ARCGIS空间分析操作步骤详解
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。
ArcGIS空间分析模块学习指南
ArcGIS空间分析模块学习指南ArcGIS具有功能强大、应用领域非常广泛，在社会公共安全与应急服务、国土资源管理、遥感、智能交通系统建设、水利、电力、石油、国防、公共医疗卫生、电信等方面和领域都有深入的应用。
强大的空间分析功能是ArcGIS9的特点与核心之一。
无论对于栅格数据还是矢量数据、低维的点、线、面对象还是三维动态对象，都可以通过其空间分析功能的实现得到较为理想的结果。
ArcGIS9的空间分析模块（ArcGIS Spatial Analyst）功能的实现主要是基于栅格数据进行的，其可以完成常用的数据转换、分析、统计、分类和显示等功能。
空间分析模块是Arcgis9进行空间分析的主要模块，但其并不囊括Arcgis9的所有空间分析功能，其他的一些模块可以帮助用户进行专题性较强、较有特色的空间分析，如统计分析模块、三维分析模块等。
ArcGIS9的空间分析功能主要包括于空间分析模块、3D分析模块、地统计分析模块、分析模块、跟踪分析模块等之中，如图所示。
对于空间分析功能的实现，各模块具有各自的特点和优势，这里就其能够实现的功能和特点作一简要的说明。
ArcGIS Spatial Analyst模块，是ArcGIS Desktop中增加了一组全面的高级空间建模和空间分析工具，应用ArcGIS Spatial Analyst，用户可从现存数据中得到新的数据，分析空间关系和空间特征，应用空间分析模块可以进行：1、距离制图（Distance）：直线距离函数（Straight Line）、分配函数（Allocation）、成本距离加权函数（Cost Weighted）、最短路径函数（Shortest Path）。
2、密度制图（Density）：密度制图中内插的是密度，也是就是每个栅格的值不是绝对值，而是用绝对值除以了搜索范围的面积。
3、栅格插值（Interpolate to Rastor）：反距离权重插值（Inverse Distance Weighted）、样条函数插值（Spline）、克里格插值（Kriging）。
Arcgis第四章 空间分析
面的缓冲区
13
建立缓冲区的算法
• 缓冲区的种类 ☆点：圆形、三角形、矩形、环形。 ☆线：单侧、双侧对称、双侧不对称 ☆面：内侧、外侧 • 缓冲区的建立——中心线扩张法 主要包括：角平分线法 凸角圆弧法
•
质心量算：它是描述地理目标空间分布的最有用的单一量算量
☆求取目标的重心位置，用于跟踪某些地理分布的变化，如人口重心的变化、 土地利用重心的迁移等 ☆对目标坐标值进行加权平均（ARCGIS中需要使用calculate geometry工具）
XG
• 形状量算
W X W
i i i i
i
YG
W Y W
6
§2矢量数据分析方法
统计分析 量算分析 邻近性分析 叠加分析 空间网络分析
7
特征数统计方法 • 统计分析
☆单项属性的常规统计
ArcGIS中 ，可利用属性表中的Statistics…字段统计对话框 ，对字段 的数量（Count）、最小值（Minimum）、最大值（Maximum）、总和 （Sum）、平均值（Mean）、标准差（Standard Deviation） 进行统计。
☆点与多边形叠加
实质是计算包含关系
a 点与多边形的叠加
b
c
d
点与多边形叠加前后数据属性表 21
• 线与多边形叠加
确定每条弧段落在哪个多边形内
a
a
b
线与多边形的叠加
c
线与多边形叠加前后数据属性表 22
ArcGIS空间分析ppt课件
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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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ArcGIS多元统计工具（Summary Statistics）对话框
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• 常用的数理统计方法 ☆相关分析与回归分析 ☆主成分分析（PCA, Principal Component Analysis) ☆层次分析(AHP，Analytic Hierarchy Process) ☆聚类分析 ☆判别分析
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建立缓冲区的算法
• 缓冲区的对称、双侧不对称 ☆面：内侧、外侧
• 缓冲区的建立——中心线扩张法 主要包括：角平分线法 凸角圆弧法
角平分线法
凸角圆弧法
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缓冲区的不同形式
✓ 点要素缓冲区
单点缓冲区
✓ 线要素缓冲区
多点缓冲区
点变距缓冲区
单线缓冲区
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➢量算分析
• 几何量算
☆ 点：坐标
☆ 线状目标：长度、曲率、方向
☆ 面状目标：面积、周长等
☆体状目标：表面积、体积等
• 质心量算：它是描述地理目标空间分布的最有用的单一量算量
☆求取目标的重心位置，用于跟踪某些地理分布的变化，如人口重心的变化、 土地利用重心的迁移等
☆对目标坐标值进行加权平均（ARCGIS中需要使用calculate geometry工具）
✓ 面要素缓冲区
多线缓冲区
单面缓冲区
多面缓冲区
线变距缓冲区
面变距缓冲区 15
特殊情况缓冲区的处理
✓ 缓冲区重叠问题的处理
• 缓冲区融合的实现 • 融合的字段
✓ 变距缓冲区的实现
单个对象缓冲区重叠处理
多个对象缓冲区重叠处理
字段（Field）：距离来源于该数据中某一字段值，如道路的宽度 （属性值缓冲区）
空间分析功能，具有较强的制图能力，但空间分析中包含的网络分析、空 间统计类分析等方面略逊一筹。
3、SuperMap 完成数据管理、地图编辑、拓扑处理、空间分析和三维建模等任务，
其中具有较强的网络分析、空间统计类分析等，而在缓冲区分析、叠置分 析等方面稍有欠缺，此外在海量地理空间数据分析方面存在较大局限 。
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
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
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➢邻近性分析
• 缓冲区分析 (Buffer)
☆ 缓冲区：空间对象在一定半径或一定条件下的邻域。 ☆ 缓冲区分析：指以点、线、面实体为基础，在其周
围建立一定宽度范围内的缓冲区多边形，用以分析 实体的邻近性或对周围的影响，从而实现空间数据 在水平方向得以扩展的空间分析方法
点的缓冲区
线的缓冲区
面的缓冲区
☆单项属性的常规统计
ArcGIS中 ，可利用属性表中的Statistics…字段统计对话框 ，对字段的 数量（Count）、最小值（Minimum）、最大值（Maximum）、总和 （Sum）、平均值（Mean）、标准差（Standard Deviation） 进行统计。
ArcGIS属性字段统计对话框
3
➢空间分析的主要内容
基于GIS的空间分析包括的内容很多，较为 常用的有以下几种分析方法： ☆ 叠加分析 ☆ 邻近性分析 ☆ 网络分析 ☆ 统计分析
此外，分析空间分析还包括： 空间查询与 量算、三维空间分析、空间插值方法、聚合分 析、地形分析及其他应用分析模型等。
4
➢ 空间分析的基本过程
1、明确分析目标与方法 2、准备空间数据 3、进行空间分析操作 4、分析结果的解释与评价 5、结果输出
2
➢空间分析与GIS
空间分析使地理信息系统不仅体现在地图 制图功能上，而且用户还可以通过与系统交互 而将地理数据经过分析转换为对自己有用的信 息。
一个地理信息系统如果不提供空间数据的 分析处理功能，实际上它就蜕化为一个地理数 据库；
相反，一个地理数据库如果加强了空间数 据的分析处理功能，它就升格为一个地理信息 系统。
第4章 空间分析
➢ 空间分析概述 ➢ 矢量数据分析方法 ➢ 栅格数据分析 ➢ DTM与三维分析 ➢ 空间分析建模 ➢ 复习思考题 ➢ 实验
1
§1 空间分析概述
✓ 不同的学者对此有着不同的看法
陈述彭 、黄杏元 、Haining 、汤国安、郭仁忠等对空间分析的定 义有所不同，但都大同小异，都认为空间分析是空间数据分析技术，是 地理信息系统的核心功能 。
5
➢常用GIS软件空间分析功能
1、 Mapinfo软件 能生成各种专题地图，能够进行一些空间查询和空间分析运算，如
缓冲区等，并通过动态图层支持GPS数据，但因Mapinfo图元数据不含拓 扑结构，它的制图及空间分析能力相对弱。
2、MapGIS 空间分析提供了包括DTM分析、空间叠加分析、网络分析等一系列
4、ArcGIS 具有极强的空间分析能力，其空间处理的主要内容包括分析工具、数 据管理、转换工具、空间分析工具、3D分析工具、地理编码工具、线性 参考工具coverage工具等。
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§2矢量数据分析方法
➢统计分析 ➢量算分析 ➢邻近性分析 ➢叠加分析 ➢空间网络分析
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➢ 特征数统计方法
• 统计分析
✓ 多级缓冲区
制作地图晕线
✓ 缓冲区端点处理
圆形：round 直角形：flat
总的来说，空间分析是在获取了派生信息和新知识的基础上，借助 计算机技术，基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术。
✓ 空间分析就是对空间问题的求解，获取空间信息是解决空 间问题的必要手段。
✓ 现代意义的空间分析是指在计算机技术的支撑下，提取地 理对象在位置、属性、关系等方面的信息，以支持特定的 空间决策问题。
• 形状量算
☆ 形状系数R
Wi X i
X G i Wi
i
WiYi YG i Wi
i
XG 、YG 是质心坐标， Xi、Yi 为第i个离散目标的坐标， Wi 为第i个目标的权重。
☆ R<1，目标物为紧凑型
☆ R=1，目标物为一个标准园 ☆ R>1，目标物为膨胀型
R P , P为周长，A为面积 2 A