栅格空间分析
栅格数据空间分析
栅格数据空间分析
栅格数据空间分析是一种地理信息系统（GIS）分析方法，用于对栅
格数据进行处理和分析。
栅格数据由等尺度的正方形单元组成，在地理空
间上形成一个网格。
每个栅格单元代表一个特定的地理区域，例如一块土地、一座建筑物或一个气象站。
接下来是数据变换，包括栅格数据融合、相似性度量和特征提取等。
栅格数据融合是将多个栅格数据集合并到一个单一的栅格数据中，以获取
更全面和准确的信息。
相似性度量用于比较不同栅格数据之间的相似性和
差异性，以支持空间分析和决策制定。
特征提取是从栅格数据中提取具有
特定意义和价值的特征，例如提取建筑物、道路或河流等。
最后是空间分析，包括空间统计、遥感应用和模拟建模等。
空间统计
用于分析和研究栅格数据中的空间分布和空间关联性，例如热点分析、空
间插值和时空分析等。
遥感应用利用栅格数据进行地物分类、土地利用变
化检测和资源管理等。
模拟建模是利用栅格数据构建地理模型，进行模拟
和预测，例如气候模拟、城市扩张和生态模拟等。
栅格数据空间分析的主要优势在于能够处理大量的空间数据和复杂的
空间关系，同时还能够考虑地球表面的不规则性和异质性。
然而，栅格数
据空间分析也存在一些限制，例如空间分辨率和数据量的限制，以及对数
据获取和预处理的要求较高。
总之，栅格数据空间分析是一种重要的GIS分析方法，能够有效地提取、分析和模拟栅格数据中的空间信息，为决策制定和问题解决提供支持。
在不同的应用领域中，栅格数据空间分析具有广泛的应用前景和发展潜力。
空间分析——栅格数据的空间分析(一)
重分类娱乐场所直线距离数据集
娱乐场所近～远 对应于 适宜度10～1
重分类现有学校直线距离数据集
新学校距离现有学校比较远时适宜性好，仍分 为10级，距离学校最远的单元赋值为10，距离学校 最近的单元赋值为1。得到重分类学校距离图。
重分类土地利用数据集
土地利用对新建学校的适宜性有一定的影响。 如在有湿地、水体分布区建学校的适宜性极差，于 是在重分类时删除这两类，然后对剩下的其它土地 利用类型重新赋值。 赋值如下：
（一）背景
合理的学校空间位置布局，有利于学生的上课
与生活。学校的选址问题需要考虑地理位置、学生
娱乐场所配套、与现有学校的距离间隔等因素，从
总体上把握这些因素能够确定出适宜性比较好的学 校选址区。
（二）目的
通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、
成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间 分析功能；熟练掌握利用ArcGIS空间分析功能， 分析类似学校选址等实际应用问题。
密度制图
密度制图根据输入的要素数据集计算整 个区域的数据聚集状况，从而产生一个连续 的密度表面。密度制图主要是基于点数据生 成的，以每个待计算格网点为中心，进行圆 形区域的搜寻，进而来计算每个格网点的密 度值。
表面分析
表面分析主要生成新的数据集，诸如等 值线、坡度、坡向、山体阴影等派生数据， 获得更多的反映原始数据集所暗含的空间特 征、空间格局等信息。
表面分析的功能有：查询表面值、从表 面获取坡度和坡向信息、创建等值线、面积 和体积、数据重分类、将表面转化为矢量数 据等。
统计分析
是基于栅格数据的一种空间统计分析，包括
基于单元的统计（cell statistics）、邻域统计、 分类区统计等内容。
栅格数据空间分析
此外，也可以根据某些成本因素找到A地到B地的最短路径或成本最低路径。本节就ArcGIS中距离制图的基本原理和实现过程进行详细阐述。
1
2
二、距离制图
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。
三、密度制图
图8.20 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。
根据内插原理的不同，密度制图可以分为核函数密度制图（Kernal）和简单密度制图（Simple）。
01
核函数密度制图：在核函数密度制图中，落入搜索区内的点具有不同的权重，靠近格网搜寻区域中心的点或线会被赋以较大的权重，随着其与格网中心距离的加大权重降低。它的计算结果分布较平滑；
2
Range：统计各单元上出现数值的范围；
Sum：计算各单元上出现数值的和；
Mean： 计算各单元上出现数值的平均数；
2.等值线绘制 图8.27 某地区等高线图 图8.28 生成等高线对话框
四、表面分析
地形因子提取 因子分析方法是GIS空间分析，尤其GIS数字地形分析常用的基本分析方法。不同的地形因子从不同侧面反映了地形特征性，实际应用人们提出了各种各样的地形因子。从其所描述的空间区域范围，常用的地形因子可以划分为微观地形因子与宏观地形因子两种基本类型。按照提取地形因子差分计算的阶数，又可将地形因子分为一阶地形因子、二阶地形因子和高阶地形因子。
栅格插值也包括重采样，通过内插计算改变栅格大小。
栅格插值
四、表面分析
实验10、栅格数据空间分析基本操作
空间分析实际上是一个地理建模过程，它涉及：问题的确定、 使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适的次序执行一系列 的空间分析操作、显示及评价分析结果。
实验数据：
• 实验数据包括：东莞2006年分类图（栅 格数据） • r5yield,emidalat • 街道图层AIOStreets和城市地籍图层： AIOZonecov • 气温.shp,YNBoundary.shp (云南省的边界)
• 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。
spatialanaylstrastercalculater公式2006imgpolyclipimg栅格重分类rasterreclassify即通过栅格重分类操作可以将连续栅格数据转换为离散栅格数据栅格计算查询符合条件的栅格rastercalculator找出坡度在25度以下的区域分区统计zonalstatistic在arcmap中新建地图文档加载图层2008img东莞市镇区边界图仔细研究上面的数据表理解本操作的意义是什么
空间关系查询
Select By Location：根据位置选择 在上一步的基础上进行，找出与 街道“CYPRESS”的 50米缓冲区相交的地块。
栅格数据的空间分析报告
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。
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。
2、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。
ArcGIS10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。
2. 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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
重分类的关键是确定原数据到新数据之间的对应关系。
在“Arctools-Spatial Analyst-重分类”中双击打开“重分类”。
栅格数据的空间分析
栅格数据的空间分析栅格数据的空间分析是地理信息系统（GIS）中常用的一种分析方法，它通过对栅格数据进行处理和分析，来研究和描述地理现象的空间分布和关系。
栅格数据通常以像元（Grid Cell）为单位，每个像元代表了一定大小的区域，其中包含了该区域的空间属性或特征。
首先，栅格数据的处理是栅格空间分析的基础。
栅格数据通常以图像的形式呈现，可以通过遥感技术获取或生成。
在进行空间分析前，需要对栅格数据进行预处理，包括数据清理、去噪、校正等。
同时，栅格数据还可以进行融合、重分类、裁剪等操作，以满足具体的分析需求。
其次，栅格数据的空间分析包括了众多的方法和技术。
其中最常用的是栅格地图代数运算，包括加、减、乘、除等运算，用于栅格数据的叠加、缩放、变换等操作。
此外，还可以进行基本的空间统计分析，如均值、方差、标准差等，用于描述栅格数据的中心趋势和分散程度。
另外，还可以进行栅格数据的分类、聚类、插值等操作，以识别和评估地理现象的空间分布规律。
最后，栅格数据的空间分析在各个领域都有广泛的应用。
在环境科学领域，可以使用栅格数据进行环境评估和监测，如水质分析、土地覆盖变化分析等。
在气象学领域，可以使用栅格数据进行气候模拟和预测，如降水量、温度等指标的空间分布分析。
在土地利用规划领域，可以使用栅格数据进行土地评价和优化布局，如农田布局、城市规划等。
总结起来，栅格数据的空间分析是GIS中一种重要的分析方法，它通过对栅格数据进行处理和分析，帮助我们更好地理解地理现象的空间分布和关系。
栅格数据的处理、空间分析方法和应用多样化，广泛应用于各个领域，对于地理信息的收集、管理和决策支持都具有重要意义。
在未来，随着遥感技术和计算机计算能力的不断提高，栅格数据的空间分析将得到更广泛和深入的应用。
arcgis栅格数据空间分析图文详解
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%
GIS空间分析第三章栅格数据分析
GIS空间分析第三章栅格数据分析栅格数据分析是GIS空间分析的重要组成部分，它是通过对栅格数据进行数学计算、空间统计和空间模型构建来揭示地理现象和解决实际问题的过程。
本文将围绕栅格数据的分类、栅格数据的操作、栅格数据的转换和栅格数据的模型构建展开阐述。
首先，栅格数据可以分为单波段栅格数据和多波段栅格数据。
单波段栅格数据是指只包含一个变量的栅格数据，如高程数据、遥感影像数据等；而多波段栅格数据则是指包含多个变量的栅格数据，如遥感影像的RGB波段数据。
栅格数据的操作包括栅格数据的重分类、栅格数据的代数运算和栅格数据的空间过滤。
栅格数据的重分类是指将栅格数据的属性值按照一定的标准进行重新划分，以便于后续的分析和应用；栅格数据的代数运算是指对栅格数据进行加、减、乘、除等数学运算，以获得新的栅格数据；栅格数据的空间过滤是指通过设定空间窗口大小和权重来对栅格数据进行平滑或者锐化处理，以揭示地理现象的模式和变化。
栅格数据的转换包括栅格数据的样本导出、栅格数据的统计和栅格数据的可视化。
栅格数据的样本导出是指从栅格数据中提取一部分样本数据，用于建立统计模型或者进行其他分析；栅格数据的统计分析是指对栅格数据进行均值、方差、标准差等统计指标的计算，以了解栅格数据的分布特征；栅格数据的可视化是指通过色彩、阴影和填充等方式将栅格数据以图像的形式展示出来，以便于人们对其进行直观的理解和分析。
最后，栅格数据的模型构建是指根据栅格数据的特征和空间关系建立数学模型，用于解决实际问题。
常见的栅格数据模型包括地形模型、遥感模型和景观模型。
地形模型是通过栅格数据的高程信息构建的，它可以用来进行地形分析、地形模拟和洪水预测等；遥感模型是通过栅格数据的反射率信息构建的，它可以用来进行植被分析、土地利用分类和环境监测等；景观模型是通过栅格数据的空间分布和格网图案构建的，它可以用来进行景观格局分析和景观生态研究等。
总之，栅格数据分析是GIS空间分析中一种重要的数据分析方法，它通过对栅格数据进行分类、操作、转换和模型构建来揭示地理现象和解决实际问题。
栅格数据的空间分析方法
下面给出一个数学运算的例子。有一个森林地区融雪经验模型：
4.4 栅格数据的追踪分析 所谓栅格数据的追踪分析是指对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追踪线索进行追踪目标或者追踪轨迹信息提取的空间分析方法。
第四章 栅格数据的空间分析方法
栅格数据的追踪分析
如下图，栅格所记录的是地面点的海拔高程值，根据地面水流必然向最大坡度方向流动的原理分析追踪线路，可以得出两个点位地面水流的基本轨迹。
*
栅格数据的聚类、聚合分析均是指将一个单一层面的栅格数据系统经某种变换而得到一个具有新含义的栅格数据系统的数据处理过程。
1
也有人将这种分析方法称之为栅格数据的单层面派生处理法。
2
4.2 栅格数据的聚类、聚合分析
第四章 栅格数据的空间分析方法
1、聚类分析 栅格数据的聚类分析是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。 图a为一个栅格数据系统，1，2，3，4为其中的四种类型要素，图b为提取其中要素“2”的聚类结果。
4.1.9 坐标空间和栅格数据集
4.1、栅格数据
*
4.1、栅格数据
在地图坐标中单元以(x, y)位置的方式来访问，而从不用行列位置。
属于真实世界坐标空间的栅格数据集的x，y笛卡尔坐标系统依照地图投影来定义。
地图投影变换使三维地表能够用二维地图来显示和存储。
校正栅格数据集到地图坐标或转变栅格数据集从一个投影到另一个投影的过程被称为几何变换。
*
栅格数据
4.1.3 行(Rows)与列(Columns) 单元按行列摆放，组成了一个笛卡尔矩阵。矩阵的行平行于笛卡尔平面的x轴，列平行于y轴。每个单元有唯一的行列地址。
栅格数据空间分析
• 主要功能：查询表面值、从表面获取坡度和坡向信息、创
建等值线、分析表面的可视性、从表面计算山体的阴影、 确定坡面线的高度、计算面积和体积、数据重分类、将表
面转化为矢量数据等。
最短路径计算方法： 为源中每一单元点寻找一条成本最小路径 为每个源寻找一条成本最小路径 为所有源寻找一条成本最小路径
Spatial Analyst\Distance\Shortest Path
目标点 成本累积数据层 成本方向数据层
三、密度制图
密度制图主要基于点数据生成，以每个待计算格网点为中 心，进行圆形区域的搜寻，进而计算每个格网点的密度值。 本质上讲，密度制图是一个通过离散采样点进行表面内插 的过程。
与指定栅格数据集同栅格大小
• 设置分析区域 Spatial Analyst\options
1、设置最大分析范围（Extent标签） 与可视区域相同 输入栅格的交集 图层的并集
自定义
2、设置局部分析区域 空间分析过程中，分析只是在所选择的单元集或局部区域 进行，不需在整个单元集上进行，需设置分析掩码。 分析掩码表示了分析过程中需考虑到的分析单元即分析范 围。
等值线是将表面上相邻的具有相同值的点连接起来的线。
等值线 坡度 坡向 山体阴影
3、地形因子提取
• 坡度的提取
坡度（degree of slope），水平面与地表面之间夹角。 坡度百分比（percent slope），高程增量与水平增量之 比的百分数。
• 坡向的提取
坡向，地表面上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影
如何进行栅格地图制作和空间数据分析
如何进行栅格地图制作和空间数据分析栅格地图制作和空间数据分析是地理信息系统中非常重要的环节，它们为我们提供了对地理空间信息的深入了解和分析。
本文将探讨如何进行栅格地图制作和空间数据分析的相关技术和方法。
一、栅格地图制作在进行栅格地图制作之前，我们首先需要了解栅格地图的概念。
栅格地图是将地理空间信息离散化表示的一种方法，通常被表示为由多个像元组成的矩阵，每个像元代表一个地理区域的属性值。
制作栅格地图的关键步骤如下：1. 数据采集：首先需要采集所需要的地理空间数据。
这些数据可以来自卫星遥感、测量仪器、民众调查等多种途径。
在数据采集过程中，需要注意数据的准确性和可靠性。
2. 数据预处理：采集到的地理空间数据并不能直接用于栅格地图制作，需要进行一些预处理工作。
这包括数据清洗、数据融合、坐标转换等操作，以保证数据的一致性和可用性。
3. 数据插值：在栅格地图中，不同地理位置的像元通常是通过插值方法来获得属性值的。
插值可以采用各种方法，如反距离权重插值、三角网插值等。
插值方法的选择应根据数据特点和需求进行。
4. 栅格化：将插值后的数据转化为栅格地图的形式。
栅格化是将连续的地理空间信息划分为离散的像元，每个像元代表一个区域的属性值。
栅格化过程中需要考虑像元的大小和分辨率。
5. 栅格地图设计：栅格地图的设计通常包括选择合适的颜色方案、标注和符号等。
设计应根据地图的用途和受众群体来进行，以提高地图的可读性和有效性。
二、空间数据分析空间数据分析是地理信息系统中的重要组成部分，它通过对地理空间数据的统计和分析，揭示地理现象的内在联系和规律。
空间数据分析的一般步骤如下：1. 数据准备：进行空间数据分析之前，首先需要准备好相应的数据。
这些数据可以是栅格地图、矢量数据或其他形式的地理信息。
数据准备包括数据的收集、整理、清洗和转换等。
2. 空间统计：空间统计是通过对地理空间数据的分析和计算来揭示其空间分布特征和相关性。
常见的空间统计方法包括聚类分析、空间自相关分析、热点分析等。
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6章_栅格数据空间分析
第6章_栅格数据空间分析栅格数据是一种以栅格（像素）为基本单元的数据模型，广泛应用于遥感、地理信息系统（GIS）和地理空间分析等领域。
栅格数据空间分析是基于栅格数据进行的一种空间分析方法，通过对栅格数据进行分析、操作和运算，来获取有关地理信息的空间分析结果。
栅格数据空间分析主要包括以下几个重要的内容：栅格转矢量分析、栅格运算、栅格叠置分析和栅格统计分析。
首先，栅格转矢量分析是将栅格数据转换为矢量数据的过程。
这种转换可以使得栅格数据更好地与其他类型的空间数据进行集成和分析。
栅格转矢量分析可以通过栅格单元的几何形状和属性值，生成对应的矢量要素。
其次，栅格运算是对栅格数据进行数学运算和逻辑运算的过程。
这些运算可以用于对栅格数据进行平滑、滤波、变换和分析等操作，从而提取或生成新的栅格数据。
常见的栅格运算包括代数运算、变换运算和过滤运算。
另外，栅格叠置分析是栅格数据空间分析的核心内容之一、它主要通过对不同的栅格图层进行叠加和叠置操作，来研究栅格数据之间的空间关系。
重叠区域的分析结果可以帮助我们了解不同栅格单元之间的相互作用和影响。
最后，栅格统计分析是通过对栅格数据进行统计计算和分析，来揭示地理现象的分布规律和统计特征。
常见的栅格数据统计分析包括描述统计、空间自相关、空间插值和分类聚类等方法。
总的来说，栅格数据空间分析是利用栅格数据进行地理信息的分析和研究，它不仅可以帮助我们了解地理现象的空间分布和变化，还可以支持地理决策和资源管理等应用。
栅格数据空间分析在自然资源、环境保护、城市规划和农业生产等领域具有广泛的应用前景。
栅格数据空间分析
GIS空间分析方法（第二部分栅格数据空间分析）一、知识点介绍1、邻域分析（1）目的掌握局部分析和邻域分析的基本方法和操作步骤。
（2）数据…\实验数据\栅格数据分析\知识点介绍\邻域分析（3）操作邻域分析：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函数运算，从而得到此栅格的值。
ArcGIS 中的邻域统计提供了十种统计方法。
分别如下：Minimum：找出在邻域的单元上出现最小的数值；Maximum：找在邻域的单元上出现最大的数值；Range：在邻域的单元上数值的范围；Sum：计算邻域的单元内出现数值的和；Mean：计算邻域的单元内出现数值的平均数；Standard Deviation：计算邻域的单元内出现数值的标准差；V ariety：找出邻域的单元内不同数值的个数；Majority：统计邻域的单元内出现频率最高的数值；Minority：统计邻域的单元内出现频率最低的数值；Median：计算邻域的单元内出现数值的中值；A.加载数据B.进行邻域分析1．在Spatial Analyst 的下拉菜单中选择Neighborhood Statistics；2．在Input data 的下拉菜单中选择要用来进行邻域分析的图层；3．在Field 栏的下拉菜单中选择进行邻域分析的字段；4．在statistic type 栏中选择你要运用的统计类型；5．在Neighborhood 的下拉菜单中选择你要运用的邻域类型；6．在Units 后的两个选项中选择一个邻域类型设置时各参数值的单位，可以是栅格单元或地图单位。
7．指定输出结果的栅格大小；8．为输出结果指定目录及名称；9．点击OK 按钮。
利用邻域统计可以进行边缘模糊等多种操作，如下图8.55所示，原图为一海岸线，经过邻域统计的均值运算可以进行海岸线光滑。
2、距离制图（1）目的掌握局部分析和邻域分析的基本方法和操作步骤。
（4）数据...\实验数据\栅格数据分析\知识点介绍\距离制图\school.shp（5）操作C.加载数据D.在Spatial Analyst 下拉菜单中选择Distance,在弹出的下一级菜单中点击Straight Line，出现Straight Line 对话框，如下图。
空间分析6栅格数据的空间分析田永中ppt课件
✓ 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
栅格数据的空间分析
栅格数据的空间分析栅格数据是地理信息系统（GIS）中常用的数据类型之一，它以栅格单元（也称像元）的形式存储地理空间上的信息。
栅格数据的空间分析是利用栅格数据进行地理空间分析和建模的过程，旨在揭示地理现象的分布、关系和变化规律，以支持决策和规划。
栅格数据的空间分析主要包括以下几个方面：1. 空间插值与克里金插值算法空间插值是一种通过已知点的观测值推断未知点的值的方法，常用于填充不完整或缺失的空间数据。
克里金插值算法是一种常见的空间插值方法，它利用观测点之间的空间相关性进行预测，并生成连续的栅格表面。
2. 栅格叠加分析栅格叠加分析是指将多个栅格数据层叠加起来，计算各个像元的值或属性。
通过栅格叠加分析，可以在地理空间中对不同的栅格数据进行组合、计算和统计，得到新的栅格数据图层，从而揭示地理现象之间的相互关系。
3. 栅格转矢量栅格转矢量是将栅格数据转换为矢量数据的过程。
矢量数据以点、线、面等几何要素和属性表的形式描述地理要素，与栅格数据相比，具有更精确的几何表示和灵活的属性描述。
栅格转矢量可以帮助我们更好地理解和分析地理空间中的对象和现象。
4. 栅格分析和空间建模栅格数据的空间分析还包括栅格分析和空间建模。
栅格分析是指通过对栅格数据进行各种数学和统计运算，提取地理空间中的特征和规律。
空间建模是指利用栅格数据建立地理空间中的模型，模拟和预测不同因素对地理现象的影响。
5. 地形分析地形分析是栅格数据空间分析的重要组成部分，它利用高程数据进行地形表征、地形量化和地形分析。
通过对栅格高程数据进行地形分析，可以揭示地理空间中的地形特征和地貌变化规律，为地质、地貌、水文等科学研究提供支持。
6. 遥感图像分析栅格数据的空间分析还包括遥感图像分析，利用遥感数据获取的栅格图像进行地物提取、分类、变化检测等分析。
遥感图像分析可以提供大面积、高分辨率的地理信息，为土地利用规划、资源调查和环境监测等提供重要参考。
总之，栅格数据的空间分析是GIS中重要的分析手段之一，它利用栅格数据进行空间插值、叠加分析、转矢量、分析和建模等过程，揭示地理现象的分布、关系和变化规律，为决策和规划提供科学依据。
《栅格数据空间分析》课件
栅格数据的来源
遥感数据
通过卫星、飞机等遥感平 台获取的地球表面的信息。 可以用于地貌分析、环境 监测等应用。
摄影测量数据
通过航空摄影测量或地面 摄影测量获取的具有高精 度的地表数据。广泛应用 于地形建模、城市规划等 领域。
激光扫描数据
利用激光雷达技术获取的 地表高精度三维点云数据。 常用于地形测量、建筑物 立体表达等任务。
数据融合与融合质量评估
将多源栅格数据进行融合，并评估融 合质量，以提高数据的准确性和可信 度。
栅格数据分析技术
1 地形分析
2 空间插值
利用栅格数据进行地形高程、坡度、坡向 等分析，用于地质勘查、土地规划等领域。
使用栅格数据进行空间插值，根据已知样 本点推测未知位置的值。常用于气象、环 境监测等。
3 析栅格数据中的土地 利用和植被指数等信息，提 供农业决策支持，如灾害风 险评估和农作物适宜性分析。
基础设施规划应用
利用栅格数据分析城市交通 流量、人口密度等，辅助城 市道路、水源、绿地等基础 设施规划。
总结
栅格数据空间分析的优势与挑战
栅格数据空间分析具有灵活性、高时空分辨率和广泛应用的优势，但也面临数据质量、计 算复杂度等挑战。
《栅格数据空间分析》 PPT课件
栅格数据空间分析是一种强大的数据处理和分析技术。本课件将介绍栅格数 据的定义、来源和处理流程，以及栅格数据在不同领域中的实际应用。探讨 栅格数据空间分析的优势、挑战和发展方向。
什么是栅格数据？
栅格数据是由等大小的像元组成的网格状数据结构，用来表示地理空间上的离散信息。它可以是二维或 多维的，常见的栅格数据有遥感影像、数字地形模型等。
栅格数据空间分析的前景和发展方向
随着技术的发展和数据的积累，栅格数据空间分析将在地理信息科学、城市规划、环境保 护等领域发挥更大作用。
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的空间分析是地理信息系统（GIS）中的重要内容之一，它主要关注基于栅格数据进行的空间分析及其应用。
栅格数据是分成等大小的网格单元，每个网格单元包含一个数值或分类信息，常用于描述地理现象的连续变化。
栅格数据的空间分析方法有很多，其中常用的包括栅格代数、栅格重分类、邻域分析、遥感图像分类等。
首先，栅格代数是指通过对栅格数据进行加、减、乘、除等算术运算来生成新的栅格数据。
例如，可以通过减法操作计算栅格数据的差异，或通过加法操作对栅格数据进行叠加分析。
这样的空间分析可以帮助我们发现地理现象的相关性，比如栅格数据的高值区域可能对应着其中一地理现象的集中分布。
其次，栅格重分类是将原始的连续栅格数据转换成离散的分类数据。
通过定义不同的分类方案，可以将连续的栅格数据分成若干个离散的不同等级。
这样的空间分析方法常用于制作栅格数据的等值线图，用于表示地理现象的等值区域。
此外，邻域分析是栅格数据的一种传统空间分析方法，它主要关注其中一栅格单元及其邻域栅格单元之间的空间关系。
通过定义邻域的大小和形状，可以获得与其中一栅格单元相关的统计信息，如平均值、最大值、最小值等。
邻域分析可以用来检测栅格数据的空间模式和趋势，如聚集和离散现象。
最后，遥感图像分类是利用栅格数据进行地物分类的一种常用方法。
通过定义不同的分类算法和特征提取方法，可以将遥感图像中的像素点分为不同的地物类别。
这种空间分析方法可以用于土地利用/覆盖分类、植被类型鉴定、水体提取等。
栅格数据的空间分析在许多领域都得到广泛应用。
在环境科学领域，可以基于栅格数据进行生态环境评价、生态系统服务价值评估等；在城市规划领域，可以用于土地利用规划、交通网络设计等；在农业领域，可以用于作物生长模拟、温室气体排放评估等。
总之，栅格数据的空间分析不仅可以更好地理解和利用地理信息，还可以为决策提供科学依据。
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Cost Distance
产 路径代价 生
方向矩阵
公路 起点
Cost Path
3.3.3 最短路径
• 关于成本GRID：坡度*0.6+土地利用*0.4
坡度
土地利用
0-5 5-10 10-15 15-25 >25
1
Agriculture
4
2
Barren land
6
3
Brush/transitional 5
3.5.1 空间插值
• 空间插值分类
– 按插值计算方法：分块内插、部分内插和单点 移面内插
3.5.1 空间插值
• ArcGIS空间插值方法
插值方法 反距离加权 泰森多边形 自然邻点 趋势面 克里格 样条函数
描述 局部拟合、确定性、精确、单点移面 局部拟合、确定性、精确、部分内插 局部拟合、确定性、精确、部分内插 全局拟合、确定性、非精确 局部拟合、随机性、精确、单点移面 局部拟合、确定性、精确、分块内插
Euclidean Distance——Raster Calculator或Reclassify
3.3.1 直线距离
• 应用举例2：对“省会城市地理坐标”图层 做0-100公里的栅格缓冲区分析
设置显示坐标系统为 投影坐标系统
设置栅格分析坐标系统Same As Display,
以及设置栅格分析范围和CellSize
公路起点 拟修建公路 学校
3.3 距离制图
• 3.3.1 直线距离 • 3.3.2 成本距离加权 • 3.3.3 最短路径 • 3.3.4 区域分配
3.3.1 直线距离
28 22 20 22 28 36 22 14 10 14 22 32 20 10 0 10 20 2B2 22 1A4 10 14 10 14 28 22 20 10 0 10 36 32 22 14 10 14
图层按显示坐标 系统Export Data
Euclidean Distance
Reclassify
3.3.1 直线距离
• 问题1 解决
设置显示 坐标系统
地理坐标数据依 据显示坐标系统
Export Data
设置栅格分析环
境（空间范围、 CellSize等）
Euclidean Distance
Raster Calculator
6
Built up
9
10
Forest
8
Water
10
Wetland
Nodata
3.3.3 最短路径
• 问题2解决
3.3.4 区域分配
• 原理：确定所有格网中心的最近设施，对于矢量格 式的设施，以某一整型字段值或FID作为Cell Value ；对于离散型栅格的设施，以像元值或整型字段值 作为Cell Value
3.5.1 空间插值
• 1）反距离加权（IDW）
S3
S1 S0 S4
S2
S5
3.5.1 空间插值
• 2）泰森多边形插值（最近邻点插值）
使用最邻点 值填充栅格 像元值
待插值矢量点
Euclidean Allocation （依据FID）
Raster To Polygon
泰森多边形
Join（属性表连 接，分别依据 GRIDCODE和FID）
Nodata 40-50：5
3
11 23
3
22 5
3 11
2
1 32 5
2
28 27 8 15 20 35
3 31 2 3
• 实现
• 流程
3.2.3 问题解决
植被指数 0-0.2 0.2-0.4 0.4-1
面积 XXXX XXXX XXXX
3.2.3 问题解决
• 空间分析建模
GeoDatabase
Raster Calculator
3.5 表面分析
• 3.5.1 空间插值 • 3.5.2 表面分析功能
3.5.1 空间插值
• 空间插值：由已知点数据来估算其他点数据
• 空间插值分类
– 全局插值、局部拟合 – 精确插值、非精确插值
精确插值在样点处估算值与实际值相同 – 确定性插值、随机性插值
确定性插值不提供预测值的误差检验，随机性插 值则用估计变异提供估计误差的评价
5 56
5
56
424 562
• 实现
• 原理
3.2.2 重分类
34 46 14 24 26 47
52 3 3 5
21 34 0 7 17 24 28 39 16 12 42 38 24 9 5 33 19 31 6 23 17 46 30 16
0-10： 1 10-20：2 20-30：3 30-40：
原理：计算每一个 格网中心到最近设 施(矢量或栅格)的 直线距离，以该距 离作为该栅格的
Cell Value
探索：如果设置离散型 Grid的分辨率为10米， 以图中两个点为设施， A、B栅格的值分别是？
3.3.1 直线距离
1A0 1B0
1B4
0A
3.3.1 直线距离
• 算法实现
28 22 20 22 28 36 22 14 10 14 22 32 20 10 0 10 20 22 22 14 10 14 10 14 28 22 20 10 0 10 36 32 22 14 10 14
12
42
22
35.45 46.76 48.73
43
32
26
23.93 54.73 43.74
35
42
28
连续型Grid
3.1 栅格分析基础
• 栅格数据的Nodata
3.1 栅格分析基础
• 栅格分析环境
输出坐标系统 输出空间范围
CellSize和掩膜
3.1 栅格分析基础
• 掩膜原理
分 析 范 围
A：在计算每个栅格时， 遍历每个设施——基本 上不能实现（速度）
B：在计算每个栅格时， 逐步扩大的半径搜索设 施——勉强可以
C：先计算与设施相交栅 格值，再以栅格扩散 ——最优秀算法
3.3.1 直线距离
• 实现：Euclidean Distance
依据选择集
3.3.1 直线距离
• 应用举例：对“省会城市”图层做0-100公 里的栅格缓冲区分析
3.5.1 空间插值
• 4）趋势面插值
– ArcGIS的Trend工具用于全局趋势面插值，使用n 阶（1至13）多项式方程模拟光滑曲面
1阶：Z=b0+b1*x+b2*y
2阶
3.5.1 空间插值
• 5）克里格插值
– 不仅考虑临近点的距离，还考虑临近点的空间分布
拱高 块金常数
变程 h
块金常数是由于观测误差造成的， 代表随机性部分。越小表示空间 相关性越强 拱高+块金常数=基台值，表示数 值最大变化幅度。当基台值一定 时，拱高越大，表示结构性变化 比重越大 变程：空间相关性变化的范围
掩 膜
有值
Nodata
3.2 栅格计算与重分类
• 问题：提供区域TM遥感数据，获取下表
植被指数 0-0.2 0.2-0.4 0.4-1
面积 XXXX XXXX XXXX
3.2.1 栅格计算
• 原理
43
2 12 324
22
13 42
x1
1
3 24
2 23 4 211
12 0
x2
y=f(x1,x2,….) =x1+x2 5
3.5.1 空间插值
• 5）克里格插值
3.3.4 区域分配
• 应用案例:导入Bank.shp,得到某银行（ [Banks_ID]=559）在服务区域（最近直线距 离）内拥有的顾客数
Euclidean Allocation
3.4 密度制图
• 问题：商业连锁店选址
– 人口密度必须在每平方公里1000人以上 – 据最近商业点直线距离在500米以外
When added together, the population values of the cells equal the sum of the population of the original point layer.
3.4 密度制图
• 问题解决
人口统计数据
商业网点数据
密度功能
直线距离
商业繁华度指标： Fi=fi（1-di/d）；F=max（Fi） 其中：fi为某级商业中心功能分；d为某级商业中心的服务半 径；di为格网中心到该设施直线距离；F为所有商业中心对 该格网作用分最大值。现需要计算一级商业中心（fi取100； d取3500）对所有格网的F值？
3.3 距离制图
• 问题2：假设某地新建了一个小学。考虑到学生上 学放学交通问题，打算修建一条公路与已有公路 连接起来。在修建公路的时候需要考虑地形坡度 问题和公路经过地区的土地利用情况，从而减少 成本和工程难度
112222
shape ID Point 1 Point 2
1 1 B1 2 2 2 111122 111122 1 A1 1 1 1 2
111111
3.3.4 区域分配
• 实现：Cost Allocation \ Path Distance Allocation\ Euclidean Allocation
3.3.2 成本距离加权
• 问题来源
沼 泽
3.3.2 成本距离加权
• 原理
3.3.2 成本距离加权
• 实现：Path Distance 或 Cost Distance
• 关于backlink raster:方向矩阵
3.3.3 最短路径