基于ArcGis的空间分析要点

第一章

1．GIS空间分析的概念、GIS空间分析的研究对象

概念：空间分析是为解答地理空间问题而进行的数据分析与挖掘，是GIS的核心。

研究对象：空间目标及其特性。如空间特性——位置、分布、形态和空间关系；属性特性；时间特性。

空间分析类型：I基于空间图形数据的分析运算；基于非空间数据的数据运算；空间与非空间数据的联合运算。II基于矢量的空间分析；基于栅格的空间分析；矢-

栅联合空间分析。

2．道路拓宽案例分析

题：某城镇拟对建城区某条道路进行拓宽，其拆迁标准为：

a）道路从原有的20m拓宽至60m；

b）拓宽道路应尽量保持直线；

c）部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。

如何使用GIS进行道路拓宽的路线和费用分析？流程是怎样的？

解决，数据采集和建库：搜集研究区域的道路分布图、建筑物分布图以及地价等相关信息；缓冲区分析：对道路做一40m为半径的缓冲区分析；叠加分析：将缓冲区分析之后的道路图同建筑物分布图叠加分析，选出在缓冲区域内的层数超过10的建筑物，做好标记；统计分析：……

3．GIS空间分析的核心问题

位置、条件、趋势、模式、模型。

第二章

1.空间查询的概念、空间量算的概念

空间查询：利用空间索引机制，从数据库中找出符合该条件的空间数据。

空间量算：对各种空间目标的基本参数进行量算与分析。

2.函数距离的概念

如曼哈顿距离、相对障碍物距离。

3.空间查询分类

属性查询；

空间相互关系查询，包含、在……之内、衷心地

相交、在……距离之内……

混合查询。

4.空间量算主要内容

基本几何参数量测：位置、长度、面积、体积、距离、中心、重心……

空间目标形态量测：曲率、弯曲度、完整性、复杂度……

空间目标分布计算：分布中心、分布轴线、离散度、标准差圆、最近邻分析、分布密度、连通度、定向

5.分布密度的概念、连通度的概念

分布密度：单位分布区域内分布对象的数量；

连通度：空间网络中节点连线数与可能存在的所有连线数之比。

思考题：1）洪涝灾害评估系统实现的技术路线研究；

2）提供区域DEM，获取区域的高程曲线和相对高程曲线。

第三章

1.什么是Grid，Grid的行、列数与Cell Size和空间范围、离散型和连续型Grid的区别，

Grid的No Data数据

Grid是ArcGIS的一种栅格格式的数据结构，离散型Grid的值表示的是该象元所代表区域的均值，而连续型Grid表示的是该象元各定点所代表的值；

No Data数据表示没有数据可用、数据停止使用或数据不适宜特定的地理要素，ArcGIS 中指在分类时不予考虑的数据值。

2.空间分析的基本参数设置方法与意义，如掩膜的应用、空间分析范围、尺寸设置的作用

掩膜应用可以提取感兴趣区域、屏蔽不参与研究的区域、也可以提取某些隐含的信息、对图像进行面向应用的处理；

空间分析范围以及尺寸的设置可以减小数据处理数量，是结果达到预期效果，比如栅格数据处理中输出图像的分辨率的设置。

3.Raster Caculator原理与应用（注意该知识甚至可能和遥感知识相结合，如在GIS中利用遥感TM影像获取植被指数）、重分类原理与应用（注意重分类可将Nodata变为有值，重分类的结果为离散型栅格数据）

1）NDVI=（T4-T3）/（T4+T3）—— Map Algebra/Raster Calculator；

Reclass/Reclassify

2）植被指数的获取：Raster Calculator→Reclassify→属性表面积统计。（建模：Add Data Or Tool、Make Parameters设置参数，并保存于Geodatabase中）

3）Nodata变有值：Reclassify中设置

4.直线距离的原理与应用、区域分配的原理与应用（如泰森多边形插值的实现）1）直线距离

原理：计算每一个格网中心到最近设施的直线距离，并将该距离作为该栅格的象元值；

算法实现：先计算与设施相交栅格值，再以栅格扩散！！！

ArcGIS工具：Path Distance

应用：a.对“省会城市”图层做0-100公里的栅格缓冲区分析;b.对“省会城市地理坐标”图层做0-100公里的栅格缓冲区分析；

c.城市所有位置上的商业繁华度指标：计算一级商业中心对所有格网的商业繁

华度指标：F i=f i*(1-d i/d),F=max(F i)；

解决：此处f i=100,d=3500。首先对以及商业中心做PathDistance，将结果作

为参数d i代入指标内进行栅格计算。

2）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；对于离散型栅格数据的设施，以象元值或整型字段值作为Cell

Value；

ArcGIS实现：Cost Allocation 或Path Distance Allocation；

应用：得出某ID编号为559的银行在其服务区内的顾客数。

解决1：1）使用PathDistance得出其直线距离分布情况；2）再使用CostAllocation

得出银行的服务区域（以FID类似的唯一值的整型字段为基础操作）；3）将服务区

域转换成矢量形式并导出ID号为559银行所拥有的服务区域多边形；4）以上述多

边形为掩膜对顾客分布图进行统计运算，得出其服务区的顾客数量；

解决2：见9之泰森多边形的生成！

5.栅格数据转换为矢量多边形（如将分析的栅格图层转换为矢量多边形）Covert——Raster to Vector

6.密度功能的原理与应用（如提供人口点数据，获取人口密度大于1000的区域）