实验10栅格数据空间分析基本操作

• 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。 • 空间分析的基本步骤:
– – – – – 确定问题并建立分析的目标和要满足的条件 针对空间问题选择合适的分析工具 准备空间操作中要用到的数据。 定制一个分析计划然后执行分析操作。 显示并评价分析结果
• 所寻求的区域要满足以下条件:
• • • • 离主要交通要道(type=ST)200m之外,以减少噪音污染(ST为道路数据中类 型为交通要道的要素) 在商业中心的服务范围之内,服务范围以商业中心规模的大小来确定(属性 字段 YUZHI) 距名牌高中在750之内,以便小孩上学 距名胜古迹500m之内,环境优雅.
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)
支持的几种分析窗口类型：
Arc Map中，邻域统计功能所支持的各类算子
• • • • • • • • • • • •
多数（Majority） 最大值（Maximum ） 均值（Mean ） 中值（Median ） 最小值（Minimum ） 少数（Minority ） 范围（Range ） 标准差（Standard Deviation ） 总数（Sum ） 变异度（Variety ） 高通量（High Pass ） 低通量（Low Pass ）
公式 2006.Img *polyclip.img
栅格重分类(Raster Reclassify)
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(Raster Calculator)
• 找出坡度在25度以下的区域
分区统计(Zonal Statistic)
参数如下
邻域统计（Neighborhood）
• 邻域分析也称为窗口分析，主要应用于栅格数 据模型。地理要素在空间上存在着一定的关联 性。对于栅格数据所描述的某项地学要素，其 中的(I，J)栅格往往会影响其周围栅格的属性 特征。准确而有效地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，从而实现栅格数据有效的 水平方向扩展分析。
• 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。
打开属性表，修改多边形的字段“ID”的值为1，保存修改， 停止编辑。
执行命令：<spatial analyst>－<convert>--<features to raster>
要素设置如下
即将所画多边形转换为栅格数据
执行命令: <spatial anaylst>-<raster calculater>
实验十、栅格数据空间分析基 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 .
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。
采样数据的空间内插(Interpolate)
• 空间插值常用于将离散点的测量数据转 换为连续的数据曲面，以便与其它空间 现象的分布模式进行比较，它包括了空 间内插和外推两种算法。空间内插算法 是一种通过已知点的数据推求同一区域 其它未知点数据的计算方法；空间外推 算法则是通过已知区域的数据，推求其 它区域数据的方法。
Fra Baidu bibliotek
二、实验准备 • 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。
空间分析模块
本章的大部分练习都会用到空间分析扩展模块，要使用“空间分析模块” 首先在ArcMap中执行菜单命令<工具>－<扩展>，在扩展模块管理窗口中， 将“空间分析”前的检查框打勾。
在ArcMap 工具栏的空白区域点右键，在出现的右键菜单中找到“空 间分析”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏。
1. 了解栅格数据
•在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据： Slope of dongguanDEM，在TOC 中右键点击图层， 查看 属性
在图层属性 对话框中， 点击“数据 源”选项， 可以查看此 栅格图层的 相关属性及 统计信息。
打开“空间分析”工具栏，点击图标，查看栅格数据的统计 直方图：
• Thank you
在ArcMap中新建地图文档，加载栅格数据：emidalat, 打 开“spatial analyst”工具栏，执行“neighborhood statistics” 命令，按如下所示指定参数，
• 将得到一个经过邻域运算操作后的栅格： NbrMean of emidalat ，这是以3×3的格 网，对emidalat 栅格中的单元运用“均值” （Mean）算子进行邻域运算后得到的结 果。
• 数据：气温.shp 中有两个字段 Y01 Y02 记录的是16个气象观测站，2001年和 2002年的年平均气温，下面要通过空间 内插的方法将点上的数据扩展到连续的 空间上，得到气温空间分布图。 YNBoundary.shp 是云南省的边界
新建地图文档，加载图层：气温.shp 、YNBoundary, 打开“空间分析” 工具栏，执行菜单命令<3D Analyst>-<interpolate to raster>-<spline>
在ArcMap中新建地图文档，加载图层 2008.img、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？
点击上面数据表中的[选项]按钮，执行“创建图 形„”命令
住房选择分析
• 背景：如何找到环境好、购物方便、小 孩上学方便的居住地段是购房者最关心 的问题。 • 数据：
• • • • 1、城市交通网络(network.shp) 2、商业中心分布(Marketplace.shp) 3、名牌高中分布(school.shp) 4、名胜古迹分布(famous place.shp)
新建ArcMap地图文档：加载离散栅格数据：2006，在 TOC中右键点击2006 ，“打开属性表”,可以查看属性
用任意多边形剪切栅格数据(矢量 数据转换为栅格数据)
在ArcCatalog下新建一个要素类（要素类型为:多边形），命 名为：ClipPoly.shp
关掉arccatalog，编辑多边形，如下