实验10栅格数据空间分析基本操作
实验10、栅格数据空间分析基本操作
• 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 • 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。
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 .
栅格数据空间分析
栅格数据空间分析栅格数据空间分析_寻找最佳路径一、背景随着社会经济发展的需求，公路的重要性日益提高，在一些交通欠发达的地区，公路建设迫在眉睫。
如何根据实际地形情况设计出比较合理的公路规划，是一个值得研究的问题。
二、实习目的通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、表面分析、成本权重距离、数据重分类、最短路径等空间分析功能，熟练掌握利用ArcGIS 上述空间分析功能，分析和处理类似寻找最佳路径的实际问题。
三、实习数据实验数据在Chp8\Ex2\中：1 DEM：选址地区DEM数据;2 river：水系栅格图;3 startPot：道路起点;4 endPot：道路终点。
road.mxd：加载以上数据的初始地图文档。
四、要求*要求将Chp8拷贝到E盘，最终结果存放在Chp8\Ex2\Result请注意选择相应的扩展摸块，数据路径设置。
选址要求满足以下条件：1)新建路径成本最少2)新建路径为较短路径3)新建路径的选择应该避开主干河流，以减少成本。
4)新建路径的成本数据计算时，考虑到河流成本（reclass_river）是路径成本中较关键因素，先将坡度数据（reclass_slope）和起伏度数据（reclass_QFD）按照0.6：0.4权重合并，然后与河流成本作等权重的加和合并，公式描述如下：Cost= (reclass_slope * 0.6 + reclass_QFD * 0.4) +reclass_river5)寻找最短路径的实现需要运用ArcGIS空间分析（Spatial Analyst）中距离制图中的成本路径及最短路径、表面分析中的坡度计算及起伏度计算、重分类及栅格计算器等功能完成。
6)提交寻找的最短路径的路线图。
五、空间分析流程ArcGIS中实现最佳路径分析，首先利用高程数据派生出坡度数据及起伏度数据。
然后重分类流域数据、坡度、起伏度数据集到相同的等级范围，再按照上述数据集在路径选择中的影响率赋权重值，最后合并这些数据即可得到成本数据集。
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
ArcGIS空间分析——栅格数据的空间分析应用实习报告汇总
江西师范大学科技学院实习报告实习名称空间分析——栅格数据的空间分析应用地理信息实习课程姓名** 班级09地理科学1班系统概论学号0907079003 实习时间2012-5-18 得分四、实习步骤（应附上不同过程中的实习结果，如图形、图像、数字等）1、运行ArcGIS ，加载Spatial Analyst 模块，如果该模块没有激活，则单击Tools 菜单下的Extension 进行加载。
数据准备派生数据 重分类最终结果土地利用图高程图娱乐场所分布图学校分布图计算坡度距离娱乐场所 距离学校2、加载数据●Landuse（土地利用数据）；●DEM（数字高程数据）；●Rec_sites（娱乐场所分布数据）；●School（现有学校分布数据）。
点击，打开Add Ｄata对话框，添加Landuse（土地利用数据），如下图所示，点击Add以后在弹出的Unkown Spatial Reference对话框中点击OK：接着的DEM（数字高程数据）；Rec_sites（娱乐场所分布数据）；School （现有学校分布数据）等数据的添加过程同上，添加完以后的效果图分别如下：3、设置空间分析环境●单击Spatial Analyst模块的下拉箭头，打开Options对话框，设置相关参数：●在General选项卡中，设置工作目录；在Cell Size选项卡中，设置栅格大小。
注意：工作目录和数据目录路径都不能出现中文字；4、计算派生数据从DEM中派生坡度数据（1）启动坡度衍生对话框（2）设置有关参数3D Analyst→Surface Analysis→Slope，打开Slope对话框，设置如下:从娱乐场所数据“rec_sites”中计算距离娱乐场所的直线距离数据(1)启动直线距离对话框 (2)设置有关参数Spatial Analyst→Distance→Straight Line,打开Straight Line对话框，设置如下:从学校数据中计算距离学校的直线距离数据(1)启动直线距离对话框 (2)设置相关属性Spatial Analyst→Distance→Straight Line,打开Straight Line对话框，设置如下:5、对派生数据重分类重分类坡度数据集把坡度数据重新分类成等间距的10类，并赋予建校适宜度数值，数值大小由坡度决定，平坦地适宜度数值大，反之，陡峭地适宜度数值小。
如何进行栅格数据处理与分析
如何进行栅格数据处理与分析栅格数据处理与分析在现代科技的发展中扮演着重要的角色，它可以帮助我们更好地理解和利用地球的各种资源。
本文将介绍一些栅格数据处理与分析的基本概念和方法，并探讨如何通过这些技术来解决实际问题。
一、栅格数据处理与分析的基本概念栅格数据是以网格形式表示的空间数据，例如卫星影像、地理信息系统等。
它将地球表面划分为一系列的网格单元，每个单元包含了特定的属性信息。
栅格数据处理与分析则是对这些数据进行处理和分析的过程。
栅格数据处理包括数据预处理、数据清洗、数据转换等步骤。
数据预处理是对原始数据进行修正和修整，以消除数据中的噪声和错误；数据清洗是指对数据进行过滤和去除异常值等操作；数据转换是将数据进行投影变换、重采样等操作，以满足不同分析需求。
栅格数据分析是对栅格数据进行统计、模型建立、模拟等操作，以获取目标区域的空间特性和规律。
通过栅格数据分析，我们可以进行地表覆盖分类、土地利用变化监测、资源调查评估等工作。
二、栅格数据处理与分析的方法1. 数据获取与准备栅格数据处理与分析的第一步是获取需要的数据。
这可以通过遥感技术、测量技术等手段来获取。
然后，将数据导入专业软件中进行处理前的准备工作，例如数据格式转换、投影转换等。
2. 数据预处理数据预处理是栅格数据处理的重要环节。
它包括数据校正、辐射校正、大气校正等步骤，以确保数据的准确性和可靠性。
此外，还需要进行镶嵌、裁剪、重采样等操作，以满足后续分析的需求。
3. 数据清洗与异常值检测数据清洗是为了去除数据中的噪声和异常值，以确保分析结果的准确性。
常用的数据清洗方法包括滤波、去除孤立点等。
同时，还需要进行异常值检测，以发现可能的错误数据。
4. 空间数据分析栅格数据的空间分析是栅格数据处理与分析的核心部分。
它包括栅格数据分类、光谱特征提取、土地覆盖变化检测等。
这些分析方法可以帮助我们了解地表的空间分布和变化情况。
5. 空间模型建立与模拟栅格数据处理与分析还可以依据已有数据，建立相应的数学模型，进行空间模拟和预测。
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”。
栅格数据基本分析方法
栅格数据基本分析方法栅格数据是由一系列规则排列的网格单元组成的空间数据集合。
它通常用于描述和分析地理信息系统中的地表特征和现象。
栅格数据基本分析方法是指使用栅格数据进行数据处理、可视化和模型建立的一系列方法和技术。
下面将介绍一些常用的栅格数据基本分析方法。
1.数据预处理栅格数据预处理是指对原始栅格数据进行清洗、转换和重采样等操作，以便进行后续的分析和应用。
常见的数据预处理方法包括数据去噪、数据融合、数据重投影和数据重采样等。
去噪可以通过滤波算法、空间平滑等方法实现，融合可以通过融合不同传感器获取的数据、融合不同时相的数据等方法实现，投影和重采样可以将数据转换到统一的坐标系统和分辨率下。
2.可视化栅格数据可视化是指将栅格数据以图像的形式展示出来，以便理解和分析地表特征和现象。
常见的栅格数据可视化方法包括颜色编码、图像渲染、等值线图、栅格分层和比例尺控制等。
颜色编码通过将栅格数据的数值映射到一定的颜色范围内，来表示不同数值代表的地表特征；图像渲染通过使用不同的渲染算法和颜色映射表将栅格数据转换成图像；等值线图通过连接具有相同数值的栅格单元来表示地表特征的等值线。
3.空间分析栅格数据的空间分析是指基于栅格数据进行空间关系分析、空间统计和地理建模等操作。
常见的空间分析方法包括邻域分析、拓扑关系分析、栅格代数运算、栅格重分类和栅格面积计算等。
邻域分析可以通过计算栅格单元周围的邻域特征和自动距离来获得地表特征的空间指数和密度信息。
拓扑关系分析可以通过计算栅格数据之间的空间连接和邻近性来确定地理实体之间的拓扑关系。
栅格代数运算可以对栅格数据进行加、减、乘、除等运算，用于生成衍生数据和计算栅格指标。
栅格重分类可以通过定义不同的分类规则和阈值来将栅格数据转换成不同的分类，用于区分地物类型和提取特征信息。
栅格面积计算可以通过计算栅格数据的像元个数和单元面积来获取不同地物类型的空间分布和面积比例。
4.模型建立栅格数据的模型建立是指使用栅格数据进行模型分析和预测，以便提取地表特征的空间和时间关系。
栅格数据空间分析——学校最佳选址
栅格数据空间分析的综合应用——学校选址一、实验背景与目的背景：随着网络时代的到来，网络信息变得越来越丰富，地理空间信息无疑是越来越占据较大的分量，在当今社会，地理信息数据越来越受到人们的重视。
空间分析技术日趋于成熟，在处理地理信息空间数据时发挥着越来越重要的作用。
基于栅格数据的空间分析在空间分析中占有重要地位，空间建模制作的基本过程也是通过栅格数据的空间分析进行的。
空间分析是GIS的核心和区别于其他信息系统处理数据的本质所在，并且为生活中的很多决策提供数据依据，在其中，学校选址就是一个很好的例子。
学校的选址问题需要考虑各种因素，总体上分为自然因素和人文因素，例如地理位置、学生娱乐场所配套、土地利用类型、交通状况以及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域，合理的学校位置有利于方便学生的学习与生活。
目的：通过这次实验练习，从而帮助熟悉ArcGIS栅格数据的欧氏距离制图、数据重分类等空间分析功能，通过栅格计算器进行加权计算，得到适宜性最高的区域，即是最佳选址区域。
能够通过选址处理解决类似选址的其他实际问题。
欧氏距离根据直线距离描述每个像元与一个源（分析目标）或一组源的关系。
二、实验步骤(一)数据准备（1）土地利用现状数据（landuse）；（2）地面高程数据（elevation）；（3）娱乐场所分布数据（rec_sites）；（4）现有学校分布数据（schools）。
(二)操作步骤A.方法一1. 运行Arcmap，如果Spacial Analyst 模块未能激活，单击菜单【自定义】——【拓展模块】——选择Spacial Analyst——【单击关闭】。
2.打开地图文档。
在ArcMap主菜单上选择【文件】——【打开】——【EX1】。
3.设置空间分析环境。
ArcToolbox右键选择【环境】，打开环境设置对话框，设置相关参数：①展开【工作空间】，设置路径（设为平时实验的目录，不要有中文或中文符号）②展开【处理范围】，在范围下拉框中选择“与图层landuse相同”③展开【栅格分析】，在像元大小下拉框选择“与图层landuse相同”。
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。
栅格空间分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景栅格空间分析是地理信息系统（GIS）中一种重要的数据分析方法，主要用于处理和分析连续的地表信息，如地形、土壤、植被等。
本实验旨在通过栅格空间分析方法，对特定区域进行数据分析和处理，以实现对地表信息的深入理解和应用。
二、实验目的1. 理解栅格数据的基本概念和特点。
2. 掌握栅格数据的读取、显示和编辑方法。
3. 熟悉栅格空间分析的基本操作，包括栅格计算、叠加分析、缓冲区分析等。
4. 应用栅格空间分析方法解决实际问题。
三、实验环境1. 软件环境：ArcGIS 10.52. 硬件环境：个人计算机3. 数据源：实验区域的地形数据、植被数据等栅格数据四、实验内容1. 栅格数据的读取与显示（1）打开ArcGIS软件，创建一个新的地图文档。
（2）在“图层”面板中，点击“添加数据”，选择“文件”选项，然后选择实验区域的栅格数据。
（3）栅格数据将自动添加到地图文档中，并显示在地图窗口中。
2. 栅格数据的编辑（1）选中需要编辑的栅格数据图层。
（2）在“编辑”菜单中选择“栅格”选项，然后选择“栅格计算器”。
（3）在“栅格计算器”对话框中，输入计算表达式，如：将海拔高度值乘以 1.1。
（4）点击“确定”按钮，完成栅格数据的编辑。
3. 栅格空间分析（1）叠加分析叠加分析是将两个或多个栅格数据叠加在一起，以生成新的栅格数据。
本实验以地形数据和植被数据为例，进行叠加分析。
1. 选中地形数据图层和植被数据图层。
2. 在“分析”菜单中选择“空间分析”选项，然后选择“叠加”。
3. 在“叠加”对话框中，选择“输出栅格”选项，然后点击“确定”。
（2）缓冲区分析缓冲区分析是指围绕一个栅格数据创建一个缓冲区，以分析栅格数据周围的空间关系。
本实验以河流数据为例，进行缓冲区分析。
1. 选中河流数据图层。
2. 在“分析”菜单中选择“空间分析”选项，然后选择“缓冲区”。
3. 在“缓冲区”对话框中，设置缓冲区距离，然后点击“确定”。
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%
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。
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10章 栅格数据空间分析
什么是DEM
DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）主要用于描述一个区域的 地貌形态的空间分布情况，同时通过高程测量点进行内插或模拟计算获得。我 们通过查询DEM的值，可以知道某点的高程是多少。
的单位为英尺，由于1英尺=0.3048米，则需要制定高程缩放系数为0.3084， 将英尺单位转换为米。
距离栅格
距离栅格不仅考虑栅格表面距离，还会考虑成本等各种耗费因素的影响。 通过距离分析，可以获取很多有用信息，指导人们进行资源的管理和规划，如 地震紧急救援震区到最近医院的距离；连锁超市的服务区域评估等。
导入栅格数据
如果是DEM数据，我们可以直接打开，然后进行栅格分析。如果是利用影 像计算的结果数据，如地表温度数据、NDVI指数等，我们需要将数据导入成栅 格数据。在数据的导入过程中，在数据集类型，我们需要选择栅格数据集。
查询栅格值
要想查看某个栅格的值，我们可以在【分析】—【栅格分析】—【栅格查 询】中进行查询。查询结果会显示该栅格单元所在的数据源、数据集、坐标值、 行列号以及栅格值。按住ESC键或者单击鼠标右键可以取消查询，且按住ESC键 可以同时清除地图窗口高亮的栅格点。
计算最短路径
计算最短路径需要使用目标数据、距离数据和方向数据。例如要计算从一 些位于郊区的点到最近的购物商场的最短路径，那么位于郊区的点就是我们的 目标点，也就是目标数据。距离数据和栅格数据是已经生成的距离栅格数据。 计算最短路径的类型有3种，分别是像元路径、单一路径和区域路径。 像元路径
GIS实验报告之栅格数据分析
使用的方法
分类的个数
采用等间距分级
最后的图形
(2).重分类娱乐场所直线距离数据.
只是这和上面的图层不一样
最后的图形
(3).重分类现有学校直线距离数据集.
方法和上面的一样，就不多说了。
(4).重分类土地利用数据集.
设置相应的值，把不需要的值为：NOData
显示的图形
8.适宜区分析
实验题目
栅格数据分析
成绩
一、实验目的：熟练掌握Spatial Analyst空间分析模块功能
二、实验内容：新校区选址和寻找最佳路径，包括操作步骤以及结果。
三、实验过程：
新校区选址
1、加载模块
选择加载的模块如图
2、加载实验数据
所要加载的数据
大开后，如图所示：
3.设置空间分析环境，如图：
设置路径
选择土地利用图层
Neighborhood Statistics按钮后显示的图形
得到的地形起伏成本数据图
（3）、河流成本数据集
和上面的一样打开如图所示的对话框
对其赋值
显示的图
5、加权合并单因素成本数据，生成最终成本数据集。
输入的表达式
得到的图
6、计算成本权重距离函数
做的路径
计算的对话框设置
生成的成本距离图
生成的成本方向图
选择土地利用图层
4.从DEM数据中提取坡度数据集.
不要忘了选择相应的图层后面的和这一样
生成坡度的方法
显示的坡度图
5.从娱乐场所数据”rec_sites”提取娱乐场所直线距离数据.
生成的方法
最后生成的图形如图：
6.从现有学校位置数据”School”提取学校直线距离数据集.
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。
arcgis栅格数据空间分析实验报告
arcgis栅格数据空间分析实验报告一、实验目的本次实验旨在深入了解和掌握 ArcGIS 软件中栅格数据空间分析的功能和应用，通过实际操作和数据分析，提高对地理空间数据的处理和分析能力，为解决实际地理问题提供有效的技术支持。
二、实验数据本次实验使用的数据包括：地形高程数据、土地利用数据、土壤类型数据等。
这些数据均以栅格格式存储，具有不同的分辨率和属性信息。
三、实验环境ArcGIS 10x 版本，操作系统为 Windows 10。
四、实验内容及步骤（一）数据导入与预处理1、启动 ArcMap 软件，通过“添加数据”功能将实验所需的栅格数据导入到地图文档中。
2、对导入的数据进行检查，确保数据的完整性和准确性。
3、如有需要，对数据进行投影转换和重采样，以保证数据的一致性和兼容性。
（二）坡度分析1、利用 ArcGIS 的“坡度”工具，对地形高程数据进行坡度计算。
2、设置坡度计算的参数，如计算方法（如 3D 或平面）、输出单元大小等。
3、生成坡度栅格数据，并对结果进行分类和符号化显示，以便直观地了解地形的坡度分布情况。
（三）坡向分析1、运用 ArcGIS 的“坡向”工具，基于地形高程数据计算坡向。
2、同样设置相关参数，如输出单元大小等。
3、得到坡向栅格数据后，进行分类和符号化展示，观察地形的坡向特征。
（四）地形起伏度分析1、采用一定的算法，如邻域分析方法，计算地形的起伏度。
2、确定合适的邻域大小和计算方式，生成地形起伏度栅格数据。
3、对起伏度数据进行分类和可视化，分析地形的起伏变化情况。
（五）土地利用变化分析1、导入不同时期的土地利用栅格数据。
2、使用“栅格计算器”或“变化检测”工具，计算土地利用的变化情况。
3、生成土地利用变化图，并统计各类土地利用变化的面积和比例。
（六）栅格数据的叠加分析1、将地形、土地利用、土壤等相关栅格数据进行叠加。
2、选择合适的叠加方法，如加权叠加、布尔叠加等。
3、根据叠加结果，分析不同因素之间的相互关系和综合影响。
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。
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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 ）
• 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.
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)
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)
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。
• 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>
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olate)
• 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。
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 .
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>
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)
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。
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：
• 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。
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。
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
• 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
• Thank you