ARCGIS教程 第八章 栅格空间距离计算

第八章栅格空间距离计算

1 生成栅格距离图

打开地图文档\gis_ex09\ex08\，激活 data frame1，可看到有二个图层：点状图层“消防站”和线状图层“道路”，前者则用于产生离开消防站的距离图，后者用于确定分析的范围和背景显示（参见图 8-1）。

图 8-1 data frame1 的显示

鼠标双击 data frame1 名称，调出对话框 Data Frame Properties，选择 General标签，用下拉式菜单将Map Unites 和 Display Units 从 Unknown Units 改为 Meters（米），完成后按“确定”键关闭。选用菜单

Tools / Extensions…，勾选 Spatial Analyst，栅格分析加载扩展模块被加载，在 View / Toolbars 下勾选Spatial Analyst，窗口中增加了栅格分析工具条。选用菜单Spatial Analyst / Options…，作栅格分析初始化

设置：

（1）General 标签

Working：D:\gis_ex09\ex08\temp\ 鼠标展开选择 Spatial Analyst 的工作路径

Analysis mask： 不选，本练习暂不考虑

Analysis Coordinate System：

● Analysis output will be saved in the same coordinate system as the input (or first raster input i there are multiple… 点选上侧，产生栅格的坐标系和输入数据相同

（2）Extents 标签

Analysis extent：Same as Layer：“道路”下拉选择图层，限定分析空间范围

（3）Cell size 标签

Analysis cell：As Specified Below 下拉选择

Cell size：50 键盘输入栅格单元的大小

Number of Rows：82 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格行数

Number of Columns：136 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格列数

按“确定”键，完成初始化设置。选用菜单Spatial Analyst / Distance / StraightLine…，出现

Straight Line 参数设置对话框：

Distance to：消防站下拉选择图层名，消防站为距离的参照点

Maximum distance：不限定最大的计算范围，保持空白

Output cell size：50 默认，使用初始化设置

Output raster：distance1 键盘输入栅格数据名称，存放路径为初始化的设置

按 OK 键，产生离开消防站的距离栅格图层 distance1，读者可以改变它的显示符号，参照高程栅格生成

等高线的操作，进一步产生间距为 400 米的等距线（参见图 8-2），等距线的意义和用矢量方法产生的多重

Buffer 相同（详见第 10 章）。

图 8-2 从点状要素产生的栅格距离图

图 8-3 直线距离计算示意

2 考虑成本的距离

成本距离（Cost Distance）是计算离开“源”到达每个单元（或从每个单元开始到达“源”）沿途经过所有单元的累计成本，在一定条件下选择累积通行成本最低为路径，和直线距离（Straight Distance）不同：直线距离是计算每一单元和指定“源”之间的直线距离，仅距离计算长度，量算的是从一个单元中心到另一单元中心的距离（见图 8-2，图 8-3）。

成本距离（Cost Distance）计算不仅需要“源”图层，还需要“成本”图层。成本图层中每一个栅格单元的取值表示通过该单元的成本，可称“通行成本”。按累计通行成本最低决定离开“源”到达每个单元（或从每个栅格单元到达“源”）的成本值。累计通行成本的计算既要考虑栅格单元之间的距离，也要考虑每个单元的通行成本，如果每个单元的通行成本都一样，就可以用直线距离来计算，计算完后再乘一个单元成本值。如果每个单元的成本有差异，计算方法就比较复杂， Spatial Analyst 称作 Cost Weighted Distance（以成本为权重的距离）。

图 8-4 data frame2 的显示

3 计算公路建设成本

地图文档\gis_ex09\ex08\ 已打开，如果 Spatial Analyst 未加载，选用菜单Tools / Extensions…，加载 Spatial Analyst。如果窗口中没有栅格分析工具条，在 View / Toolbars 下勾选 Spatial Analyst。激活data frame2，有点状的矢量图层“公路起点”和栅格图层“地形坡度”（见图 8-4）。

假定在栅格范围内要建设一条公路，从“起点”出发，路径的选择必须考虑建设成本，本练习要求计算从“公路起点”出发到达既定空间范围内任何位置的最小成本，产生的栅格中每个单元的取值是从“源点”修建公路到达该点的最低累计值。公路的修建费用和两个因素有关：一是公路的长度，与“源点”之间的距离越远，建设费用越高；二是地形的坡度，坡度越大，需要付出的额外建设费用越大。“公路起点”图层是矢量的，需转换为栅格状的图层，成本图层“地形坡度”是栅格的，需要转换成通行成本。鼠标双击 data frame2，调出 Data Frame Properties 对话框，在 General 标签中将 Map Unites（地图单位）和 Display Units（显示单位）从 Unknown（未定义）改为 Kilometers（千米），按“确定”键返回。

3．1 点状矢量转换成栅格源图层

选用菜单Spatial Analyst / Options…，设置 Spatial Analyst 的初始化参数：

（1）General 标签

Working：D:\gis_ex09\ex07\temp\ 鼠标展开选择 Spatial Analyst 的工作路径

Analysis mask： 不选，本练习暂不考虑

Analysis Coordinate System：

● Analysis output will be saved in the same coordinate system as the input (or first raster input if there are multiple… 点选上侧，产生栅格的坐标系和输入数据相同（2）Extents 标签

Analysis extent：Same as Layer：“地形坡度”下拉选择图层，限定分析范围

（3）Cell size 标签

Analysis cell：As Specified Below 下拉选择

Cell size：1 键盘输入栅格单元的大小

Number of Rows：37 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格行数

Number of Columns：38 边界和栅格单元大小确定后，自动确定栅格列数

按“确定”键，完成初始化设置，选择菜单 Spatial Analyst / Convert / Features to Raster…（将矢量数据转换为栅格），调出 Features to Raster 参数设置对话框：

Input features：公路起点下拉选择图层名，确定数据源

Field：ID 下拉选择字段名，栅格单元的Value 值取自“公路起点”要素属性表的 ID 字段Output cell size：1 栅格单元大小在初始化时设定，默认Output raster：origin 键盘输入栅格数据名称，存放路径为初始化的设定按 OK 键，产生成本计算用的栅格型“源”图层 origin，该图层中有意义的栅格单元仅一个。

3．2 生成通行成本图层“地形坡度”是表示坡度的栅格，在工程上一般用百分比，已经生成的图层用的是角度，需要重新分类：

百分比坡度（％）角度相对工程成本

0 – 2 0 – 1

2 – 5 – 2

5 – 10 – 3

10 – 15 – 4

15 – 20 – 5

20 – 25 – 6

25 – 30 – 7

30 – 40 – 8