ArcGIS空间分析工具

ArcGIS空间分析工具（SpatialAnalystTools）1空间分析之常用工具空间分析扩展模块中提供了很多方便栅格处理的工具。

其中提取（Extraction）、综合（Generalization）等工具集中提供的功能是在分析处理数据中经常会用到的。

1.1ValueNearest）、1.2这组工具主要用来清理栅格数据，可以大致分为三个方面的功能：更改数据的分辨率、对区域进行概化、对区域边缘进行平滑。

这些工具的输入都要求为整型栅格。

1.更改数据分辨率Aggregate：聚合，生成降低分辨率的栅格。

其中，CellFactor需要是一个大于1的整数，表示生成栅格的像元大小是原来的几倍。

生成新栅格的像元值可选：新的大像元所覆盖的输入像元的总和值、最小值、最大值、平均值、中间值。

2.对区域进行概化Expand：扩展，按指定的像元数目扩展指定的栅格区域。

Shrink：收缩，按指定的像元数目收缩所选区域，方法是用邻域中出现最频繁的像元值替换该区域的值。

Nibble：用最邻近点的值来替换掩膜范围内的栅格像元的值。

Thin：细化，通过减少表示要素宽度的像元数来对栅格化的线状对象进行细化。

RegionGroup：区域合并，记录输出中每个像元所属的连接区域的标识。

每个区域都将被分配给唯一编号。

3.对区域边缘进行平滑，2最大像元的大小；否则，将取决于栅格分析环境设置。

此工具计算每个图层的基本统计测量值（最小值、最大值、平均值和标准差），如果勾选协方差和相关矩阵，还可以得到这两个值。

2.2创建特征（CreateSignatures）创建由输入样本数据和一组栅格波段定义的类和ASCII特征文件。

该工具可创建将用作其他多元分析工具的输入参数的文件。

该文件由两部分组成：1）所有类的常规信息，例如图层数、输入栅格名称和类别数。

2）每个类别的特征文件，由样本数、平均值和协方差矩阵组成。

2.3编辑特征（EditSignatures）通过合并、重新编号和删除类特征来编辑和更新特征文件。

输入特征重映射文件是ASCII文件，其每一行有两列值与之对应，以冒号分隔。

第一列是原始类ID值。

第二列包含用于在特征文件中更新的新类ID。

文件中的所有条目必须基于第一列以升序进行排序。

24592.42.5最大似然法分类工具所用的算法基于两条原则：1）每个类样本中的像元在多维空间呈正态分布2）贝叶斯决策理论TIPS：工具中有几个参数需要注意：reject_fraction：将因最低正确分配概率而得不到分类的像元部分。

默认值为0.0；将对每个像元进行分类。

共有14个有效输入：0.0、0.005、0.01、0.025、0.05、0.1、0.25、0.5、0.75、0.9、0.975、0.99和0.995。

a_priori_probabilities：指定将如何确定先验概率。

EQUAL——所有类将具有相同的先验概率。

SAMPLE——先验概率将与特征文件内所有类中采样像元总数的相关的各类的像元数成比例。

FILE——先验概率将会分配给输入的ASCII先验概率文件中的各个类。

2.6Iso聚类（IsoCluster）Iso表示：iterativeselt-organizing——迭代自组织方法。

Iso2.72.8100。

2.9对一组栅格波段执行主成分分析（PCA）并生成单波段栅格作为输出。

此工具生成的波段数与指定的成分烽相同的多波段栅格。

主成分分析工具用于将输入多元属性空间中的输入波段内的数据变换到相对于原始空间对轴进行旋转的新的多元属性空间。

新空间中的轴（属性）互不相关。

之所以在主成分分析中对数据进行变换，主要是希望通过消除冗余的方式来压缩数据。

3空间分析之邻域分析ArcGIS的空间分析扩展中，提供了这样一组邻域分析工具：原始图像：3.1块统计（Bl ockStatistics）分块统计，按照指定邻域类型计算区域统计值，输出区域为指定邻域类型的外接矩形。

最小值；3.2对栅格执行平滑（低通）滤波器或边缘增强（高通）滤波器。

滤波器工具既可用于消除不必要的数据，也可用于增强数据中不明显的要素的显示。

低通滤波（平滑边界）：高通滤波（边缘增强）：3.3焦点流（FocalFlow）焦点流工具使用直接的3*3邻域来确定一个像元的八个相邻点中哪一个流向此像元。

焦点流也可以是液体由高到低流动的方向，也可以是定义的任何移动（比如污染物向污染浓度较低的地方流入）。

Thresholdvalue=0Thresholdvalue=1003.4焦点统计（FocalStatistics）为每个输入像元位置计算其周围指定邻域内的值的统计数据。

统计类型与邻域形状与块统计是相同的，区别在于，块统计的输出是整个邻域的外接矩形范围，而焦点统计3.53.64与距离分析相关的工具：ArcGIS中，主要可以通过如下的几种方式进行距离分析：1.欧氏距离分析2.成本加权距离分析3.用于垂直移动限制和水平移动限制的成本加权距离分析4.获取最短路径使用ArcGIS空间分析扩展实现距离分析，最主要的是欧氏距离分析和成本加权距离分析两类工具。

4.1欧氏距离工具欧氏距离工具测量每个像元距离最近源的直线距离（像元中心至像元中心的距离）。

欧氏距离（EuclideanDistance）——求得每个像元至最近源的距离。

欧氏方向（EuclideanDirection）——求得每个像元至最近源的方向。

欧氏分配（EuclideanAllocation）——求得每个像元的最近的源。

TIPS：1.2.3.4.1顺时针5.4.2举个简单的例子，翻过一座山到达目的地是最短的直线距离，绕行这座山距离较长，但是更节省时间和体力，那就后者的成本加权距离最短了。

1.成本距离（CostDistance）：求得每个像元至最近源的成本距离。

2.成本回溯链接（CostBackLink）：求的一个方向栅格，可以从任意像元沿最小成本路径返回最近源。

3.成本分配（CostAllocation）：求得每个像元的最近的源。

4.成本路径（CostPatch）：求得任意像元到最近源的最小成本路径。

TIPS：1.成本栅格可以是整形或者浮点型，但是其值中不能含有负值或者0。

成本栅格中的Nodata视为障碍。

2.成本距离输出栅格数据3.成本距离回溯链接要注意的是，它并不会要求返回哪一个源像元以及如何返回。

而是记录从任意像元回溯到最近源的路径上，每个像元向下一个像元指向的方向，这个方向以0－8的代码形式记录。

Source（0）Right（1）Up4.4.3路径1.2.3.4.4获得最短路径1.成本距离路径任意像元到最近源的最小成本路径，需要引用到上面工具中生成的成本距离和成本回溯链接栅格数据。

2.廓道（Corridor）用于计算两个成本栅格的累积成本栅格结果，为了求得从一个源到另一个源且经过该像元位置的最小成本路径。

输出栅格不是单个最小成本路径，但会得到源之间累积成本的范围。

最后我们可以配合其他工具将小于某一阈值的结果提取出来，例如工具ExtractbyAttribute提取，或者通过Con进行条件赋值等等方法，获取结果。

5空间分析之水文分析接收雨水的区域以及雨水到达出水口前所流经的网络被称为水系。

流经水系的水流只是通常所说的水文循环“水流向工具的输出是值范围介于1到255之间的整型栅格，从中心出发的各个方向值为：例如，如果最陡下降方向位于当前处理像元的左侧，则该处理像元的流向编码将为16。

如果像元的Z值在多个方向上均发生相同变化，并且该像元是凹陷点的一部分，则该像元的流向将被视为未定义。

此时，该像元在输出流向栅格中的值将为这些方向的总和。

例如，如果z值向右（流向＝1）和向下（流向＝4）的变化相同，则该像元的流向为1+4＝5。

可以使用汇工具将具有未定义流向的像元标记为凹陷点。

5.2汇（Sink）汇是指流向栅格中流向元法被赋予八个有效值之一的一个或一组空间连接像元。

汇被视为具有未定义的流向，并被赋予等于其可能方向总和的值。

汇工具的输出是一个整型栅格，其中每个汇都被赋予一个唯一值。

汇的编号介于1到汇的数量之间。

5.3则不会5.4脊。

5.5河流分级是一种将级别数分配给河流网络中的连接线的方法。

此级别是一种根据支流数对河流类型进行识别和分类的方法。

仅需知道河流的级别，即可推断出河流的某些特征。

河流分级工具有两种用于分配级别的方法。

这两种方法由Strahler（1957）和Shreve（1966）提出。

在这两种方法中，始终将1级分配给上游河段。

Strahler河流分级方法：在Strahler法中，所有没有支流的连接线都被分为1级，它们称为第一级别。

当级别相同的河流交汇时，河网分级将升高。

因此，两条一级连接线相交会创建一务二级连接线，两条二级连接线相交会创建一条三级连接线，依此类推。

但是，级别不同的两条连接线相交不会使级别升高。

例如，一条一级连接线和一条二级连接线相交不会创建一条三级连接线，但会保留高级连接线的级别。

Shreve河流分级方法：Shreve法考虑网络中所有连接线。

所有外连接线都被分为1级。

但对于内连接线，级别是增加的。

例如，两条一级连接线相交会创建一条二级连接线，一条一级连接线和一条二级连接线相交会创建一条三级连接线，而一条二级连接线和一条三级连接线会创建一条五级连接线。

数量。

5.6线。

5.75.8这可使用该工具也可通过将权重栅格用作下坡运动的阻抗，来创建假设降雨和径流事件的距离－面积图。

5.9捕捉倾泻点（SnappourPoint）该工具用于确保在使用分水岭工具描绘流域盆地时选择累积量大的点。

捕捉倾泻点将在指定倾泻点周围的捕捉距离范围内搜索累积流量最大的像元，然后将倾泻点移动到该位置。

5.10分水岭（Watershed）确定栅格中一组像元之上的汇流区域。

5.11盆域创建描绘所有流域盆地的栅格。

通过识别盆地间的山脊线，在分析窗口描绘流域盆地。

6视域（Viewshed）：确定对一组观察点要素可见的栅格表面位置。

以下图DEM为例：6.1各种等值线工具1.等值线（Contour）2.等值线列表（ContourList）可以指定等值线的值，如只输出196，188的等值线3.含障碍的等值线（ContourwithBarriers）：根据栅格表面创建等值线。

如果包含障碍要素，则允许在障碍两侧独立生成等值线。

TIPS：关于等值线的质量问题少数情况下，所创建等值线的轮廓可能会呈方形或不均匀，看起来犹如沿着栅格像元的边界。

出现这种情况可能是因为各栅格的值为整数且恰好落在等值线上。

这并不是问题，该等值线不过是原样呈现数据而已。

如果希望等值线更平滑，可行的方法包括对源数据进行平滑处理或调整起始等值线。

6.21.该2.3.6.3将被6.4此工具考虑的主要因素是太阳（照明源）在天空中的位置。