ARCGIS空間分析操作步驟演示教學(xué)

1、ARCGIS空間分析基本操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .了解基于矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)基本空間分析的原理和操作。2 .掌握矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)間的相互轉(zhuǎn)換、柵格重分類(RasterReclassify)、柵格計(jì)算一查詢符合條件的柵格(RasterCalculator)、面積制表(TabulateArea)、分區(qū)統(tǒng)計(jì)(ZonalStatistic)、緩沖區(qū)分析(Buffer)、采樣數(shù)據(jù)的空間內(nèi)插(Interpolate)、柵格單元統(tǒng)計(jì)(CellStatistic)、鄰域統(tǒng)計(jì)(Neighborhood)等空間分析基本操作和用途。3 .為選擇合適的空間分析工具求解復(fù)雜的實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備預(yù)備知識(shí)：空間數(shù)

2、據(jù)及其表達(dá)空間數(shù)據(jù)(也稱地理數(shù)據(jù))是地理信息系統(tǒng)的一個(gè)主要組成部分?？臻g數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會(huì)和人文經(jīng)濟(jì)景觀數(shù)據(jù)，可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等。它是GIS所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過模型抽象后的內(nèi)容，一般通過掃描儀、鍵盤、光盤或其它通訊系統(tǒng)輸入GIS。在某一尺度下，可以用點(diǎn)、線、面、體來表示各類地理空間要素。有兩種基本方法來表示空間數(shù)據(jù)：一是柵格表達(dá)；一是矢量表達(dá)。兩種數(shù)據(jù)格式間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換?？臻g分析空間分析是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)的空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，其目的在于提取空間信息或者從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)派生出新的數(shù)據(jù)，是將空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒌倪^程?？臻g分析是地理信息系統(tǒng)的主要特征。

3、空間分析能力(特別是對(duì)空間隱含信息的提取和傳輸能力)是地理信息系統(tǒng)區(qū)別與一般信息系統(tǒng)的主要方面，也是評(píng)價(jià)一個(gè)地理信息系統(tǒng)的主要指標(biāo)?？臻g分析賴以進(jìn)行的基礎(chǔ)是地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)。空間分析運(yùn)用的手段包括各種幾何的邏輯運(yùn)算、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，代數(shù)運(yùn)算等數(shù)學(xué)手段。空間分析可以基于矢量數(shù)據(jù)或柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行，具體是情況要根據(jù)實(shí)際需要確定?？臻g分析步驟根據(jù)要進(jìn)行的空間分析類型的不同，空間分析的步驟會(huì)有所不同。通常，所有的空間分析都涉及以下的基本步驟，具體在某個(gè)分析中，可以作相應(yīng)的變化?？臻g分析的基本步驟：a)確定問題并建立分析的目標(biāo)和要滿足的條件b)針對(duì)空間問題選擇合適的分析工具c)準(zhǔn)備空間操作中要用到的數(shù)據(jù)。d）定

4、制一個(gè)分析計(jì)劃然后執(zhí)行分析操作。e）顯示并評(píng)價(jià)分析結(jié)果空間分析實(shí)際上是一個(gè)地理建模過程，它涉及：?jiǎn)栴}的確定、使用哪些空間分析操作、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、以合適的次序執(zhí)行一系列的空間分析操作、顯示及評(píng)價(jià)分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：Slopel（柵格數(shù)據(jù)），Landuse（柵格數(shù)據(jù)），landuse92,r5yield,emidalat街道圖層AlOStreets和城市地籍圖層：AlOZonecov氣溫.shp,YNBoundary.shp（云南省的邊界）下載地址http:/www.geo-三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟空間分析模塊本章的大部分練習(xí)都會(huì)用到空間分析擴(kuò)展模塊，要使用“空間分析模塊”首先在ArcMap中

5、執(zhí)行菜單命令工具擴(kuò)展，在擴(kuò)展模塊管理窗口中，將“空間分析”前的檢查框打勾。然后，在ArcMap工具欄的空白區(qū)域點(diǎn)右鍵，在出現(xiàn)的右鍵菜單中找到“空間分析”項(xiàng)，點(diǎn)擊該項(xiàng)，在ArcMap中顯示“空間分析”工具欄。常規(guī)范圍像素尺寸工作目錄分析攤模分析坐標(biāo)系統(tǒng)*分析輸出將保存在與輸入相同的坐標(biāo)系中（如果有多個(gè)輸入，采用第一個(gè)箱入姍格的坐標(biāo)系）.分析輸出結(jié)果將保存為與當(dāng)前數(shù)據(jù)框相同的坐標(biāo)系1V暇如在分析操作中輸入的柵格數(shù)據(jù)必須投影，顯示警告信息。Cancel執(zhí)行“空間分析”工具欄中的菜單命令空間分析選項(xiàng)設(shè)定與空間分析操作有關(guān)的一些參數(shù)。這里請(qǐng)?jiān)诔Ｒ?guī)選項(xiàng)中設(shè)定一個(gè)工作目錄。因?yàn)樵诳臻g分析的過程種會(huì)產(chǎn)生一些中

6、間結(jié)果，默認(rèn)的情況下這些數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)在Windows系統(tǒng)的臨時(shí)路徑下（C:temp）,當(dāng)設(shè)置了工作目錄后，這些中間結(jié)果就會(huì)保存在指定的路徑下?？臻g分析5C空間分析/圖層：emidalat三狷"空間分析工具欄1 .了解柵格數(shù)據(jù)在ArcMap中，新建一個(gè)地圖文檔，加載柵格數(shù)據(jù)：Slopel,在TOC中右鍵點(diǎn)擊圖層Slopel,查看屬性在圖層屬性對(duì)話框中，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)源”選項(xiàng)，可以查看此柵格圖層的相關(guān)屬性及統(tǒng)計(jì)信息。打開“空間分析”工具欄，點(diǎn)擊圖標(biāo)查看柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)直方圖:直方圖dem:字段=VALUE15000010QOQO500000新建ArcMap地圖文檔：加載離散柵格數(shù)據(jù)：Landus

7、e,在TOC中右鍵點(diǎn)擊Landuse，"打開屬性表”查看字段“Count”可以看到每種地類所占柵格單元的數(shù)目2 .用任意多邊形剪切柵格數(shù)據(jù)（矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)）在ArcCatalog下新建一個(gè)要素類（要素類型為：多邊形），命名為：ClipPoly.shp在ArcMap中，加載柵格數(shù)據(jù)：Landuse、和ClipPoly.shp打開編輯器工具欄，開始編輯ClipPoly,根據(jù)要剪切的區(qū)域，繪制一個(gè)任意形狀的多邊形。打開屬性表，修改多邊形的字段“ID”的值為1,保存修改，停止編輯?？臻g分析圉層打開空間分析工具欄執(zhí)行命令：空間分析 > <轉(zhuǎn)換 >-< 要素到柵格

8、>指定柵格大?。翰樵円羟械臇鸥駡D層Landuse的柵格大小，這里指定為25執(zhí)行命令：空間分析 >-< 柵格計(jì)算器>指定輸出柵格的名稱為路徑構(gòu)造表達(dá)式：Landuse*polyClip4-polyclip4,執(zhí)行柵格圖層：Landuse和用以剪切的柵格polyClip4之間的相乘運(yùn)算得到的結(jié)果即是以任意多邊形剪切的Landuse數(shù)據(jù)空間分析重分類3 .柵格重分類(RasterReclassify)空間分析圓圖層：R距離。密度®內(nèi)插成柵格1)表面分析像素嫵計(jì)鄰域統(tǒng)計(jì)M區(qū)域統(tǒng)計(jì)區(qū)柵格過篁器轉(zhuǎn)摭©選項(xiàng)通過柵格重分類操作可以將連續(xù)柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為離散柵格數(shù)據(jù)在

9、ArcMap中，新建地圖文檔，加載柵格數(shù)據(jù)Slopel,打開“空間分析”工具欄，執(zhí)行菜單命令“重分類”將坡度柵格重新分為5類：0-8、8-15、15-25、25-35、35度以上。日ArcMapArcfnfo12345B用口4.柵格計(jì)算-查詢符合條件的柵格(RasterCalculator)找出坡度在25度以下的區(qū)域在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行，執(zhí)行“空間分析”工具欄上的命令：空間分析><柵格計(jì)算器|slopel<=25關(guān)于構(gòu)建表達(dá)式網(wǎng)I求值圜取消構(gòu)造表達(dá)式Slope1<=25滿足條件的柵格賦值為1,其余的柵格賦值為05.面積制表(TabulateArea)在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行

10、。加載Landuse92柵格圖層，打開ArcToolbox在ArcToolbox中，執(zhí)行SpatialAnalystTools>-<Zonal>下的"面積制表"工具按上圖所示，指定分區(qū)數(shù)據(jù)和輸入柵格數(shù)據(jù)回屬性Tdbulatlandusel-X一,"-、11010VALUE|VALUE.1VALUE/VALUE_3VALUE_4VALUE.51121052165835319094593s11151112299S261C731O23士曲323501二153712C斐7S5629101D72E1E65253450879555318G3WiTTai534

11、60311MM08B95G3322M354123T09152-?2434072167273358921OG337BG531312E695701119874347D7B937E14SO932290as982C-M73571138131TC225645cm2925270S酣1562232626256233GM3274267B1G62IXX10141247415247157Q5732C2碘1114207625JJ72651134942M03790361：W花川1906205S4SS1如.1145314記錄：.HjjjrjJilJ顯示:所有的選中的|記錄加必of13選中的j9打開得到的交叉面積數(shù)據(jù)表，

12、觀查其中的記錄，理解本操作的意義是什么?6.分區(qū)統(tǒng)計(jì)(ZonalStatistic)在ArcMap中新建地圖文檔，加載柵格圖層r5yield（糧食產(chǎn)區(qū)分類圖卜柵格Organic（土壤有機(jī)質(zhì)含量分布圖）在r5yield中，根據(jù)產(chǎn)量不同分為5個(gè)糧食產(chǎn)區(qū)-0rSyi目i低產(chǎn)量區(qū)2中產(chǎn)量區(qū)3中產(chǎn)量區(qū)4中產(chǎn)量區(qū)5高產(chǎn)量區(qū)面積制表區(qū)域統(tǒng)計(jì)到表ArcTooltx>xX收藏夾素弓L搜素& Algebra& Matii& Ndjlti7ar ate0 Neghborhaod& Q erla -/& Raste1 Creation與 Re z.ass& Sur

13、face& ZonaJ二日X打開ArcToolbox,執(zhí)行SpatialAnalystTools>-<Zonal>下的“區(qū)域統(tǒng)計(jì)到表”分析工具,按上圖所示指定參數(shù)，確認(rèn)后得到如下一個(gè)數(shù)據(jù)表：仔細(xì)研究上面的數(shù)據(jù)表，理解本操作的意義是什么？點(diǎn)擊上面數(shù)據(jù)表中的選項(xiàng)按鈕，執(zhí)行“創(chuàng)建圖形”命令根據(jù)向?qū)崾荆O(shè)定參數(shù)，生成不同糧食產(chǎn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量（平均值）的統(tǒng)計(jì)圖表從統(tǒng)計(jì)圖中可以看出，產(chǎn)量最低區(qū)有較低的有機(jī)質(zhì)含量，中產(chǎn)區(qū)有機(jī)質(zhì)含量較高，這表明較高的有機(jī)質(zhì)含量會(huì)帶來較高的產(chǎn)量。最高產(chǎn)量區(qū)有機(jī)質(zhì)含量較低可能是其他因素的影響。7 .緩沖區(qū)分析（Buffer）添加緩沖區(qū)向?qū)У讲藛沃性贏

14、rcMap中，執(zhí)行命令：工具-定制在出現(xiàn)的對(duì)話框中的“命令”選項(xiàng)頁(yè)。工具二窗口:幫助二,旦編輯工具欄1圖表U報(bào)表艮工具條:用命令。選項(xiàng)。）1目錄b：-命令:力；地理編碼:豈， 代添加力數(shù)據(jù) 新添加路徑事件征 卜I翟沖區(qū)向?qū)?#169;'T。當(dāng)卷 ArcCatibg宏也羯在囿局單人寸理理圖苴級(jí)日編標(biāo)聲布菜插尺地地地度高值具T- 注碼學(xué)存輯 標(biāo)編參豫困編AJArcCatBlog八Basic 編輯器適編輯工具欄：D卜宏MM蜻申區(qū)史導(dǎo)網(wǎng)0繪圖工金欄芻快照視窗輸出地圖樣式E總刷新視圖界添加助教據(jù)見叵|定制©擴(kuò)展怎）樣式寫）選項(xiàng)©保存:|Noimal.mrf從女件米加網(wǎng)關(guān)閉在左

15、邊欄中，目錄列表框中，選擇“工具”在右邊欄中，命令列表框中，選擇“緩沖區(qū)向?qū)А蓖戏拧熬彌_區(qū)向?qū)А眻D標(biāo)到菜單工具中，或者拖放到一個(gè)已存在的工具欄上。關(guān)閉“定制”對(duì)話框創(chuàng)建街道的線狀緩沖區(qū)新建地圖文檔，加載街道圖層AlOStreets和城市地籍圖層：AlOZonecov（地圖單位為:執(zhí)行菜單命令：選擇-通過屬性選擇L ADD FR' L ADD TO R ADD FR R ADD TOI PRE DIR STR_NME STR_TYPE SUF_DIR Shape Leri#：查詢向?qū)В篞.圖層：L：A.O I Streets廠在列表中只顯示可選擇的圖層。：方法同：字段創(chuàng)建一個(gè)新的選擇集唯

16、一的口CLOSER CRESCENT, CYPRESS DALE1SELECT-FROM AOIStreets WHERE:轉(zhuǎn)向|得到唯一值W) |ISTRJP.VE = CYPRE5S1亙一 Va<|DAMA-ESTHER |vlLil | r-l L I i?. <1 L" 1 ®構(gòu)造表達(dá)式：STR_NAME尸'CYPRESS',從圖層AlOStrees中，選擇街道名稱為CYPRESS的街道執(zhí)行“工具”菜單中的“緩沖區(qū)向?qū)А泵?，或點(diǎn)擊“緩沖區(qū)向?qū)А眻D標(biāo)，打開緩沖區(qū)向?qū)?duì)話框：通過緩沖區(qū)向?qū)?，建立所選擇街道的50米緩沖區(qū)（一個(gè)多邊形圖層）得到

17、沿街道“CYPRESS”的50米緩沖區(qū)8 .空間關(guān)系查詢SelectByLocation:根據(jù)位置選擇在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行，找出與街道“CYPRESS”的50米緩沖區(qū)相交的地塊。9 .采樣數(shù)據(jù)的空間內(nèi)插(Interpolate)空間插值常用于將離散點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，以便與其它空間現(xiàn)象的分布模式進(jìn)行比較，它包括了空間內(nèi)插和外推兩種算法。空間內(nèi)插算法是一種通過已知點(diǎn)的數(shù)據(jù)推求同一區(qū)域其它未知點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法；空間外推算法則是通過已知區(qū)域的數(shù)據(jù)，推求其它區(qū)域數(shù)據(jù)的方法。數(shù)據(jù)：氣溫.shp中有兩個(gè)字段丫01丫02記錄的是16個(gè)氣象觀測(cè)站，2001年和2002年的年平均氣溫，下面要通過空

18、間內(nèi)插的方法將點(diǎn)上的數(shù)據(jù)擴(kuò)展到連續(xù)的空間上，得到氣溫空間分布圖。YNBoundary.shp是云南省的邊界新建地圖文檔，加載圖層：氣溫.shp、YNBoundary,打開“空間分析”工具欄，執(zhí)行菜單命令空間分析>-<內(nèi)插成柵格>-<樣條>距蠲窗曲聲1、lxj F工，0內(nèi)插成糊格距離權(quán)重倒數(shù)一表面分析樣條像素統(tǒng)計(jì)克里金的山部域統(tǒng)計(jì):匕區(qū)域統(tǒng)計(jì)©班格計(jì)篁器:轉(zhuǎn)換©在樣條函數(shù)內(nèi)插對(duì)話框中，按下圖所示指定參數(shù)確定后，得到如下的氣溫空間分布圖（通過修改圖例得到相同的效果）2001年平均氣溫樣條函數(shù)空間內(nèi)插參考以上操作，生成2002年的平均氣溫空間分布圖:

19、2002年平均氣溫樣條函數(shù)空間內(nèi)插執(zhí)行菜單命令空間分析-選項(xiàng)，通過設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)和參數(shù)，重新進(jìn)行空間插值，得到如下的結(jié)果（用“距離權(quán)重倒數(shù)”內(nèi)插方法）10 .柵格單元統(tǒng)計(jì)（CellStatistic在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行現(xiàn)在我們要根據(jù)2001年和2002年的年平均氣溫得到多年平均氣溫空間分布圖，打開“空間分析”工具欄，執(zhí)行菜單命令空間分析-像素統(tǒng)計(jì)2001、2002年間平均氣溫空間內(nèi)插11 .令口域統(tǒng)計(jì)（Neighborhood鄰域分析也稱為窗口分析，主要應(yīng)用于柵格數(shù)據(jù)模型。地理要素在空間上存在著一定的關(guān)聯(lián)性。對(duì)于柵格數(shù)據(jù)所描述的某項(xiàng)地學(xué)要素，其中的（I,J）柵格往往會(huì)影響其周圍柵格的屬性特征。準(zhǔn)確而有效地反映這種事物空間上聯(lián)