ARCGIS空間分析操作步驟1

第頁空間分析基本操作一、實驗目的1.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)及柵格數(shù)據(jù)間的相互轉(zhuǎn)換、柵格重分類()、柵格計算－查詢符合條件的柵格()、面積制表（）、分區(qū)統(tǒng)計()、緩沖區(qū)分析() 、采樣數(shù)據(jù)的空間內(nèi)插()、柵格單元統(tǒng)計（）、鄰域統(tǒng)計（）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雜的實際問題打下基礎(chǔ)。二、實驗準備預備知識：空間數(shù)據(jù)及其表達空間數(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、社會和人文經(jīng)濟景觀數(shù)據(jù)，可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等。它是所表達的現(xiàn)實世界經(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。在某一尺度下，可以用點、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;一是矢量表達。兩種數(shù)據(jù)格式間可以進行轉(zhuǎn)換。空間分析空間分析是基于地理對象的位置和形態(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。空間分析能力（特別是對空間隱含信息的提取和傳輸能力）是地理信息系統(tǒng)區(qū)別及一般信息系統(tǒng)的主要方面，也是評價一個地理信息系統(tǒng)的主要指標?？臻g分析賴以進行的基礎(chǔ)是地理空間數(shù)據(jù)庫?？臻g分析運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數(shù)理統(tǒng)計分析，代數(shù)運算等數(shù)學手段?？臻g分析可以基于矢量數(shù)據(jù)或柵格數(shù)據(jù)進行，具體是情況要根據(jù)實際需要確定。空間分析步驟根據(jù)要進行的空間分析類型的不同，空間分析的步驟會有所不同。通常，所有的空間分析都涉及以下的基本步驟，具體在某個分析中，可以作相應的變化?？臻g分析的基本步驟:確定問題并建立分析的目標和要滿足的條件針對空間問題選擇合適的分析工具準備空間操作中要用到的數(shù)據(jù)。定制一個分析計劃然后執(zhí)行分析操作。顯示并評價分析結(jié)果空間分析實際上是一個地理建模過程，它涉及：問題的確定、使用哪些空間分析操作、評價數(shù)據(jù)、以合適的次序執(zhí)行一系列的空間分析操作、顯示及評價分析結(jié)果。實驗數(shù)據(jù)：實驗數(shù)據(jù)包括：1（柵格數(shù)據(jù)），（柵格數(shù)據(jù)）,925街道圖層和城市地籍圖層：氣溫(云南省的邊界)下載地址三、實驗內(nèi)容及步驟空間分析模塊本章的大部分練習都會用到空間分析擴展模塊，要使用“空間分析模塊”首先在中執(zhí)行菜單命令<工具>－<擴展>，在擴展模塊管理窗口中，將“空間分析”前的檢查框打勾。然后，在工具欄的空白區(qū)域點右鍵，在出現(xiàn)的右鍵菜單中找到“空間分析”項，點擊該項，在中顯示“空間分析”工具欄。執(zhí)行“空間分析”工具欄中的菜單命令<空間分析>－<選項>設(shè)定及空間分析操作有關(guān)的一些參數(shù)。這里請在常規(guī)選項中設(shè)定一個工作目錄。因為在空間分析的過程種會產(chǎn)生一些中間結(jié)果，默認的情況下這些數(shù)據(jù)會存儲在系統(tǒng)的臨時路徑下（C:\），當設(shè)置了工作目錄后，這些中間結(jié)果就會保存在指定的路徑下。空間分析工具欄1.了解柵格數(shù)據(jù)在中，新建一個地圖文檔，加載柵格數(shù)據(jù)：1，在中右鍵點擊圖層1，查看屬性在圖層屬性對話框中，點擊“數(shù)據(jù)源”選項，可以查看此柵格圖層的相關(guān)屬性及統(tǒng)計信息。打開“空間分析”工具欄，點擊圖標，查看柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計直方圖：新建地圖文檔：加載離散柵格數(shù)據(jù)：，在中右鍵點擊，“打開屬性表”查看字段“”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))在下新建一個要素類（要素類型為:多邊形），命名為：在中，加載柵格數(shù)據(jù)：、和打開編輯器工具欄，開始編輯，根據(jù)要剪切的區(qū)域，繪制一個任意形狀的多邊形。打開屬性表，修改多邊形的字段“”的值為1，保存修改，停止編輯。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>指定柵格大?。翰樵円羟械臇鸥駡D層的柵格大小，這里指定為25指定輸出柵格的名稱為路徑執(zhí)行命令:<空間分析>-<柵格計算器>構(gòu)造表達式：[]*[44]，執(zhí)行柵格圖層：和用以剪切的柵格4之間的相乘運算得到的結(jié)果即是以任意多邊形剪切的數(shù)據(jù)3.柵格重分類()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)在中，新建地圖文檔，加載柵格數(shù)據(jù)1，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。4.柵格計算－查詢符合條件的柵格()找出坡度在25度以下的區(qū)域在上一步的基礎(chǔ)上進行，執(zhí)行“空間分析”工具欄上的命令：<空間分析>－<柵格計算器>構(gòu)造表達式[1]<=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（）在上一步的基礎(chǔ)上進行。加載92柵格圖層，打開在中，執(zhí)行<>-<>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)打開得到的交叉面積數(shù)據(jù)表，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()在中新建地圖文檔，加載柵格圖層r5(糧食產(chǎn)區(qū)分類圖)、柵格(土壤有機質(zhì)含量分布圖)在r5中，根據(jù)產(chǎn)量不同分為5個糧食產(chǎn)區(qū)打開，執(zhí)行<>-<>下的“區(qū)域統(tǒng)計到表”分析工具，按上圖所示指定參數(shù)，確認后得到如下一個數(shù)據(jù)表：仔細研究上面的數(shù)據(jù)表，理解本操作的意義是什么？點擊上面數(shù)據(jù)表中的[選項]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)土壤有機質(zhì)含量（平均值）的統(tǒng)計圖表從統(tǒng)計圖中可以看出，產(chǎn)量最低區(qū)有較低的有機質(zhì)含量，中產(chǎn)區(qū)有機質(zhì)含量較高，這表明較高的有機質(zhì)含量會帶來較高的產(chǎn)量。最高產(chǎn)量區(qū)有機質(zhì)含量較低可能是其他因素的影響。7.緩沖區(qū)分析()添加緩沖區(qū)向?qū)У讲藛沃性谥?，?zhí)行命令：<工具>-<定制>在出現(xiàn)的對話框中的“命令”選項頁。在左邊欄中，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標到菜單<工具>中，或者拖放到一個已存在的工具欄上。關(guān)閉“定制”對話框創(chuàng)建街道的線狀緩沖區(qū)新建地圖文檔，加載街道圖層和城市地籍圖層：（地圖單位為：米）執(zhí)行菜單命令：<選擇>－<通過屬性選擇>構(gòu)造表達式：[]=’’，從圖層中，選擇街道名稱為的街道執(zhí)行“工具”菜單中的“緩沖區(qū)向?qū)А泵?，或點擊“緩沖區(qū)向?qū)А眻D標，打開緩沖區(qū)向?qū)υ捒颍和ㄟ^緩沖區(qū)向?qū)?，建立所選擇街道的50米緩沖區(qū)（一個多邊形圖層）得到沿街道“”的50米緩沖區(qū)8.空間關(guān)系查詢：根據(jù)位置選擇在上一步的基礎(chǔ)上進行，找出及街道“”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()空間插值常用于將離散點的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，以便及其它空間現(xiàn)象的分布模式進行比較，它包括了空間內(nèi)插和外推兩種算法?？臻g內(nèi)插算法是一種通過已知點的數(shù)據(jù)推求同一區(qū)域其它未知點數(shù)據(jù)的計算方法；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)：氣溫中有兩個字段Y01Y02記錄的是16個氣象觀測站，2019年和2019年的年平均氣溫，下面要通過空間內(nèi)插的方法將點上的數(shù)據(jù)擴展到連續(xù)的空間上，得到氣溫空間分布圖。是云南省的邊界新建地圖文檔，加載圖層：氣溫、,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>在樣條函數(shù)內(nèi)插對話框中，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）2019年平均氣溫樣條函數(shù)空間內(nèi)插參考以上操作，生成2019年的平均氣溫空間分布圖：2019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>，通過設(shè)置相關(guān)選項和參數(shù)，重新進行空間插值，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（）在上一步的基礎(chǔ)上進行現(xiàn)在我們要根據(jù)2019年和2019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>2019、2019年間平均氣溫空間內(nèi)插11.鄰域統(tǒng)計（）鄰域分析也稱為窗口分析，主要應用于柵格數(shù)據(jù)模型。地理要素在空間上存在著一定的關(guān)聯(lián)性。對于柵格數(shù)據(jù)所描述的某項地學要素，其中的(I，J)柵格往往會影響其周圍柵格的屬性特征。準確而有效地反映這種事物空間上聯(lián)系的特點，是計算機地學分析的重要任務。窗口分析是指對于柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的一個、多個柵格點或全部數(shù)據(jù)，開辟一個有固定分析半徑的分析窗口，并在該窗口內(nèi)進行諸如極值、均值等一系列統(tǒng)計計算，從而實現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)有效的水平方向擴展分析。支持的幾種分析窗口類型：中，鄰域統(tǒng)計功能所支持的各類算子多數(shù)（）最大值（）均值（）中值（）最小值（）少數(shù)（）范圍（）標準差（）總數(shù)（）變異度（）高通量（）低通量（）焦點流（）原始柵格（總數(shù)）鄰域統(tǒng)計柵格在中新建地圖文檔