ARCGIS空間分析操作步驟

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(Raster Reclassify) 柵格計(jì)算一查詢符合條件的柵格(Raster Calculator) 面積制表(Tabulate Area)、分區(qū)統(tǒng)計(jì)(Zonal Statistic)、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)(Cell Statistic)、鄰域統(tǒng)i+(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)

2、備知識：空間數(shù)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。空間數(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(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

3、信息系統(tǒng)的主要特征?？臻g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)別與一般信息系統(tǒng)的主要方面，也是評價(jià)一彳、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?？臻g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?？臻g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) 針對空間問題選擇合適的分析工具c) 準(zhǔn)

4、備空間操作中要用到的數(shù)據(jù)。d) 定制一個(gè)分析計(jì)劃然后執(zhí)行分析操作。e) 顯示并評價(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：問題的確定、使用哪些空間分析操作、評價(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)），Ianduse92,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）下載地丸上 http:/www.geo-spatial. net/csk/upload/arcgis/e

5、x5/ex5.rar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中執(zhí)行菜單命令 工具 擴(kuò)展 ，在擴(kuò)展模塊管理窗中， 將“空間分析”前的檢査框打勾。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。0 3D AnisljstATCPEW /ItSian?x?rx卿要便用的擴(kuò)屋Data InLerwerabilty Seo$taLiMical 陽 畑 j 痢 p| Publisher SlFBetMap Survey 切謂*st Tragkrng

6、Anm O 卿:XTDOlB0口 空間分折2 :Coprigh 弓 | 9S9-2DD4 ESRI Inc.AI Rights Reserved 回冋0說明執(zhí)行”空間分析”工具欄中的菜單命令工作目錄分析掩模像素尺寸I|d/arogisj cNone分析坐標(biāo)系統(tǒng)nil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)”黠籬雪作中輸入換格數(shù)據(jù)必須投影窪矢于擴(kuò)展同0KCances空間分析一 選項(xiàng)設(shè)定與空間分析操作有矢的一些參數(shù)。這里請?jiān)诔Ｒ?guī)選項(xiàng)中設(shè)定一個(gè)工作目錄。因?yàn)樵诳臻g分析的過程種會產(chǎn)生一些中間結(jié)果，默認(rèn)的情況下這些數(shù)據(jù)會存儲在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

7、結(jié)果就會保存在指定的路徑下。空間另祈空間分析:ernidalat3廉血I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，杳看屬性屬性值1角度單位曰統(tǒng)計(jì)日 slope 1構(gòu)建參數(shù)忽略列1.17:1.忽略值；最小值0量大值82.35491790771484均值19.10439777194571標(biāo)準(zhǔn)偏差12 97228112509933類0IZJ常規(guī)數(shù)據(jù)源范圍顯示符號在圖層屬性對話框中，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)源選項(xiàng)，可以查看此柵格圖層的相尖屬性及統(tǒng)計(jì)信息。打開“空間分析”工具欄/點(diǎn)擊圖標(biāo)杳看柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)直方圖:直方Sdem:字

8、段二VALUE新建ArcMap地圖文檔：加載離散柵格數(shù)據(jù)：Landuse,在TOC中右鍵點(diǎn)擊Landuse “打開屬性表”查看字段“ Counf可以看到每種地類所占柵格單元的數(shù)目:多邊形）命名為:ClipPoly.shp2. 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)）0爭慮=ArcMap - Arcfnfoft ArcCatalog下新建一個(gè)要素類（要素類型為在ArcMap中，加載柵格數(shù)據(jù)： Landuse和ClipPoly.shp文件編輯E視圖插入選擇工具H窗口口幫助 2 總昌 X X S r 玄 11:320.879 二 / 總口: 0B 空間分析 匚務(wù)圖層 洱I口m 0 land

9、use 1polyap顯示數(shù)據(jù)源D | 503241.00 207269.49 米打開編輯器工具欄，開始編輯ChpPoly，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?jǐn)卮蜷_空間分析工具欄癖血II執(zhí)行命令：V空間分析 一 V轉(zhuǎn)換 - 要素到柵格指定柵格大小：查詢要剪切的柵格圖層Landuse的柵格大小，這里指定為25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 以剪切執(zhí)行命令： 柵格計(jì)篡爲(wèi)色九轉(zhuǎn)換選項(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

10、為離散柵格數(shù)據(jù)在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：0-88T5 15-2525 -35 35度以上。1230度8-15S15-25度25 35 度 35文件E編輯視團(tuán)匕插入選擇工具衛(wèi)窗口磴，幫助豈D 口喜 *1 X sE. 丄利B 口 k? 決策妁2IXI -T B 窕值Z創(chuàng)建官量刪格Z創(chuàng)逢正態(tài)柵格Z創(chuàng)建隨機(jī)柵格 國玲 .edass & SurfaceX囤1.二上IW收儕夾索引_J接索呈示數(shù)據(jù)源Xx499201.65 2606494.36 5八知單4柵格計(jì)算-查詢符合條件的柵格(Raster Calculat

11、or)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： V柵格計(jì)算器算術(shù)運(yùn)算 -bsCeilBoorIsNJ皋運(yùn)算笑于枸逹志弦式F、j構(gòu)造表達(dá)式Slope1* Geoststisoza AnavstToc|- 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)JOIUVALUE 1VALUE 1飛 ALUEhVALUERVALUE.4VALUE.5II1121052 日65835319094591E11151112299S261Q751023換4B32350121587120457A5629101D72E1ES525335CB79555318G3W1719

12、615346(311M08B95G3322M354123T09152-?2434072167273358921OE33C78G531312S95701119874347D7B939B14SO9322908S932=53682C-M73571138的131TC225645G3292527(冊156223262S256233=643274267B1G62IXX10141247415247157Q573KL111 :142W*704424557065JJ7261906205113495S4SS142M035開ME7903B1145314記錄:-HJjJP TjJILJ顯示：所有的誅中的I記錄n選中的

13、: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(jì)(Zonal Statistic)在ArcMap中新建地圖文檔，加載柵格圖層 有機(jī)質(zhì)含量分布圖）r5yield （糧食產(chǎn)區(qū)分類圖卜柵格0rganic （土壤在r5yield中根據(jù)產(chǎn)量不同分為5個(gè)糧食產(chǎn)區(qū) 1低產(chǎn)量區(qū) 2中產(chǎn)量區(qū) 3中產(chǎn)量區(qū)斗中產(chǎn)量區(qū)5高產(chǎn)量區(qū)ArcToolbox戶區(qū)域統(tǒng)計(jì)到表面積制表確定輸入柵格或要素區(qū)域數(shù)據(jù)輸格回o 093EC輸出表格3才工第濮丙跑英至買在計(jì)算中忽略空值數(shù)據(jù)可選】取消環(huán)墳設(shè)置隱藏幫助八曰空字段 palue世藝J索引i攫索打開ArcToolbox，執(zhí)行vSpatial Analys

14、t Tools-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：J Ik ,OID |VALUE|!MEAN COUNTAREA|MIN|012.04441B243295,921544r123.59374mo3716D1.39673233.62201Z13U7352231.49258343.553438307J32282.002074JMHS711記錄：A,0 A Hj顯示所有的選中的記錄；=utH選中的.選項(xiàng)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

15、統(tǒng)計(jì)圖表zstat7的圖表MEANI ?: I乜茯：It 2 I xr j I 1? 4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rcMap中，執(zhí)行命令： 在出現(xiàn)的對話框中的工具一窗口 :亠幫助：一丈編輯工具欄J閣表二工具條6命會選項(xiàng)：0） |報(bào)表世地理編碼：3益勘昭數(shù)據(jù)因楫忝加路徑爭件過卜1緩沖區(qū)向?qū)TOO 匕 ArcCatalog,宏也高更里茸耳工具Basic編輯器.:比騙輯工具欄”卜宏阿卜0援沖區(qū)色導(dǎo)瓦竹繪圖工良快

16、照視窗輸出地圖樣式；E ：己刷新視團(tuán)晶添加桶據(jù)旦定制Q擴(kuò)說明祥式選項(xiàng)保存(5)： I Noimal.mrfa龍盤闔從文件訴M典其閉金II-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(biāo)到菜單V工具中，或者拖放到一個(gè)已存在的工具欄上。矢閉“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AlOStreets和城市地籍圖層：AlOZonecov （地圖單位為:米）執(zhí)行菜單命令： J 3D Ardlvs：Tooi$t 01 Aralzssoos 總I Cartoapny Fos B Converaon *ools Sara Vrage

17、mert oos o 01 Geocodng oos- 1 Geoproces&ngAHzadToos Zcip _產(chǎn) D$ove433556.17 3767Q20.30*執(zhí)行“工具”菜單中的“緩沖區(qū)向?qū)?或點(diǎn)擊“緩沖區(qū)向?qū)D標(biāo)，打開緩沖區(qū)向?qū)υ捒颍旱玫窖亟值馈?CYPRESS的50米緩沖區(qū)&空間尖系查詢Select By Location：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 布模式逬行比較，它包括 了空間內(nèi)插

18、和外推兩種算法?？臻g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Y01 Y02記錄的是16個(gè)氣象觀測站，2001年和2002年的年平均氣溫，下面要通過空間內(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V空間分析Y內(nèi)插成柵格 - ，通過設(shè)置相矢選項(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)（Cell Statistic在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行打開“空現(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，2001 2002年間平均氣溫空間內(nèi)插11 鄰域統(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尖聯(lián)性。對于柵格數(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)系的特點(diǎn)，是計(jì)算機(jī)地學(xué)分析的重要任