ARCGIS空間操作步驟講解

1、ARCGIS空間分析基本操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣谑噶繑?shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)基本空間分析的原理和操作。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)計(jì)(Neighborhood)等空間分析基本操作和用途。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：空間數(shù)據(jù)

2、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(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。空間分析是地理信息系統(tǒng)的主

3、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)別與一般信息系統(tǒng)的主要方面，也是評價(jià)一個地理信息系統(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。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(yīng)的變化?？臻g分析的基本步驟：確定問題并建立分析的目標(biāo)和要滿足的條件針對空間問題選擇合適的分析工具準(zhǔn)備空間操作中要用到的數(shù)據(jù)。d）定

4、制一個分析計(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)），landuse92,r5yield,emidalat街道圖層AIOStreets和城市地籍圖層：AIOZonecov氣溫.shp,YNBoundary.shp （云南省的邊界）下載地址 HYPERLINK /csk/upload/arcgis/ex5/ex5.rar /csk/upload/arcgis/ex5/ex5

5、.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)行菜單命令工具一擴(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。選擇要使用的擴(kuò)展.3D AwlystArcPressArcScanData lnteroperabilitrGeostatistical .Analrst 通 plex.PublisherStreet FvlapSurvey Analyst Tracking Ana

6、lyst XTools 扶貧首理系統(tǒng)說明:關(guān)于擴(kuò)展:冉空間肯析s.：:Copyright 1555-2D&4 ESRI Inc. All Rights Reserved提供柵格和要素?cái)?shù)據(jù)的空間分析工具.關(guān)閉空間分析像素尺寸NoneCancel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O分析掩模分析坐標(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 有多個輸入，采用第一個輸入柵格的坐標(biāo)系）。d: jancgis工作目錄:V傲如在分析操作中輸入的刪格數(shù)據(jù)必須投影，顯 示警告信息。執(zhí)行“空間分析”工具欄中的菜單命令 一 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?jiān)诔Ｒ?guī)選項(xiàng)中設(shè)定一個工作目錄

7、。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，這些中間結(jié)果就會保存在指定的路徑下?？臻g分析工具欄1. 了解柵格數(shù)據(jù)在ArcMap中，新建一個地圖文檔，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)也，查看柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)直方圖: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“ Count ”可

8、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-ArcMap - Arcinfo. X-鄉(xiāng)圖層 -EpolyClip顯示數(shù)據(jù)源文件E編輯視圖。插入9選擇工具窗口四幫助也， Q S|1:32O.S7S3因E3同9卅泗B B回回空間分析回圖層：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

9、改，停止編輯。打開空間分析工具欄執(zhí)行命令： 空間分析一轉(zhuǎn)換-要素到柵格指定柵格大?。翰樵円羟械臇鸥駡D 層Landuse的柵格大小，這里指定為 25指定輸出柵格的名稱為路徑執(zhí)行命令: 空間分析 - 柵格計(jì)算器構(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)3.柵格重分類(Raster Reclassify)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

10、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(jì)算一查詢符合條件的柵格(Raster Calculator)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： 空間分析一柵格計(jì)算器構(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(Tabulate Area)在上一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行。加載Landuse92柵格圖層，打開ArcToolboxArcloolbax+備Conditional+Density+Distance+Extraction+Generalizatian+GraLi

11、nd.vater+Hydrology1111111收藏夾I索引I搜索莊Geostatistical AnalystTocQ + 鴦 L 】已日Refei,已niziiig 丁口口后 -Spatial Analyst Tools在 ArcToolbox 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(jì)(Zonal Statistic)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）、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個糧食產(chǎn)

12、區(qū)ArcToolbox+-Map AlgebraMa thMultivariateNeighborhoodOverlayRaster CreationRedassSurfaceZonal面積制表輸入值柵格Q organic叵區(qū)域統(tǒng)計(jì)到表收藏夾索引I搜索打開ArcToolbox，執(zhí)行-Zonal環(huán)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)后得到如下一個數(shù)據(jù)表：MEANVALUECOUNT2I02D7記錄選項(xiàng)AREA371 Si15&374 3耘1923C瓦訂33222000.onal仔細(xì)研究上面的數(shù)據(jù)表，理解本操作的意義是什么?1* 1 顯示:所有的選中的記錄 out of 5選中的

13、.：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： 工具-定制在出現(xiàn)的對話框中的“命令”選項(xiàng)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(biāo)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

14、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： 選擇一通過屬性選擇構(gòu)造表達(dá)式:STR_NAME=CYPRESS ,從圖層AlOStrees中，選擇街道名稱為CYPRESS的街道-ArcMap - Arcfnfo文件舊編輯啟視圖插入，選擇目工具窗口迎幫助，咨：口身E昭窿X顯示數(shù)據(jù)源ArcToolbox3D Analyst ToolsAnalysis ToolsCartography Tools Conversion Tools Data flanagement Tools Geocoding Tools Geoproces

15、sing_Wizard_Tools / Clip / DissolveAX收藏夾索引搜索執(zhí)行“工具”菜單中的“緩沖區(qū)向?qū)А泵睿螯c(diǎn)擊“緩沖區(qū)向?qū)А眻D標(biāo)，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“CYPRESS ”的50米緩沖區(qū)8.空間關(guān)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 布模式進(jìn)行比較，它包括了空間內(nèi)插和外推兩種算法

16、?？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中有兩個字段Y01 Y02記錄的是16個氣象觀測站，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- 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）2001年平均氣溫樣條函數(shù)

17、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: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， 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- 像素統(tǒng)計(jì)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 關(guān)聯(lián)性。對于柵格數(shù)據(jù)所描述的某項(xiàng)地學(xué)要素

18、，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)分析的重要任務(wù)。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(diǎn)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(jìn)行諸如極值、均值等一系列統(tǒng)計(jì)計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)有效 的水平方向擴(kuò)展分析。支持的幾種分析窗口類型:HMWU|i oAnnuluswedgeArcMap中，鄰域統(tǒng)計(jì)功能所支持的各類算子多數(shù)（Majority）最大值（Maximum）均值（Mean ）中值（Median ）最小值（Minimum）少數(shù)（Minority）范圍（Range）標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation ）總數(shù)（Sum ）變異度（Variety）高通量（High Pass）低通量（Low Pass）焦點(diǎn)流（Focal Flow）原始柵格（總數(shù)Sum）鄰域統(tǒng)計(jì)柵格在ArcMap中新建地圖文檔，加載柵格數(shù)據(jù)