ArcGIS空間分析模塊學習指南

ArcGIS空間分析模塊學習指南ArcGIS具有功能強大、應用領域格外廣泛，在社會公共安全與應急效勞、國土資源治理、遙感、智能交通系統(tǒng)建設、水利、電力、石油、國防、公共醫(yī)療衛(wèi)生、電信等方面和領域都有深入的應用。強大的空間分析功能ArcGIS9的特點與核心之一。無論對于柵格數(shù)據(jù)還是矢量數(shù)據(jù)、低維的點、線、面對象還是三維動態(tài)對象，都可以通過其空間分ArcGIS9的空間分析模塊〔ArcGISSpatialAnalyst〕功能的實現(xiàn)主要是基于柵格數(shù)據(jù)進展的，其可以完成常用的數(shù)據(jù)轉換、分析、統(tǒng)計、分類和顯示等功能?？臻g分析模塊是Arcgis9進展空間分析的主要Arcgis9的全部空間分析功能，其他的一些模塊可以幫助用戶進展專題性較強、較有特色的空間分析，如統(tǒng)計分析模塊、三維分析模塊等。ArcGIS9的空間分析功能主要包括于空間分析模塊、3D分析模塊、地統(tǒng)計分析模塊、分析模塊、跟蹤分析模塊等之中，如下圖。對于空間分析功能的實現(xiàn)，各模塊具有各自的特點和優(yōu)勢，這里就其能夠實現(xiàn)的功能和特點作一簡要的說明。ArcGISSpatialAnalyst模塊，ArcGISDesktop中增加了一組全面的高級空間建模和空間分析工具，應用ArcGISSpatialAnalyst，用戶可從現(xiàn)存數(shù)據(jù)中得到的數(shù)據(jù)，分析空間關系和空間特征，應用空間分析模塊可以進展：〔Distanc〔StraightLinAllocatioCostWeighte、最短路徑函數(shù)〔ShortestPath〕。2、密度制圖〔Density〕：密度制圖中內(nèi)插的是密度，也是就是每個柵格的值不是確定值，而是用確定值除以了搜尋范圍的面積。3、柵格插值〔InterpolatetoRastor〕：反距離權重插值〔InverseDistanceWeighted〕、樣條函數(shù)插值〔Spline〕、克里格插值〔Kriging〕?！睞spect〕、山體陰影提取〔Hillshade〕、視域分析〔Viewshed〕、填挖分析〔Cut/Fill〕。5、統(tǒng)計分析：單元統(tǒng)計〔CellStatistics〕、鄰域統(tǒng)計〔NeighborhoodStatistics〕、分區(qū)統(tǒng)計〔ZonalStatistics〕。6、重分類〔Reclassify〕。7、柵格計算〔RastorCalculator〕。8、柵格和矢量數(shù)據(jù)轉換〔Convert〕。ArcGISSpatialAnalyst被嚴密的集成在ArcGISDesktop地理數(shù)據(jù)處理環(huán)境中，因此一些簡單的分析問題的解決比以往更加簡潔。地理數(shù)據(jù)處理模型不僅易于創(chuàng)立和執(zhí)行，并且是獨立存檔的，使得用戶能夠快速理解所進展的空間分析處理。ArcGIS3DAnalyst模塊，能夠對外表數(shù)據(jù)進展高效率的可視化和分析。使用ArcGIS3DAnalyst，用戶可以從不同的視點觀看外表，查詢外表，確定從外表上某一點觀看時其他地物的可見性，還可以將柵格和矢量數(shù)據(jù)貼在外表以創(chuàng)立一副真實的透視圖。ArcGIS3D分析擴展模塊的核心是ArcGlobe應用程序。ArcGlobeGIS數(shù)據(jù)、創(chuàng)立和3DAnalyst供給了三維建模的高級GISArcGISGeostatisticalAnalyst模塊，是ArcGISDesktop的一個擴展模塊，它為空間數(shù)據(jù)探測、確定數(shù)據(jù)特別、優(yōu)化探究數(shù)據(jù)可變性、查找不合理數(shù)據(jù)、檢查數(shù)據(jù)的整體變化趨勢、分析空間自相關和多數(shù)據(jù)集之間的相互關系以及利用各種地統(tǒng)計模型和工具來做預報、預報標準誤差、計算大于某一閾值的概率和分位圖繪制等工作。ArcGISGeostatisticalAnalyst是一個完整的工具包，它可以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)預處理、地統(tǒng)計分析、等高線分析和后期處理等功能，同樣包含交互式的圖形工具，這些工具帶有為ArcGIS的數(shù)據(jù)治理、可視化、和圖形工具之間更加協(xié)調(diào)，是GIS應用者一個強有力的地理統(tǒng)計分析工具。Analyst是進展路徑分析的擴展模塊，為基于網(wǎng)絡的空間分析〔比方位置分析，行車時間分析和空間交互式建模等〕供給ArcGISDesktop用戶模擬現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡條件與情景。ArcGISNetworkAnalyst模塊能夠進展行車時間分析、點到點的路徑分析、路徑方向、效勞區(qū)域定義、最短路徑、最正確路徑、鄰生成旅行向導，或者覺察最鄰近設施等任務變得便利快捷?？梢詭椭F(xiàn)實負載的時間序列和空間模型，并且ArcGISGIS數(shù)據(jù)集成的時候相互作用。其可以回放歷史數(shù)據(jù)，基于肯定原理的制圖，數(shù)據(jù)中的時間模型，在GIS系統(tǒng)中積分時間數(shù)據(jù)，平衡現(xiàn)有的GIS數(shù)據(jù)來創(chuàng)立時間序列可視化，創(chuàng)立分析歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)變化的圖表。ArcGISTrackingAnalystArcGIS桌面功能，增加了時間序列及其變化的實時可視化。ArcGIS9中還有假設模塊包含有某種空間分析功能的模塊，如立體分析模塊等，這里不能一一列舉。GISGIS軟件關注的是矢量數(shù)據(jù)GISDEMGIS中將扮演越來越重要的角色。這幾天，兔八哥認真的學習了一些這方面的學問，并正在學習ArcGISSpatialAnalyst，下面將學習心得和大家共享。對于這個模塊，兔八哥也是初學，難免會消滅問題，請大家指正！第一節(jié)空間分析擴展模塊簡介簡介ArcGIS空間分析擴展模塊供給了功能強大的空間建模和分析工具。利用這個擴展模塊可以創(chuàng)立基于柵格的數(shù)據(jù)，并對其查詢，分析，繪圖。在空間分析模塊中我們可以承受的數(shù)據(jù)包括影像，Grid以及其他的柵格數(shù)據(jù)集。空間分析擴展模塊功能下面列舉一些使用該模塊可以實現(xiàn)的功能：ArcinfoGrid從要素依據(jù)肯定距離或接近關系生成Raster由點狀要素生成密度柵格圖由離散要素點生成連續(xù)外表依據(jù)要素派生出等高線，坡度圖，坡向圖和山體陰影進展基于柵格數(shù)據(jù)的分析同時在多個柵格數(shù)據(jù)上進展規(guī)律查詢和代數(shù)運算進展臨域和區(qū)域分析進展柵格分類和顯示支持很多標準格式空間模型過程或者其他感興趣的現(xiàn)象。建模的目的就是對源域的簡潔化和抽象化。因此空間建模就是對地面上的地理實體進展簡潔和抽象化進展表示的過程。模型有兩類：表征模型和過程模型。前者是用來描述GIS本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/1.htmArcGIS空間分析模塊學習指南(二)ArcGIS中進展空間分析２．１分析環(huán)境設置在進展空間分析前，必需對設定分析范圍，存儲形式，存儲使用的坐標系統(tǒng)，輸出Grid的大小，缺省的輸知名目。下面將一一對此進展說明〔這些設置是在SptialAnalyst工具條---->SpatialAnalyst菜單 >Options中設置〕坐標系統(tǒng)和矢量數(shù)據(jù)類似，沒有校準的柵格數(shù)據(jù)是沒有太大使用價值的。很多根本的空間分析操作都要求你的數(shù)據(jù)指定坐標系統(tǒng)。同時可以指定輸出結果的坐標系統(tǒng)。如以下圖所示，分析輸出將可以承受輸入數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)或者當前數(shù)據(jù)框的坐標系統(tǒng)。輸出柵格形式ArcInfoGridGrid有臨時和永久兩種形式。這個在后面的局部中將具體講到。Grid12個字符，而且在中間不允許A~Z0~9，這些字符〔這個和CoverageCoverage有問題，可能就是由于名稱或者路徑中消滅了空格，兔八哥注〕。設置分析范圍在空間分析Options中，可以設置空間分析的范圍，可以用戶指定坐標范圍，一般狀況是選擇等同于某個圖層的空間范圍或者當前顯示范圍Cell大小cellcellcell大cellcellcell的大小可以提高cellcell大小，得到的所謂精度是沒有意義的。除了上述設置外，還要對工作名目進展設置和分析Mask〔掩碼〕，分析掩碼是用來標識分析中操作的局部，所以分析掩碼中的空值單元將被屏蔽掉。【轉】ArcGIS空間分析模塊學習指南(三、四、五、六、七、八)---外表分析工具外表分析工具ArcGIS供給的空間分析工具中，最常用的就是外表分析工具，首先和兔八哥一起看看外表分析吧。ArcGIS供給了我們常用的外表分析功能：生成等值線(Contour)，坡度(Slope)，坡向(Aspect)，山體陰影(hillshade)，可視范圍(Viewshed)以及工程上常用的計算土方量〔Cut/Fill〕,這些功能的原理大家可以參考《地理信息系統(tǒng)根底》龔健雅科學出版社2023.生成等值線(Contour)首先我們一起看看什么是等值線，所謂等值線就是連接等值點的線段，比方我們常見的等高線，等GIS書看看就明白了。使用等值線可以很簡潔的看出趨勢變化，比方從等高線上很簡潔看出山谷，山脊以及地形的起伏。下面我們一起看看如何Raster(Grid)生成等高線。Step1:surface.mxd這個地圖文檔。地圖文檔中有兩個圖層，其中可視elevgridGird格式，用來表示地面高程。我們就要依據(jù)它來創(chuàng)立等值線。Step2:SpatialAnalyst工具條中，SpatialAnalystOptionsExtent為“SameasLayerelevgrid“;CellSize“SameasLayerelevgird“.Step3:生成等值線在SpatialAnalyst菜單--->SurfaceAnalysis >Contour，消滅下面InputSurfaceRaster,Contourinterval表示等高線間的差值，Basecontour0。Zfacotor表示方向掌握，兔八哥從來沒用過。下面就是輸出的位置和文件名了。Step4:等幾秒后，結果出來了，如以下圖所示。呵呵，是不是很簡潔呀。本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/3.htm生成山體陰影(Hillshade)2.2.1GridGrid生成山體陰影，增加數(shù)據(jù)的顯示的真實感。在生成陰影前，首先需要對方位角和太陽高度角有肯定的了解，二者的示意圖如下：ESRIArcGIS315度〔西北方向〕，45度。下面我們一起進展操作吧：Step1:surface.mxdelevgrid這個柵格數(shù)據(jù)創(chuàng)建山體陰影。Step2:設置分析環(huán)境 Analyst工具條中，SpatialAnalyst菜單下點擊Options。Extent為“SameasLayerelevgrid“;CellSize“SameasLayerelevgird“.Step3:創(chuàng)立山體陰影 在SpatialAnalyst菜單--->SurfaceAnalysis >Hillshade，出InputSurfaceRaster,Azimuth表示方位角，Altitude表示高度角。下面都使用缺省值。〔Outputraster中為<Temporary>，也就是生成的柵格數(shù)據(jù)為臨時的?！砈tep4:稍等，結果就出來了，如以下圖所示，還是蠻專業(yè)的吧。Step5:別忘了，這個柵格數(shù)據(jù)是臨時的，還需要把他永久保存下來。如以下圖所示，選擇保存的路徑OK了。本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/4.htm生成坡度(Slope)坡度是地形描述中常用的參數(shù)，在各類工程中也有很多的用途，比方在農(nóng)業(yè)用地開發(fā)中，坡度大于25度的土地一般是不適宜開發(fā)的。在其他的很多項選擇址方面，坡度也是必需考慮的問題。利用ArcGIS空間分析擴展模塊，我們可以格外簡潔的提取出地面的坡度信息。下面我們一起進展操作吧：Step1:surface.mxdelevgrid來派生出需要的坡度信息。Step2:設置分析環(huán)境 Analyst工具條中，SpatialAnalyst菜單下點擊Options。Extent為“SameasLayerelevgrid“;CellSize“SameasLayerelevgird“.Step3:生成坡度 在SpatialAnalyst菜單--->SurfaceAnalysis >Slope，消滅下面這InputSurfaceRasterelevgrid;Degree；OutputcellSizecell大小，GridCell大小?！睴utputraster中為<Temporary>，也就是生成的柵格數(shù)據(jù)為臨時的?！砈tep4:輸出結果依據(jù)不同的顏色顯示坡度，紅色的坡度較大。大家可以對輸出結果進展重分類〔在后面局部將學習到〕。Step5:別忘了，這個柵格數(shù)據(jù)是臨時的，還需要把他永久保存下來。如以下圖所示，選擇保存的路徑OK了。本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/5.htm坡向計算(Aspect)坡向和坡度是相互關聯(lián)的兩個參數(shù)，坡度反映斜坡的傾斜程度，而破向則反映斜坡所面對的方向。當DEM計算坡向時，通常定義坡向為：過格網(wǎng)單元所擬合的曲面上某點的切平面的法線的正方向在平面上與正北方夾角。即法方向水平投影向量的方位角。(龔健雅《地理信息系統(tǒng)根底》)下面我們一起進展操作吧：Step1:surface.mxdelevgrid這個柵格數(shù)據(jù)生成坡向圖。Step2:設置分析環(huán)境 Analyst工具條中，SpatialAnalyst菜單下點擊Options。Extent為“SameasLayerelevgrid“;CellSize“SameasLayerelevgird“.p:計算坡向 在lt菜單e t消滅下面這InputSurfaceRaster,CellSize使用缺省值?！睴utputraster中為<Temporary>，也就是生成的柵格數(shù)據(jù)為臨時的?！砈tep4:結果如以下圖所示，不同的顏色表示不同的坡向〔Toc〕。Step5:別忘了，這個柵格數(shù)據(jù)是臨時的，還需要把他永久保存下來,OK了。信任大家也都會了，兔八哥就不用圖示了。本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/6.htm可視域分析(Viewshed)可視域分析又稱通視分析，它屬于依據(jù)地形進展最優(yōu)化處理范疇，比方建設一個電視放射站，設置雷達站以及在航海，航空，軍事上面都被廣泛的應用。下面我們一起進展操作吧：Step1:surface.mxd這個地圖文檔。前面我們做了一個山體陰影生成了“哨所”的圖層，將該圖層可視。本小節(jié)中我們將爭論一下，這些哨所的可視范圍。Step2:設置分析環(huán)境 Analyst工具條中，SpatialAnalyst菜單下點擊Options。Extent為“SameasLayerelevgrid“;CellSize“SameasLayerelevgird“.Step3:生成哨所的可視域 在SpatialAnalyst菜單--->SurfaceAnalysis >Viewshed，消滅下面這個掌握面版，在InputSurfaceelevgrid,ObserverPoints為觀看點圖層。其他使用缺省值。Step4:生成可視域格外的慢，可要有急躁哦。生成后，如以下圖所示，顯得不很直觀。下面我們將對他進展符號化。Step5:ArcMapNotVisibleVisibleArcMapEffects工具條，設置“Viewshedof哨所“30%透亮。處理后結果如下，其中紅色區(qū)域就是兩個哨所的可視區(qū)域。而其他區(qū)域不行視。Step5:假設對你的作品感到滿足，別遺忘把他永久保存下來哦。本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/7.htm計算土方量工具(Cut/Fill)ArcGIS擴展模塊就是用來計算土方量的，當時在疆煤田滅火處，他們手頭有挖GPS數(shù)據(jù)。期望能計算出工程的實際土方量。當時使用的版本上ArcGIS8.1，3D擴展模塊中，Spatial擴展模塊中沒有的〔記不清楚了！〕計算土方量的方法由于兔八哥手頭沒有適宜的數(shù)據(jù)只能將或許步驟寫下來：Step1:GPSx,y,z文本數(shù)據(jù)。首先我們需要依據(jù)這些Shapefile，固然挖方前后各自生成一個〔假設不會，GIS空間站上有這方面的步驟〕。Step2:3DShapefileTin。(其實這個時候，你會覺察3DCut/fillSpatial模塊中完全一樣)。Step3:SpatialAnalystSurfaceAnalysis---->Cut/Fill,BeforeSurface和AfterSurfaceTin。Step4:處理后，結果如以下圖所示。用不同的顏色顯示土方變化，紅色表示土方增加，蘭色表示土方削減，其他的為沒有變化的區(qū)域。step5:Volume字段中正負屬性值分別選擇，進展統(tǒng)計，在這就不具體講解了。本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/8.htmArcGIS空間分析模塊學習指南(九、十、十一)Distance分析在網(wǎng)絡分析，我們常常分析最短路徑，最優(yōu)路徑，這些操作是對矢量數(shù)據(jù)進展操作的?，F(xiàn)在我們將一起學習，如何對利用柵格數(shù)據(jù)生成最優(yōu)路徑。下面這個例子是ESRI電子文檔上的例子，兔八哥實在找不到更適宜的數(shù)據(jù)?！脖揪植繑?shù)據(jù)下載〕下面我們將任務簡潔說明一下，假設某地建了一個小學?？紤]到學生上學放學交通問題，打算修建一條大路與已有大路連接起來。如以下圖所示，綠色表示學校，紅色旗幟為大路的起點，現(xiàn)在將修建狀況，從而削減本錢和工程難度。SpatialAnalystStraightLine，CostWeighted,ShortestPath三個功能，首先我們一起來了解一些這三個工具的作用和使用方法。生成直線距離〔StraightLine〕補給源。如以下圖所示，生成的到大路終點的直線距離。本錢加權(CostWeighted)使用上面的直線距離功能，我們可以很簡潔的生成各柵格單元到源的直線距離，但是在實際工作中，遠沒有這么簡潔。比方本例子的修路，選擇適宜的地區(qū)，我們不行能簡潔的選擇連接大路源頭和學校的一條直線(大家應當都是格外清楚這一點的)考慮，給從而能夠使得選擇的大路的通行本錢最小。在考慮這兩個影響因素時候，依據(jù)他們的影響程度和重要性，給它們賜予肯定的影響百分比。比方賜予大路60%的影響百分比，而賜予土地利用40%的百分比。最短路徑(ShortestPath)有了前面的鋪墊，最短路徑就很簡潔了。它就是用來生成一條最小本錢的路徑。下面我們就開頭利用已有的數(shù)據(jù)來生成一條連接大路源頭和學校的最短路徑〔兔八哥覺得這兒稱為最優(yōu)路徑更為適宜〕本篇文章來源于GIS空間站轉載請以鏈接形式注明出處“:///Article“:///Article/9.htmSample:生成連接大路源頭和學校的最優(yōu)路徑Step1:Distance.mxd地圖文檔，在兔八哥_Distance數(shù)據(jù)框下有五個圖層：大路起點，已Step2:OptionExtent“SameasLayer高程“,CellSize“SameasLayer高程“，此外還要設置工作路徑。首先我們做一些數(shù)據(jù)預備工作：在分析中我們需要利用坡度數(shù)據(jù)，而我們當前“高程”的是地形數(shù)據(jù)，首先我們利用他生成坡度：Step3:Slope來生成坡度〔如有問題，請參照前面生成坡度〕。結果如以下圖,修改圖層名稱為“坡度“。下面我們將對坡度和土地利用進展重分類，從而為后面的本錢加權做預備：Step4:SpatialAnalystReclassifyInputraster中選擇土地利用，ReclassfieldLanduse.分別給各類土地賜予下面的值：Agriculture