实验10栅格数据空间分析基本操作

.,实验十、栅格数据空间分析基本操作,.,一、实验目的,1.了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。2.掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(RasterReclassify)、栅格计算查询符合条件的栅格(RasterCalculator)、面积制表（TabulateArea）、分区统计(ZonalStatistic)、缓冲区分析(Buffer)、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（CellStatistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。3.为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础.,.,二、实验准备,空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达;一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。,.,空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。,.,空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。空间分析的基本步骤:确定问题并建立分析的目标和要满足的条件针对空间问题选择合适的分析工具准备空间操作中要用到的数据。定制一个分析计划然后执行分析操作。显示并评价分析结果,.,空间分析实际上是一个地理建模过程，它涉及：问题的确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适的次序执行一系列的空间分析操作、显示及评价分析结果。,.,实验数据：,实验数据包括：东莞2006年分类图（栅格数据）r5yield,emidalat街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov气温.shp,YNBoundary.shp(云南省的边界),.,空间分析模块,本章的大部分练习都会用到空间分析扩展模块，要使用“空间分析模块”首先在ArcMap中执行菜单命令，在扩展模块管理窗口中，将“空间分析”前的检查框打勾。,.,在ArcMap工具栏的空白区域点右键，在出现的右键菜单中找到“空间分析”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏。,.,1.了解栅格数据,.,在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据：SlopeofdongguanDEM，在TOC中右键点击图层，查看属性,在图层属性对话框中，点击“数据源”选项，可以查看此栅格图层的相关属性及统计信息。,.,打开“空间分析”工具栏，点击图标，查看栅格数据的统计直方图：,.,新建ArcMap地图文档：加载离散栅格数据：2006，在TOC中右键点击2006，“打开属性表”,可以查看属性,.,用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据),.,在ArcCatalog下新建一个要素类（要素类型为:多边形），命名为：ClipPoly.shp,.,关掉arccatalog，编辑多边形，如下,.,打开属性表，修改多边形的字段“ID”的值为1，保存修改，停止编辑。,.,执行命令：-,.,要素设置如下,即将所画多边形转换为栅格数据,.,执行命令:-,公式2006.Img*polyclip.img,.,栅格重分类(RasterReclassify),即通过栅格重分类操作可以将连续栅格数据转换为离散栅格数据,.,栅格计算查询符合条件的栅格(RasterCalculator),找出坡度在25度以下的区域,.,分区统计(ZonalStatistic),在ArcMap中新建地图文档，加载图层2008.img、东莞市镇区边界图,.,仔细研究上面的数据表，理解本操作的意义是什么？,.,点击上面数据表中的选项按钮，执行“创建图形”命令,.,住房选择分析,背景：如何找到环境好、购物方便、小孩上学方便的居住地段是购房者最关心的问题。数据：1、城市交通网络(network.shp)2、商业中心分布(Marketplace.shp)3、名牌高中分布(school.shp)4、名胜古迹分布(famousplace.shp),.,所寻求的区域要满足以下条件:离主要交通要道(type=ST)200m之外,以减少噪音污染(ST为道路数据中类型为交通要道的要素)在商业中心的服务范围之内,服务范围以商业中心规模的大小来确定(属性字段YUZHI)距名牌高中在750之内,以便小孩上学距名胜古迹500m之内,环境优雅.,.,空间关系查询,SelectByLocation：根据位置选择在上一步的基础上进行，找出与街道“CYPRESS”的50米缓冲区相交的地块。,.,采样数据的空间内插(Interpolate),空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。空间内插算法是一种通过已知点的数据推求同一区域其它未知点数据的计算方法；空间外推算法则是通过已知区域的数据，推求其它区域数据的方法。,.,数据：气温.shp中有两个字段Y01Y02记录的是16个气象观测站，2001年和2002年的年平均气温，下面要通过空间内插的方法将点上的数据扩展到连续的空间上，得到气温空间分布图。YNBoundary.shp是云南省的边界,.,新建地图文档，加载图层：气温.shp、YNBoundary,打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令-,.,参数如下,.,邻域统计（Neighborhood）,邻域分析也称为窗口分析，主要应用于栅格数据模型。地理要素在空间上存在着一定的关联性。对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的(I，J)栅格往往会影响其周围栅格的属性特征。准确而有效地反映这种事物空间上联系的特点，是计算机地学分析的重要任务。窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，从而实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。,.,支持的几种分析窗口类型：,.,ArcMap中，邻域统计功能所支持的各类算子,多数（Majority）最大值（Maximum）均值（Mean）中值（Median）最小值（Minimum）少数（Minority）范围（Range）标准差（StandardDeviation）总数（Sum）变异度（Variety）高通量（HighPass）低通量（LowPass）,.,在ArcMap中新建地图文档，加载栅格数据：emidalat,打开“s