栅格数据基本分析方法

1、实验七栅格数据基本分析方法1.实习目的掌握基于栅格数据的空间分析基本方法， 提高利用栅格数据解决地学空间问题的能力。 具体实习内容如下：11掌握距离运算与制图分析方法；掌握栅格数据统计分析方法，包括单元统 计、邻域统计、分区统计等运算方法；掌握栅格重分类方法，理解栅格重分类的 基本思想和应用领域；学会使用栅格计算器进行栅格运算，体会 栅格数据信息挖掘方法和应用的模式。2.实验环境与数据准备软件准备：ArcMap、ArcCatalog、加载空 间分析模块(Spatial Analyst)(平台)数据准备：河北省城市、县城、乡村位置 点文件，河北省交通线要素，河北省湿地分布 的多边形要素。3.实验

2、方法ArcGIS在空间分析 模块(Spatial Analyst) 中提供了一套用于栅格 数据分析的工具集。Options?xGeneral | Zsitajit | Call SizaitorkinsAji.d.7-si=虫ask：I Artyzi CootriirLii-tQ SystemAnalysLs output will be saved in the same 匚口口rdinm,七尽iexn 乱，the(or firstraster input i f there sre nilLtipLeL ArtalysLs outpul will be saved in the sane

3、coor dimta syi cmtha a.ctida.to.|寸 Di spl-ay w urning m AEE-a.ge l f r b.Etar i nput ehave to be projected during analysis图7-1分析环境设置Spatial Analyst是ArcGIS的外置扩展模块，需要 单独进行加载。在ArcMap的【Tools菜单下， 点击【Extensions,选中 Spatial Analyst，即可 加载此模块。分析环境设置进行空间分析前，首先设置分析环境。包括 工作目录选择、栅格单元大小设定、分析区域 选定、坐标系统模式、过程文件管理等。点击

4、【Spatial Analyst,选择【Options 菜单项，弹出环境定义对话框，选择General、 Extent、Cell Size进行切换，实现分析环境的自 定义(图7-1)。距离运算11ArcGIS中的距离制图包括：直线距离函数 (Straight Line)、分配函数(Allocation )、成 本距离加权函数(Cost Weighted)、最短路径 函数(Shortest Path)，可以实现常用的距离运 算与制图分析。111111直线距离分析计算:点击【Spatial Analyst， 选择【Distance Straight Line，打开直线 距离制图对话框(如图7-2所

5、示)。通过Distance to选择需计算直线距离的图层，定义最大距离 的值(Maximum distance)，设定输出单元大小 (Output cell size)，选择是否创建直线方向数 据(Create direction)和直线分配数据(Create allocation )，最后确定输出栅格的文件名(Output raster) o在设定文件名时，如果保持 Temporary项，则生成临时图层。最后点击 OK按钮，即可完成直线距离制图。如图7-3所示，为利用游憩点数据生成的直 线距离制图结果，因在直线距离制图对话框中 选择同时生成直线方向(Create direction)和直 线

6、分配(Create allocation)数据，所以运算时， 同时生成了直线方向数据(图7-4)和直线分配 数据(图7-5)。iiJ如果考虑通过路线的耗费成本，则需要利用 成本距离加权函数。在【Spatial Analyst】下拉 菜单中选择【Distance T【Cost Weighted， 可以进行加权距离的计算；在加权距离计算的 基础上可进一步进行最短路径分析。Di?tana$ to:加洲 um distance:Output cdl size；R Credte direction;W Create allDcaticnOutput raster:I游房点57.693&075|=：Tem

7、porarj/St raiglit LineJd刊国图72分析环境设置图73分析环境设置图74直线方向数据图75直线分配数据3.3.统计分析(1)单元统计 当进行多层面栅格 数据叠合分析时，常需 要以栅格单元为单位 进行单元统计。例如， 同一地区不同年度土 地利用类型的变化分Cell Statisticsimagg.hq Laver imajp 冲-Lict_2 image rng -Laef_3Ovcrt siabstc；Dulwl ia 炽 i:SInput rssICTMrn&.img - Layei_1irnat.img L呐- 3ei_W：plemroray鼻 |OK I rano=

8、l图76单元统计对话框析等。ArcGIS的单元统计分析功能（Cell Statistics）提供了十种单元统计方法，包括：最 小值（Minimum）、最大值（Maximum）、值域 范围（Range）求和（Sum）、平均数（Mean）、 标准差（Standard Deviation）、各单元上不同数 值的个数（Variety）频率最高值（Majority）、 频率最低值（Minority）中值（Median）。单元统计方法：点击Spatial Analyst，选择 【Cell Statistics,弹出单元统计对话框（如图Ill7-6所示），添加参与统计运算的栅格数据图层， 选择统计叠置方法（

9、Overlay statistic）,确定输 出栅格的文件名和存放位置（Output raster）。最后点击OK按钮即可完成相应的运算。Neighborhood Stat. IE区I图7-7邻域统计设置对话框（2）邻域统计邻域统计以待计算栅格为 中心，向其周围扩展一定范 I，基于这些扩展栅格数据 进行函数运算，从而得到此 栅格的值。ArcGIS中的邻域 统计也提供了十种统计方 法，与单元统计方法含义相 同。ArcGIS中提供了四种邻域分析窗口：长方形（Rectangle）、环形(Annulus)、圆形(Circle)、楔形(Wedge)。邻域统计方法：点击【Spatial Analyst,选

10、择 Neighborhood Statistics,弹出邻域统计设置 对话框(如图7-7所示)，添加参与邻域分析的 栅格数据图层，选择参与运算的字段(Field ), 选择邻域分析统计方法(Statistic type),选择 邻域分析窗口类型(Neighborhood),设置邻域 窗口参数(Neighborhood Settings),确定输出 栅格单元大小(Output cell size)以及输出栅格 文件名和存放位置(Output raster)o最后点击 OK按钮即可完成相应的运算。(3)分区统计分区统计是以一个数据集为基础在它所包含 的不同类别中对另一个被分类数据集进行统 计。Ar

11、cGIS中的分区统计提供了十种统计方法， 这些方法的含义与单元统计方法以及邻域统计 方法相同。例如，以某一地区坡度图为分区数据集，土 地利用类型为被分类数据集，计算同一坡度分 类区内土地利用类型的种类。分区统计计算方法：点击【Spatial Analyst, 选择【Zonal Statistics,弹出分区统计设置对话 框(如图7-8所示)，选择分区数据集(Zonedataset)和分区字段(Zone field),选择被分类数据集(Value raster),选择是否图表化显示分 区统计结果及统计方法(Chart statistic)，定义输出表格文件名和存放位置(Output table)

12、o 最后点击OK按钮即可完成相应的运算。如图7-9所示，分区统计结果表格，显示了不同坡度带内(分带数据集rslope的不同VALUE 值)所包含的土地利用类型数量(Landuse类型 的VARIETY)统计结果；图7-10用直方图形式 表示了不同坡度区所包含的土地利用类型的种 类。ans.1 Statistics凶BAttributes ofzstatSZore dataset:rslopeoid muE | couonr1EE1 IIH | IO | SAKS mB | STB 5lTUKJETT UA*1 北剪4.1971EE+O 1 Tb 口祝5 LM嘲 23054Zane Reldi|

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