栅格数据空间分析

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1、第八章栅格数据空间分析主要内容设置分析环境距离制图密度制图表面分析统计分析重分类栅格计算基于栅格数据的空间分析是GIS空间分析的基础，也是ArcGIS的空间分析模块的核心内容。栅格数据的空间分析主要包括：距离制图、密度制图、表面分析、统计分析、重分类、栅格计算等功能。ArcGIS栅格数据空间分析模块（SpatialAnalyst）提供了有效工具集，方便执行各种栅格数据空间分析操作，解决空间问题。一、设置分析环境1.设置工作路径缺省情况下分析结果将自动保存在操作系统的默认路径下。也可以通过栅格空间分析模块中的Option选项的设置

2、，可以指定新的所有分析结果的默认存放位置。图8.1设置工作路径一、设置分析环境2.设置栅格大小栅格大小指分析过程中系统默认的栅格数据的栅格单元大小（CellSize），又称为分析解析度。栅格数据的空间分析就是在每一个栅格单元的基础上进行的。如果单元过大则分析结果精确度降低，如果单元过小则会产生大量的数据，且计算速度降低。故而需要选择合适的单元大小。图8.2设置栅格大小一、设置分析环境3.设置分析区域（1）利用坐标设置分析区域通过设定矩形四边坐标值，定义一个用户需要的矩形计算范围。图8.3利用坐标设置分析区域一、设置分析环境2）使

3、用掩码设置分析区域分析掩码标识分析过程中需要考虑到的分析单元即分析范围。首先预设分析掩码，并对不需要进行分析的单元赋空值，然后进行分析。图8.4利用掩码设置分析区域一、设置分析环境4.设置坐标系统在ArcGIS的空间分析中，可以通过两种方式设定分析结果的坐标系统配准方式：（1）分析结果以输入栅格的坐标系统来存储(如果存在多个输入栅格，则将以第一个输入栅格坐标系统存储)；（2）分析结果将以“Active”数据的坐标系统来存储。图8.5设置坐标系统一、设置分析环境5.过程文件管理（1）在函数对话框中输入结果全名；（2）通过目录表永久

4、保存计算结果；选择需要永久保存的数据层，点击鼠标右键，选择MakePermanent命令，在弹出的对话框中设置目录路径并为结果指定名称。（3）通过保存地图文档永久保存计算结果。在文件（File）菜单中选择保存（Save）或另存为（SaveAs）命令。在弹出的对话框中指定存放路径和文件名称，并在保存类型下拉箭头中选择ArcMapDocuments（*.mxd）。二、距离制图距离制图（Distance）即根据每一栅格相距其最邻近要素（又称“源”）的距离来进行分析制图，从而反映出每一栅格与其最邻近源的相互关系。通过距离制图可以获得很多

5、相关信息，指导人们进行资源的合理规划和利用。例如，飞机失事紧急救援时从指定地区到最近医院的距离；消防、照明等市政设施的布设及其服务区域的分析等。此外，也可以根据某些成本因素找到A地到B地的最短路径或成本最低路径。本节就ArcGIS中距离制图的基本原理和实现过程进行详细阐述。二、距离制图1.距离制图基础（1）源源即距离分析中的目标或目的地。如学校，商场，水井，道路等。表现在GIS数据特征上是一些离散的点、线、面要素。要素可以邻接，但属性必须不同。图8.6源分布图二、距离制图（2）距离制图函数1）直线距离函数直线距离函数用于量测每一

6、栅格单元到最近源的直线距离。它表示的是每一栅格单元中心到最近源所在栅格单元中心的距离。图8.7直线距离图二、距离制图2）成本距离加权函数成本距离加权函数用其它函数因子修正直线距离，这些函数因子即为单元成本。通过成本距离加权功能可以计算出每个栅格到距离最近、成本最低源的最少累加成本。这里成本的意义非常广泛，它可以是金钱、时间或偏好。直线距离功能就是成本距离加权功能的一个特例，在直线距离功能中成本就是距离。成本距离加权依据每个格网点到最近源的成本，计算从每个格网点到其最近源的累加通行成本。二、距离制图3）方向函数距离方向函数表示了从

7、每一单元出发，沿着最低累计成本路径到达最近源的路线方向。图（a）为距离方向编码示意，0表示当前格网，1~8分别表示不同方向。图（b）从方向数据中识别的从每一单元出发，沿着最低累计成本路径到达最近源的路线图。图8.8距离方向编码二、距离制图4）成本成本即到达目标、目的地的花费，包括金钱、时间、人们的喜好等等。影响成本的因素可以只有一个，也可以有多个，如学校的选址，不仅要考虑位置的适宜性，还要考虑土地利用现状、交通是否便捷，等等。成本栅格数据记录了通过每一单元的通行成本。成本分配加权函数通过计算累加成本来找寻最近源。成本数据的获取一

8、般是基于重分类功能来实现的通行成本的计算。一般将通行成本按其大小分类，再对每一类别赋予一定的量值，成本高的量值小，成本低的量值大。成本数据是一个单独的数据，但有时会遇到需要考虑多个成本，如需要考虑时间和空间通达性两种成本，此时需要对各自分类好的时间和空间通达性两