空间——栅格数据的空间(一).ppt

空间分析——栅格数据的空间分析应用 主讲：赖格英教授 江西师范大学地理与环境学院 一、基于栅格数据的空间分析的简介 距离制图（Distance） 是根据每一栅格相距其最近要素（也称“源”）的距离分析制图，从而反映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。 密度制图 密度制图根据输入的要素数据集计算整个区域的数据聚集状况，从而产生一个连续的密度表面。密度制图主要是基于点数据生成的，以每个待计算格网点为中心，进行圆形区域的搜寻，进而来计算每个格网点的密度值。 表面分析 表面分析主要生成新的数据集，诸如等值线、坡度、坡向、山体阴影等派生数据，获得更多的反映原始数据集所暗含的空间特征、空间格局等信息。 表面分析的功能有：查询表面值、从表面获取坡度和坡向信息、创建等值线、面积和体积、数据重分类、将表面转化为矢量数据等。 统计分析 是基于栅格数据的一种空间统计分析，包括基于单元的统计（cell statistics）、邻域统计、分类区统计等内容。 可以统计栅格数据的：最小值、最大值、数值范围、数据总和、平均值、标准差、出现频率最高和最低的数值等。 重分类 重分类是基于栅格数据的原有数值，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出的方法。 重分类包括四种基本分类形式： （1）新值代替：用一组新值代替原来的旧值。 （2）旧值合并：将原值重新组合分类。 （3）重新分类：以一种分类体系对原始值进行分类。 （4）空值设置：把指定值设置空值。 栅格计算 栅格计算是数据处理和分析最为常见的方法，也是建立复杂的应用数学模型的基本模块。 可以在ArcGIS下面进行算术运算（＋、－、×、/）、布尔运算（and、or、not）、关系运算（、=、、=等）、函数运算（算术函数、三角函数、对数函数、指数函数、栅格数据空间分析函数等）。 二、实例应用——学校选址 （一）背景 合理的学校空间位置布局，有利于学生的上课与生活。学校的选址问题需要考虑地理位置、学生娱乐场所配套、与现有学校的距离间隔等因素，从总体上把握这些因素能够确定出适宜性比较好的学校选址区。 （二）目的 通过练习，熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、成本距离加权、数据重分类、多层面合并等空间分析功能；熟练掌握利用ArcGIS空间分析功能，分析类似学校选址等实际应用问题。 （三）数据 Landuse（土地利用数据）； DEM（数字高程数据）； Rec_sites（娱乐场所分布数据）； School（现有学校分布数据）。 （四）要求 新学校选址需注意如下几点： 新学校应位于地势较平坦处； 新学校的建立应结合现有土地利用类型综合考虑，选址成本不高的区域； 新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好； 新学校应避开现有学校，合理分布。 各数据层权重比为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，土地利用类型和地势位置因素各占0.125。 实现过程运用ArcGIS的扩展模块（Extension）中的空间分析（Spatial Analyst）部分功能，具体包括：坡度计算，直线距离制图功能、重分类及栅格计算器等功能完成。 给出适合新建学校的适宜地区图，并作简要分析。 （五）实现的思路及流程 （六）操作步骤 第一步：运行ArcGIS，加载Spatial Analyst模块，如果该模块没有激活，则单击Tools菜单下的Extension进行加载。 第二步：加载数据 Landuse（土地利用数据）； DEM（数字高程数据）； Rec_sites（娱乐场所分布数据）； School（现有学校分布数据）。 第三步：设置空间分析环境 单击Spatial Analyst模块的下拉箭头，打开Options对话框，设置相关参数： 在General选项卡中，设置工作目录，注意：工作目录和数据目录路径都不能出现中文字； 第四步：计算派生数据 从DEM中派生坡度数据 从娱乐场所数据“rec_sites”中计算距离娱乐场所的直线距离数据 从学校数据中计算距离学校的直线距离数据 第五步：对派生数据重分类 重分类坡度数据集 把坡度数据重新分类成等间距的10类，并赋予建校适宜度数值，数值大小由坡度决定，平坦地适宜度数值大，反之，陡峭地适宜度数值小。平坦～陡峭对应于适宜度大～适宜度小（10～1） 重分类娱乐场所直线距离数据集 娱乐场所近～远 对应于 适宜度10～1 重分类现有学