18_空间分析的原理与方法-栅格运算.ppt

地理信息系统基础 Geographical Information System 第五章 空间分析的原理与方法 教学内容 §5.1空间数据查询 §5.2空间统计分析 §5.3数字地面模型分析 §5.4空间叠加分析 §5.5空间缓冲区分析 §5.6泰森多边形分析 §5.7空间网络分析 §5.8空间距离的量算 §5.9空间分析模型 §5.4 空间叠加分析 一、叠加分析概述 二、基于矢量数据的叠加分析 三、基于栅格数据的叠加分析 三、基于栅格数据的叠加分析 栅格分析的概念更广泛，栅格分析也包括基于栅格数据的叠加分析。 SuperMap软件中，空间分析分为 叠加分析（只对矢量的叠加分析） 邻近分析 缓冲区分析 三维建模 栅格分析(包括基于栅格数据的叠加分析) 网络分析 动态分段 三、基于栅格数据的叠加分析 1.栅格叠加分析概念 2.栅格分析功能 3.点变换方式 4.邻域变换方式 5.分带运算 6.SuperMap栅格分析 1.栅格叠加分析概念 1.栅格叠加分析概念 栅格数据：SuperMap的栅格数据集共分为五种：DEM数据集，影像数据集，Grid数据集，ECW数据集和MrSID数据集。 DEM：数据每个格子的值代表地表的高程信息，专门用来存储和显示数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）数据。 GRID：Grid中存储其他连续或离散类型数据，如数据中每个格子的值代表土壤类型、温度等信息。 影像：数据每个格子的值代表颜色代码。影像数据集是用来存储和显示遥感影像数据和图片等。 ECW（Enhanced Compression Wavelet）：澳大利亚ER Mapper公司基于小波（Wavelet）变换的一种影像压缩技术，该技术具有高压缩比（通常可达到50：1到20：1）、还原速度快、影像损失小等特点。 1.栅格叠加分析概念 MrSID（Multi-resolution Seamless Image Database）：多分辨率无缝数据库是由美国Los Alamos国家实验室发明的新一代图像压缩、解压、存储和提取技术。它利用了离散小波转换（DWT）技术对图像进行压缩，通过局部转换，使得图像内部任何一部分都具有一致的分辨率和非常好的图像质量。 栅格分析环境设置 设置栅格分析各参数 2.栅格分析功能 栅格分析功能分类： 按参与运算的图层数量分 单层栅格数据的叠加分析 多层栅格数据的叠加分析 按运算数学物理意义分 以数学分析和图形处理为主的计算 如栅格数据统计，代数运算，矢量栅格互换，遥感图像增强处理等。这些计算的物理背景不是十分明显，适用范围也比较广。 物理意义明显的分析处理 如针对栅格地形表面的分析，基于地形表面的水文分析，地形特征线提取，地形表面建模等。这些分析功能往往比较专业，有很强的应用背景。 按栅格区域类型 点变换方式 邻域变换方式 分带变换方式 3.点变换方式 只对各图 上相应的点的属性值进行运算。 对应栅格单元运算，不涉及位置运算。 不受邻域单元影响 产生新的栅格地图 3.点变换方式 3.点变换方式 平均降雨量=（A+B+C）/3 3.点变换方式 叠加操作的输出结果可能是: 概要统计 最大值、最小值 平均值、总和 标准差、值域 测度 多数：输入单元频率最高的单元值 少数：输入单元频率最低的单元值 种类：不同单元值的数目 组合运算 3.点变换方式 通用土壤流失方程 A = R K L S C P A：平均土壤流失量； R：降雨强度 K：土壤可蚀性 L：坡长 S：坡度 C：耕作因子 P：水土保持措施因素 点变换方式：组合运算 点变换方式实例 现有两层栅格数据层，一为植被分布图，另一为区域开发图。 植被分布图分为4种植被，其图元值分别为： 0——无林地 1——硬木林地 2——软木林地 3——混合林地 点变换方式实例 点变换方式实例 基于点像元的两图层的空间变换原则是： 植被分布图中图元重分类为： 0——无林地 1——有林地 与区域开发图叠加后图元： 0——无林空闲区 1——主要道路 2——次要道路 3——居住区 4——公共建筑区 5——坟区 6——有林区 4.邻域变换方式（邻域运算） 在计算新层图元值时，不仅考虑原始图层上图元本身的值，而且还要考虑与该图元周围的其他图元值影响。 邻域运算要素 中心点 邻域大小与类型 邻域运算函数 邻域运算一般在单个图层上进行，通过所确定的邻域类型扫描整个格网。 邻域变换方式 邻域变换 3×3窗口 5×5窗口 7×7窗口 邻域运算函数 邻域运算的应用：数据平滑 邻域运算的应用：类型数目 邻域运算应用：滤波 邻域运算应用：地形分析 5.分带运算 分带统计就是对于被统计栅格落在分带控制栅格每个带内