ArcGIS-空间分析

ArcGIS 空间分析,ESRI中国（北京）有限公司,张学宝,内容概要,ArcGIS空间分析概览ArcGIS空间分析工具两个空间分析案例9.4新特性介绍问&答,内容概要,ArcGIS空间分析概览ArcGIS空间分析工具两个空间分析案例9.4新特性介绍问&答,ArcGIS空间分析概览,能做什么扩展模块（ArcGIS Desktop,Engine,Server）基于栅格的计算模型ArcGIS空间分析主要特点,能做什么,派生新的信息提取水系，表面插值以及分类识别空间关系利用加权叠加及合并，分析图层间的关系寻找适宜位置选址：如高程在2500-3000米，坡向朝南、坡度为0-15度，且可视区面积为1000平方米计算通行成本操作单元数据,从数据派生信息,识别空间关系,寻找适宜位置,计算通行成本,ArcGIS空间分析概览,能做什么扩展模块（ArcGIS Desktop,Engine,Server）基于栅格的计算模型ArcGIS空间分析主要特点,扩展模块,空间分析模块是ArcGIS的一个扩展模块 ArcGIS Desktop, ArcGISEngine,ArcGIS Server中均可调用,ArcGIS空间分析概览,能做什么扩展模块（ArcGIS Desktop,Engine,Server）基于栅格的计算模型ArcGIS空间分析主要特点,栅格数据类型,专题数据（thematic data）,图像数据（image data）,单元（cell）,值（Values）,栅格数据组成,关联表（attribute table）,UC2009 Technical Workshop,15,3.22,基于栅格的计算,3x3平均值（邻域计算）,UC2009 Technical Workshop,16,3.22,3.22,3.22,3.22,3.22,3.22,3.22,3.22,3.22,3x3平均值（分区计算）,基于栅格的计算,ArcGIS空间分析概览,能做什么扩展模块（ArcGIS Desktop,Engine,Server）基于栅格的计算模型ArcGIS空间分析主要特点,ArcGIS空间分析主要特点,上百个分析工具几百个数学符号和公式支持对所有栅格格式进行分析支持对所有矢量格式进行分析支持动态投影支持对地图进行代数运算强大的开发工具,UC2009 Technical Workshop,18,内容概要,ArcGIS空间分析概览ArcGIS空间分析工具9.4新特性介绍问&答,空间分析主要工具,数学运算符和函数数据转化距离和临近分析密度制图分类区叠加插值和等值线表面分析重分类太阳辐射分析水文和地下水分析多元统计分析,UC2009 Technical Workshop,20,数学运算符,算数运算符(+, -, *, /)布尔运算符(AND, OR, XOR, NOT)逻辑运算符(, =, , etc.)位运算符(shift, compliment),UC2009 Technical Workshop,21,数学函数,算数函数Abs,Int,Float,etc.三角函数Sin,Cos,Tan,etc.指数函数Exp,Exp2,Exp10对数函数Log,Log2,Log10幂函数Sqr,Sqrt,UC2009 Technical Workshop,22,UC2009 Technical Workshop,23,栅格计算器,在ArcMap中对栅格数据直接操作按钮式操作界面可使用数学函数可手动录入计算公式计算公式的缓存,UC2009 Technical Workshop,24,分配函数,直线距离,方向,输入,成本加权距离,距离制图功能,直线距离和分配函数从要素创建缓冲区给离散源分配资源成本加权距离和分配函数为行进增添了阻抗因素和权重最短距离查找两点间的最低成本路径为行程寻找“走廊”通道,10小时,距离制图分配功能,识别哪些单元归属哪个源运用分配函数可以完成分析： 识别一系列商店所服务的顾客分布 找出最邻近的医院 找出消防栓配备不足的地区 定位超市连锁店服务不到的区域 。,加权距离制图最小累积成本,对角线距离：a1 = 1.414214(cost1 + cost2)/2a2 = a1 + 1.414214(cost2 + cost3)/2accum_cost=a1+a2,密度制图功能,何为密度： 通过计算密度可以将点值散布于整个表面。 计算密度方法： 简单密度计算 算子（Kernel）密度计算密度图表示人口分布（右图）,人口普查报表,插值和等值线,点插值为面自然临近法最小曲率样条曲线法带障碍样条曲线TopoToRaster克里金法多项式趋势面法距离权重倒数法(IDW)批量和交互性画等值线带障碍等值线,UC2009 Technical Workshop,28,选择插值方法,对数据一无所知使用自然临近法(Natural Neighbors)：最保守的方法。假定所有的高点和低点已经被采样，而不需手工创建输入数据是等值线Use TopoToRaster使用TopoToRaster方法。此方法为等值线数据作了优化。如果不是创建DEM，关闭drainage强制选项。你知道高点和低点未被采样Use Spline.使用样条曲线法(Spline)。注意在空间上很接近却在数值相差很大的点。表面是不连续的使用带障碍的样条曲线（表面有障碍或其他间断）,UC2009 Technical Workshop,29,样条曲线/等值线（带障碍）,忽略障碍区域和空白区域的样条曲线和等值线,UC2009 Technical Workshop,30,单元统计,单元统计函数（Cell Statistics）是一个局域函数，输出栅格数据中每一个位置的值都是该位置输入值的函数。 通过单元统计函数，可以在多输入层的值的基础上为输出数据的每个单元进行统计运算。,UC2009 Technical Workshop,31,计算Maximum,分类区统计,具有相同值的单元属于同一分类区（zone）为分类区中的每个单元进行统计计算供分析数据可为栅格和矢量输出形式可为栅格、图表每个流域中的最长河流长度每个行政区的平均收入各植被分类区的平均高程,UC2009 Technical Workshop,32,坡度,流域,各流域平均坡度,Minimum,UC2009 Technical Workshop,33,分类区直方图,分类区单元统计直方图一类专题在另一类专题分类中的分布状况各个高程中的降雨分布状况各个土地利用类型的坡度情况犯罪分布与巡逻关系,每个流域的坡度分布状况,UC2009 Technical Workshop,34,邻域统计(Block Statistics),基于移动单元窗口的统计计算自定义单元格大小自定义单元格类型自定义统计计算方法,OutRas = BlockMax(InRas1, Rectangle, 3, 3),表面分析,山影等值线坡度坡向曲率视域填/挖分析,UC2009 Technical Workshop,35,坡度计算算法,slope_degrees = ATAN ( Sqrt( dz/dx2 + dz/dy2 ) ) * 57.29578 （度单位） 57.29578 =180/3.1415926 。,dz/dx 和 dz/dy 计算,a,b,c,d,f,e,g,h,i,dz/dx = (c + 2f + i) - (a + 2d + g) / (8 * x_cell_size)dz/dy = (g + 2h + i) - (a + 2b + c) / (8 * y_cell_size),X,Y,坡向计算算法,aspect = 57.29578 * atan2 (dz/dy, -dz/dx)if aspect 90.0cell = 360.0 - aspect + 90.0elsecell = 90.0 - aspect,dz/dx 和 dz/dy 计算,a,b,c,d,f,e,g,h,i,dz/dx = (c + 2f + i) - (a + 2d + g) / (8 * x_cell_size)dz/dy = (g + 2h + i) - (a + 2b + c) / (8 * y_cell_size),X,Y,栅格重分级,为何重分类：1、为不参与计算区域指定特殊值，在分析时候做排除2、将值连续分布的栅格专题划分成非连续的栅格专题，以利于分析计算,坡度重分级,地图计算按权重叠加,分配权重并合并多个输入图层,UC2009 Technical Workshop,40,“寻找最适宜位置”模型图层权重类别权重支持无数据和受限数据区域比地图计算器（Map Algebra）更直观、更易使用,地图计算按权重叠加,UC2009 Technical Workshop,41,加权叠加模型(Weighted Overlay),OutRas=(Int)(InRas1*0.75+InRas2*0.25),2=(Int)(2*0.75+3*0.25)(左上角）,UC2009 Technical Workshop,42,加权求和模型(Weighted Sum),OutRas=(InRas1*0.75+InRas2*0.25),2.4=(2.2*0.75+3*0.25)(左上角）,小图斑过滤,平滑区域间的边界值替换图斑过滤图斑扩大区域重组栅格简化,UC2009 Technical Workshop,43,水文工具水文分析,从DEM生成流域分区和河网,UC2009 Technical Workshop,44,水文工具提取河网,从DEM生成流域分区和河网,UC2009 Technical Workshop,45,UC2009 Technical Workshop,46,空间分析框架,内容概要,ArcGIS空间分析概览ArcGIS空间分析工具两个空间分析案例9.4新特性介绍问&答,案例1 为美国一个镇学校选址,案例1 为美国一个镇学校选址,案例2 最优路径分析,成本：根据坡度和土地利用重分类，给权重；因为公路穿越陡坡和某些土地费用比较高,案例2 最优路径分析,内容概要,ArcGIS空间分析概览ArcGIS空间分析工具两个空间分析案例9.4新特性介绍问&答,UC2009 Technical Work