ARCGIS空间分析操作步骤演示教学

1、ARCGIS空间分析基本操作一、实验目的1 .了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。2 .掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(RasterReclassify)、栅格计算一查询符合条件的栅格(RasterCalculator)、面积制表(TabulateArea)、分区统计(ZonalStatistic)、缓冲区分析(Buffer)、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计(CellStatistic)、邻域统计(Neighborhood)等空间分析基本操作和用途。3 .为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。二、实验准备预备知识：空间数

2、据及其表达空间数据(也称地理数据)是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达；一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。空间分析是地理信息系统的主要特征。

3、空间分析能力(特别是对空间隐含信息的提取和传输能力)是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。空间分析的基本步骤：a)确定问题并建立分析的目标和要满足的条件b)针对空间问题选择合适的分析工具c)准备空间操作中要用到的数据。d）定

4、制一个分析计划然后执行分析操作。e）显示并评价分析结果空间分析实际上是一个地理建模过程，它涉及：问题的确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适的次序执行一系列的空间分析操作、显示及评价分析结果。实验数据：实验数据包括：Slopel（栅格数据），Landuse（栅格数据），landuse92,r5yield,emidalat街道图层AlOStreets和城市地籍图层：AlOZonecov气温.shp,YNBoundary.shp（云南省的边界）下载地址http:/www.geo-三、实验内容及步骤空间分析模块本章的大部分练习都会用到空间分析扩展模块，要使用“空间分析模块”首先在ArcMap中

5、执行菜单命令工具扩展，在扩展模块管理窗口中，将“空间分析”前的检查框打勾。然后，在ArcMap工具栏的空白区域点右键，在出现的右键菜单中找到“空间分析”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏。常规范围像素尺寸工作目录分析摊模分析坐标系统*分析输出将保存在与输入相同的坐标系中（如果有多个输入，采用第一个箱入姗格的坐标系）.分析输出结果将保存为与当前数据框相同的坐标系1V暇如在分析操作中输入的栅格数据必须投影，显示警告信息。Cancel执行“空间分析”工具栏中的菜单命令空间分析选项设定与空间分析操作有关的一些参数。这里请在常规选项中设定一个工作目录。因为在空间分析的过程种会产生一些中

6、间结果，默认的情况下这些数据会存储在Windows系统的临时路径下（C:temp）,当设置了工作目录后，这些中间结果就会保存在指定的路径下。空间分析5C空间分析/图层：emidalat三狷"空间分析工具栏1 .了解栅格数据在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据：Slopel,在TOC中右键点击图层Slopel,查看属性在图层属性对话框中，点击“数据源”选项，可以查看此栅格图层的相关属性及统计信息。打开“空间分析”工具栏，点击图标查看栅格数据的统计直方图:直方图dem:字段=VALUE15000010QOQO500000新建ArcMap地图文档：加载离散栅格数据：Landus

7、e,在TOC中右键点击Landuse，"打开属性表”查看字段“Count”可以看到每种地类所占栅格单元的数目2 .用任意多边形剪切栅格数据（矢量数据转换为栅格数据）在ArcCatalog下新建一个要素类（要素类型为：多边形），命名为：ClipPoly.shp在ArcMap中，加载栅格数据：Landuse、和ClipPoly.shp打开编辑器工具栏，开始编辑ClipPoly,根据要剪切的区域，绘制一个任意形状的多边形。打开属性表，修改多边形的字段“ID”的值为1,保存修改，停止编辑。空间分析圉层打开空间分析工具栏执行命令：空间分析 > <转换 >-< 要素到栅格

8、>指定栅格大小：查询要剪切的栅格图层Landuse的栅格大小，这里指定为25执行命令：空间分析 >-< 栅格计算器>指定输出栅格的名称为路径构造表达式：Landuse*polyClip4-polyclip4,执行栅格图层：Landuse和用以剪切的栅格polyClip4之间的相乘运算得到的结果即是以任意多边形剪切的Landuse数据空间分析重分类3 .栅格重分类(RasterReclassify)空间分析圆图层：R距离。密度®内插成栅格1)表面分析像素妩计邻域统计M区域统计区栅格过篁器转摭©选项通过栅格重分类操作可以将连续栅格数据转换为离散栅格数据在

9、ArcMap中，新建地图文档，加载栅格数据Slopel,打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令“重分类”将坡度栅格重新分为5类：0-8、8-15、15-25、25-35、35度以上。日ArcMapArcfnfo12345B用口4.栅格计算-查询符合条件的栅格(RasterCalculator)找出坡度在25度以下的区域在上一步的基础上进行，执行“空间分析”工具栏上的命令：空间分析><栅格计算器|slopel<=25关于构建表达式网I求值圜取消构造表达式Slope1<=25满足条件的栅格赋值为1,其余的栅格赋值为05.面积制表(TabulateArea)在上一步的基础上进行

10、。加载Landuse92栅格图层，打开ArcToolbox在ArcToolbox中，执行SpatialAnalystTools>-<Zonal>下的"面积制表"工具按上图所示，指定分区数据和输入栅格数据回属性Tdbulatlandusel-X一,"-、11010VALUE|VALUE.1VALUE/VALUE_3VALUE_4VALUE.51121052165835319094593s11151112299S261C731O23士曲323501二153712C斐7S5629101D72E1E65253450879555318G3WiTTai534

11、60311MM08B95G3322M354123T09152-?2434072167273358921OG337BG531312E695701119874347D7B937E14SO932290as982C-M73571138131TC225645cm2925270S酣1562232626256233GM3274267B1G62IXX10141247415247157Q5732C2碘1114207625JJ72651134942M03790361：W花川1906205S4SS1如.1145314记录：.HjjjrjJilJ显示:所有的选中的|记录加必of13选中的j9打开得到的交叉面积数据表，

12、观查其中的记录，理解本操作的意义是什么?6.分区统计(ZonalStatistic)在ArcMap中新建地图文档，加载栅格图层r5yield（粮食产区分类图卜栅格Organic（土壤有机质含量分布图）在r5yield中，根据产量不同分为5个粮食产区-0rSyi目i低产量区2中产量区3中产量区4中产量区5高产量区面积制表区域统计到表ArcTooltx>xX收藏夹素弓L搜素& Algebra& Matii& Ndjlti7ar ate0 Neghborhaod& Q erla -/& Raste1 Creation与 Re z.ass& Sur

13、face& ZonaJ二日X打开ArcToolbox,执行SpatialAnalystTools>-<Zonal>下的“区域统计到表”分析工具,按上图所示指定参数，确认后得到如下一个数据表：仔细研究上面的数据表，理解本操作的意义是什么？点击上面数据表中的选项按钮，执行“创建图形”命令根据向导提示，设定参数，生成不同粮食产区土壤有机质含量（平均值）的统计图表从统计图中可以看出，产量最低区有较低的有机质含量，中产区有机质含量较高，这表明较高的有机质含量会带来较高的产量。最高产量区有机质含量较低可能是其他因素的影响。7 .缓冲区分析（Buffer）添加缓冲区向导到菜单中在A

14、rcMap中，执行命令：工具-定制在出现的对话框中的“命令”选项页。工具二窗口:帮助二,旦编辑工具栏1图表U报表艮工具条:用命令。选项。）1目录b：-命令:力；地理编码:岂， 代添加力数据 新添加路径事件征 卜I翟冲区向导©'T。当卷 ArcCatibg宏也羯在囿局单人寸理理图苴级日编标声布菜插尺地地地度高值具T- 注码学存辑 标编参豫困编AJArcCatBlog八Basic 编辑器适编辑工具栏：D卜宏MM蜻申区史导网0绘图工金栏刍快照视窗输出地图样式E总刷新视图界添加助教据见叵|定制©扩展怎）样式写）选项©保存:|Noimal.mrf从女件米加网关闭在左

15、边栏中，目录列表框中，选择“工具”在右边栏中，命令列表框中，选择“缓冲区向导”拖放“缓冲区向导”图标到菜单工具中，或者拖放到一个已存在的工具栏上。关闭“定制”对话框创建街道的线状缓冲区新建地图文档，加载街道图层AlOStreets和城市地籍图层：AlOZonecov（地图单位为:执行菜单命令：选择-通过属性选择L ADD FR' L ADD TO R ADD FR R ADD TOI PRE DIR STR_NME STR_TYPE SUF_DIR Shape Leri#：查询向导：Q.图层：L：A.O I Streets厂在列表中只显示可选择的图层。：方法同：字段创建一个新的选择集唯

16、一的口CLOSER CRESCENT, CYPRESS DALE1SELECT-FROM AOIStreets WHERE:转向|得到唯一值W) |ISTRJP.VE = CYPRE5S1亘一 Va<|DAMA-ESTHER |vlLil | r-l L I i?. <1 L" 1 ®构造表达式：STR_NAME尸'CYPRESS',从图层AlOStrees中，选择街道名称为CYPRESS的街道执行“工具”菜单中的“缓冲区向导”命令，或点击“缓冲区向导”图标，打开缓冲区向导对话框：通过缓冲区向导，建立所选择街道的50米缓冲区（一个多边形图层）得到

17、沿街道“CYPRESS”的50米缓冲区8 .空间关系查询SelectByLocation:根据位置选择在上一步的基础上进行，找出与街道“CYPRESS”的50米缓冲区相交的地块。9 .采样数据的空间内插(Interpolate)空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。空间内插算法是一种通过已知点的数据推求同一区域其它未知点数据的计算方法；空间外推算法则是通过已知区域的数据，推求其它区域数据的方法。数据：气温.shp中有两个字段丫01丫02记录的是16个气象观测站，2001年和2002年的年平均气温，下面要通过空

18、间内插的方法将点上的数据扩展到连续的空间上，得到气温空间分布图。YNBoundary.shp是云南省的边界新建地图文档，加载图层：气温.shp、YNBoundary,打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令空间分析>-<内插成栅格>-<样条>距蠲窗曲声1、lxj F工，0内插成糊格距离权重倒数一表面分析样条像素统计克里金的山部域统计:匕区域统计©班格计篁器:转换©在样条函数内插对话框中，按下图所示指定参数确定后，得到如下的气温空间分布图（通过修改图例得到相同的效果）2001年平均气温样条函数空间内插参考以上操作，生成2002年的平均气温空间分布图:

19、2002年平均气温样条函数空间内插执行菜单命令空间分析-选项，通过设置相关选项和参数，重新进行空间插值，得到如下的结果（用“距离权重倒数”内插方法）10 .栅格单元统计（CellStatistic在上一步的基础上进行现在我们要根据2001年和2002年的年平均气温得到多年平均气温空间分布图，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令空间分析-像素统计2001、2002年间平均气温空间内插11 .令口域统计（Neighborhood邻域分析也称为窗口分析，主要应用于栅格数据模型。地理要素在空间上存在着一定的关联性。对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的（I,J）栅格往往会影响其周围栅格的属性特征。准确而有效地反映这种事物空间上联