《GIS空间分析理论与方法》课件-分区统计

分区统计GIS空间分析理论与方法分区统计在ArcGIS中，分区统计（ZonalStatistics）是一种用于对栅格数据按特定区域（称为“分区”或“区域”）进行统计分析的工具。分区可以是矢量面数据（如行政区划）或另一个栅格数据定义的区域。分区统计工具可以计算每个区域内栅格数据的统计值，例如平均值、最大值、最小值、总和、标准差等。分区统计分区统计的核心概念：1.分区（Zone）：分区是由矢量面数据（如行政区划）或另一个栅格数据定义的区域。每个分区可以是多边形（矢量）或具有相同值的像元集合（栅格）。2.值栅格（ValueRaster）：值栅格是需要进行统计分析的栅格数据，例如高程、温度、降水量等。3.统计类型：分区统计工具支持多种统计方法，例如平均值、最大值、最小值、总和、标准差等。4.输出结果：输出结果可以是表格（每个分区的统计值）或栅格数据（每个分区的值被替换为统计值）。分区统计“区域”图层展示了定义区域的输入栅格。“值”图层包含将要用于计算每个区域的统计数据的输入。在本示例中，将为每个区域指定输入值的最大值。分区统计常用的统计方法平均值（Mean）：计算分区内像元的平均值。最大值（Maximum）：计算分区内像元的最大值。最小值（Minimum）：计算分区内像元的最小值。总和（Sum）：计算分区内像元的总和。标准差（StandardDeviation）：计算分区内像元的标准差。中位数（Median）：计算分区内像元的中位数。众数（Majority）：计算分区内像元的众数（出现频率最高的值）。少数（Minority）：计算分区内像元的少数值（出现频率最低的值）。变异系数（Variety）：计算分区内像元的不同值的数量。分区统计输出数据类型分区统计众数将每个区域中最常出现的值分配到该区域的所有像元中。当区域中的众数值存在平局（存在多个具有最高出现频率的值）时，会将值最小的平局值指定为该区域中所有像元位置的输出分区统计最大值将每个区域中的最大值分配给该区域中的所有像元。分区统计平均值将每个区域的平均值分配给该区域中的所有输出像元。分区统计中值将每个区域的中值分配给该区域中的所有输出像元。要计算中值，需要对区域中的所有像元进行分级。如果区域中有n个像元且n为奇数，则将中间的(n/2)值写入该区域的所有像元。如果像元数为偶数，则输出值为(n/2)-1。分区统计最小值将每个区域中的最小值分配给该区域的所有像元。分区统计少数将每个区域中最不常出现的值分配到该区域的所有像元中。当区域中的少数值存在平局（存在多个具有最高出现频率的值）时，会将值最小的平局值指定为该区域中所有像元位置的输出。分区统计范围将每个区域中最大值和最小值之间的差值分配给该区域的所有像元。分区统计标准差将每个区域的标准差分配给该区域的所有像元。标准差的公式如下：分区统计总和将每个区域中所有像元值的总和分配到该区域的所有像元中。输出栅格的数据类型为浮点型。这是由于该总和值往往很大，无法使用整型值来表示。分区统计变异度将每个区域中唯一值的数量分配到该区域的每一个像元。分区统计应用场景1.行政区划分析计算某个行政区内的平均降水量、温度等。例如：统计某省各县市的年平均降水量。2.土地利用统计计算不同土地利用类型的面积或统计值。例如：统计某区域内耕地、林地、草地的面积。3.生态环境分析计算某个生态保护区内的植被指数（如NDVI）的平均值或标准差。例如：分析某国家公园内的植被覆盖变化。4.水文分析计算某个流域内的平均高程或坡度。例如：统计某河流流域内的平均坡度。分区统计注意事项1.分区数据的准备如果使用矢量面数据作为分区数据，确保面数据与值栅格数据的空间参考一致。如果使用栅格数据作为分区数据，确保分区栅格和值栅格的分辨率和范围一致。2.NoData值的处理如果值栅格中包含NoData值，这些像元将被忽略，不参与统计计算。3.统计方法的选择根据分析需求选择合适的统计方法。例如，平均值适用于整体趋势分析，最大值和最