空間分析柵格數(shù)據(jù)的空間分析

空間分析

——柵格數(shù)據(jù)空間分析應用主講：賴格英專家江西師范大學地理與環(huán)境學院1/26一、基于柵格數(shù)據(jù)空間分析介紹距離制圖（Distance）是根據(jù)每一柵格相距其近來要素（也稱“源”）距離分析制圖，從而反應每一柵格與其最鄰近源互相關系。通過距離制圖能夠取得很多有關信息，指導人們進行資源合理規(guī)劃和利用。例如：飛機失事緊急救援時從指定地域到近來醫(yī)院距離；消防、照明等市政設施布設及其服務區(qū)域分析等。2/26密度制圖密度制圖根據(jù)輸入要素數(shù)據(jù)集計算整個區(qū)域數(shù)據(jù)聚集情況，從而產(chǎn)生一種連續(xù)密度表面。密度制圖主要是基于點數(shù)據(jù)生成，以每個待計算格網(wǎng)點為中心，進行圓形區(qū)域搜尋，進而來計算每個格網(wǎng)點密度值。3/26表面分析表面分析主要生成新數(shù)據(jù)集，諸如等值線、坡度、坡向、山體陰影等派生數(shù)據(jù)，取得更多反應原始數(shù)據(jù)集所暗含空間特性、空間格局等信息。表面分析功能有：查詢表面值、從表面獲取坡度和坡向信息、創(chuàng)建等值線、面積和體積、數(shù)據(jù)重分類、將表面轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)等。4/26統(tǒng)計分析是基于柵格數(shù)據(jù)一種空間統(tǒng)計分析，包括基于單元統(tǒng)計（cellstatistics）、鄰域統(tǒng)計、分類區(qū)統(tǒng)計等內(nèi)容。能夠統(tǒng)計柵格數(shù)據(jù)：最小值、最大值、數(shù)值范圍、數(shù)據(jù)總和、平均值、標準差、出現(xiàn)頻率最高和最低數(shù)值等。5/26重分類重分類是基于柵格數(shù)據(jù)原有數(shù)值，對原有數(shù)值重新進行分類整頓從而得到一組新值并輸出辦法。重分類包括四種基本分類形式：（1）新值替代：用一組新值替代本來舊值。（2）舊值合并：將原值重新組合分類。（3）重新分類：以一種分類體系對原始值進行分類。（4）空值設置：把指定值設置空值。6/26柵格計算柵格計算是數(shù)據(jù)處理和分析最為常見辦法，也是建立復雜應用數(shù)學模型基本模塊。能夠在ArcGIS下面進行算術運算（＋、－、×、/）、布爾運算（and、or、not）、關系運算（>、>=、<、<=等）、函數(shù)運算（算術函數(shù)、三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、柵格數(shù)據(jù)空間分析函數(shù)等）。7/26二、實例應用——學校選址（一）背景合理學校空間位置布局，有助于學生上課與生活。學校選址問題需要考慮地理位置、學生娛樂場所配套、與現(xiàn)有學校距離間隔等原因，從總體上把握這些原因能夠確定出合適性比較好學校選址區(qū)。8/26（二）目通過練習，熟悉ArcGIS柵格數(shù)據(jù)距離制圖、成本距離加權、數(shù)據(jù)重分類、多層面合并等空間分析功能；純熟掌握利用ArcGIS空間分析功能，分析類似學校選址等實際應用問題。9/26（三）數(shù)據(jù)Landuse（土地利用數(shù)據(jù)）；DEM（數(shù)字高程數(shù)據(jù)）；Rec_sites（娛樂場所分布數(shù)據(jù)）；School（現(xiàn)有學校分布數(shù)據(jù)）。10/26（四）要求新學校選址需注意如下幾點：新學校應位于地勢較平坦處；新學校建立應結合現(xiàn)有土地利用類型綜合考慮，選址成本不高區(qū)域；新學校應當與現(xiàn)有娛樂設施相配套，學校距離這些設施愈近愈好；新學校應避開現(xiàn)有學校，合理分布。11/26各數(shù)據(jù)層權重比為：距離娛樂設施占0.5，距離學校占0.25，土地利用類型和地勢位置原因各占0.125。實現(xiàn)過程利用ArcGIS擴展模塊（Extension）中空間分析（SpatialAnalyst）部分功能，詳細包括：坡度計算，直線距離制圖功能、重分類及柵格計算器等功能完成。給出適合新建學校合適地域圖，并作簡要分析。12/26（五）實現(xiàn)思緒及流程數(shù)據(jù)準備土地利用圖高程圖娛樂場所分布圖學校分布圖計算坡度距離娛樂場所距離學校派生數(shù)據(jù)重分類最后成果13/26（六）操作步驟第一步：運行ArcGIS，加載SpatialAnalyst模塊，假如該模塊沒有激活，則單擊Tools菜單下Extension進行加載。第二步：加載數(shù)據(jù)Landuse（土地利用數(shù)據(jù)）；DEM（數(shù)字高程數(shù)據(jù)）；Rec_sites（娛樂場所分布數(shù)據(jù)）；School（現(xiàn)有學校分布數(shù)據(jù)）。14/26第三步：設置空間分析環(huán)境單擊SpatialAnalyst模塊下拉箭頭，打開Options對話框，設置有關參數(shù)：在General選項卡中，設置工作目錄，注意：工作目錄和數(shù)據(jù)目錄途徑都不能出現(xiàn)漢字字；15/26第四步：計算派生數(shù)據(jù)從DEM中派生坡度數(shù)據(jù)16/26從娛樂場所數(shù)據(jù)“rec_sites”中計算距離娛樂場所直線距離數(shù)據(jù)17/26從學校數(shù)據(jù)中計算距離學校直線距離數(shù)據(jù)18/26第五步：對派生數(shù)據(jù)重分類重分類坡度數(shù)據(jù)集把坡度數(shù)據(jù)重新分類成等間距10類，并賦予建校合適度數(shù)值，數(shù)值大小由坡度決定，平坦地合適度數(shù)值大，反之，陡峭地合適度數(shù)值小。平坦～陡峭對應于合適度大～合適度?。?0～1）重分類娛樂場所直線距離數(shù)據(jù)集娛樂場所近～遠對應于合適度10～119/26重分類現(xiàn)有學校直線距離數(shù)據(jù)集新學校距離現(xiàn)有學校比較遠時合適性好，仍分為10級，距離學校最遠單元賦值為10，距離學校近來單元賦值為1。得到重分類學校距離圖。重分類土地利用數(shù)據(jù)集土地利用對新建學校合適性有一定影響。如在有濕地、水體分布區(qū)建學校合適性極差，于是在重分類時刪除這兩類，然后對剩下其他土地利用類型重新賦值。賦值如下：20/26Barrenland1Forest2Citycenter3Vegetable4Agriculture5Transtional7Public1021/26第六步：合適性分析重分類后來，各個數(shù)據(jù)集都統(tǒng)一到相同等級體系內(nèi)，且每個數(shù)據(jù)集中那些被以為比較合適性屬性都被賦予比較高值。給四種原因賦予不一樣權重，然后合并數(shù)據(jù)集以找到最合適位置。單擊SpatialAnalyst下拉列表框中RasterCalculator命令對各個重分類后數(shù)據(jù)集合并計算，最后合適性數(shù)據(jù)集加權計算公式為：

Suit（最后合適性）＝Reclassdisr（娛樂場所）×0.5＋reclassdiss（現(xiàn)有學校