第4章 空间叠置分析
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空间叠置分析一、实验目的空间叠置分析是空间数据分析的基本方法,包括栅格数据的信息复合分析与矢量数据的叠置分析,本实验的目的在于:1)加深对多层面叠置分析基本原理、方法的认识;2)熟练掌握ArcMap中多层面空间叠置分析的技术方法。
3)结合实际、掌握利用多层面空间叠置分析方法解决地学空间分析问题的能力。
二、实验准备实验数据:栅格文件:文件Slope1,Landuse矢量文件:文件point.dbf,point.shp,point.shx文件river.dbf,river.shp,river.shx,polygon.dbf文件polygon..shp,polygon.shx,文件polygon1.dbf,polygon1.shp,polygon1.shx文件polygon2.dbf,polygon2.shp,polygon2.shx文件overlay.dbf,overlay.shp,overlay.shx文件roads.dbf,roads.shp,roads.shx文件roads1.dbf,roads1.shp,roads1.shx。
三、实验内容及步骤1. 了解栅格数据在ArcMap中,新建一个地图文档,加载栅格数据:Slope1,在TOC 中右键点击图层Slope1,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“Spatial Analyst”工具栏,点击图标,查看栅格数据的统计直方图:新建ArcMap地图文档:加载离散栅格数据:Landuse,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。
叠置分析叠置分析是地理信息系统中常用的用来提取空间隐含信息的方法之一,叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面,其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性,同时叠置分析不仅生成了新的空间关系,而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。
其中,被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的,同一地带,还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。
从原理上来说,叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析,其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。
根据操作要素的不同,叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加;根据操作形式的不同,叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新,以下就这六种形式分别介绍叠置分析的操作。
要注意的是这里也要对属性进行一定的操作,所指的属性是较为简单的属性值,例如注解属性,尺度属性,网络属性等不能作为输入的属性值。
其中在ArcGIS 中可以进行叠置分析的数据格式有coverage,shapefile,GeoDatabase中的数据要素等,这里主要以shapefile 为例子来介绍。
一图层擦除(Erase)图层擦除是指输入层根据擦除图层的范围大小,将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除,最后得到剩余的输入图层的结果。
从数学的空间逻辑运算的角度来说,即A为输入图层,B 为擦除层)具体表现如下所示:图1 图层擦除的三种形式在arcgis 中实现以上的操作,具体的步骤如下:1. 首先打开ArcMap 主界面,点击(即ArcToolbox 按钮)打开ArcToolbox 工具箱,在ArcToolbox 中选择Analyst Tools,打开后选择Overlay 中的Erase 选项,双击打开Erase对话框;(如图2)图2 图层擦除操作2. 在Erase 操作对话框中填入输入图层(Input Features),擦除参照(Erase Feature),输出图层(Output Feature Class)和分类容许量及单位,在右下角的环境设置(Environments)中,可以对输入输出数据的参数进行设置。
地理信息系统教程第一章绪论1.信息系统:能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
2.地理信息系统:GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题3.GIS与IS之间的区别:GIS是空间数据和属性数据的联合体。
4.GIS系统五个基本组成部分:⑴硬件系统,各种设备-物质基础;⑵软件系统,支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统;⑶数据,系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础;⑷应用人员,GIS服务的对象,分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户;⑸应用模型,解决某一专门应用的应用模型,是GIS技术产生社会经济效益的关键所在5.地理信息系统基本功能:⑴数据采集与编辑;⑵数据存储与管理;⑶数据处理和变换;⑷空间分析和统计;⑸产品制作与显示;⑹二次开发和编程6.地理信息系统应用功能:资源管理;区域规划;国土监测;辅助决策第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库1.地理实体:指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元,它是一个具有概括性,复杂性,相对性的概念。
2.地理实体的特征:⑴属性特征——用以描述事物或现象的特性;⑵空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系;⑶时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化3.地理实体数据的类型:⑴属性数据——描述空间对象的属性特征的数据;⑵几何数据——描述空间对象的空间特征的数据;⑶关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据4.点:有特定位置;线:具有相同属性的点的轨迹,由一系列的有序坐标表示;面:对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。
由封闭曲线加内点来表示;体:用于描述三维空间中的现象与物体,它具有长度、宽度及高度等属性5.空间数据结构:是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
叠置分析叠置分析是地理信息系统中常用的用来提取空间隐含信息的方法之一,叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面,其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性,同时叠置分析不仅生成了新的空间关系,而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。
其中,被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的,同一地带,还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。
从原理上来说,叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析,其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。
根据操作要素的不同,叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加;根据操作形式的不同,叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新,以下就这六种形式分别介绍叠置分析的操作。
要注意的是这里也要对属性进行一定的操作,所指的属性是较为简单的属性值,例如注解属性,尺度属性,网络属性等不能作为输入的属性值。
其中在ArcGIS 中可以进行叠置分析的数据格式有coverage,shapefile,GeoDatabase中的数据要素等,这里主要以shapefile 为例子来介绍。
一图层擦除(Erase)图层擦除是指输入层根据擦除图层的范围大小,将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除,最后得到剩余的输入图层的结果。
从数学的空间逻辑运算的角度来说,即A为输入图层,B 为擦除层)具体表现如下所示:图1 图层擦除的三种形式在arcgis 中实现以上的操作,具体的步骤如下:1. 首先打开ArcMap 主界面,点击(即ArcToolbox 按钮)打开ArcToolbox 工具箱,在ArcToolbox 中选择Analyst Tools,打开后选择Overlay 中的Erase 选项,双击打开Erase对话框;(如图2)图2 图层擦除操作2. 在Erase 操作对话框中填入输入图层(Input Features),擦除参照(Erase Feature),输出图层(Output Feature Class)和分类容许量及单位,在右下角的环境设置(Environments)中,可以对输入输出数据的参数进行设置。