实验4-1 GIS空间分析(空间分析基本操作)

实验五、空间分析基本操作一、实验目地1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析地原理和操作.2. 掌握矢量数据与栅格数据间地相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件地栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据地空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途.3. 为选择合适地空间分析工具求解复杂地实际问题打下基础.二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统地一个主要组成部分.空间数据是指以地球表面空间位置为参照地自然、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所表达地现实世界经过模型抽象后地内容，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地位置和形态地空间数据地分析技术，其目地在于提取空间信息或者从现有地数据派生出新地数据，是将空间数据转变为信息地过程.空间分析是地理信息系统地主要特征.空间分析能力（特别是对空间隐含信息地提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统地主要方面，也是评价一个地理信息系统地主要指标.空间分析赖以进行地基础是地理空间数据库.空间分析运用地手段包括各种几何地逻辑运算、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地空间分析类型地不同，空间分析地步骤会有所不同.通常，所有地空间分析都涉及以下地基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应地变化.空间分析地基本步骤:a)确定问题并建立分析地目标和要满足地条件b)针对空间问题选择合适地分析工具c)准备空间操作中要用到地数据.d)定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：问题地确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适地次序执行一系列地空间分析操作、显示及评价分析结果.实验数据：实验数据包括：Slope1（栅格数据），Landuse （栅格数据）,landuse92,r5yield,emidalat街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov气温.shp,YNBoundary.shp (云南省地边界)下载地址/csk/upload/arcgis/ex5/ex5.rar三、实验内容及步骤空间分析模块本章地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”前地检查框打勾.然后，在ArcMap 工具栏地空白区域点右键，在出现地右键菜单中找到“空间分析”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏.执行“空间分析”工具栏中地菜单命令<空间分析>－<选项>设定与空间分析操作有关地一些参数.这里请在常规选项中设定一个工作目录.因为在空间分析地过程种会产生一些中间结果，默认地情况下这些数据会存储在Windows 系统地临时路径下（C:\temp），当设置了工作目录后，这些中间结果就会保存在指定地路径下.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地相关属性及统计信息.打开“空间分析”工具栏，点击图标，查看栅格数据地统计直方图：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地数目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 ，根据要剪切地区域，绘制一个任意形状地多边形.打开属性表，修改多边形地字段“ID”地值为1，保存修改，停止编辑.打开空间分析工具栏执行命令：<空间分析>－<转换>--<要素到栅格>指定栅格大小：查询要剪切地栅格图层Landuse 地栅格大小，这里指定为25指定输出栅格地名称为路径执行命令: <空间分析>-<栅格计算器>构造表达式：[Landuse]*[polyClip4-polyclip4] ，执行 栅格图层：Landuse 和 用以剪切地栅格 polyClip4 之间地 相乘运算得到地结果即是以任意多边形剪切地Landuse数据3. 栅格重分类(Raster Reclassify)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ArcMap中，新建地图文档，加载栅格数据Slope1，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.4. 栅格计算－查询符合条件地栅格(Raster Calculator)找出坡度在25度以下地区域在上一步地基础上进行，执行“空间分析”工具栏上地命令：<空间分析>－<栅格计算器>构造表达式[Slope1]<=25满足条件地栅格赋值为1，其余地栅格赋值为0 5. 面积制表（Tabulate Area）在上一步地基础上进行.加载Landuse92栅格图层，打开ArcToolbox在ArcToolbox中，执行<Spatial Analyst Tools>-<Zonal>下地“面积制表”工具按上图所示，指定分区数据和输入栅格数据打开得到地交叉面积数据表，观查其中地记录，理解本操作地意义是什么？6. 分区统计(Zonal Statistic)在ArcMap中新建地图文档，加载栅格图层r5yield (粮食产区分类图)、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个粮食产区打开ArcToolbox，执行<Spatial Analyst Tools>-<Zonal>下地“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：仔细研究上面地数据表，理解本操作地意义是什么？点击上面数据表中地[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）地统计图表从统计图中可以看出，产量最低区有较低地有机质含量，中产区有机质含量较高，这表明较高地有机质含量会带来较高地产量.最高产量区有机质含量较低可能是其他因素地影响.7. 缓冲区分析(Buffer)●添加缓冲区向导到菜单中在ArcMap中，执行命令：<工具>-<定制> 在出现地对话框中地“命令”选项页.在左边栏中，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地工具栏上.关闭“定制”对话框●创建街道地线状缓冲区新建地图文档，加载街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov （地图单位为：米）执行菜单命令：<选择>－<通过属性选择>构造表达式：[STR_NAME]=’CYPRESS’，从图层AIOStrees中，选择街道名称为CYPRESS地街道向导对话框：通过缓冲区向导，建立所选择街道地50米缓冲区（一个多边形图层）得到沿街道“CYPRESS”地50米缓冲区8. 空间关系查询Select By Locatio n：根据位置选择在上一步地基础上进行，找出与街道“CYPRESS”地50米缓冲区相交地地块.9. 采样数据地空间内插(Interpolate)空间插值常用于将离散点地测量数据转换为连续地数据曲面，以便与其它空间现象地分布模式进行比较，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地数据推求同一区域其它未知点数据地计算方法；空间外推算法则是通过已知区域地数据，推求其它区域数据地方法.数据：气温.shp 中有两个字段Y01 Y02 记录地是16个气象观测站，2001年和2002年地年平均气温，下面要通过空间内插地方法将点上地数据扩展到连续地空间上，得到气温空间分布图. YNBoundary.shp 是云南省地边界新建地图文档，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>在样条函数内插对话框中，按下图所示指定参数确定后，得到如下地气温空间分布图（通过修改图例得到相同地效果）2001年平均气温样条函数空间内插参考以上操作，生成2002年地平均气温空间分布图：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，得到如下地结果（用“距离权重倒数”内插方法）10. 栅格单元统计（Cell Statistic）在上一步地基础上进行现在我们要根据2001年和2002年地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. 邻域统计（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地关联性.对于栅格数据所描述地某项地学要素，其中地(I，J)栅格往往会影响其周围栅格地属性特征.准确而有效地反映这种事物空间上联系地特点，是计算机地学分析地重要任务.窗口分析是指对于栅格数据系统中地一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径地分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，从而实现栅格数据有效地水平方向扩展分析.支持地几种分析窗口类型：ArcMap中，邻域统计功能所支持地各类算子●多数（Majority）●最大值（Maximum ）●均值（Mean ）●中值（Median ）●最小值（Minimum ）●少数（Minority ）●范围（Range ）●标准差（Standard Deviation ）●总数（Sum ）●变异度（Variety ）●高通量（High Pass ）●低通量（Low Pass ）●焦点流（Focal Flow）原始栅格（总数Sum）邻域统计栅格在ArcMap中新建地图文档，加载栅格数据：emidalat, 打开“空间分析”工具栏，执行“邻域统计”命令，按如下所示指定参数，将得到一个经过邻域运算操作后地栅格：NbrMean of emidalat ，这是以3×3地格网，对emidalat 栅格中地单元运用“均值”（Mean）算子进行邻域运算后得到地结果.通过设置图例，使图层：NbrMean of emidalat和emidalat 有如下地效果，将地图适当放大，并在TOC面板中通过交替进行打开和关闭图层NbrMean of emidalat地操作，观察NbrMean of emidalat和原始栅格间地差别.四、实验报告要求做出书面报告，包括原理、过程和结果.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.mZkkl。

实验一 地图配准实验目的：利用误差校正工具进行影像数据的地理配准实验内容及步骤 ：地形图的配准－加载数据和影像配准工具矢量数据的误差校正。

第一步：采集较正控制点第二步：数据较正第三步 MAPGIS矢量图形批处理校正第四步 MAPGIS栅格图像镶嵌（两幅图镶嵌成一幅图）实验二 地图矢量化一、实验目的：编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。

二、实验内容及步骤1 矢量化步骤与系统环境设置矢量化步骤与系统环境设置2线、点的输入及编辑操作线、点的输入及编辑操作一定要注意，对于线的操作，要在“线编辑”中找相应的命令。

对于点的操作，要在“点编辑”中找相应的命令。

对于点的操作，要在“点编辑”中找相应的命令。

3 造区造区4 生成图框生成图框已知图的四个角的经、纬度，生成标准图框。

已知图的四个角的经、纬度，生成标准图框。

实验三 等高线自动赋值一、实验目的等高线的属性编辑和高程自动赋值。

等高线的属性编辑和高程自动赋值。

二、实验内容及步骤单击系统主界面中“图形处理”菜单下的“输入编辑”子系统单击系统主界面中“图形处理”菜单下的“输入编辑”子系统在左边的“工程管理窗口”中单击右键，弹出快捷菜单，单击“添加项目”命令命令单击“线编辑”菜单下“参数编辑”命令中的“编辑线属性结构”命令则系统弹出“编辑属性结构”对话框，给“KU6_3.WL ”线文件添加一“高程”属性字段；单击“矢量化”菜单下的“高程自动赋值”命令；然后将鼠标放在等高线的中央，按住左键拖动；然后再次单击左键，则系统会弹出“高程增量设置”对话框，假设当前的高程值为1000，高程距为-10（可以知道这个生成的地形应该为一山峰）； 然后单击“确定”按钮，即可实现等高线自动赋值；剩余部分的等高线（即上图中黑色的等高线）赋值的方法如下：先通过查询属性，查询如图中红色所示的线的高程值，直到为680；则其左侧的线就可以推断出其当前的高程值为670，所以通过“矢量化”菜单下的“高程自动赋值”命令，即可实现左侧部分的等高线赋值情况；分的等高线赋值情况；赋值后的结果；赋值后的结果；赋值后的结果；剩下的部分依照类似的方法，剩下的部分依照类似的方法，剩下的部分依照类似的方法，实现等高线实现等高线自动赋值；自动赋值；这时每个等高线就都具备了高程值，可以通过查阅线的属性来查看，如果个别线没有高程值，则可以手工输入正确的值即可；最后要记得保存赋值后的等高线文件；线文件；实验四 叠加分析与缓冲区分析实验目的实验目的矢量数据（点、线、面）的叠加分析与缓冲区分析。

地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能，这是区别于计算机地图制图系统的显著特征之一。

利用空间信息分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。

空间信息分析的内涵极为丰富。

作为GIS的核心部分之一，空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。

叠置分析(Overlay Analysis)覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。

也就是说，覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。

覆盖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，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。

1)多边形叠置这个过程是将两层中的多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，同时它们的属性也将联系起来，以满足建立分析模型的需要。

一般GIS软件都提供了三种多边形叠置：(1)多边形之和(UNION)：输出保留了两个输入的所有多边形。

(2)多边形之积(INTERSECT)：输出保留了两个输入的共同覆盖区域。

(3)多边形叠合(IDENTITY)：以一个输入的边界为准，而将另一个多边形与之相匹配，输出内容是第一个多边形区域内二个输入层所有多边形。

多边形叠置是个非常有用的分析功能，例如，人口普查区和校区图叠加，结果表示了每一学校及其对应的普查区，由此就可以查到作为校区新属性的重叠普查区的人口数。

2)点与多边形叠加点与多边形叠加，实质是计算包含关系。

叠加的结果是为每点产生一个新的属性。

例如，井位与规划区叠加，可找到包含每个井的区域。

3)线与多边形叠加将多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段(全部或部分)落在哪个多边形内。

网络分析(Network Analysis)对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。

实验七空间分析建模【实验内容与学时】（2学时）[1]图解建模的基本概念及类型[2]图解模型的形成过程[3]实例分析与应用【实验目的】模型生成器 (Model Builder) 为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环境。

模型是以流程图的形式表示，它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。

你可以将工具和数据集拖动到一个模型中，然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的 GIS 任务。

通过对本次练习，我们可以认识如何在Model Builder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化，加深对地理建模过程的认识，对各种GIS分析工具的用途有深入的理解。

【实验要求】按照相关要求上交实验报告。

【实验步骤与过程】一、空间分析建模与图解建模基本概念1．空间分析模型及其分类模型是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中最重要的构成及其相互关系的表述。

建模的过程中，需要用到各种各样的工具。

作为各类综合性地学分析模型的基础，空间分析为人们建立复杂的模型提供了基本工具。

空间分析是地理信息系统的主要特征，也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一。

它是基于地理对象的位置和形态特征的数据分析技术，其目的在于提取和传输可见信息。

空间分析模型是对现实世界科学体系问题域抽象的空间概念模型，与广义的模型既有联系，又有区别：①空间定位是空间分析模型特有的性质，构成空间分析模型的空间目标(点、弧段、网络、面域、复杂地物等)的多样性决定了空间分析模型建立的复杂性。

②空间关系也是空间分析模型的一个重要特征，空间层次关系、相邻关系以及空间目标的拓扑关系也决定了空间分析模型建立的特殊性。

③包含坐标、高程、属性以及时序特征的空间数据极其庞大，大量的空间数据通常用图形的方式来表示，这样由空间数据构成的空间分析模型也具有了可视化的图形特征。

空间分析模型可以分为以下几类：①空间分布模型：用于研究地理对象的空间分布特征。

实验4 空间平滑和空间插值—xxxxxxx xxx 一、实验目的空间平滑和空间插值。

空间平滑和空间插值关系密切，它们都可以用于显示空间分布态式及空间分布趋势，二者还共享某些算法（如核密度估计法Find/Replace All）。

二、实验准备1、数据准备：1.钦州市乡镇地名的点图层qztai2.qzcnty位研究区内6个县的边界图层。

2、软件准备：ArcGIS DeskTop 9.3三、实验内容及步骤3.1准备数据在Arccatalog中配置数据。

13.2添加数据在Arcmap中添加数据。

233.3、基于移动搜索法的空间平滑在arctoolbox 里进行计算距离矩阵:效果图：3.4 将TAI 语地名连接到距离矩阵4操作如下：3.5提取窗口内的距离矩阵操作如下：5那些距离值为0的点为圆心：3.5计算窗口内TAI 语地名的比重操作如下：6这里，Cnt_INPUT_为列名Count_INPUT_FID的简写。

所得比值为窗口内傣族地名数占所有地名数的比重。

783.6绘制TAI 语地名比重图加载数据，然后进行操作如下：操作如下：910四、实验总结11原文已完。

下文为附加文档，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢！施工组织设计本施工组织设计是本着“一流的质量、一流的工期、科学管理”来进行编制的。

编制时，我公司技术发展部、质检科以及项目部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺，特制定本施工组织设计。

一、工程概况：西夏建材城生活区27#、30#住宅楼位于银川市新市区，橡胶厂对面。

本工程由宁夏燕宝房地产开发有限公司开发，银川市规划建筑设计院设计。

本工程耐火等级二级，屋面防水等级三级，地震防烈度为8度，设计使用年限50年。

本工程建筑面积:27#楼3824.75m2;30#楼3824.75 m2。

室内地坪±0.00以绝对标高1110.5 m为准，总长27#楼47.28m；30#楼47.28 m。

总宽27#楼14.26m；30#楼14.26 m。

第四章空间分布空间聚类分析第一节概述聚类分析是一种数字分类方法。

对分类对象间的关系用某些相似性度量进行刻划，根据相似性度量进行分类。

也有称群分析、簇群分析、簇分析、点群分析、丝分析等，在1975年(苏州)概率统计会上，决定使用聚类分析这一名称。

从数学角度来看，聚类分析是在一个大的对称矩阵中探索诸元素间相关关系的一种数学分类方法。

一．两种不同的模式识别(有无训练集)有训练集:如判别分析，在已知样本分类的情况下设计判别函数。

这些已知分类的样本称为训练集，也称为有人管理或有教师的分类法。

无训练集:如聚类分析，在设计分类器时，所选用的样本预先不知所属的类别，需要根据样本间的距离或其它相似性的程度来自动地进行分类，也称为无人管理的分类。

二．聚类分析的两种类型根据分类对象不同，分为Q型(Q-mode)和R型(R-mode)。

Q型−对样品进行分类。

即把不同的物体(如岩石标本、样品等物种或人种)进行比较，目的是要确定不同物体之间的关系，从而将物体进行归类分群。

R型−对变量进行分类。

即属于同一物种的各种属性，即各类变量(如岩石厚度、岩石成分及各种化验观测数据)进行比较，目的是要不同变量之间的关系，从而对变量进行分类。

三．两种不同的聚类方法(步骤)根据聚类的方法，分为系统聚类法和分解法两种。

系统聚类法(Hierachical Clustering Methods)是从少到多的聚类法，开始各个样本都各自为一类，以后逐步归并，直至全部样本变成一类。

分解法则相反，开始时全部样本为一类，以后分解，直至各个样本自成一类。

系统聚类法又包括几种不同的方法。

这里主要介绍系统聚类法。

聚类分析的结果一般通过聚类图(谱系图、枝状图)反映。

例，在煤田地质勘探过程中，有时煤系含有多个煤层，如果标志层不明显，只用宏观的标志进行煤层对比较为困难，这时就可用聚类分析进行煤层的数字分类，从而达到对比煤层的目的。

做法是在一个煤田或勘探区内，选择若干个煤钻孔，对所有煤层进行工业分析、光谱分析等取得一批实验观测数据(如下表)。

GIS空间分析原理与方法GIS空间分析是地理信息系统中的一项重要业务，它通过对空间数据的处理和分析，揭示地理现象之间的空间关系和模式，帮助决策者进行科学决策。

在实际应用中，GIS空间分析主要涉及空间数据模型、空间对象关系和空间分析方法三个方面。

一、空间数据模型空间数据模型是GIS空间分析的基础，它描述了在GIS中如何表示和管理地理空间数据。

在空间数据模型中，常用的模型包括向量模型和栅格模型。

向量模型以点、线和面作为基本空间对象，通过记录它们的坐标和属性信息来描述地理对象。

向量模型适合表示形状复杂且几何关系明确的地理实体，如建筑物、道路等。

其中，点对象表示一个位置，线对象表示一条路径，面对象表示一个区域。

向量模型的优点是精度高、适用于复杂的空间关系和拓扑操作；缺点是数据量大，存储和处理复杂。

栅格模型通过将地理空间划分为一个规则的网格单元来表示地理对象，每个网格单元包含高程、属性和坐标信息。

栅格模型适用于描述连续分布的地理数据，如地形、气候等。

栅格模型的优点是数据结构简单，适合于大规模数据的存储和处理；缺点是精度相对较低，不适用于复杂的拓扑关系和空间分析。

二、空间对象关系空间对象关系是指地理实体之间的空间关系，常见的关系包括邻接、包含、相交、接触等。

空间对象关系的研究对于空间分析具有重要意义，它可以帮助我们发现地理现象之间的关联和规律。

邻接关系是指地理实体之间在空间上的直接相连，如一个国家与其邻国之间的关系。

邻接关系可以通过空间查询或空间缓冲区分析来确定。

包含关系是指一个地理实体完全包含另一个地理实体，如一个县完全包含一个乡镇。

包含关系可以通过空间查询和空间缓冲区分析来确定。

相交关系是指地理实体之间在空间上有交集，如两条道路之间的交叉口。

相交关系可以通过空间查询和空间缓冲区分析来确定。

接触关系是指地理实体之间在空间上有接触，但没有重叠，如两个水域之间的接触关系。

接触关系可以通过空间查询和空间缓冲区分析来确定。

实习报告实验四空间分析操作一、空间分析原理1.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。

2.空间分析是地理信息系统的主要特征。

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。

3.空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。

4.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。

5.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。

二、空间分析过程1.确定问题并建立分析的目标和要满足的条件2.针对空间问题选择合适的分析工具3.准备空间操作中要用到的数据。

4.定制一个分析计划然后执行分析操作。

5.显示并评价分析结果三、空间分析操结果（含实验操作过程和实验结果分析）1.矢量数据与栅格数据间的相互转换（1）在ArcCatalog下新建一个要素类（要素类型为:多边形），命名为：ClipPoly.shp（2）在ArcMap中，加载栅格数据：Landuse.lyr和ClipPoly.shp（3）编辑ClipPoly图层，根据要剪切的区域，绘制一个如下图所示的多边形，并在属性表中将多边形的字段“ID”的值修改为1，保存修改，停止编辑。

（4）打开“空间分析”工具栏，执行命令：<空间分析>－<转换>--<要素到栅格>，并按下图所示操作。

（5）执行命令: <空间分析>-<栅格计算器>，并按如下方式进行计算，最后求值。

（6）最后得到我们所需要的栅格数据，如下图所示：结果分析：通过此操作，我们可以将我们需要的那部分要素集通过剪切和转换来得到我们需要的栅格数据。

2.栅格重分类(Raster Reclassify)（1）在ArcMap中，新建地图文档，加载栅格数据Slope1，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令“重分类”。

《GIS原理与应用》课程实验报告四实验名称空间数据处理实验目的1.掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。

领会其用途。

2.掌握地图投影变换的基本原理与方法。

3.熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术4.了解地图投影及其变换在实际中的应用。

实验原理空间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。

是通过空间分析方法来实现的。

是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集），相交（交集）。

实验数据云南县界.shp; Clip.shp西双版纳森林覆盖.shp 西双版纳县界.shp实验过程记录：一、试验主要步骤第1步裁剪要素在ArcMap中，添数据GISDATA\云南县界.shp，添加数据GISDATA\Clip.shp （Clip 中有四个要素）激活Clip图层。

选中Clip图层中的一个要素，点击打开ArcToolbox，指定输出要素类路径及名称，这里请命名为“云南县界_Clip1”指定输入类：云南县界指定剪切要素：Clip（必须是多边形要素），重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层。

注意确保不要选中“云南县界”中的要素，如果选择了“云南县界”中的要素裁剪完成的只是被选中的那一部分要素。

第2步 拼接图层在ArcMap 中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的四个图层 点击打开ArcToolbox ，在ArcToolbox 中执行“追加”命令，输出要素：设定为 云南县界_Clip1,输入要素：依次添加其它三个图层，右键点击图层“云南县界_Clip1”，在出现的右键菜单中执行“数据”->”导出数据”。

指定导入数据的路径和名称:YNOK.shp，通过以上操作我们就完成了将4个图层拼接为一个图层的处理。

四个图层一个图层加载数据YNOK.shp ，查看图层及打开其属性表看看与“云南县界”中的属性表有何区别。

（右下图可知YNOK 的记录比云南县界的记录要多，各属性值也不完全一样。

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(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、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。

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。

GIS空间分析重点一、名词解释1、地理空间数据分析：是地理学和地理信息科学领域的重要研究内容，即通过研究地理空间数据及其相应分析理论、方法和技术，探索、证明地理要素之间的关系，揭示地理特征和过程的内在规律和机理，实现对地理空间信息的认知、解释、预测和调控。

2、数量地理学：又称计量地理学或地理数量方法，是应用数学思想方法和计算机技术进行地理学研究的科学。

3、数据挖掘（1）技术上定义：是从大量的数据中，抽取出潜在的、有价值的知识（模型、规则、规律）的过程。

（2）学科定义：是一个由数据库、人工智能、数理统计和可视化等多学科与技术交叉、渗透、融合形成的交叉学科。

4、地理空间数据立方体（又称为多维数据集）：是一个面向对象的、集成的、以时间为变量的、持续采集空间与非空间数据的多维数据集合，组织和汇总成一个由一组维度和度量值定义的多维结构，用以支持地理空间数据挖掘技术和决策支持过程。

5、维度：是数据立方体的一种结构特性，是描述事实数据表中数据级别的有组织的层次结构。

包括：（1）非空间维度；（2）空间－非空间维度；（3）空间－空间维度。

6、度量值：是在数据立方体内基于该数据立方体的事实数据表中某列的一组值，它们通常是数字。

包括：数值度量、空间度量。

7、成员属性：是维度表的一个可选特性，为最终用户提供成员的其他信息，仅从属于级别。

8、地理空间分类与预测：是根据已知的分类模型把数据库中的数据映射到给定类别中，进行数据趋势预测分析的方法。

9、分类：是将数据库中的对象根据一定的意义划分为若干个子集。

10、预测：是利用历史数据记录自动推导出对给定数据的推广描述，实现对未来数据的趋势分析。

11、空间分析：是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术方法，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题。

二、简答与论述1、地理系统的数学模拟（简称地理模型）：建立地理系统数学模型的过程。

地理系统数学模拟的一般过程：（1）从实际的地理系统或其要素出发，对空间状态、空间成分、空间相互作用进行分析，建立地理系统或要素的数学模型。

《GIS空间分析》课程实验教学大纲一、课程基本信息课程代码：18080403课程名称：GIS 空间分析英文名称: Spatial Analysis using GIS实验总学时：36学时适用专业：自然地理与资源环境本科专业课程类别：专业选修课先修课程：《地图学》、《地理信息系统》二、实验教学的总体目的和要求1、对学生的要求通过本课程的学习，使学生了解GIS软件的使用、数据结构和数据组织关系，加深对地理信息的认识和空间数据的可视化表达方法，并了解各种软件的空间数据转换关系，了解空间数据的采集、编辑和空间数据的分层处理方法、空间数据的分析功能等。

培养学生运用GIS空间分析理论和方法分析、评价具体地理空间问题的初步能力。

着力培养学生勇于探索的创新精神、创造意识，善于解决问题的实践能力。

2、对教师的要求教学方法注重理论和实践相结合，运用多媒体等教学手段，注重学生实际动手能力，理论课和计算机软件操作相结合。

3、对实验条件的要求提供计算机教室上机操作计算机每人一台、提供专业地理信息系统软件，ArcGIS，矢量数据、栅格图像等。

三、实验教学内容实验项目一实验名称：ArcGIS操作基础与数据处理实验内容：1.ArcGIS10 桌面结构了解；2.国产超图GIS软件基本信息了解；3.浏览数据层与图层基本操作；4.Shapefile文件的创建和空间参考编辑；5.矢量数据的空间校正；6.栅格数据的地理配准、裁切、拼接和提取；7.数据的空间参考系统定义和投影变换；实验性质：验证性实验学时：6实验目的与要求：1.了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的；2.了解我国自主研发的超图软件在空间分析功能上较之ArcGIS功能的优势，以及进一步优化方向；3.掌握GIS两种基本查询操作，加深对其实现原理的理解；4.初步了解设置图层显示方式－图例的使用；5.掌握矢量数据的创建和空间校正；6.熟悉不同数据间数据格式转换的方法；7.掌握栅格数据的基本处理和地理配准。