(完整版)ArcGIS序贯高斯模拟详细操作流程
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基于ArcGIS_10.0的地表高程序贯高斯模拟和地质统计建模1.数据需求:总共需要四个文件夹:即两个输入型文件夹和两个输出型文件夹,其中输入型文件夹包括一个存放原始数据的文件夹和一个存放shp格式数据的文件夹;而输出型文件夹包含一个存放简单克里金估计结果(dbf格式)的文件夹和一个存放序贯高斯模拟结果(dbf格式)的文件夹。
以及三个gdb数据库:即一个存放简单克里金输出结果(Table格式)的数据库,一个存放100次序贯高斯模拟的直接云图结果的数据库以及一个存放序贯高斯模拟输出结果(Table格式)的数据库。
(之所以需要给出简单克里金插值结果,是因为序贯高斯模拟只能在简单克里金插值结果的基础上进行计算和分析)2.数据关系1)Import_Surface_Data&Background_Grid_xlsx&txt文件夹:①Import_Surface_Data.xlsx(原始数据,包含位置坐标和属性值,供建立shp用)②Import_Surface_Data.txt(原始数据,包含位置坐标和属性值,供Surfer插值生成背景网格用以及后期和ArcGIS插值结果作对比)③Background_Grid.xlsx(只包含待插值点的位置坐标,一般来说插值高程的话为x,y;插值属性的话可以为x,y,z;)④Import_Surface_Data.grd⑤Output_grid_of_kriging_standard_deviation_from_surfer.grd⑥Out_import_Surface_Data.dat⑦Out_Transform.dat⑧Out_Convert.dat2)Import_Map_shp文件夹:①Import_Surface_Data.dbf②Background_Grid.dbf③Kriging_Estimation_Result_Second.dbf④Kriging_Estimation_Result_Third.dbf3)Export_Kriging_Result_shp文件夹:①Export_Output_Second.dbf②Export_Output_Third.dbf4)Extract_Simulation_Results_shp文件夹:1~100次的模拟结果(dbf格式),在此不详细列出5)Sequential_Gaussian_Simulation.gdb数据库:1~100次的模拟结果,在此不详细列出6)Export_Kriging_Result.gdb数据库:①Export_Output_Second②Export_Output_Third7)Extract_Simulation_Results.gdb数据库:1~100次的模拟结果(Table格式),在此不详细列出3.实施方案本文以广州龙头山表面高程数据为例,本次序贯高斯模拟总共含有3大步骤:A.首先需要建立基于龙头山表面高程原始数据的shp文件和利用Surfer软件生成的待插值背景网格节点的shp文件,其中需要通过Surfer软件先生成10m*10m的插值结果grd文件,在把其转换成dat格式文件,方便得到背景网格的shp文件;B.然后通过简单克里金对原始数据进行插值,在得到克里金插值结果的同时结合背景网格文件生成一个基于验证和预测的克里金插值结果shp文件,从中可以看到每个网格节点上的预测结果值与预测标准差;C.最后利用上述克里金插值结果来获得100次序贯高斯随机模拟的结果,其中包含每个网格节点上的最大值、最小值、均值和标准差等等,以及每一次模拟所生成的云图,并通过提取功能得到模拟的输出结果以便于后期外部处理和利用。
arcgis初学者使用
2021.7.31(主要内容,新建工程,加载数据和添加投影信息)
一
,找见arcmap(作图平台),单击进入界面;快捷方式
如有必要,双击。
进入以下界面后,选择后点击确定。
2.
“+”--加载数据
3.,这个是说空间参考信息
这是未知的。
暂时别担心。
该程序的功能如下:
红盒子指工具箱,双击打开会出现arctoolbox,找见“定义投影信息”,双击会出来右边的对话框,点右边的文件包
加载数据,或直接从操作窗口将图层拖动到此处的长框中
,接下来点
绘制
层附投影信息,我演示
第一种方法也有同样的效果。
别担心。
双击第二个投影坐标系,单击“添加到加载”,然后选择“高斯-克鲁格投影”
要求带
例如,我拿的数字是临汾,中心经度是111,也就是37,所以我选择上面的那个;如
果领导者要求显示中心经度,请选择Add,它将如图所示
,点
,点应用,好的。
(其实可以直接点确定)。
之后点ok。
4.右键单击点图层,如下图所示。
常用的已经标记
通过属性表,可以知道该图层具体是点线面的哪类型,某个要素的bsm(标识码),ysdm(要素代码),dlbh(地类编号),qsxz(权属性质),zldwdm(坐落单位代码),mj (面积)。
ArcGIS的基本操作基于GIS的家乡公交查询系统实验报告学院 XXXX班级 XXXXXXXXXX姓名 XXX学号 XXXXXXXXXX指导老师 XXX2014年11月01日目录一、学习目标---------------------------------2二、设计的总体框架---------------------------2三、设计的具体步骤---------------------------3<一>建立文件地理信息数据库-----------------3<二>栅格图像的配准------------------------6<三>绘制地图-----------------------------9<四>新建网络数据集------------------------13<五>网络分析-----------------------------18四、操作问题的讨论---------------------------20五、学习总结---------------------------------20一、学习目标通过了解及熟悉使用GIS软件各种功能,设计出一个公交查询系统,可以实现以下几方面的功能:1、站点查询:输入要查询的车站名称,可以查询出该站点所在具体位置和通过这一公交站点的所有公交线路。
2、线路查询:某路公交线路的空间位置及其属性信息的查询,并亮高显示。
3、换乘查询:查询两条公交线路之间的换乘或者公交线路的与步行通道之间的换乘。
4、最短路查询:输入任何两个地点,即可超寻到最短路径以及行程消耗的时间。
二、设计的总体框架第一步:搜集整理信息(包括:公交线路、途径站点、城市栅格图像、控制点的坐标)1路: 机修---南门(东)---鼓楼(南)---中医院---西郊2路: 机修---东门---东大街---鼓楼(北)---北关什字(西)--西大街--中医院--西郊3路: 县医院---陇西一中---三中路口---人民广场---北关什字(东)---中医院--西郊4路: 县医院--人民法院--翡翠新城--人民广场--北关什字(东)--鼓楼(北)--南(西)5路北关什字(西)---人民广场---柴家门---河浦村8路: 南门(西)---鼓楼(南)---东大街---陇西大酒店---翡翠新城---陇西一中---中天路口---第三中学—---景家桥---育才中学---华联超市---北大街(西)鼓楼35° 0'"北104°38'"东广场喷泉35° 0'"北104°38'"东陇西一中34°59'"北104°39'"东图图1. 为收集到的城市栅格图像第二步:数字化过程(打开ArcCateloge——链接文件夹——新建文件地理数据库、要素集、要素类——为要素类添加属性;打开ArcMap——导入栅格图像——设置坐标系统——输入控制点经纬度——完成地图配准)第三步:绘制地图(打开ArcMap——添加要素类——设置线宽、颜色——绘制路网、站点、公交线路——打断交叉口、站点——添加要素类属性数据——使要素显示——绘制完成)第四步:网络分析(打开ArcCataloqe——新建网络数据集——设置数据集的属性;打开ArcMap——添加网络数据集——最短路径求解)三、设计的具体步骤<一>建立文件地理信息数据库1、新建文件地理信息数据库:在任意存储盘中新建一个文件夹(重命名为“公交查询一号”),将城市栅格图像放置该文件夹中;然后,打开ArcCataloqe,右击“链接文件夹…”——“文件夹链接”,找到“公交查询一号”文件夹并链接。
ArcGIS使用教程•引言•ArcGIS基础操作•空间数据编辑与处理•空间分析与可视化表达目录•三维场景构建与漫游•ArcGIS高级功能拓展•总结与展望01引言目的和背景目的本教程旨在帮助读者掌握ArcGIS软件的基本操作和技能,以便更好地应用于地理信息系统(GIS)相关领域的工作和研究。
背景随着GIS技术的不断发展和普及,ArcGIS作为一款领先的GIS软件,在各个领域得到了广泛应用。
因此,学习和掌握ArcGIS 软件的使用变得尤为重要。
ArcGIS简介ArcGIS是由Esri公司开发的一款功能强大的GIS软件,它提供了丰富的工具和功能,支持各种空间数据的处理、分析、编辑和可视化等操作。
ArcGIS具有广泛的应用领域,包括城市规划、环境保护、资源管理、交通运输、公共安全等。
同时,它也支持多种数据格式和坐标系,方便用户进行数据的导入和导出。
本教程将介绍ArcGIS软件的基本界面和工具,包括地图文档、工具栏、图层管理、属性表等。
教程将详细讲解空间数据的采集、编辑和处理方法,包括矢量数据和栅格数据的处理技巧。
教程还将介绍空间分析的基本原理和方法,包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析等,并提供相应的实例操作。
最后,教程将介绍ArcGIS在地图制图和可视化方面的应用,包括符号化、标注、地图输出等技巧。
通过本教程的学习,读者将能够熟练掌握ArcGIS软件的使用,为GIS相关领域的工作和研究提供有力的支持。
教程内容概述02ArcGIS基础操作主菜单工具栏内容列表地图显示区软件界面介绍包括文件、编辑、视图、插入、选择、地理处理、自定义等菜单项,提供软件的核心功能。
显示地图文档中的所有图层及其属性。
提供快捷操作按钮,如放大、缩小、平移、选择、测量等。
用于显示和浏览地图。
选择文件菜单中的新建地图文档选项,设置地图文档的名称、保存路径等参数。
创建新地图文档选择文件菜单中的打开选项,浏览并选择要打开的地图文档。
打开现有地图文档选择文件菜单中的保存或另存为选项,保存当前地图文档。
ArcGis9.1安装1.安装Licence(已有电子版步骤)2.安装桌面版,注意选择ArcInfo,Complete3.进入ArcMap,点击Tools——extensions,将需要用的子模块加载进(3D Analyst,Geostatisticail Analyst , Spatial Analyst)4.点击View——toolbars,选择工具,显示在菜单下面导入底图并配准1.点击File——Add Data,将底图导入2.点击Views——Toolbars——Georeferencing,出现子模块3.把经纬度转换成以度为单位的数,x输入经度,y输入纬度即可。
4.点击Add Control point,点一(两)次出现绿点(源数据点),再点一(两)次出现红点(控制点),或者右击出现Input X and Y,输入控制点坐标5.点击View Link Table,可以看见全部的源数据点和控制点坐标,可以修改配准:将影像数据(底图)从平面坐标系转换到地理坐标系;纠正扫描时由于各种因素引起的影像变形;配准:同一区域里一副基准图像对另一副图像的校准,使两幅图像中的同名像元配准纠正:借助于一组地面控制点,对一副图像进行地理坐标的校正也就是说配准可以无地理坐标,而后者必须有空间校正是针对矢量图的,栅格配准是针对栅格影像的。
栅格数据配准用Georeferencing,要有标准的控制点或影像.或者矢量参考栅格地图的配准:1、打开ArcMap,在工具栏上右击,选择Georeferencing工具;再把你需要配准的地图打开;2、把Georeferencing下拉菜单中的Auto just前面的对号取消;3、选择Georeferencing工具栏中的的Add control point,在地图上先左键单击再右击,输入改点的坐标(为你投影带下的坐标)。
一般选择4~6个点作为配准点。
4、配准点选择完之后,点击选择Georeferencing工具栏中的的view link table 查看配准点的残差和均方误差。
Arcgis 基本操作教程(所有资料来自网络)目录1.1跟据图上已知点来配准地图................................................................................................................1.1.1 选择标志性程度高的配准控制点 .................................................................................................1.1.2 从基础数据底图上获取控制点坐标 .............................................................................................1.1.3 增加 Georeferncing 工具条 ...........................................................................................................1.1.4 加载需要配准的地图 .....................................................................................................................1.1.5 不选择 AutoAdjust .........................................................................................................................1.1.6 在要配准的地图上增加控制点 .....................................................................................................1.1.7 重复增加多个控制点检查残差 .....................................................................................................1.1.8 更新地图显示 .................................................................................................................................1.1.9 保存配准图像 .................................................................................................................................增加有坐标的底图检验配准效果 .................................................................................................1.2根据GPS观测点数据配准影像并矢量化的步骤................................................................................2. 图形的失量化录入.....................................................................................................................................2.1半自动失量化........................................................................................................................................2.1.1 启动 ArcMap...................................................................................................................................2.1.2 栅格图层的二值化 .........................................................................................................................2.1.3 更改 Symbology 设置 .....................................................................................................................2.1.4 定位到跟踪区域 .............................................................................................................................2.1.5 开始编辑 .........................................................................................................................................2.1.6 设置栅格捕捉选项 .........................................................................................................................2.1.7 通过跟踪栅格像元来生成线要素 .................................................................................................2.1.8 通过跟踪栅格像元生成多边形要素 .............................................................................................2.1.9 改变编辑目标图层 .........................................................................................................................结束你的编辑过程 .........................................................................................................................2.2 批量矢量化 ............................................................................................................................................2.2.1 启动 ArcMap,开始编辑 ...............................................................................................................2.2.2 更改栅格图层符号 .........................................................................................................................2.2.3 定位到实验的清理区域 .................................................................................................................2.2.5 为矢量化清理栅格图 .....................................................................................................................2.2.6 使用像元选择工具来帮助清理栅格 .............................................................................................2.2.7 使用矢量化设置 .............................................................................................................................2.2.8 预览矢量化结果 .............................................................................................................................2.2.9 生成要素 .........................................................................................................................................结束编辑过程 .................................................................................................................................2.3 手工数字化 ............................................................................................................................................2.3.1 在 ArcCatalog 下新建一个空的shapefile: .................................................................................2.3.2 为 boundary 添加属性字段 ...........................................................................................................2.3.3 新建地图,并添加需要的数据 .....................................................................................................2.3.4 进行栅格显示设置: .....................................................................................................................3. 拓普错误检查 .............................................................................................................................................3.1 ArcGIS拓扑介绍 .....................................................................................................................................3.2 Geodatabase 组织结构。
练习:使用 ArcGIS浏览地理数据在开始做练习之前,请确保你的计算机中已经正确安装了ArcGIS 软件(ArcMap , ArcView , ArcEditor , 或ArcInfo )。
通过下面的练习你可以了解到地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。
通过游览与地理要素关联的数据表,你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行连接的。
在练习的最后部分,你需要检查拓扑关系,(比如,地理要素间的相互关系)。
估计完成练习所需要的时间: 35 分钟数据:下载地址:had111@第1步启动 ArcMap (1)第2步检查要素图层 (3)第3步显示其它图层 (5)第4步查询地理要素 (6)第5步检查其它属性信息 (10)第6步设置并显示地图提示信息。
(13)第7步根据要素属性设置图层渲染样式 (15)第8步根据属性选择要素 (19)第9步使用空间关系选择地理要素 (21)第10步退出 ArcMap (24)第1步启动ArcMap启动ArcMap。
执行菜单命令:开始>>所有程序>> ArcGIS>> ArcMap当出现ArcMap 对话框时, 点击"一个新的空地图" 单选按钮,然后点击OK. 确定你现在将可以看到ArcMap 的操作界面如果你的ArcMap 界面与上面的图看起来不一样,也不用在意,这不会对练习的结果产生影响。
当你在ArcMap中进行各种操作时,你的操作对象是一个地图文档。
一个地图文档可以包含多个数据框架,根据数据集依次形成数据框架。
一个地图文档是存储在扩展名为.mxd 文件中.第2步检查要素图层执行菜单命令File>>Open.浏览到包含有你下载的练习数据的文件夹(比如是:C:\LearnArcGIS1\basicgis\Lesson01) 然后点击Redlands.mxd.点击Open 按钮。
打开地图文档Redlands 后, 你会看到加州Redlands市的地图。
arcgis操作步骤
ArcGIS 是一套地理信息系统(GIS)软件,用于处理、分析和可视化地理数据。
以下是一般情况下在ArcGIS 中进行基本操作的一些步骤:
一、启动ArcGIS:打开ArcGIS 软件。
二、创建新地图文档(Map Document):在ArcGIS 中创建一个新的地图文档,用于存储地图和相关的地理数据。
三、添加数据(Add Data):将要分析或显示的地理数据添加到地图文档中。
可以是矢量数据(点、线、面)、栅格数据(影像、地形)等。
四、设置地图投影(Define Projection):确保地图文档中的各个数据集使用相同的地理投影,以确保数据在地图上正确对齐。
五、制作地图(Map Layout):在地图文档中创建地图布局,包括地图的标题、图例、比例尺等元素。
六、进行空间分析(Spatial Analysis):使用ArcGIS 工具进行空间分析,如缓冲区分析、空间查询、网络分析等。
七、制作图表和统计(Charts and Statistics):使用ArcGIS 工具制作地理图表,进行数据统计和可视化。
八、输出地图(Export Map):将制作好的地图导出为图像文件、打印文档或其他可用形式。
九、保存和分享(Save and Share):定期保存地图文档,并根据需要分享或分发地图。
十、关闭ArcGIS:完成工作后关闭ArcGIS 软件。
这只是一般情况下的一些基本步骤,具体操作可能会因任务和数据类型而有所不同。
根据具体的需求和工作流程,ArcGIS 提供了丰富的工具和功能来支持地理信息系统的各种应用。
使⽤ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54⾼斯投影坐标的转换使⽤ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54⾼斯投影坐标的转换张兢1 王⽂瑞2 陈溪1(1.⼴西第⼀测绘院⼴西南宁530023;2.南宁市勘测院⼴西南宁530022)【摘要】本⽂针对从事测绘⼯作者普遍遇到的坐标转换问题,简要介绍ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到北京54⾼斯投影坐标转换原理和步骤。
【关键词】ArcGIS 坐标转换投影变换1 坐标转换简介坐标系统之间的坐标转换既包括不同的参⼼坐标之间的转换,或者不同的地⼼坐标系之间的转换,也包括参⼼坐标系与地⼼坐标系之间的转换以及相同坐标系的直⾓坐标与⼤地坐标之间的坐标转换,还有⼤地坐标与⾼斯平⾯坐标之间的转换。
在两个空间⾓直坐标系中,假设其分别为O--XYZ和O--XYZ,如果两个坐标系的原来相同,通过三次旋转,就可以两个坐标系重合;如果两个直⾓坐标系的原点不在同⼀个位置,通过坐标轴的平移和旋转可以取得⼀致;如果两个坐标系的尺度也不尽⼀致,就需要再增加⼀个尺度变化参数;⽽对于⼤地坐标和⾼斯投影平⾯坐标之间的转换,则需要通过⾼斯投影正算和⾼斯投影反算,通过使⽤中央⼦午线的经度和不同的参考椭球以及不同的投影⾯的选择来实现坐标的转换。
如何使⽤ArcGIS实现WGS84经纬度坐标到BJ54⾼斯投影坐标的转换?这是很多从事GIS⼯作或者测绘⼯作者普遍遇到的问题。
本⽂⽬的在于帮助⽤户解决这个问题。
我们通常说的WGS-84坐标是指经纬度这种坐标表⽰⽅法,北京54坐标通常是指经过⾼斯投影的平⾯直⾓坐标这种坐标表⽰⽅法。
为什么要进⾏坐标转换?我们先来看两组参数,如表1所⽰:表1 BJ54与WGS84基准参数很显然,WGS84与BJ54是两种不同的⼤地基准⾯,不同的参考椭球体,因⽽两种地图下,同⼀个点的坐标是不同的,⽆论是三度带六度带坐标还是经纬度坐标都是不同的。
当要把GPS接收到的点(WGS84坐标系统的)叠加到BJ54坐标系统的底图上,那就会发现这些GPS点不能准确的在它该在的地⽅,即“与实际地点发⽣了偏移”。
利用ArcGIS进行WGS84等坐标的高斯投影操作众所周知,我们生存的地球是一个不规则的椭球体,通常是用地理坐标系来表示位置,常用的如:WGS84、Xian80及CGCS2000等。
但是,我们经常为了计算图形的周长、面积等几何要素量和转换为常用单位表示时就需要将地理坐标系转换为平面坐标系。
即需要进行地图投影(将地球表面表示到地图平面上)。
我国的各种地理信息系统中都采用了与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统,就是大于等于1:50万时采用高斯-克吕格投影,1:100万时采用正轴等角割圆锥投影。
高斯投影从几何概念上分析,是一种等角横切椭圆柱投影。
为了控制投影变形不致过大,保证地图精度,高斯投影采用分带投影方法,即将投影范围的东西界加以限制,使其变形不超过一定的限度。
我国规定1:2.5万-1:50万地形图均采用经差6°分带,大于等于1:1万比例尺地形图采用经差3°分带。
我国地理信息系统中采用高斯投影和正轴等角割圆锥投影既适合我国的国情,也符合国际上通行的标准。
操作步骤如下:1、打开Arcmap,添加要投影的数据。
右键内容列表中图层,点击属性,查看源。
如下图所示,只有地理坐标系而没有投影坐标系。
2、进行高斯投影操作,Arctoolbox→数据管理工具→投影和变换→要素→投影。
输入数据集或要素类:要投影的要素类、要素图层或要素数据集;输入坐标系:输入要素类或数据集的坐标系。
当输入具有“未知的”或未指定的坐标系时,将启用该参数。
否则,无需修改输入数据就可以指定数据的坐标系(当输入数据为只读格式时,可能无法修改)。
输出数据集或要素类:输出结果的路径;输出坐标系:输入数据待投影到的目标坐标系。
3、由于Arcmap没有WGS84直接到高斯-克吕格投影的投影方式,所以需要修改Xian80或者Beijing54项高斯克吕格投影的参数,操作如下:a.单击如下图所示标注的按钮,弹出【空间参考属性】窗口。
ARCGIS将WGS84坐标投影到⾼斯平⾯将WGS84坐标投影到平⾯,⼀般採⽤的是UTM(通⽤横轴莫卡托投影)。
该⽅式多⽤于美国地区,⽽我国多⽤北京54和西安80⾼斯克吕格投影坐标。
假如我们想把影像採⽤⾼斯克吕格投影到在平⾯上,⽽ARCGIS⾥⾯提供的⽅法仅仅有北京54和西安80的⾼斯投影⽅法,作者⾃⼰琢磨了⽅法。
向⼤家分享怎么改动參考⾯将WGS84坐标进⾏⾼斯克吕格投影。
欢迎⼤家提出意见和建议。
涉及软件:arcmap 10.2,⽔经注万能地图下载器。
1.获取影像。
打开⽔经注万能地图下载器,选择在线地图为⾕歌地球(⾕歌地球的影像是wgs84地理坐标系)。
2.框选所须要的区域。
在弹出的对话框中,设置好下载參数。
開始下载。
这⾥我下载的是⼭西某市的影像(区域中央经线为111度)。
3.下载完毕之后我们导出为tif格式。
4.启动arcmap 10.2,在⽂件夹窗体中增加刚刚导出的影像图。
在这⾥我们能够查看该影像的坐标系统:在影像上右键—属性—源—空间參考。
这⾥我们能够看到该影像的地理坐标系统是wgs84。
在这⾥为了和⽮量图形成对照,我们能够增加已经投影好的⽮量图(坐标系为wgs84,投影⽅法是⾼斯3度带。
中央经线111度),因为坐标系统不⼀样我们看到⽮量图和影像叠加不上。
例如以下:5.将影像投影到⾼斯平⾯。
选择arctoolbox—数据管理⼯具—投影和变换—栅格—栅格投影。
弹出例如以下对话框:输⼊栅格选择要投影的影像。
输⼊坐标系是影像的原始坐标系。
不⽤填写。
输出栅格数据集填写输出影像的路径。
输出坐标系。
要输⼊我们想⽣成的坐标系,因为arcmap没有wgs84直接到⾼斯克吕格的投影⽅式,我们这⾥要改动西安80或者北京54(⼆者选⼀个)向⾼斯克吕格投影的參数,⽅法例如以下:A.单击选择button,在弹出的空间參考属性对话框中(投影坐标系—Gauss Kruger—Beijing1954),找到Beijing 1954 3 Degree GK CM 111E。
基于ArcGIS_10.0的地表高程序贯高斯模拟
和地质统计建模
1.数据需求:
总共需要四个文件夹:即两个输入型文件夹和两个输出型文件夹,其中输入型文件夹包括一个存放原始数据的文件夹和一个存放shp格式数据的文件夹;而输出型文件夹包含一个存放简单克里金估计结果(dbf格式)的文件夹和一个存放序贯高斯模拟结果(dbf格式)的文件夹。
以及三个gdb数据库:即一个存放简单克里金输出结果(Table格式)的数据库,一个存放100次序贯高斯模拟的直接云图结果的数据库以及一个存放序贯高斯模拟输出结果(Table格式)的数据库。
(之所以需要给出简单克里金插值结果,是因为序贯高斯模拟只能在简单克里金插值结果的基础上进行计算和分析)2.数据关系
1)Import_Surface_Data&Background_Grid_xlsx&txt文件夹:
①Import_Surface_Data.xlsx(原始数据,包含位置坐标和属性值,供建
立shp用)
②Import_Surface_Data.txt(原始数据,包含位置坐标和属性值,供
Surfer插值生成背景网格用以及后期和ArcGIS插值结果作对比)
③Background_Grid.xlsx(只包含待插值点的位置坐标,一般来说插值高
程的话为x,y;插值属性的话可以为x,y,z;)
④Import_Surface_Data.grd
⑤Output_grid_of_kriging_standard_deviation_from_surfer.grd
⑥Out_import_Surface_Data.dat
⑦Out_Transform.dat
⑧Out_Convert.dat
2)Import_Map_shp文件夹:
①Import_Surface_Data.dbf
②Background_Grid.dbf
③Kriging_Estimation_Result_Second.dbf
④Kriging_Estimation_Result_Third.dbf
3)Export_Kriging_Result_shp文件夹:
①Export_Output_Second.dbf
②Export_Output_Third.dbf
4)Extract_Simulation_Results_shp文件夹:
1~100次的模拟结果(dbf格式),在此不详细列出
5)Sequential_Gaussian_Simulation.gdb数据库:
1~100次的模拟结果,在此不详细列出
6)Export_Kriging_Result.gdb数据库:
①Export_Output_Second
②Export_Output_Third
7)Extract_Simulation_Results.gdb数据库:
1~100次的模拟结果(Table格式),在此不详细列出
3.实施方案
本文以广州龙头山表面高程数据为例,本次序贯高斯模拟总共含有3大步骤:
A.首先需要建立基于龙头山表面高程原始数据的shp文件和利用Surfer
软件生成的待插值背景网格节点的shp文件,其中需要通过Surfer软
件先生成10m*10m的插值结果grd文件,在把其转换成dat格式文件,
方便得到背景网格的shp文件;
B.然后通过简单克里金对原始数据进行插值,在得到克里金插值结果的同
时结合背景网格文件生成一个基于验证和预测的克里金插值结果shp文
件,从中可以看到每个网格节点上的预测结果值与预测标准差;
C.最后利用上述克里金插值结果来获得100次序贯高斯随机模拟的结果,
其中包含每个网格节点上的最大值、最小值、均值和标准差等等,以及
每一次模拟所生成的云图,并通过提取功能得到模拟的输出结果以便于
后期外部处理和利用。
4.具体技术路线
启动ArcCatalog生成shp文件,如下图所示:
启动ArcMap导入之前生成的shp文件,如下图所示:
修改标记,方便查看和论文成图,如下图所示:
如果第一次安装ArcGIS,地统计学工具条并未可用,则需要点击菜单栏中的Customize 下的Extensions按钮,勾选其中的Geostatistical Analyst前置方框,然后Close,地统计学工具条就可以用了,如下图所示:
点击已经变绿的地质统计学分析工具条,对Import_Surface_Data进行简单克里金统计分析(这里尽量使用简单克里金估计类型,为了方便后期模拟使用),如下图所示:
注意选择正态变换和去趋势,因为一般数据通常不符合插值所需的标准条件:
注意漂移阶数,一定要选择合适的漂移阶数使得去趋势和转换后的数据尽可能的呈现出正态分布的特征,如下图所示(例如本次模拟选择2阶多项式漂移):
协方差函数和变异函数模型的拟合曲线如下图所示:
选择合适的模型,并计算其基台值,偏基台值,块金值以及变程等参数:
General
Examine bivariate distribution False
Variable Semivariogram
Optimize model
Model Nugget
Enable True
Calculate Nugget True
Nugget 0.0071928488230167
Measurement Error 100
Model #1
Type Gaussian
Major Range 255.65093131342041
Anisotropy False
Calculate Partial Sill True
Partial Sill 1.2536437163695078
Model #2
Type <none>
Model #3
Type <none>
Lag
Lag Size 29.37115822112131
Number of Lags 12
得到最终结果,如下图所示:
预测值和测量值有很高的相关性,如下图所示:
根据本文数据特征,这里可以改变漂移次数,生成两种漂移阶数的结果:
Kriging_Estimation_Result_Second.dbf
Kriging_Estimation_Result_Third.dbf
通过对比平均误差,均方根误差以及平均标准误差,发现本文数据利用三次漂移
多项式所产生的结果更精确。
然后通过对简单克里金估计结果进行验证和预测,导出克里金估计结果shp文件,其中需要用到背景网格文件,如下图所示:
注意下面这个对话框中的第二项Input point observation locations应该选择背景网格(背景网格是之前建立用来展示克里金估计结果)
最后开始准备执行序贯高斯模拟,如下图所示:
在ArcCatalog里面新建立一个Sequential_Gaussian_Simulation.gdb数据库文件,如下图所示:
谨慎进行序贯高斯模拟参数的选择,序贯高斯模拟需要之前做的简单克里金估计结果作为模板来进行条件随机模拟(注意这里需要选择条件数据,就是原始测量数据),如下图所示:
再在ArcCatalog里面重新建立两个gdb数据库来存放克里金估计和序贯高斯模拟所导出的Table格式文件,即:
Export_Kriging_Result.gdb;
Extract_Simulation_Results.gdb
再在ArcCatalog里面重新建立两个文件夹来存放克里金估计和序贯高斯模拟所导出的shp格式的dbf文件,方便后期的excel处理,即:
Export_Kriging_Result_shp
Extract_Simulation_Results_shp
导出克里金估计结果到Export_Kriging_Result.gdb数据库,并得到Table格式
数据,如下图所示:
再从之前建立的Table中导出克里金估计结果到Export_Kriging_Result_shp 文件夹,并得到dbf格式数据,方便excel直接打开处理,如下图所示:
注意这里文件格式应选为dBASE Table:
从序贯高斯模拟结果中导出云图到Extract_Simulation_Results.gdb数据库并提取值到Table中方便进行编辑(这里需要从ArcCatalog中把所有1~100次模拟结果全部拖入ArcMap左边框中,并在ArcMap中一个一个导出成相应的数据格式,有点麻烦,但没有办法),如下图所示:
再从之前的Extract_Simulation_Results.gdb数据库中的各个Table表中提取数据到Extract_Simulation_Results_shp文件夹,并得到dbf格式数据,方便后期的excel直接打开处理,如下图所示:
注意这里文件格式应选为dBASE Table:。