第10章 栅格数据空间分析
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栅格数据空间分析
栅格数据空间分析是一种地理信息系统(GIS)分析方法,用于对栅
格数据进行处理和分析。
栅格数据由等尺度的正方形单元组成,在地理空
间上形成一个网格。
每个栅格单元代表一个特定的地理区域,例如一块土地、一座建筑物或一个气象站。
接下来是数据变换,包括栅格数据融合、相似性度量和特征提取等。
栅格数据融合是将多个栅格数据集合并到一个单一的栅格数据中,以获取
更全面和准确的信息。
相似性度量用于比较不同栅格数据之间的相似性和
差异性,以支持空间分析和决策制定。
特征提取是从栅格数据中提取具有
特定意义和价值的特征,例如提取建筑物、道路或河流等。
最后是空间分析,包括空间统计、遥感应用和模拟建模等。
空间统计
用于分析和研究栅格数据中的空间分布和空间关联性,例如热点分析、空
间插值和时空分析等。
遥感应用利用栅格数据进行地物分类、土地利用变
化检测和资源管理等。
模拟建模是利用栅格数据构建地理模型,进行模拟
和预测,例如气候模拟、城市扩张和生态模拟等。
栅格数据空间分析的主要优势在于能够处理大量的空间数据和复杂的
空间关系,同时还能够考虑地球表面的不规则性和异质性。
然而,栅格数
据空间分析也存在一些限制,例如空间分辨率和数据量的限制,以及对数
据获取和预处理的要求较高。
总之,栅格数据空间分析是一种重要的GIS分析方法,能够有效地提取、分析和模拟栅格数据中的空间信息,为决策制定和问题解决提供支持。
在不同的应用领域中,栅格数据空间分析具有广泛的应用前景和发展潜力。
栅格数据空间分析GIS空间分析方法(第二部分栅格数据空间分析)一、知识点介绍1、邻域分析(1)目的掌握局部分析和邻域分析的基本方法和操作步骤。
(2)数据…\实验数据\栅格数据分析\知识点介绍\邻域分析(3)操作邻域分析:邻域统计的计算是以待计算栅格为中心,向其周围扩展一定范围,基于这些扩展栅格数据进行函数运算,从而得到此栅格的值。
ArcGIS 中的邻域统计提供了十种统计方法。
分别如下:Minimum:找出在邻域的单元上出现最小的数值;Maximum:找在邻域的单元上出现最大的数值;Range:在邻域的单元上数值的范围;Sum:计算邻域的单元内出现数值的和;Mean:计算邻域的单元内出现数值的平均数;Standard Deviation:计算邻域的单元内出现数值的标准差;Variety:找出邻域的单元内不同数值的个数;Majority:统计邻域的单元内出现频率最高的数值;Minority:统计邻域的单元内出现频率最低的数值;Median:计算邻域的单元内出现数值的中值;A.加载数据B.进行邻域分析1.在Spatial Analyst 的下拉菜单中选择Neighborhood Statistics;2.在Input data 的下拉菜单中选择要用来进行邻域分析的图层;3.在Field 栏的下拉菜单中选择进行邻域分析的字段;4.在statistic type 栏中选择你要运用的统计类型;5.在Neighborhood 的下拉菜单中选择你要运用的邻域类型;6.在Units 后的两个选项中选择一个邻域类型设置时各参数值的单位,可以是栅格单元或地图单位。
7.指定输出结果的栅格大小;8.为输出结果指定目录及名称;9.点击OK 按钮。
利用邻域统计可以进行边缘模糊等多种操作,如下图8.55所示,原图为一海岸线,经过邻域统计的均值运算可以进行海岸线光滑。
2、距离制图(1)目的掌握局部分析和邻域分析的基本方法和操作步骤。
栅格数据的空间分析一、实验综述1、实验目的及要求实验目的:学习ARCGIS中栅格数据的空间分析基本方法,掌握ArcGIS9中栅格数据空间分析的基本方法和操作。
b5E2RGbCAP实验内容:运用ARCGIS的空间分析扩展模块进行空间分析。
Arcgis10的栅格数据的空间分析基本方法:栅格数据重分类、距离分析、采样点数据空间插值、栅格单元统计、交叉面积表、邻域分析、栅格计算器等。
p1EanqFDPw2、实验仪器、设备ARCGIS软件、landuse和elevation等二、实验步骤1.栅格分析环境设置:首先在ArcMap中执行菜单命令<自定义>-<扩展模块>,在扩展模块管理窗口中,将“spatial analysis空间分析”前的检查框打上勾。
DXDiTa9E3dArcGIS10栅格数据空间分析模块<Spatial Analyst),只能进行简单的等高线和直方图分析。
其它的分析工具要在Arctools工具中进行。
点击工具栏“”打开Arctools。
RTCrpUDGiT2. 高程数据生成坡度数据在Arctools-Spatial Analyst-表面分析中双击打开“坡度”。
按如下设置。
点击“确定”,生成坡度图。
5PCzVD7HxA3、高程数据生成坡向图在“Arctools-Spatial Analyst-表面分析”中双击打开“坡向”。
按如下设置。
点击“确定”,生成坡向图。
jLBHrnAILg4、高程数据生成等高线图在“Arctools-Spatial Analyst-表面分析中”双击打开“等值线”。
按如下设置。
点击“确定”,生成等值线图。
xHAQX74J0X5、视域分析在“Arctools-Spatial Analyst-表面分析”中双击打开“视域”。
按如下设置。
点击“确定”,生成视域分析图。
LDAYtRyKfE6、栅格数据重分类<Reclassify)重分类:将栅格图层的数值进行重新分类组织或者重新解释。
实验二栅格数据的空间分析栅格数据的空间分析是利用栅格数据进行空间统计和空间建模的过程。
栅格数据是用栅格单元组成的二维数组,每个栅格单元代表地理空间上的一个特定位置,栅格单元中的数值表示该位置的一些属性或现象。
栅格数据的空间分析可以帮助我们理解地理现象的空间分布、模式和关系,为决策提供空间参考。
栅格数据的空间分析可以包括以下几个方面的内容。
首先是栅格数据的空间统计。
栅格数据的空间统计可以通过计算栅格数据的均值、最大值、最小值、标准差等统计指标,来描述地理现象的空间变化和分布情况。
通过空间统计分析,我们可以揭示地理现象的空间模式、集聚程度和异质性等特征。
其次是栅格数据的空间插值。
栅格数据的空间插值是通过已有的离散栅格数据,推算出未知位置的栅格数值,从而建立连续的栅格表面。
在空间插值中,常用的方法有反距离加权插值法、克里金插值法、样条插值法等。
通过空间插值,我们可以填补数据缺失的区域,获得更加连续、光滑的栅格表面。
再次是栅格数据的空间分析。
栅格数据的空间分析可以通过栅格运算、栅格叠加、栅格筛选等操作,在栅格数据之间进行空间计算和图层叠加。
通过空间分析,我们可以识别地理要素之间的关系,进行空间查询和挖掘,得到新的地理信息。
最后是栅格数据的空间建模。
栅格数据的空间建模是指基于栅格数据进行地理模型的构建和分析。
在空间建模中,可以使用基于栅格数据的地理模型,如细胞自动机模型、物理模型、统计模型等,来模拟和预测地理现象的发展和变化。
通过空间建模,我们可以预测未来的地理状态、评估不同决策对地理系统的影响,并优化决策方案。
总的来说,栅格数据的空间分析是利用栅格数据进行地理信息的统计、插值、分析和模拟的过程。
通过空间分析,我们可以更好地理解地理现象的空间分布和变化规律,为决策提供科学依据,促进地理信息的应用和发展。
栅格数据的空间分析栅格数据的空间分析是地理信息系统(GIS)中常用的一种分析方法,它通过对栅格数据进行处理和分析,来研究和描述地理现象的空间分布和关系。
栅格数据通常以像元(Grid Cell)为单位,每个像元代表了一定大小的区域,其中包含了该区域的空间属性或特征。
首先,栅格数据的处理是栅格空间分析的基础。
栅格数据通常以图像的形式呈现,可以通过遥感技术获取或生成。
在进行空间分析前,需要对栅格数据进行预处理,包括数据清理、去噪、校正等。
同时,栅格数据还可以进行融合、重分类、裁剪等操作,以满足具体的分析需求。
其次,栅格数据的空间分析包括了众多的方法和技术。
其中最常用的是栅格地图代数运算,包括加、减、乘、除等运算,用于栅格数据的叠加、缩放、变换等操作。
此外,还可以进行基本的空间统计分析,如均值、方差、标准差等,用于描述栅格数据的中心趋势和分散程度。
另外,还可以进行栅格数据的分类、聚类、插值等操作,以识别和评估地理现象的空间分布规律。
最后,栅格数据的空间分析在各个领域都有广泛的应用。
在环境科学领域,可以使用栅格数据进行环境评估和监测,如水质分析、土地覆盖变化分析等。
在气象学领域,可以使用栅格数据进行气候模拟和预测,如降水量、温度等指标的空间分布分析。
在土地利用规划领域,可以使用栅格数据进行土地评价和优化布局,如农田布局、城市规划等。
总结起来,栅格数据的空间分析是GIS中一种重要的分析方法,它通过对栅格数据进行处理和分析,帮助我们更好地理解地理现象的空间分布和关系。
栅格数据的处理、空间分析方法和应用多样化,广泛应用于各个领域,对于地理信息的收集、管理和决策支持都具有重要意义。
在未来,随着遥感技术和计算机计算能力的不断提高,栅格数据的空间分析将得到更广泛和深入的应用。
栅格数据的空间分析栅格数据是地理信息系统(GIS)中常用的数据类型之一,它以栅格单元(也称像元)的形式存储地理空间上的信息。
栅格数据的空间分析是利用栅格数据进行地理空间分析和建模的过程,旨在揭示地理现象的分布、关系和变化规律,以支持决策和规划。
栅格数据的空间分析主要包括以下几个方面:1. 空间插值与克里金插值算法空间插值是一种通过已知点的观测值推断未知点的值的方法,常用于填充不完整或缺失的空间数据。
克里金插值算法是一种常见的空间插值方法,它利用观测点之间的空间相关性进行预测,并生成连续的栅格表面。
2. 栅格叠加分析栅格叠加分析是指将多个栅格数据层叠加起来,计算各个像元的值或属性。
通过栅格叠加分析,可以在地理空间中对不同的栅格数据进行组合、计算和统计,得到新的栅格数据图层,从而揭示地理现象之间的相互关系。
3. 栅格转矢量栅格转矢量是将栅格数据转换为矢量数据的过程。
矢量数据以点、线、面等几何要素和属性表的形式描述地理要素,与栅格数据相比,具有更精确的几何表示和灵活的属性描述。
栅格转矢量可以帮助我们更好地理解和分析地理空间中的对象和现象。
4. 栅格分析和空间建模栅格数据的空间分析还包括栅格分析和空间建模。
栅格分析是指通过对栅格数据进行各种数学和统计运算,提取地理空间中的特征和规律。
空间建模是指利用栅格数据建立地理空间中的模型,模拟和预测不同因素对地理现象的影响。
5. 地形分析地形分析是栅格数据空间分析的重要组成部分,它利用高程数据进行地形表征、地形量化和地形分析。
通过对栅格高程数据进行地形分析,可以揭示地理空间中的地形特征和地貌变化规律,为地质、地貌、水文等科学研究提供支持。
6. 遥感图像分析栅格数据的空间分析还包括遥感图像分析,利用遥感数据获取的栅格图像进行地物提取、分类、变化检测等分析。
遥感图像分析可以提供大面积、高分辨率的地理信息,为土地利用规划、资源调查和环境监测等提供重要参考。
总之,栅格数据的空间分析是GIS中重要的分析手段之一,它利用栅格数据进行空间插值、叠加分析、转矢量、分析和建模等过程,揭示地理现象的分布、关系和变化规律,为决策和规划提供科学依据。
栅格数据的空间分析栅格数据结构简单、直观,非常利于计算机操作和处理,是GIS常用的空间基础数据格式。
基于栅格数据的空间分析是GIS空间分析的基础,也是ArcGIS的空间分析模块的核心内容。
栅格数据的空间分析主要包括:距离制图、密度制图、表面生成与分析、单元统计、领域统计、分类区统计、重分类、栅格计算等功能。
ArcGIS栅格数据空间分析模块(Spatial Analyst)提供有效工具集,方便执行各种栅格数据空间分析操作,解决空间问题。
本章将对ArcGIS中栅格数据空间分析的各模块从原理上和实现上作详细的说明,并附以具体实例,引导读者更好的应用。
8.1 设置分析环境基于ArcGIS进行空间分析首先要设置分析环境。
分析环境的设置会一定程度地影响空间分析结果。
它主要包括工作目录的选择、栅格单元大小的设定、分析区域的选定、坐标基准的配准模式、分析过程文件的管理等。
本节将逐一对各分析环境的设置作详细说明。
8.1.1工作路径缺省情况下分析结果将自动保存在操作系统的默认路径下,如c:\...\temp。
当然,通过栅格空间分析模块中的Option选项的设置,可以指定新的所有分析结果的默认存放位置。
图8.1 设置工作路径1.单击Spatial Analyst菜单下的Option命令,打开Option对话框。
2.在弹出的Option对话框中选择General标签(图8.1);3.在Working栏中指定存放路径;4.点击确定按钮。
8.1.2 栅格大小此处栅格大指分析过程中系统默认的栅格数据的栅格单元大小(Cell Size),也有人把它称为分析解析度。
栅格数据的空间分析就是在每一个栅格单元的基础上进行的。
如果单1元过大则分析结果精确度降低,如果单元过小则会产生大量的数据,而且计算速度降低。
所以需要选择合适的单元大小。
可以通过如下方式来设置:1. 单击Spatial Analyst菜单下的Option命令,打开Option对话框。