第四章栅格数据模型教程文件

《栅格数据模型》PPT课 件
栅格数据模型是一种空间数据存储和分析方式，以像素网格形式表示地球表 面上的特征和属性信息。它以栅格矩阵作为核心结构，广泛应用于地理信息 系统、遥感成像和自然资源管理等领域。
什么是栅格数据模型?
栅格数据模型定义了用像素网格表示和存储地理特征和属性信息的方式。它与矢量数据模型的区别在于数据存 ห้องสมุดไป่ตู้和分析的方式不同。
BMP格式
BMP格式是Windows操作系统中的标准图像格 式，适用于栅格数据的存储和显示。
PNG格式
PNG是一种支持无损压缩的图像格式，常用于 地理信息系统和网络应用中的图像存储和展示。
栅格数据模型的未来发展
1
3D栅格数据模型
随着技术的进步，栅格数据模型在三维
大数据时代下的栅格数据模型应用
2
地理信息系统和虚拟现实领域的应用越 来越广泛。
栅格数据模型的结构
栅格数据的基本结构
栅格数据由像素组成的矩阵构成，每个像素代表地球表面上的一个位置，它包含了该位置的 属性信息。
栅格数据的元数据
栅格数据还包含元数据，用于描述数据的属性、分辨率、坐标系统等信息，方便数据的管理 和使用。
栅格数据模型的应用场景
地理信息系统中的应用
栅格数据模型被广泛应用于地图 制作、地理分析、空间模型和空 间推理等领域。
在大数据时代，栅格数据模型将更好地
与其他数据模型相结合，为各行各业带
来更多应用和价值。
总结
栅格数据模型的基本概 念和结构
栅格数据模型以像素网格表 示地理信息，包含基本结构 和元数据。
栅格数据模型的应用场 景和常用格式
栅格数据模型广泛用于地理 信息系统、遥感成像和资源 管理，常见格式有TIFF、 BMP等。

栅格和影像的区别
栅格在一种特殊的影像格式，一般影像 格式有JPG，BMP，TIF，PNG等，在ArcGIS中 一般表现为Grid,.img,.TIF，具体的应用为 DEM，DOM等，最直观表现栅格为单个波段 RasterBand，影像分析也是基于单个波段 RasterBand，所以在ArcGIS影像分析也成栅 格分析。
True），反之返回0
函数说明
三角函数包括：Sin（正弦函数）、Cos（余弦函数）、 Tan（正切函数）、Asin（反正弦函数）、Acos（反余 弦函数）、Atan（反正切函数）。
对数函数（Logarithms）：对数函数可对输入的格网数 字做对数或指数的运算。指数部份包括：Exp (底数e)、 Exp10 (底数10)、Exp2 (底数2)三种；对数部份包括： Log (自然对数)、Log10 (底数10)、log2 (底数2)等 三种。
栅格计算器Raster Calculator
在Spatial Analyst下
3、栅格计算器Raster Calculator使用
注意事项：
1.图层名称前后加[ ] 2.运算符前后加空格 3.通过name=表达式 可以修改输出栅格图
层名称 4.一次可以输出多个结果，以回车作为标
志，上行的输出结果，可以直接后面的 使用 5.一行内容很长，使用“~” 放在上一行 行尾作为续行标志
使用上个幻灯片的数据
2、栅格的重分类
重分类（Reclassify） 将栅格图层的数值进行重新分类组 织或者重新解释。
❖ 重分类的关键是确定原数据到新数 据之间的对应关系。
❖ 重分类只能从（详）细到粗（略）， 不能相反、可逆操作。
❖重分类在Spatial Analyst和3D Analyest下都有，是完全一样。

格网方向
格网分辨率
行
西南角格网坐标 （XWS，YWS）
列
单个格网代表点，一系列相邻格网单元代表线，邻 接格网的集合代表面。
格网中的每个格网单元有一个值，整型或浮点型。 整型格网单元值通常代表类别数据。浮点型格网单 元值常表示连续数据。
格网中的每一单元值代表了由此行此列决定的该位 置上的空间现象的特征。栅格数据模型不把空间数 据与属性数据明确分开。
如以像元边线计算则为7，以像元为单位则为4。
三角形的面积为6个平方单位，而右图中则为7个平 方单位，这种误差随像元的增大而增加。
c
ac距离: 7/4 (5)
面积: 7
(6)
c
5 3
a
4
b
a
b
栅格数据的比例尺就是栅格的大小与地表相应单元 的大小之比，当像元所表示的面积较大时，对长度、 面积等的量测有较大影响。
一个多边形所包含的正方形越大，多边形的边界越 简单，块状编码的效率就越好。游程编码和块状编 码均对大而简单的多边形更为有效，而对那些碎部 较多的复杂多边形效果并不好。块状编码在合并、 插入、检查延伸性、计算面积等操作时有明显的优 越性。然而对某些运算不适应，必须在转换成简单 数据形式才能顺利进行。
C
A
B
重 要 性
面 积 占 优
栅格数据单元值确定 为了逼近原始数据
精度，除了采用这几种 取值方法外，还可以采 用缩小单个栅格单元的 面积，增加栅格单元总 数的方法。
A
连续分布地理要素
C
具有特殊意义 的较小地物
A
分类较细、 地物斑块较小
AB
数据压缩：从取得的数据集合S中抽取一个子集A，这 个子集作为新的信息源，在规定的精度范围内最好地 逼近原集合，取得尽可能大的压缩比。

空值，有时也被称为null值，在所有操作符和函数中 对其处理方式是有别于任何其它值的。
被赋予空值的单元有两种处理方式：
（1）如果在一个操作符或局域函数、邻域函数中的邻域 或分区函数的分类区中的输入栅格的任何位置上存在空值， 则为输出单元位置分配空值。
（2）忽略空值单元并用所有的有效值完成计算。
6、关联表
栅格计算器由四部分组成左上部layers选择框为当前arcmap视图中已加载的所有栅格数据层列表双击一个数据层名该数据层便可自动添加到左下部的公式编辑中间部分是常用的算术运算符110小数点关系和逻辑运算符面板单击所需按纽按纽内容便可自动添加到公式编辑器中
第四章 栅格数据的空间分析算法
4.1 栅格数据 栅格数据是GIS的重要数据模型之一，基于栅格 数据的空间分析方法是空间分析算法的重要内容之 一。 栅格数据由于其自身数据结构的特点，在数据处 理与分析中通常使用线性代数的二维数字矩阵分析 法作为数据分析的数学基础。 栅格数据的空间分析方法具有自动分析处理较为 简单，而且分析处理模式化很强的特征。
地学信息除了在不同层面的因素之间存在着一定的制 约关系外，还表现在空间上存在着一定的制约关联性。
对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的某个栅 格往往会影响其周围栅格属性特征。准确而有效的反映这 种事物空间上联系的特点，是计算机地学分析的重要任务。 窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格 点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并 在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与 其他层面的信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据 有效的水平方向扩展分析。
带面积的点的精度为加减半个单元大小。这是用基于单 元的系统来工作必须付出的代价。
图4.9：点特征的栅格数据表示