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1、实验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)、栅格计算一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
2、。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
3、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。空间分析的基本步骤：a)确定问题并建立分析的目标和要满足的条件b)针对空间问题选择合适的分析
4、工具c)准备空间操作中要用到的数据。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：问题的确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适的次序执行一系列的空间分析操作、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AlOStreets和城市地籍图层：AlOZonecov气温.shp,YNBoundary.shp （云南省白勺边界）三、实验内容及步骤空间分析模块本章的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
5、ArcMap中执行菜单命令，在extensions模块管理窗口中， 将Spatial Analys”前的检查框打勾。（非常重要，否则无法正常使用空间分析功能 ）然后，在 ArcMap工具栏的空白区域点右键，在出现的右键菜单中找到“空间分析” 项，点击该项，在 ArcMap中显示“空间分析”工具栏。常视I范围I像素尺寸I工作目录：|比二司导&分析懂模：隔高 百分析坐标系杭口分析编出将保存在与输入相同的坐标系中（如果有多个输入，来用第一个输入栅格的坐标系）.分析输出结果将保存为与当前数据框相同的坐标V假如在分析操作中输入的栅格数据必须投影，显 示警告信息.OK I Cancel执行“空间分析”工具
6、栏中的菜单命令空间分析 -选项设定与空间分析操作有关的一些参数。这里请在常规选项中设定一个工作目录。因为在空间分析的过程种会产生一些中间结果，默认的情况下这些数据会存储在Windows系统的临时路径下（C:temp）,当设置了工作目录后，这些中间结果就会保存在指定的路径下。空间分析8空间分析 图层：ernidalat三 糠 0空间分析工具栏1. 了解栅格数据在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据： Slopel,在TOC中右键点击图层Slopel,查看属性Cl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“空间分析”工具栏，点击图标TZ,查看栅
7、格数据的统计直方图:dem直方图dem:字段=VALUE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。打开属性表，修改多边形的字段“ ID”的值为1,保
8、存修改，停止编辑。打开空间分析工具栏执行命令：空间分析 -指定栅格大小：查询要剪切的栅格图层Landuse的栅格大小，这里指定为25指定输出栅格的名称为路径执行命令：空间分析 -构造表达式：Landuse*polyClip4,执行 栅格图层：Landuse和 用以剪切的栅格polyClip4之间的相乘运算（polyClip4是上一步得到的图层）得到的结果即是以任意多边形剪切的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 Slopel,打开“空间分析”工具栏，执行 菜单命令
9、“重分类”空间分析重分类空间分析图层：R距离密度内插成栅格表面分析写像素妩计CD 却域统计值) 区域妖汁N，,翱格计篁器转操选项手动添加5个条目(Add Entry ),值如上图所示，将坡度栅格重新分为5类：0 - 8、8-15、15 -25、25 -35、 35 度以上。4 .栅格计算一查询符合条件的栅格 (Raster Calculator)找出坡度在25度以下的区域在上一步的基础上进行，执行“空间分析”工具栏上的命令：空间分析 栅格计算器构造表达式 Slope1- 下的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的交叉面积数据表，观查其中的记录，理解本操作的意义是什么?6
10、.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 卜栅格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 1 f妒量区工中产量区 1中产量区 中产量区5高产量区区域统计到表收藏夹ArcToolbox电 Ma 3 Algtbrs电 Math& Multivariate& Ne ghDorbCQC：& Overla;最 苫Creston-e fe fe M E21T ifacM区区区区圜面 一surzon，素引搜索打开 ArcToolbox ,执行Spatial Analyst Tools
11、- 下的“区域统计到表” 按上图所示指定参数，确认后得到如下一个数据表：分析工具,仔细研究上面的数据表，理解本操作的意义是什么?点击上面数据表中的选项按钮，执行“创建图形 ”命令停访:段属性 Zon*lt_r5yr&MTOIDVALUECOUNTAREAMINWAX相关的表G1心43284.&619445.&4E3113创建团院Z1371K-1 196739.67318把莪加到布局印2j21307352231.J325S5.0554234834)7332232 K207590333C加载舞寻d1222的叮1J31144.G1358记导出外观I小承 H_jJ1显示:例的Jfc中的词录 toutd
12、B选中的._选根据向导提示，设定参数，生成不同粮食产区土壤有机质含量（平均值）的统计图表讯前7的图表 Xzstat7的图表从统计图中可以看出，产量最低区有较低的有机质含量，中产区有机质含量较高，这表明较高的有机质含量会带来较高的产量。最高产量区有机质含量较低可能是其他因素的影 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 -定制在出现的对话框中的“命令”选项页。工具q|窗口会帮助 也编辑工具栏G)图表I报表I地理编码:B;IXT添加数据 梅添加路径事件 1*(绘冲区向导XTwIsI港.ArcCatilog宏M)I定制：0 扩展 样式I选项工具条时 命令:。选项目录口;命令犹：?吆得注回局单.八寸理理臼苴级EI褊标声布莱插尺地地地层高W具 工 注同善存辑 标褊参援困编jL.-jc3ata og .lEjal日石团匚翳辑器:二:g编辑工具栏:D卜宏阿M缱冲区良导 砂绘图工!t栏且快照视囱输出地图样式目。刷新视图 堂添加xm据网保存:| Normal .mi “从文件添加A关闭在左边栏中，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的工具栏上。关闭“定制”对话框创建街道的线状缓冲区新建地图文档，加载
