空间分析基本操作资料
ARCGIS教程实验五、空间研究分析基本操作
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。
空间分析复习重点
空间分析的概念空间分析：是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
包括空间数据操作、空间数据分析、空间统计分析、空间建模。
空间数据的类型空间点数据、空间线数据、空间面数据、地统计数据属性数据的类型名义量、次序量、间隔量、比率量属性：与空间数据库中一个独立对象（记录）关联的数据项。
属性已成为描述一个位置任何可记录特征或性质的术语。
空间统计分析陷阱1）空间自相关：“地理学第一定律”—任何事物都是空间相关的，距离近的空间相关性大。
空间自相关破坏了经典统计当中的样本独立性假设。
避免空间自相关所用的方法称为空间回归模型。
2）可变面元问题MAUP：随面积单元定义的不同而变化的问题，就是可变面元问题。
其类型分为：①尺度效应：当空间数据经聚合而改变其单元面积的大小、形状和方向时，分析结果也随之变化的现象。
②区划效应：给定尺度下不同的单元组合方式导致分析结果产生变化的现象。
3）边界效应：边界效应指分析中由于实体向一个或多个边界近似时出现的误差。
生态谬误在同一粒度或聚合水平上，由于聚合方式的不同或划区方案的不同导致的分析结果的变化。
（给定尺度下不同的单元组合方式）空间数据的性质空间数据与一般的属性数据相比具有特殊的性质如空间相关性，空间异质性，以及有尺度变化等引起的MAUP效应等。
一阶效应：大尺度的趋势，描述某个参数的总体变化性；二阶效应：局部效应，描述空间上邻近位置上的数值相互趋同的倾向。
空间依赖性：空间上距离相近的地理事物的相似性比距离远的事物的相似性大。
空间异质性：也叫空间非稳定性，意味着功能形式和参数在所研究的区域的不同地方是不一样的，但是在区域的局部，其变化是一致的。
ESDA是在一组数据中寻求重要信息的过程，利用EDA技术，分析人员无须借助于先验理论或假设，直接探索隐藏在数据中的关系、模式和趋势等，获得对问题的理解和相关知识。
常见EDA方法：直方图、茎叶图、箱线图、散点图、平行坐标图主题地图的数据分类问题等间隔分类；分位数分类：自然分割分类。
ARCGIS空间分析操作步骤演示教学
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。
ARCGIS空间分析基础
在Coverage中,存储要素属性的数据表是以 INFO格式存储 (ArcInfo中的一种文件格式),与Shape文件不同,Coverage中可 以将要素的拓扑信息(长度,面积,连通性,相邻关系)作为属性 表的一部分来存储.INFO数据表有一个标识字段(关键字段) cover# (具体比如: landusecover#) ,通过关键字段关联要素的几 何数据与属性表.
4.1.1.9
栅格: Grids
除了影像外,ArcGIS 还支持一种称为GRID的栅 格数据格式. 有两种类型的栅格数据:连续数据和离散数据. 这两种数据和结构是相同的,都是由一定大小的 栅格单元组成的矩阵表示.不同之处在于,连续 栅格数据中栅格单元的值可以是浮点数,栅格单 元的值域是一个连接变化的区间; 而离散栅格数据 中,栅格单元的值是整型数,值域区间是离散的 有限区间. 连续栅格通常用于表示可度量和具有一定数量的 数据,普通的例子比如:高程,降雨量等.
EDGES
NODES Nodes A B C D E F G H 1, 5, 2 2, 5, 4 2, 4, 3 1, 6, 5 5, 6, 7 5, 7, 8 5, 8, 4 3, 4, 8
Adjacent A B C D E F G H B, D A, G, C B, H A, E D, F E, G B, F, H C, G
– 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.
4.1.1.1空间数据的表示
点
在某一尺度下, 可以用点,线, 面,体来表示 各类地理空间 要素
第四部分 空间分析基本原理和方法(一)
第二节 GIS的空间分析模型 的空间分析模型
GIS支持的空间分析模型是多样的。它们支 持多种类型的空间分析需求。
第二节 GIS的空间分析模型 的空间分析模型
一、GIS空间分析模型的概念 空间分析模型的概念 GIS空间分析模型是在GIS空间数据基础上 建立起来的模型，它是对现实世界科学体系 问题域抽象的空间概念模型，和广义的模型 概念既有区别，又相互联系。GIS空间分析 模型主要是数学模型。特点表现在：
第二节 GIS的空间分析模型 的空间分析模型
1、空间定位是空间分析模型特有的特性， 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。
第一节 关于模型的一般知识
四、模型的分类 模型可以分为两类，即形象模型和抽象模型。 前者包括直观模型、物理模型等，后者包括 思维模型、符号模型、数学模型和仿真模型 等。但这些模型之间是互相联系的，一个系 统中往往需要多种类型的模型。
研究生11.11.16
第一节 关于模型的一般知识
(1)直观模型，只供展览用的实物模型以及玩具、 照片等。通常是把原型的尺寸放大或缩小。 (2)物理模型，主要是直观模型的进一步改进，它 不仅可以显示原形的外形和特征，而且可以用来进 行模拟实验，间接地研究原形的外形的某些规律。 (3)思维模型，指通过人们对原型的反复认识，将 获取的知识以经验形式直接存储于大脑中，从而可 以根据思维或直觉作出相应的决策。专家系统中的 专家知识就是一种思维模型。 (4)符号模型，是在一些约定或假设下借助于专门 的符号、线条等，按一定形式组合起来描述原型。 地图就是一种典型的符号模型。
空间分析的基本方法
1
2
3
系统描述与数据分析。对模型所要分析的系统，选择可以描述系统的状态、与外部关系、随时间变化等方面的数据，构造该系统的数据体系；
理论推导。根据地理规律和系统的特点，进行理论推导，确定上面的数据体系中多因子之间的量纲关系，作为分析模型的基本框架；
简化表达。根据理论分析和具体应用要求，筛选去除相对影响小的和不重要的因素，或采用主成分分析等数学方法简化表达形式，使模型接近使用；
遥感信息和专题图的视觉复合 遥感信息和非遥感信息结合是地理信息系统和遥感相结合的基础，遥感和地理信息系统所处理问题具有互补性。遥感图上信息丰富，但缺乏行政区划界线等非遥感信息，这样不利于区域分析。另外，在遥感分类中常常出现比较麻烦的“异物同谱”现象。如荒草和牧草，果园和灌木等，从遥感角度看，因为具有相同的光谱特性而无法区分，这时如把遥感分类图和专题图或地形图进行视觉复合，就可以直觉地解决某些“异物同谱”分类问题，从而大大提高遥感分类精度。
GIS分析建模可采用如下步骤：
准备空间操作的数据
进行空间分析操作
结合分析的目的和任务，对获得的新空间数据进行分析
结果评价和解释
产生最终的结果图和报表
建立分析的目的和标准
02
01
03
05
06
04
四、空间分析的步骤
第二节 空间查询与量算
一、空间查询 是按一定条件对空间目标的位置和属性信息进行查询，以形成一个新的数据子集 空间查询分为以下几种： 1. 定位查询 2. 分层查询 3. 区域查询 4. 条件查询 5. 空间关系查询
03
二、空间聚合 空间聚合是根据预先设定的聚合条件，在同一图层上进行数据类别的合并或转换，以实现空间地域的兼并，从而将复杂的空间数据合并成预定的类别。空间聚合的结果往往是将复杂的类别转换为较简单的类别，大多数以小比例尺图形输出。当从大比例尺图形向小比例尺图形转换时，常使用这种方法。 空间聚合 分析
空间分析建模_Arcgis实验操作文档
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。
GIS空间分析资料
GIS空间分析复习资料一、简答题1、地理空间数据挖掘典型方法：（1）地理空间统计方法：地理空间统计是指分析地理空间数据的统计方法，主要是基于空间中邻近的要素通常比相聚教员的要素具有较高的相似性这一原理。
地理空间统计模型可分为：地统计、格网空间模型和空间点分布形态。
（2）地理空间聚类方法：地理空间聚类方法是按照某种距离量度准则，在大型、多维数据集中标识出聚类或稠密分布的区域，从而发现数据集的整体空间分布模式。
该方法把空间数据库中的对象分为与意义的子类，是同一子类内部成员有尽可能多的相同属性，而不同的子类之间差异较大。
其方法主要有：分割法、层次法、基于密度的方法、基于网格的方法。
（3）地理空间关联分析：地理空间关联分析利用空间关联规则提取算法发现空间数据库中空间目标间的关联程度，其核心内容是挖掘空间关联规则。
（4）地理空间分类与预测分析：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。
（5）异常值分析：若一个数据库包含的数据目标与通常的行为或数据模型不一致，则这些数据目标被称为异常值。
在很多情况下，异常值会导致重要隐含信息的丢失。
它是内在数据可变性的必然结果，对异常值进行检测和分析，具有很重要的价值，也是一项重要的数据挖掘技术。
2、属性数据的量测尺度？（1）命名量：命名量是空间属性量测中的的一个重要尺度，描述事物名义上的差别，起到区分不同本质空间目标的作用。
命名式的量测尺度也成为类型量测尺度，只对特定现象进行标示，赋予一定相知而不定量描述，对命名数据的逻辑运算只有“等于”或“不等于”两种形式而其近似均值只能使用众数。
（2）次序量：次序量是通过对空间目标进行排列来标示的一种量测尺度面对空间目标的描述不按值得的大小，而是按顺序排列，对次序逻辑运算除了“等于”或“不等于”之外，还可以比较它们的大小，即“大于”或“小于”，但是它们之间不能进行加、减、乘、除运算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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－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。
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AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov气温.shp,YNBoundary.shp (云南省的边界)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ArcMap 中执行菜单命令<tools>－< extensions >，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。
执行“空间分析”工具栏中的菜单命令<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：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的相关属性及统计信息。
打开“空间分析”工具栏，点击图标，查看栅格数据的统计直方图：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>-<栅格计算器>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Slope1，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令“重分类”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－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]<=25满足条件的栅格赋值为1，其余的栅格赋值为0 5. 面积制表（Tabulate Area）在上一步的基础上进行。
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. 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>下的“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。
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的街道执行“工具”菜单中的“缓冲区向导”命令，或点击“缓冲区向导”图标，打开缓冲区向导对话框：通过缓冲区向导，建立所选择街道的0.05 km缓冲区（一个多边形图层）,名字命名为:缓冲_AIOStreets得到沿街道“CYPRESS”的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的基础上进行，找出与街道“CYPRESS”的50米缓冲区相交的地块。
9. 采样数据的空间内插(Interpolate)空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较，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的数据推求同一区域其它未知点数据的计算方法；空间外推算法则是通过已知区域的数据，推求其它区域数据的方法。
数据：气温.shp中有两个字段Y01 Y02 记录的是16个气象观测站，2001年和2002年的年平均气温，下面要通过空间内插的方法将点上的数据扩展到连续的空间上，得到气温空间分布图。
YNBoundary.shp是云南省的边界新建地图文档，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，得到如下的气温空间分布图（通过修改图例<properties——在左边框内选择stretched>得到相同的效果）2001年平均气温样条函数空间内插参考以上操作，生成2002年的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>，在general选项页的working栏选任一个工作区，在analysis mask栏选YNBoundary.shp。
切换到extent选项页，在analysis extent栏下拉选择same as layer YNBoundary，切换到cell size在analysis cell栏下拉选择maximum of inputs或minimum of inputs，最后“确定”。
然后重新进行空间插值（空间分析<spatial analysis>——内插成栅格<interpolate to raster>——距离权重倒数<inverse distance weighted>，在input point 选气温.shp，在z value field选Y02，在search radius type下拉选variable，其余默认，确定），得到如下的结果。