《栅格数据法.docVIP

实验七 栅格数据基本分析方法 实习目的 掌握基于栅格数据的空间分析基本方法，提高利用栅格数据解决地学空间问题的能力。具体实习内容如下： 学会使用栅格计算器进行栅格运算，体会栅格数据信息挖掘方法和应用的模式； 掌握栅格重分类方法，理解栅格重分类的基本思想和应用领域； 掌握距离运算与制图分析方法； 掌握栅格数据统计分析方法，包括单元统计、邻域统计、分区统计等运算方法。 实验环境与数据准备 软件环境准备：主要使用ArcGIS Desktop10.2平台，包括ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox等。 Spatial Analyst是ArcGIS的外置扩展模块，需要单独进行加载。点击ArcMap【Tools】菜单，选择【Extensions】菜单项，在弹出的“Extension”对话框中选中Spatial Analyst，即可使用该扩展模块。 数据准备：河北省某区域模拟旅游景点的shapefile格式数据（Tourist），河北省某区域GRID格式的数字高程数据（lsh_dem）、土地利用栅格数据（lsh_dltb），美国Ohio州局部区域GRID格式的土地利用数据（ohio_landcut）、数字高程数据（ohio_demcut）、Ohio州土地利用数据的元数据（ohio_FGDC.txt）。 实验方法 栅格计算器的应用 栅格计算是栅格数据空间分析中最为常用的方法，是建立复杂应用数学模型的基本运算方法。ArcGIS提供了图形化栅格计算器，可以方便的完成基于数学运算符和数学函数的栅格运算，还支持直接调用ArcGIS自带的栅格数据空间分析函数，并且可以方便的实现多条语句同时输入和运行。下面是提取Ohio州土地利用类型中的“低密度住宅用地类型（Low Intensity Residential）”的操作流程： 将Ohio州土地利用类型数据ohio_landcut、数字高程数据ohio_demcut等相关数据，添加到一个新的空文档中。 栅格计算器启用。通过ArcToolbox点击【Spatial Analyst】→【Map Algebra】→【Raster Calculator】（图7-1），启动栅格计算器对话框（图7-2）。 计算条件公式的构建。将光标移入计算器表达式输入框，选择参与运算的图层和相关运算符构建计算公式（”ohio_landcut”==21）。该公式表示提取土地利用数据中的低密度住宅用地类型（Value=21）。 将输出结果栅格数据命名为“ohio_landcut_cal”，点击OK按钮即可完成栅格计算。 图7-3为部分土地利用数据，结果栅格中单元值为1的表示符合上述计算公式条件（Low Intensity Residential），0表示其它用地类型。通过图层属性对话框中的“Symbology”选项卡，为结果栅格图层定义单一值（Unique Values）渲染方式，以突出表达符合条件的运算结果（图7-4）。 数据重分类 重分类即基于原有栅格，对原有栅格单元值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出。重分类一般包括四种常见的分类形式：新值取代、重新分类、旧值合并、空值设置。 例如，对河北省某区域的数字地形模型数据（lsh_dem）进行重新分类，划分为5-7个高程范围等级，等级越高地形高度越大。具体的计算流程如下： 点击展开ArcToolbox中的【Spatial Analyst Tools】→【Reclass】→【Reclassify】，弹出栅格数据重分类对话框（图7-5）。 选择用于重分类的栅格数据集（Input dataset），点击Reclassification部分的“Classify”按钮，弹出分类方法对话框（Classification）（图7-6），选择合适的数据分类运算方法，在重分类对话框中，还可以对分类结果值进行重新定义（New values）。 在“Output raster”部分选择合适的存储位置并定义输出栅格文件名（lsh_dem_rec）。 最后点击OK按钮即可完成重分类运算。图7-7是重分类之前的数字地形图，图7-8是重分类之后的地形分带图，地形高度被分成7个等级，从1-7地形高度由低到高。 对重分类之后的结果属性表结构修改。在内容表中选择该栅格图层并打开其属性浏览表，为其增加新字段“ClassName”（在非编辑状态下修改属性结构）（图7-9）。 重分类结果栅格的属性内容完善。利用Editor工具条启用结果栅格数据（lsh_dem_rec）的编辑状态，按照图7-10所示，为每一个高程带添加属性内容。 基于距离的运算 “距离”工具可用于以下方式的距离分析：欧氏（直线）距离、成本加权距离、用于垂直移动限制和水平移动限制的成本加权距离、源之间具有最小行程成本的路径和廊道等。