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七、空间分析 空间分析基本概念 空间分析扩展模块 空间分析工具 在ArcGIS中，把基于栅格的操作统称为空间分析，包括： 栅格运算（对栅格数据进行加、减、乘、除等各种运算）。 栅格数据分类（条件分类、统计分类等）。 基于栅格的分析（距离分析、密度分析、内插分析、地形分析） 基于栅格的统计（像元统计、邻近统计、区域统计等）。 在ArcGIS的ArcToolbox中，提供了大量的空间分析工具，同时， ArcGIS还提供一个空间分析的扩展模块，把ArcToolbox中基本的空间分析功能集成在一起。 在空间分析时，我们可以设置分析环境，包括输出数据的存放位置、分析范围、掩膜（Mask）区域以及栅格的尺寸。 在分析时，我们可以设定一个掩膜区域，掩膜区域以外的栅格不参与处理，输出栅格设为空值（NoData）。 掩膜区域可以通过矢量数据设定，也可以通过栅格数据设定。如是矢量数据，矢量数据覆盖的栅格即为掩膜区域；如是栅格数据，非空值的栅格数据即为掩膜区域。 空间分析基本概念 空间分析扩展模块 空间分析工具 在ArcMap环境下，点击Tools菜单下的Customize菜单项，在Customize对话框中选中Spatial Analyst，将在界面上增加Spatial Analyst工具条。 设置分析环境 打开Options对话框，其中General下Working用于指定输出数据的存放位置，Analysis mask用于定义掩膜范围；Extent用于设置输出栅格图像的范围；Cell Size用于设置输出栅格图像的栅格尺寸 。 矢量数据与栅格数据的相互转换 Features to Raster（矢量转栅格） Raster to Features（栅格转矢量） Features to Raster（矢量转栅格） 在对话框中输入需要转换的矢量图层、字段、输出栅格尺寸以及输出栅格文件名，点击OK按钮后，将产生栅格数据。栅格值为对应矢量要素的字段值，如没有对应的矢量要素，则栅格值为空值（NoData）。 Raster to Features（栅格转矢量） 在对话框中输入需要转换的栅格图层、字段、输出几何类型（点、线、多边形）、输出矢量文件名，选择是否对线进行综合， 基于栅格的分析 距离分析（Distance） 密度分析（Density） 数据内插分析（Interpolate to Raster） 地形分析（Surface Analysis） 距离分析 用于分析栅格图像上每个栅格与目标的距离，如有多个目标，则以最近的距离作为栅格值。可以是直线距离，也可以Cost权重距离，包括Straight Line、Allocation、Cost Weighted和Shortest Path四个功能。 由于Cost因素，一个点到另一个点的最小Cost距离并一定是直线距离。Shortest Path用于分析在Cost因素影响下，两点之间的最小Cost路径。Shortest Path对话框中的Path to是指出发点所在图层（可以是矢量图层），Cost distance raster 和Cost direction raster分别是各个栅格与目标点的距离和方向图。 密度分析（Density） 针对一些点要素（或线要素）的特征值（如人口数）并不是集中在点上（或线上）的特点，对要素的特征值进行空间分配，从而更加真实地反映要素的分布。 密度计算有两种方法：简单密度计算和Kernal密度计算。 简单密度计算是针对每个栅格，以栅格为中心、某个值为半径的圆形范围作为有哪些信誉好的足球投注网站范围，计算有哪些信誉好的足球投注网站范围内的点（或线）的统计值之和，并与有哪些信誉好的足球投注网站范围的面积进行比值作为字段值。 Kernal密度计算是把每个点的值分散到有哪些信誉好的足球投注网站范围内，中间最大，边缘为0，总和等于字段值或1（没有定义权重字段）。 数据内插分析（Interpolate to Raster） 对矢量点数据进行内插产生栅格数据，每个栅格的值根据其周围（有哪些信誉好的足球投注网站范围）的点的值计算。数据内插有多种方式，ArcGIS提供Inverse Distance Weighted（距离倒数权重，IDW）、Spline、Kriging等方法。 IDW方法对内插点周围的样点值进行加权求和，距离越大，权重越小，所得到的值作为内插点的值。 Spline（样条函数）方法是建立一个通过控制点的面，并使所有点的坡度变化最小。在ArcGIS中有两种Spline 方法：规则Spline （Regularized）和张力Spline （Tension）。 规则Spline 产生一个平滑的、梯度变化的表面，但内插出的栅格值可能会落在样本数据的范围之外。 张力Spline产生的表面平滑度相对较低，但栅格值控制在样本数据的范围内。 Kriging方法的原理是假设某种属