ArcViewGIS.ppt

Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,GIS,软件应用,2004-11.29(12),www.geo-,第,4,章,ArcView,空间分析,表面分析之流域分析,分区统计,邻域分析（,Neighborhood Statistics),空间分析建模（,Model Builder,、,Map Query,、,Map Calculation,）,表面分析之流域分析,填充洼地,(Fill sinks),流向分析,(Flow Direction),水流累积量（,Flow Accumulation),提取河流网络,(Stream Network),流域划分（,Watershed,）,流域分析使用,DEM,和数据,派生 其它地形要素，比如 流域划分、提取河流网络,这些是描述某一地区水文特征的重要因素。,1.,填充洼地,(Fill sinks),被较高高程区域围绕的洼地是进行水文分析的一大障碍，因此在确定水流方向以前，必须先将洼地填充。有些洼地是在,DEM,生成过程中带来的数据错误，但另外一些却表示了真实的地形如采石场或岩洞等。在,Arcview,中通过,Fill sinks,功能将洼地填充，使洼地成为水流能够通过的平坦区域。,在经过填充洼地后（,Filled Dem,）的,DEM,中由于无洼地区域存在，自然流水可以畅通无阻地流至区域地形的边缘。因此，可借助这个无洼地的数字高程模型,计算流向,和流水积累量。,elevation,2.,流向分析原理,水流的流向是通过计算中心栅格与邻域栅格的最大距离权落差来确定的。距离权落差是指中心栅格与邻域栅格的高程差除以两栅格间的距离，栅格间的距离与方向有关，如果邻域栅格对中心栅格的方向值为,2,、,8,、,32,、,128,，则栅格间的距离为,2,的开平方根,，否则距离为,1,。,1014,1011,1004,1019,1015,1007,1025,1021,1012,+1,+4,+11,-4,+8,-10,-6,+3,(a),(b),(c),？,？,1,水流累积量,Flow Accumulation,(A),所显示的是经过填充洼地后的,DEM,栅格（,B),是流向栅格（,C),是流量栅格,在,(c),中，两个灰色的栅格单元的流量相同，都是,2,个单位。上面的一个栅格单元的流量是来自它左边和左下方的栅格单元，下面的一个栅格的流量是来自于左下方的栅格单元（这个栅格单元已经有,1,个单位的流量）,1014,1011,1004,996,1019,999,1025,1003,1033,1029,1020,1003,0,0,1015,1007,1021,1012,0,0,1,2,0,6,0,3,0,1,2,3,2,2,(a),(b),(c),流域分析,Watershed,流域是指流经其中的水流和其它物质从一个公共的出水口排出从而形成一个集中的排水区域。,采用水流方向和流水累积量数据生成,Watershed,数据,Watershed,数据显示了区域内每个流域汇水面积的大小。汇水面积是指从某个出水口（或点）流出的河流的总面积。出水口（或点）即流域内水流的出口，是整个流域的最低处。流域间的分界线既为分水岭。,分区汇总（,Summarize Zones,）,分区直方图,(Histogram Within Zones),交叉面积表,(Tabular Area),分区统计,Zonal,Statistical,分区汇总（,Summarize Zones,）,对每个分区内的数据进行汇总统计。,Summarize Zones,要求输入两个主题,（,1,）进行汇总统计的数据，数据类型既可是连续型也可是离散型。,（,2,）分区数据，用以确定每个栅格属于哪个分区，数据类型必须是离散型。,例子：,统计土壤有机质含量与粮食产量的关系,分区汇总（,Summarize Zones,）,分区直方图,(Histogram Within Zones),对每个分区内的数据创建直方图。该功能要求输入两个主题,（,1,）用来创建直方图的栅格数据，数据类型既可是连续型也可是离散型。,（,2,）分区数据，,可以利用点、线、面要素来定义,哪些栅格用来创建直方图，这些要素不仅定义了分区区域，而且它们的某个属性还定义了在直方图中数据的分组，每一组代表一个属性值。在输出的直方图中显示了由上述的要素确定的区域中每类数据的栅格数量。同时，,也可以用离散型的栅格数据来定义分区,，具有相同值的栅格被划分为一个区。,分区直方图,(Histogram Within Zones),粮食产量与坡向的关系进行统计分析,邻域分析功能对输入的点主题中的点要素或栅格主题中的栅格在特定的邻域范围内进行某种统计计算,重新计算当前栅格单元的值，在计算中使用了邻域范围内所有的点或栅格的值。,Neighborhood Statistics,应用例举如下：,模拟森林火灾区火势的蔓延趋势。,模拟污水从排污口排入河流后的扩散趋势。,公路沿线生态环境评价等等。,邻域分析,(Neighborhood Statistics),邻域分析主要应用于栅格数据模型。这是因为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之外,还表现在空间上存在着一定的关联性。对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的,(I,，,J),栅格往往会影响其周围栅格的属性特征。准确而有效地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。,邻域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，或与其它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。,栅格分析窗口内的空间数据的统计分析类型一般有以下几种类型：,（,1,）,Mean,；,(2)Maximum,；,(3)Minimum,；（,4,）,Median,；（,5,）,Sum,；（,6,）,Range,；（,7,）,Majority,；（,8,）,Minority,；（,9,）,Variety,。,窗口的类型,局部统计功能,Local Statistical Function,在,Arcview,中，,Cell Statistics(,栅格单元统计）可以基于栅格单元对多个栅格主题进行统计。,栅格主题之间的局部统计,要求输入多个栅格主题来计算输出主题中每一个栅格的统计值。例如：用此功能可以根据,1990,年到,2000,年间某地区降水量栅格数据计算这个地区多年平均降水栅格,空间分析建模,栅格查询,Map Query,图层运算,Map Calculation,分析模型生成器,Model Builder,Map Query,检查框：,Update Values,为选中状态时，当,Layers,中的图层发生改变时，,1,中的数据跟随改变,Map Query:,用于从一个栅格主题中提取符合条件的数据，满足条件的区域重新赋值为,1,。其它的区域赋值为,0.,实现了栅格数据的二值化,1,栅格查询：,MapQuery,可从输入的栅格主题中提取和选择出一个栅格单元的子集。通过,Map Query,命令创建逻辑运算表达式来提取子集，达到对空间数据进行查询的目的。满足表达式标准的栅格被赋值为,1,，而其它单元则被赋值为,0,。,Map Query,在空间分析中有非常广泛的应用，例如：提取一个水源地,2000,米以内的区域；显示某区域所有坡面朝北的地形，为房屋建设选择最佳地址等等。,Map Calculation,Layers,数学运算,算术运,布尔运算,关系运算,数字函数,计算表达式,Numbers,数字按键区，数字可以作为具有相同值的栅格主题来运用。例如：对输入的栅格主题乘以,3,，既对每个栅格的值乘以,3,。在创建表达式时，如果要以某个数字作为栅格主题来应用，在输入数字后，按下 键即可。,Mathematic Functions,数学函数,Map calculator,中有四种类型的数学函数：,Logarithm,对输入的数据进行指数和对数运算。可用的指数运算的底可为：,e,（,Exp,）、,10,（,Exp10,）、,2,（,Exp2,），可用的对数运算有：自然对数（,Log,）、以,10,为底的对数（,Log10,）和以,2,为底的对数（,Log2,）,Arithmetic,共有六个算术函数。,Abs,函数对输入的栅格数据值取绝对值；,Ceil,和,Floor,为取整函数，将十进制小数取为整数；,Int,和,Float,函数在整型和浮点型数据之间相互转换；,IsNull,函数，如果输入数据值是,No Data,，则该函数返回值为,1,，若不是，则返回值为,0,。,Trigonometric,对输入的栅格数据进行各种三角函数和反三角函数运算。在,Arcview,菜单中有六个：,Sin,、,Cos,、,Tan,、,Asin,、,Acos,、,Atan,。,Power,有三个幂函数：,Sqrt,（平方根）、,Sqr,（平方）、,Pow,（幂）。,数据转换：矢量到栅格,采样点空间插值，,DEM,到栅格,地形分析：坡度、坡向、光照模型、生成等高线,重分类,缓冲区分析,图层叠加分析：权重模式、高级算法模式,Model Builder,ModelBuilder,是,ArcView,空间分析模块中的一个工具，借助它，用户可以根据地理数据建立空间分析模型。一个模型就是一系列空间处理过程，通过这些过程可以使用某一种方法，比如缓冲区方法或图层复合，将输入的数据转换为新的地图数据。,复杂的模型可以通过将多个处理过程连接在一起，形成批处理而构建。,在,ModelBuilder,中,空间模型看起来就像是程序设计中的流程图一样。,它有多个结点，表示空间处理过程的各个组成部分。,矩形,表示数据输入,椭圆,表示对数据的某种处理,圆角矩形,表示当空间模型运行后新生成的输出数据。结点间通过箭头 进行连接，表示 模型的的处理顺序。,50,25,25,本章思考题：,有一条公路要在原来的基础上阔宽,50m,，这就需要沿公路两侧进行征地。在工程进行之前，要求计算出因修路而损失的耕地分布图，和各地块的面积。怎么做？,数据：,公路,highway.shp,(,线状要素）,土地利用,:,landuse.shp,（多边形要素），耕地包括：水田和旱地两种类型。,