arcgis空间分析工具

第一章

1．GIS空间分析的概念、GIS空间分析的研究对象

概念：空间分析是为解答地理空间问题而进行的数据分析与挖掘，是GIS的核心。 研究对象：空间目标及其特性。如空间特性——位置、分布、形态和空间关系；属性

特性；时间特性。

空间分析类型：I基于空间图形数据的分析运算；基于非空间数据的数据运算；空间与

非空间数据的联合运算。II基于矢量的空间分析；基于栅格的空间分析；矢-栅联合空间分析。

2．道路拓宽案例分析 题：某城镇拟对建城区某条道路进行拓宽，其拆迁标准为：

a）道路从原有的20m拓宽至60m； b）拓宽道路应尽量保持直线；

c）部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。

如何使用GIS进行道路拓宽的路线和费用分析？流程是怎样的？ 解决，数据采集和建库：搜集研究区域的道路分布图、建筑物分布图以及地价等相

关信息；缓冲区分析：对道路做一40m为半径的缓冲区分析；叠加分析：将缓冲区分析之后的道路图同建筑物分布图叠加分析，选出在缓冲区域内的层数超过10的建筑物，做好标记；统计分析：??

3．GIS空间分析的核心问题

位置、条件、趋势、模式、模型。 第二章

1.空间查询的概念、空间量算的概念

空间查询：利用空间索引机制，从数据库中找出符合该条件的空

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

城市建筑日照分析

1. 背景

随着城市建筑密度越来越大，建筑物的日照规范也被纳入城市规划的指标之中，一方面要衡量现有建筑是否符合规范，另一方面又要对未来城市规划提供参考依据。应用GIS空间分析方法可以方便的找出不符合建筑日照规范的建筑。

2. 数据

（1） 某一城区建筑数据buildings.shp； （2） 地块单元数据parcel.shp。

图1. 建筑数据（左）和地块单元数据（右）

3. 要求

（1） 计算该地区各个单元的容积率

容积率?建筑面积/用地面积 （公式1） 式中，建筑面积为各楼层建筑面积之和；用地面积为各地块单元（parcels.shp）面积。 （2） 请找出不符合国家规定日照标准的建筑。

我国建筑日照标准有如下规定：一个建筑底层日照要至少满足在冬至这一天，在12:00-14:00能接受到太阳照射。已知该地区纬度￠为32°，太阳赤纬计算公式为：

??0.006894-0.399512cos??0.072075sin?-0.006799cos2??0.00089sin2? （公式2）

式中，θ为日角，即??2?

1. 请完成北京气象站（54511）年气温直方图的绘制（数据文件“北京温度

1951-1998.xls”）。

直方图频率1510501010.51111.51212.51313.514其他接收频率

2. 请完成北京市人口以及建成区面积的年际变化图，人口以及建成区面积两个

变量的变化趋势线共用一个X轴（数据文件“北京人口.xls”）。

北京市人口以及建成区面积的年际变化图1600140091912001000P总人口(万人)80060040020001981198219831984198519861987198819891990年份366373380387391395S建成区面积(km2)93695496710321104106710811086989346351360397

3. 年粮食总产量如下表所示:

年份 1 2 3 4 5 产量(万吨) 230 236 241 246 252 年份 6 7 8 9 10 产量(万吨) 257 262 276 281 286 要求:

(1) 检查该地区的粮食生产发展趋势是否接受于直线型?

解：由年粮食总产量中的计算结果可以直观的看出，

增长量大体相同，所以变化趋势是直线型的。

(2) 计算粮食生产与年份的相

第一部分GIS和空间分析的基本方法

第一章 ArcGIS入门：数据管理及基本的空间分析工具

地理信息系统（GIS）是一种计算机信息系统，用于获取、存储、处理、查询、分析及显示地理数据。在GIS众多功能中，制图一直是它的一项主要功能。本章的首要目的是演示如何借助GIS进行电脑制图。主要技巧包括空间与非空间（属性）数据的管理以及二者之间的联系。但是，GIS远不只是一种制图工具，随着GIS软件功能越来越强大，界面越来越友好，它在空间分析中的应用越来越广。本章第二个目的是介绍GIS的一些基本空间分析工具。

鉴于ArcGIS在教育、商业及政府机构中的广泛应用，本书采用它作为主要的软件平台来完成GIS任务。除非特别说明，本书所有GIS操作都是基于ArcGIS9.0。各章结构的安排类似：先从基本概念着手，介绍GIS方法的基本内容；然后用案例来使者熟悉刚刚介绍的GIS方法。本章第1.1节简要介绍ArcGIS中的空间及属性数据管理，第1.2节为案例1A，通过绘制库婭霍加县的人口密度分布图来演示基于GIS作图的基本过程。第1.3节介绍ArcGIS中基本的空间分析工具，包括空间查询、空间连接、地图叠加等。第1.4节为案例1B，演示了一些空间分析工具：提取克里夫兰市

数据编辑与更新

1. 背景

数据编辑与数据更新是进行数据采集、数据维护工作经常涉及的内容。一般在进行数据入库更新前，要对数据进行全面检查和编辑处理，确保数据满足要求。

2. 数据

已有某地区的城市建筑数据（buildings.shp，面类型），存放在数据库city.mdb中，且有一部分区域的数据需要更新，更新数据（newbuildings.shp,线类型）已经通过野外测量得到。

3. 需求

更新该区域数据，并检查数据，确保建筑轮廓线闭合，且建筑物以面状形式存储。

4. 工作流程

由于新采集的建筑轮廓数据是线状数据，而数据库存储要求面状数据。因此，首先要将线转换成面，但是由于采集或编辑问题，可能存在线不闭合的情况，如果直接转换为面则会丢失那些不闭合的面状信息。因此需要创建拓扑对象类，检查线闭合情况，对不闭合的线进行修改，然后才能将线转换成面，在与原来的数据合并。

数

创编线合5. 操作步骤

⑴ 将更新区域的建筑数据newbuildings.shp导入到原数据库city.mdb中。在ArcCatalog中，双击city数据库，右击dataset数据集，选择“导入|要素类(单一)”菜单，如图:

输入要素: newbuildings.shp 输出

景观分析工具：arcgis中patch analysis模块

关键字：景观分析arcgis patch analysis 地理信息系统 转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_44b367b10100xt9m.html

模块下载地址：

http://flash.lakeheadu.ca/~rrempel/patch/pa_Setup_v93.exe 模块安装步骤：

1. First uninstall any existing versions of Patch Analyst and then run the setup program (e.g., pa_Setup_v93.exe).

2. Open ArcMap, but note that on Windows 7 and Vista you must right click on the ArcMap icon, and \as Admin \in order to see the dlls and finish the final install steps, even if you are logged on to the compute

景观分析工具：arcgis中patch analysis模块

关键字：景观分析arcgis patch analysis 地理信息系统 转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_44b367b10100xt9m.html

模块下载地址：

http://flash.lakeheadu.ca/~rrempel/patch/pa_Setup_v93.exe 模块安装步骤：

1. First uninstall any existing versions of Patch Analyst and then run the setup program (e.g., pa_Setup_v93.exe).

2. Open ArcMap, but note that on Windows 7 and Vista you must right click on the ArcMap icon, and \as Admin \in order to see the dlls and finish the final install steps, even if you are logged on to the compute

实验五、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

ArcGIS空间分析模块学习指南

ArcGIS具有功能强大、应用领域非常广泛，在社会公共安全与应急服务、国土资源管理、遥感、智能交通系

统建设、水利、电力、石油、国防、公共医疗卫生、电信等方面和领域都有深入的应用。强大的空间分析功能是ArcGIS9的特点与核心之一。无论对于栅格数据还是矢量数据、低维的点、线、面对象还是三维动态对象，都可以通过其空间分析功能的实现得到较为理想的结果。ArcGIS9的空间分析模块（ArcGIS Spatial Analyst）功能的实现主要是基于栅格数据进行的，其可以完成常用的数据转换、分析、统计、分类和显示等功能。空间分析模块是Arcgis9进行空间分析的主要模块，但其并不囊括Arcgis9的所有空间分析功能，其他的一些模块可以帮助用户进行专题性较强、较有特色的空间分析，如统计分析模块、三维分析模块等。

ArcGIS9的空间分析功能主要包括于空间分析模块、3D分析模块、地统计分析模块、分析模块、跟踪分析模块等之中，如图所示。对于空间分析功能的实现，各模块具有各自的特点和优势，这里就其能够实现的功能和特点作一简要的说明。

ArcGIS Spatial Analyst模块，是ArcGIS Desktop中增加了一