ArcView空间分析模块的介绍ﻬ目
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ArcView空间分析模块的介绍∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1第一章ArcView空间分析模块的介绍∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1例程一处理格网主题ﻩ2
例程二寻找新银行的最优定位点ﻩ6
例程三在商业区域内绘制人口密度图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9例程四创建和分析表层数据ﻩ10
第二章建模过程ﻩ12
第三章寻找合适区域∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙16例程一绘制顾客适宜度图层ﻩ16
例程二绘制人口适宜度地图ﻩ20
例程三创建人口密度的适宜度地图ﻩ21
例程四绘制(已有商店)距离的适宜度地图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙21例程五绘制综合适宜度地图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙22第四章表面分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23例程一创建一个按农作物产量分类的地图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙24例程二创建农作物产量表面图ﻩ24
例程三重分类产量表面图ﻩ25
例程四地形分析ﻩ25
例程五绘制等高线图ﻩ26
例程六创建坡度图ﻩ26
例程七创建坡向图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙26例程八创建钾含量的表面图ﻩ29
第五章显示栅格主题ﻩ30
例程一创建一个单一值的图例∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31
例程二创建一个渐变色的图例∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31第六章探索栅格主题∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙33例程一查询单个像元的属性值ﻩ34
例程二汇总统计栅格主题属性ﻩ34
例程三显示整型主题的属性表ﻩ35
例程四根据属性选择像元∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙35例程五利用直方图显示属性∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙35例程六在格网主题中描绘等值线ﻩ37
第七章空间分析功能∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙37例程一距离分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙38例程二邻近分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙38例程三权重距离分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙39
第一章ArcView空间分析模块的介绍
本章将向你介绍一些解决空间问题的有用的新工具和概念,并且指导你学会应用ArcView空间分析模块。如果你用过ArcView,想必你已经有一些空间分析模块会涉及的概念,譬如如何决定一个新工厂的地址或者找到你的最好的顾客群分布的区域。本章将让你在一系列空间问题的基础上更好地理解你所遇到的问题,并通过操作简单的图形交互就可以回答这些问题。
空间分析模块拥有一系列解决空间问题的工具如:
(1)通过模拟人口增长和人口统计变化来寻找一个好的零售商店的定位.
(2)通过模拟潜在的地形和水文变化来减少环境的影响
(3)通过了解土壤化学元素和农作物产量的关心来增加农业产值.
ArcView空间分析模块通过显示和查询数据,构建一个综合应用系统,可以帮助你更好地发现你的数据中的空间关系。在ArcView能分析矢量图像的基础上,在空间分析模块中,还增加分析栅格图像的能力。以下是通过空间分析模块能解决的一些例子。
如果你想要为你的新饭店寻找一个最佳店址,你必须考虑经济增长潜力和已有的饭店所处的位置.如果一个地方具有很强的经济增长潜力,而已有的饭店很少,那么这正是我们想要的。空间分析模块可以帮助你分析这些因素.
当然了,它还可以解决如下问题:“哪里是某一特殊类型顾客的最高聚集区域?竞争对手距离的远近?哪些地块价位便宜、交通方便?"
如果你想要造一幢新房子,你也必须找到合适的位置,减少滑坡和洪水的可能性。空间分析模块可以产生坡度的表面信息分析坡度的特征,也可以模拟盆地,还可以通过交互式的工具来创建等高线和直方图,从而能更好的进行数据分析。
如果你想要为烽火台或移动电话发射塔找一个恰当的位置,空间分析模块也可以通过地图和图表的形式来表明那些地方是可见的,或者那些地方不适合放置发射塔。
这些工具还可提高可视化的估计,如:如果你砍掉了部分森林,在某一条路上你是不是可以观察到。
我们将首先用四个例程来让你先熟悉一下ArcView的空间模块(所有例程中所涉及的图层都在avtutor文件夹中),然后再详细介绍如何通过模型构建和具体步骤来解决一些负责的问题。当然,这要在你熟悉ArcView的基础上。如果你对ArcView还不太熟悉,请先学习ArcView的一些基本模块的操作。
在学习例程以前,现在要先学会如何装载ArcView的扩展模块。
步骤一、启动ArcView
步骤二、从File菜单中选取Extensions,则出现Extensions属性框。选择SpatialAnalyst选项并按OK确认。
这样装载就成功了,我们就可以利用ArcView的扩展模块了。
在左边的项目窗口选择Views ,单击New打开一个新视图.这时我们发现在ArcView的菜单中多了Analysis和Surface两项,这就是我们进行空间分析的主要工具.
例程一处理格网主题
在这个练习中,你可以显示、查询格网主题,并可以用图表显示格网的特征。
通过这个练习,你可以学会:
如何在空间分析模块的支持下显示新的主题类型。
如何创建新的数据层.
如何管理和保存所产生的新的格网数据。
格网主题与矢量图层在显示和表格处理方面的区别。
在我们学习ArcView空间分析模块之前,我们必须学会添加ArcView扩展模块,并在此基础上打开一个新视图。
一、添加并显示一个格网主题
1.单击添加主题按钮或从View菜单中选择AddTheme选项。
2.在弹出的AddTheme对话框中选定AVTUTOR中的Spatial文件夹,并双击打开它。
3.将数据源类型(DataSourceType)设定为GridDataSource,即打开栅格图像.
4.双击elevgrd,将该主题添加到视图中。 ﻫ5.用鼠标单击目录表中主题名左侧的小方框,则小方框里设置为时,显示该主题。
二、改变显示的颜色
我们可以很容易的改动视图显示的颜色,并可以将颜色梯度定义成常见的形式如海拔图的形式。
1.在视图目录表中,单击elevgrd主题,使要编辑的主题激活,然后从Theme菜单中选择EditLegend项或单击按钮栏中的按钮;也可以直接双击视图目录表中的主题名以打开图例编辑器(LegendEditor)
2.单击Classify按钮
3.将类的数目变成7项,然后按OK确认。
4.选择Elevation#2作为颜色梯度。
5.单击Apply.
6.关闭图例编辑器。
显示如下:
现在图例已经更新,反映了新的类别和颜色方案。我们可以花一些时间来熟悉
图例编辑器的使用.双击图例编辑器中的符号将显示调色板,你可以用来改变单个符号的颜色和类型。
通过图例我们把每一个格网主题的像素都归为一类,并赋予一个数值, 一个像素都用它所属的类的颜色表示。改变填充方式不会改变显示结果,因为格网主题总是以实心填充。
三、给定显示深度
你可以通过两个主题来创建一个复合主题;一个主题为elevgrd,提供颜色,另一个为
hillshade,提供亮度。
1.添加Elevgrd主题.
2.双击Elevgrd主题的图例,显示图例编辑器.
3.在图例编辑器中,选择Advanced按钮.
4.选择Hillshd作为亮度主题.
5.将网格单元的最小亮度设为20。
6.将网格单元的最大亮度设为80.
7.按OK确认.
8.选择图例编辑器中的Apply。
9.关闭图例编辑器.
显示结果如下:
显示格网主题:与ArcView的其他主题一样,格网主题也位于数据源的基础上,一个格网数据源是由一系列行和列数据组成的栅格数据集。
格网主题P11
四、显示属性数据
1.单击Elevgrd主题,使之激活。
我们注意到打开表格按钮呈现灰色,因为此时Elevgrd主题是一个浮点数格
主题,因此没有表格数据与之对应.
2.单击直方图按钮显示Elevgrd主题的属性。ﻫX轴显示Elevgrd主题的图例分类,Y轴显示Elevgrd主题中所属每个类的像元值。
显示如下:
3.关闭Elevgrd的直方图。
五、从高度主题中分离坡度
可以很容易地创建新的格网主题,如果你要从一个高度主题中分析坡度。
1.单击Elevgrd主题,使之激活。
2.从Analysis菜单中选择DeriveSlope。
3。用鼠标单击目录表中主题名左侧的小方框,则小方框里设置为时,显示新创建的主题。
显示如下:
从以上例子表明,从已有的数据中创建一个新数据层是件很容易的事,Analysis菜单中的菜单项大都可以解决这个问题,你不需要为新创建的主题命名,系统有一个默认的主题名,如本例中为“SlopeofElevgrd"。
六、重命名产生的格网主题
任何主题名都可以通过菜单的属性对话框来改变。
1。单击新产生的主题名,使之激活.
2.从Theme菜单中选择Properties。
3.将主题名称改为Slope,同时我们注意到在属性表中该格网主题的类型是浮点型,它的状态是临时的。
4.点击主题属性表中的OK按钮确认。可以发现视图列表中的视图名已经改变了.
七、保存分析结果
1.单击Slope主题,使之激活.
2.从Theme菜单重选择SaveData Set.
3.命名并存贮在一定的路径中。
保存和管理格网数据
空间分析模块处理和创建格网数据集合,一个格网数据集保存在一定的工作区中,每一个数据集存贮在一个单独的目录中,在这个目录中包含了格网的特定信息。每一个格网数据集把这些信息存贮在该工作区的INFO文件中,在计算机文件系统中你无法对它进行重命名、备份、删除等处理,只有利用空间分析模块所提供的格网管理器你才可以对这个数据集进行操作.单该主题处于激活状态时,我们从File菜单下选择ManageDataSource,从而进行操作。当然在计算机文件系统中你可以移去整个工作区。
在操作中产生的格网数据集在文件工作区中创建,如以上操作中产生的Slope主题,在默认状态下,它一般存贮在C盘的temp中。如果你没有另外存贮,当响
应的格网主题从视图中删除,或者当你退出ArcView时没有保存项目文件时,所产生的这些主题会被自动删除.
如果项目文件被存贮或者你另外保存了该格网文件的数据集,那么这些所有产生的格网文件将会被保存,除非你人工删除它.
八、重分类坡度主题
你可以通过数值归类将浮点型格网主题转变成整型格网主题1。单击Slope主题并激活。
2.从Analysis菜单中选择Reclassify(重分类)。
3。单击重分类对话框中的Classify按钮。
4.将分类的数目改成5并按OK确认。
5.单击重分类对话框中的OK确认,显示新创建的格网主题,主题名为ReclassofSlope。
九、观察坡度属性表
1.单击Reclassof Slope主题,使之激活.
2.此时我们发现它的打开表格按钮已不再是虚的,单击按钮查看其属性数据表
3.单击选择工具按钮。
4.用鼠标单击属性表中的某一行并观察视图显示结果.
我们注意到,当选中其中一行时,地图中的多个部分被选中并呈现高亮显示。甚至有些区域并不是相互连接的,那是因为我们选中某一记录时,选中的是所有具有该范围值的像元。
我们可以按住Shift键并同时用鼠标单击可以选中多个记录。
十、选中格网主题
因为整型格网主题的每一个像元在它的属性表中没有单独的记录,因此
我们不能直接在视图中选中它.如果你想要在视图中选中你想要的某一个像元,你
必须在它的属性表中选中含有该像元属性值的某一类记录。又因为记录表中显示
的某一特定记录值可能对应视图中多个像元的值,因此具有同一属性值的像元
都会被同时选中并高亮显示.也就是说,格网主题的选择只是在它的属性表中操作,
而不能直接在视图中操作。
例程二寻找新银行的最优定位点
如果你作为一个银行集团的行政长官,想寻找一个合适的地址来开一家新
银行。你所感兴趣的应该是那些离现有银行较远的却有很多居民居住的区域。在
这个例程中,你就可以创建离现有的银行有一定距离关系的区域,而且可以查询
一些距离信息和人口信息来找到新银行的定位点。而所显示的结果可以转化成S
hape文件并且可以和其他数据共同显示。
在本例程中,你将学会:
如何通过查询多个数据集来创建新数据
如何将格网主题转变成Shape文件
一、将数据装入视图
首先我们要做的第一个任务也就是跟例程一相同,也就是先装载ArcView
空间模块并打开一个新视图。
然后将从视图中选择Projection,并将投影改成StatePlane-1983,Georgia,
West。
在视图中添加表示人口密度的栅格主题popden,然后加入矢量图层bank.shp.
二、地图投影和空间分析
如果一个矢量图形是以十进制的度数为单位表示,如30.5º,而不是30º30',我们将可以自己通过菜单View中的Projection来改变它的投影来使它实时显示在新的投影坐标中,但它的文件本身的投影没有发生改变。若我们打开的是栅格图像,我们就不能利用这种方法来改变它的投影,它的投影在生成栅格影像的时候已经确立且无法在显示时进行改变。
如果我们在同一个视图中显示一个栅格图像和一个矢量图形,那么这个视图的投影应该设置为栅格图像已有的投影,即矢量图形的投影要与栅格图像的投影一致,否则则不能在同一个视图中同时显示两个主题。
三、查询高额存款的银行
你不需要和那些你所拥有的大银行竞争,因此,我们所需要的区域应该离它们远一点,所以在创建显示距离的图层前先把大银行选出来。
1.单击Bank.shp主题,使之激活。
2.单击查询按钮.
3.在字段列表中双击[Privat_dep]主题,该主题代表私人客户存贮的存款值。4.单击“大于"按钮。
5。在表达式中输入10000000。
6.单击NewSet按钮,然后关闭查询窗口。
这时我们可以看到视图已经更新,所选择的银行已经呈高亮显示.
四、从所选择的银行中创建关于距离的图层
1.单击Bank。shp主题,使之激活。
2.从Analysis菜单中选择FindDistance。
3.将输出格网范围和输出格网像元大小设成与Popden相同。
4。显示新产生的视图
我们产生了一个连续的显示距离的图层,可以显示与私人投资达1千万的银行的距离。
5.将Bank主题拉到上面,是它显示在其他图层以上。
显示如下:
我们发现仅有那些被选中的银行(即黄色高亮显示的)被处理.
五、叠置地图并产生满足条件的查询
你的目标是为了找到和已有的大银行距离较远的,但是人口较多的区域。ﻫ1.仅显示Popden主题,而使其他主题不可见。
2.从Analysis中选择MapQuery。
3.在图层列表中双击[Popden]。
4.单击“大于”按钮 ,然后在表达式中输入3000,我们将能找出一些每平方公里人口密度大于3000的区域.
5.单击AND按钮.
6.在图层列表中双击[DistancetoBank.shp].
7.点击“大于”按钮,然后在表达式中输入500,这个操作将产生一个和已有银行距离大于500米的区域。
8.单击Evalute按钮来求值,并显示新产生的主题,显示满足所有条件的区域. 9.回到MapQuery对话框,如果你已经关闭了,则重新从菜单Analysis中选中MapQuery,将人口密度的数值变成5000。
10。再次单击Evaluate按钮求值,并显示新创建的主题
11。关闭Mapquery对话框。
这是我们已经创建了一个与已有的大银行距离大于500米的区域,而且这个区域的人口密度大于5000人/平方公里。
六、将结果转变成Shape文件
1。单击MapQuery1主题,使之激活
2.从Theme菜单中选择ConverttoShapefile。
3.为新的Shape文件定义一个新的名字和目录,然后按OK确认.
4.单击Yes将该Shape文件作为主题加入当前视图。
七、显示最后结果
1.显示新主题并双击其图例打开图例编辑器。
2.选中UniqueValue作为图例类型,Gridcode作为字段值。
3.选中数值为0的图标,并按删除按钮删除。
4。双击数值为1的图标,显示图例编辑器,改变填充方式将前景色设为红色斑点填充,底色为透明,并将标签设为NewBanks。
5。将streets.shp加入视图中并显示。
显示结果为:
接下去你可以在街道上标上标签,也可以加上其他数据图层,然后把整个视图放入图版中,并加入标题、比例尺和指北针.
例程三在商业区域内绘制人口密度图
作为一个销售商,你可能想了解为什么有些人生意兴隆,而有些人却门庭冷落。这个例程将让你从人口普查数据中创建一个人口密度的图层,然后为每个销售商的商业面积决定人口数目.
在这个例程中,你将学到:
如何根据散点数据创建连续的人口地图
如何通过另一个区域来概括该主题的数值
如何创建描述两个主题的表格和图表
一、 在新视图中装载数据
与例程二相同打开新视图,并设定投影,添加blkptsub。shp和trade.shp主题.
二、创建人口密度图
1.单击Blkptsub.shp主题,使之激活并显示.
2.从Analysis菜单中选择CalculateDensity。
3.按OK确认输出。
4。将Population字段设为Population,将查询半径设为350,密度类型设为Kernel,然后按OK确认,显示新产生的主题。
三、在每一个商业区域中用图表说明人口数目
我们要得出每个商业区域的平均人口密度来确定是否需要重新设置商业区域。
1.双击Trade.shp主题打开图例编辑器,这是一个商业区域的多边形主题。 2.将图例类型设为UniqueValue,将ValueField设为Salesmgr,按Apply确认并关闭图例编辑器.
3.显示Trade.shp主题并关闭人口密度主题.
4.从Analysis菜单中选择SummarizeZones(定义区域)。
5.选择Salesmgr作为定义区域的字段.
6.从Blkptsub。shp中选择Density(密度)作为定义区域的主题.
7.选择Mean(平均数)来统计图表。
这是产生一张表格和一张图表,在表格中包含多个统计结果,如每一个商业区域人口密度的最小值、最大值和平均值.而图表窗口可以提供更直观的结果。
通过表格和图表窗口我们可以调整平均人口密度高的商业区域和平均人口密度低的商业区.当你重新建立了你的新的商业区后,也可以利用响应的方法来观察某一个商业区域的平均人口密度.
如果你要估计每一个商业区域的人口总数,你可以将每个区域的总面积和每一个商业区域的平均人口密度相乘可以得出结果.
例程四创建和分析表层数据
作为一个现代化农业的农场主,如果你了解土壤的化学成分,你可以更好的利用你的土地。根据定点测量的结果,你可以产生某一块地中钾元素的分布图,而
且可以产生等高线来让你更直观地观察到哪些区域需要施加肥料。
在本例程中,你可以学到:
如何从定点测量的结果产生连续的面结果.
如何绘制等值线
一、在新视图中装载数据
与例程一相同打开新视图,添加soilsamp.shp和thefarm。shp主题,并显示Soilsamp.shp主题。
二、从点样本中创建钾的分布平面图
1.单击Soilsamp.shp主题,使之激活
2.从Surface菜单中选择InterpolateGrid(插值)。
3.将输出格网的大小设定为与Thefarm.shp相同,列数设成100,并按OK确认输出。
4.在插值对话框中,将Method设为Spline,ZValueField设为Soil_k,并按OK确认。
5。显示新产生的格网主题。
显示如下:
每一个格网主题中的像元的钾的含量都是根据它周围的已有钾元素含量的像元值通过差值运算求出的。
三、设置和使用分析属性
在以上的练习中,当要对一个矢量主题进行操作时,ArcView通常利用栅格图像输出对话框(OutputGrid Specificationdialog)来定义新产生的图像范围和每个像元的大小。但是如果你要准确地设定图像范围和每个像元的大小,你可以在分析属性对话框(AnalysisPropertiesdialog)中进行设置,即选中Analysis中的Properties菜单项。
在设置图像范围时,你可以通过下拉框来选择与某一输入图像相同,也可以选择自己定义图像大小,同样设定像素大小时你也可以通过选择与已有输入图像的关系(如所有输入图像中像元大小的最小值、最大值等)来确定,也可以选择AsSpecifiedBelow自己定义像素大小。一旦你输出的图像大小和像元大小通过分析属性对话框设定,那么我们不能在OutputGridSpecification重新设定了。
四、建立等值线
1.单击SurfacefromSoisamp.shp主题,使之激活。
2.从Analysis中选择CreateContours。
3.将等值线的值差设为100。
4.按OK确认。
5.显示新创建的主题。
显示如下:
现在可以从视图中看到在该地中钾元素含量的连续分布图,如果你想让你
的土地中的钾元素的含量维持在300以上,你可以利用Analysis菜单中的Map
Query来选择该图中所有含量低于300的区域,这样你就可以知道那些区域的钾
元素含量较低,却不能明确的知道含量究竟有多低,但是通过等值线我们就可以
知道每一个区域的钾元素含量的值。
通过四个例程我们已经大致了解了ArcView空间分析模块所能解决的问题,
并且已经有一个实际操作空间模块的经验。但是在很多现实问题中,所要解决的
问题没有这么直截了当,也没有这么简单,因此我们还要学会建模,将实际碰到的
问题转化成在ArcView中可操作的问题,在使用时碰到问题时还要参照ArcView的在线帮助文件。
第二章建模过程
在第一章中,我们已经对ArcView的分析功能有了进一步的了解,现在我们
可以利用空间分析的潜在功能来解决问题。但是空间分析功能不能自动解决问
题,它只能告诉你诸如以下的问题,如:某些物体多大或者距离多远,而对于“如何
找到最佳地址”的问题它却束手无策,这就要依赖于你要通过建模提出正确的问
题。本章将让你学会如何建立模型、如何分解问题、并如何利用相应的空间分析
工具来实现。
在这一章中,我们可以学到:
| 如何形成空间问题、空间数据和空间操作的概念 |
| 如何通过建立模型来寻找最佳地址 如何将一个问题分解成几个可以用ArcView解决的问题 如何确定“什么才是好的” 确定在什么时候利用不同类型的空间数据 |
如何将空间问题建模
当我们碰到的问题不能直接解决时,我们通常通过建立模型来完成,如:我们周围的复杂环境,我们经常用简化的方法来创建现实环境的模型,在GIS中,我们通常用一系列的地图图层来表示实际环境,可分的图层有:水文、地形、土地利用、公共设施、土壤、街道、行政区等等。在ArcView中,这些图层形成不同的主题,它们的关系可以由ArcView的空间分析工具来建模.
空间建模是通过综合不同图层的特征来解决问题的过程.在空间分析时,可以将某些矩形要素或格网图层叠加在所选定的图层上,每一个像素代表某一位置中的属性值,该属性值综合了所有图层的信息。
大多数空间模型具有寻找最佳位置的功能,如一些模型可以用来进行地址选择和寻找最佳方案,如:为某种杂交水稻寻找最佳种植场所、寻找填埋垃圾场的分布位置或者找到建立一个新学校的座落地。虽然存在不同的数据要求和不同比例尺的大小,但是解决问题的方法都是大同小异,在接下去的篇幅里,我们将通过一个详细的例子来实现寻找一个商店的最佳定位,并可以详细的理解碰到具体问题时如何建模以及如何运用空间分析模块来解决实际问题。
在创建一个地址选择和最适度的模型时,我们将特征数据根据它们的不同适宜度来进行分类并重新组合成基于不同变量的每一个位置的不同适宜度的合成地图.我们可以分成四步来完成:
1.确立问题
2.将问题分解成可以直接解决的小问题
3。给每一个目标设顶适宜值
4。最终解决问题
我们将在这一章学习1─3步,而第4步将留到下一章学习,由于建模的过程需要经过努力思考和详尽准备,而实际上使用软件仅仅是解决问题的一小部分,如果前三步你可以好好完成,那么解决问题将会变得很容易。
确立问题
解决问题的第一步就是如何确立问题
如果我们是想为一个新商店找一个最好的区域。如果我们已经有一些便利店,主要的经营是在早上的时候卖咖啡和面包,在晚上的时候卖一些美味的外卖的快餐.而且有些商店生意还不错,所以我们想要在新的地方开一些分店。因此我们要得到的地图应该是适合开分店的位置,即我们要先得到关于所有地区对于开设分店的适宜度的地图。要得到的这个地图以及获得该地图的过程,几乎适用于所有的空间分析和GIS中。
要确立这个问题,我们首先要画建模的过程图,而且在分析的过程中我们逐步完善这个图表
分解问题
一旦问题建立,我们要做的事情就是把它逐步分解,直到分解到可以用空间分析工具解决的实际问题。
如何分解问题呢?这要从问题本身来考虑,如我们要为新店寻找一个合适的区域,而对于一个成功的商店来讲,最主要的莫过于它的顾客了,而这些顾客的最主要特点是他们对你的商品的需求和他们离你的商店的距离.
因此我们可以将此问题分解成三个小问题。即我们考虑影响商店成功的因素有三个:离已有的商店的距离、好顾客的人数比例、高的人口密度。
所以图表增加为:
好顾客的分布区域
对于已有的商店的调查,我们可以估计出潜在顾客的分布区域,但是我们我们需要将这个区域量化从而可以画出可以设立商店的区域。
为了建立关于好的顾客的地图,你需要确定哪些人群喜欢你的产品,你从已有的调查数据中可以了解到有关的信息,我们可以从一大堆的有关于商店位置和商店属性的数据中找到成功的数据,勾绘出他们的商业区域,并把这些区域和人口统计数据结合,那么我们验证出从调查中得到的好顾客和你已有的商店周围的顾客范围相同.所以我们又可以在图表上添加。
估计目标
我们不是总能找到一些很理想的数据和工具来估计目标,因此在一些情况下,我们需要寻找一些可以替代的近似的数据和工具来实现。譬如说,我们为了不使新设立的商店会争夺已有的商店的顾客,我们需要得到顾客到商店的距离.但是对于距离来说,也是很难确定,一般我们会考虑顾客从家里到商店的时间,而这个时间,又跟交通情况和路网情况有关,路网的确立我们可以用ArcView路网分析工具来完成,而交通情况,又跟你行驶的时间有关,在一天内的不同时间,或
者在一个星期的不同日期,交通情况又各不相同,所以在同一条道路上,行驶的
情况随着各个因素的不同而发生改变。
为了简化数据要求和分析,我们有时就采用一些间接的估计方法,如刚才所
说的那个距离,我们就用图形上的直接距离来表示。
在我们建模的过程中,我们尽可能地采用直接的估计方法,所以在简化和准
确中要找一个合适的度,如果我们更多地采用直接的方法,那么将会有很多不确
定的因素,而导致难以得出确定的结果。如果我们采用间接的方法,那么我们很
容易地得出我们所要的结果,可是结果的准确性还有待考虑。
勾绘出成功商店的经营区域
我们知道,人们经常光顾离自己一定距离的商店,而不会舍近求远。因此,人
们所能忍受的距离是我们要考虑的因素。首先我们从已有的成功商店的数据中,
来得出它们的经营区域。这是我们可以利用空间分析工具中的FindDistance功
能。
另外,我们也可以利用AssignProximity功能来绘制经营区域,但是使用这个功能时你无法自己定义顾客所能容忍的最大距离。
评价成功商店的人口统计
为了找出居住在成功商店周围的那些人群,我们可以观察调查数据、生活类
型数据或者是政府的人口普查数据。在这些基础上,我们可以利用生活类型数据
来找到所谓的“好顾客”的居住范围.从人口普查数据或者实际调查数据中,我们可
以得出相同社会背景和经济基础的人经常集群居住,从而得出生活类型数据。在
判断顾客的消费行为时,利用生活类型数据比利用原始的人口普查数据要有效
得多。根据这些数据,你就可以推测那些人将会成为你的顾客,而且也可以得出他们的居住位置。
绘制“好顾客”的比例地图
现在我们已经知道我们所要寻找的顾客了,但是我们还需要用地图来表示.在每一个地理单元中(或者是人口普查单位),生活类型数据是采用抽样的方法,而不是对于所有的人都进行调查的
是否有足够的顾客
完整的流程图:
第三章寻找合适区域
在前一章,我们已经学习了如何建模以及如何分解问题并度量适宜度。在这一章中,我们将用ArcView空间模块来解决分解后的问题。
回顾前面的问题,我们如果要为连锁店开一家分店,我们将在顾客人数统计、人口数目、与已有的商店的距离的基础上各自建立适宜度的地图.这些地图将可以用来创建一张全面的适宜度的地图,然后我们可以利用这张地图进行寻找并在最合适的地方找到某处最有价值的地产。
在这一章中我们可以学到:
如何利用空间分析模块来得到一个“好的”顾客群的描述并用地图表示它 的分布范围
如何创建和利用距离地图来描出商业区域并使新开的分店与已有的商 店的竞争达到最小
如何创建人口密度图
如何重新分类和组合格网图层,并形成最终适宜度的地图
例程一绘制顾客适宜度图层
通过对已有商店顾客的统计,我们可以大致定位顾客群的特征,如果我们认定年龄在20─40岁之间,中上层收入的人群是你的主要顾客,而且一般顾客不会光顾离他们自己家很远的商店.
我们将为每一个成功商店创建一个商业区域,然后利用顾客群的数据,来分析如果这些人里你的商店非常接近,她将有可能光顾你的商店,然后我们分析出顾客群的最佳适宜度。
以下是具体步骤:
一、装载ArcView空间模块
二、打开一个新的视图
1.选择工程窗口中的View.
2.单击New打开新视图.
3.从View中选择Properties菜单项.
4.将地图单位设为米,并按OK确认。
三、将数据加入视图
1.按添加主题按钮。
2.在弹出的AddTheme对话框中选定AVTUTOR中的Spatial文件夹,并双击打开它.
3.将数据源类型(DataSourceType)设定为FeatureDataSource,即添加矢量图层.
4.按住Shift键并同时选中lifestyle.shp、store.shp和pop。shp图层,并按OK添加主题。
5.单击目录表中主题名左侧的小方框,显示Store。shp和Lifestyle.shp主题。
四、选择成功商店
选中所有收入为正的商店
1.单击Stores.shp的图例,使之激活.
2.单击查询按钮.
3.在字段列表中双击[Revenues],这个字段表示每一个商店月平均总收入。4。单击大于按钮。
5.在表达框中输入0,单击NewSet按钮,并关闭查询对话框.
这时我们可以看到视图已经更新,所选择的商店已经呈高亮显示。
(此处插入图1)
五、从选中的商店中创建距离图
1。激活Store.shp主题。
2.从Analysis菜单中选择FindDistance。
3.将输出格网范围设成与Lifestyle.shp相同,并将像元值设成250米,然后单击OK确认。
4。显示新产生的图层DistancetoStores.shp。
现在我们可以根据已选的的具有赢利的商店来创建一个与这些商店有一定距离关系的连续的图层.
5.将Stores.shp主题拉到主题列表的最上部,使之显示在DistancetoStores.shp的上层。
此时我们可以看到仅有选中的商店被作为目标创建了距离图(ﻫ此处插入图2)
六、将距离主题重新分类并创建商业区域图
1.单击DistancetoStores。shp主题,使之激活.
2.从Analysis菜单中选择Reclassify。
3.单击重分类对话框中的Class按钮。
4.将分类数目设为2,并按OK确认.
5。在OldValue列表中将第一段范围设成0─3000,并在新类中设成为1类,第二段范围设成3000─40000,并在新类中设为0,然后按回车键完成输入。6。单击重分类对话框中的OK,并显示新产生的图层。
(此处插入图3)
从图中我们可以看到根据人口数据产生的为新商店所选的区域.
在商业区域中用图表显示生活类型
从生活类型的调查数据中,我们可以找到任何一种生活类型的属性数据并创建他们的分布地图。在50类生活类型中,有3类将会是我们的顾客。它们分别 “MoversandShakers”、“GreatBeginnings”、“Ur是第8、15和37类,分别指的是
banUpandComers”。
首先将生活类型数据(Liftstyle。shp)栅格化,从Theme中选择ConverttoGrid菜单项.
1.通过View中的ThemeOff菜单项,不显示所有的主题。
2.单击Lifestyle.shp主题,使之激活。
3。从Theme中选择Convertto Grid菜单项。
4.将生成的栅格图像的输出范围和像素大小设成与DistancetoStore。shp相同.
5.选择Joescust字段的值,设为新生成的图像的像素值。
为了方便起见,Joescust字段已经预先计算好了,它代表的是我们所选的描述顾客的三种生活类型,并且将这三个类型的数值相加,并除以我们所采样得到的人口总数量(主要是使数据标准化),然后除以100得到百分率.
6.然后为产生的新主题设定路径,并将名字设为“grougles",然后按OK确认。7.单击Yes将新产生的主题grougles加入到当前视图中。
8.显示grougles。
现在我们在商业区域内汇总生活类型数据
9。单击ReclassofDistance toStore.shp,使之激活并显示。
10。Analysis菜单中选择SummarizeZones菜单项。
11.打开汇总区域对话框(SummarizeZones dialog),将Value设为字段定义区域,然后按OK确认.
12.选择Groupls作为汇总的主题,然后按OK确认.
13.选择平均数(Mean)作为图表统计的标准,然后按OK确认。
这时我们创建了一张图表和一张表格,表格包含多项统计内容,如每个商业区域中顾客数目的最大值和最小值。在表格中则显示了光顾你的商店的顾客的平均密集度。我们可以看到,数值为1的商业区域定义了受过高等教育、年轻的专家的密集度.而数值为0表示不在这个范围的人群,从表中我们可以发现,这类人群很少。
(此处插入图4)
既然我们已经证明了我们已经发现了成功商店的顾客类型,现在我们就在前面所归纳出来的第8、15、37类人群的基础上,创建一个适宜度地图。
创建好顾客的适宜度地图
1。激活视图,并使所有的主题都不显示。
2。单击Groupls主题,使之激活。
3.从Analysis菜单中选择Reclassify菜单项。
4.在重分类对话框中单击Classify按钮。
5.将分类数目设为10,并按OK确认。
6.单击重分类对话框中的OK就产生了新主题ReclassofGroupls.
7.双击ReclassofGroupls主题,打开图例编辑器。
8。将图例类型(LegengType)设为渐变色(GraduatedColor).
9.单击Classify按钮,将分类数目设为10,然后按OK确认。
10。将Value设为分类字段,并按Apply确认,关闭图例编辑器。
11.显示ReclassofGroupls主题.
(此处插入图5)
例程二绘制人口适宜度地图
在前一步中我们利用生活类型数据得到好顾客的相对百分率,我们还需要知道在此处是否有足够的人群。在人口密度数据的基础上,我们可以绘制不同地区的人口密度图、用图表显示好商店的人口密度来寻找人口密度较高的区域,然后将人口密度图重分类成人口适宜度图。
1。使ReclassofGroupls不显示.
2.激活Pop。shp主题,并使之显示。这是一个包含12000多个人口采样点的数据主题.
3.从Analysis菜单中选择CalculateDensity菜单项.
4。将输出栅格图像范围和像元值大小设成与Groupls相同,然后按OK确认。5.在人口字段中选择Pop100,并输入搜索半径3000,将密度类型设为Kernel,面积单位设为平方公里,这样设可以产生一个光滑表面.
6.显示新产生的DensityfromPop。shp主题。
图表显示每个商业区域的人口密度
现在我们根据选出的3个商店,以人口密度的栅格图汇总人口密度。
1.单击Store.shp主题,使之激活,这是我们要汇总的主题,但是,我们仅对已选中的3个商店进行操作。
2.双击Store.shp主题的图例,打开图例编辑器,将图例类型设为单一数值(UniqueValue),把商店名字设为字段,单击apply后关闭图例编辑器.
3.从Analysis菜单中选择SummarizeZones菜单项.
4.从SummarizeZones对话框中选择Storename作为定义字段,然后按OK确认.
5.从选择DensityfromPop.shp作为汇总主题,然后按OK确认。
6.最后一个对话框中,选择最大值(Max)作为图表统计的标准,然后按OK确认。
生成一张新图表,图表显示的是相对值,准确值在表格中可以看到。这些数值代表区域半径为3公里的范围内平均每平方公里的人口数目。
(此处插入图6)
我们注意到在输出表格中,每一个像元的最大值、最小值、平均值都相同,因为每一个像元中仅有一个固定的值.在DensityfromPop。shp主题中的每个值代表区域半径为3公里的范围内平均每平方公里的人口数目.因此,每一个商店所在的位置也包含这个数值。
现在我们就可以规定我们需要在怎么样的人口密度下设立商店,然后我们将像元根据数值大小重新分类,并建立适宜度地图。如我们可以看到,在这个范围内,最小值为人口密度为1230人/平方公里,最大值大约为2000人/平方公里。于是我们把密度范围重新分成4类:0—1000=1,1000—1400=5,1400—1900=7,1900-2600=10,而且我们知道,人口密度为2000甚至更大的是我们想要的。
例程三创建人口密度的适宜度地图
1。激活视图,并关闭所有的主题显示.
2。单击DensityfromPop。shp,使之激活。
3。从Analysis菜单中选择Reclassify.
4.单击重分类对话框中的Classify按钮。
5.将分类数目设为4,然后按OK确认。
6.手动将设置以下数值0-1000=1,1000—1400=5,1400-1900=7,1900—2600=10,从而取代默认的数值。
7.单击OK确认.
8。将图例编辑器中的图例类型设为渐变色(GraduatedColor)。
9.将Value设为分类字段。
10.单击Apply,然后关闭图例编辑器。
11.显示Reclassof Densityfrom Pop.shp主题。
(此处插入图7)
例程四绘制(已有商店)距离的适宜度地图
我们如果不想使新开的商店会争夺老商店的生意,我们就需要创建与已有商店的距离的适宜度地图,我们根据已创建的距离栅格图(DistancetoStore。shp),然后通过重分类创建距离的适宜度地图。重分类按照以下参数设立:0-3000=1,3000-4000=3,4000-5000=5,5000-6000=7,6000以上的设为10,即6000-40000=10。
步骤:
1.关闭所有视图的显示。
2.单击Distanceto Store。shp主题,使之激活并显示它.
3。从Analysis菜单中选择Reclassify菜单项。
4。在重分类对话框总单击Classify按钮.
5.将分类数目设为5,并按OK确认.
6.手动输入以下数值:0—3000=1,3000—4000=3,4000-5000=5,5000-6000=7,6000以上的设为10,即6000-40000=10并按OK确认.
7.双击新设立的ReclassofDistancetoStore.shp主题,打开图例编辑器。8.将图例类型设为渐变色。
9.选择Value作为分类字段,单击Apply后关闭图例编辑器.
10.显示Reclassof DistancetoStore.shp主题。
(此处插入图8)
例程五绘制综合适宜度地图
我们现在已经建立了三个适宜度地图,它们分别是衡量好顾客的高百分率、高人口密度和与已有商店的距离。因为3个栅格图像包含同样重要的指标,因此我们可以将它们组合起来,形成一个综合的适宜度地图,我们把它们的数值相加,并除以3得到结果。
1.关闭所有主题的显示。
2.从Analysis菜单中选择MapCalculator菜单项.
3.将MapCalculator窗口最大化,这样我们可以看到图层的全名.
4.从图层列表中选择Reclassof Distanceto Store.shp。
5.单击加法按钮+。
6。从图层列表中选择ReclassofDistancefrom Pop.shp。
7.单击加法按钮+。
8.从图层列表中选择Reclassof Groupls。
9.单击表达式的右边,使光标到达中括号以外。
10.单击除法按钮/,然后在表达式输入框中输入3,然后用标准化,用1-10中的数字表示。
11.单击Evaluate按钮,然后关闭MapCalculator对话框。
12。双击新创建的主题(MapCalculation1),打开图例编辑器。ﻫ13.将图例类型设为渐变色(GraduatedColor)。
14.单击Classify按钮,将分类数目设为9,并按OK确认。
15。选择Value为分类字段,按Apply确认,然后关闭图例编辑器。
16.显示分等级的适宜度地图(MapCalculation1),我们可以注意到数值接近10的区域颜色较深,这就是我们要寻找的区域.
(此处插入图9)
第四章表面分析
栅格图像常常用来代表离散和连续的变量.大多数商业地图数据有离散的边界,如政治、人口和商业区域边界。在前一章中,我们通过对空间数据进行建模后,空间分析模块可以创建和分析一些连续变量的地图,如与商店的距离、人口密度和适宜度。在GIS中,我们可以用表面来代表连续的变量,每一个像元的数值代表的是该像元中心点的数值,而其他位置的像元值可以根据它邻近的点通过数值内插而产生.
在本章,我们将要学习为了确定土壤、地形和农作物产量的关系,我们如何利用空间分析工具来创建和分析代表连续表面的空间数据。
首先启动ArcView
一、装载ArcView空间模块
二、打开一个新的视图
1.选择工程窗口中的View。
2。单击New打开新视图。
3。从View中选择Properties菜单项。
4.将地图单位设为米,并按OK确认。
例程一创建一个按农作物产量分类的地图
要了解影响农作物产量的因素的第一步是创建农作物产量地图。在收割时我们已经收集到农作物的产量数据,并用GPS定位各采样点的位置。为了了解作
物产量与其他因子的关系,我们需要有一张该地中每个位置的农作物产量图,然后我们才能将别的地图与它叠加,从而进行分析,在这个方案中,已有的作物产量是以文本文件存储,我们可以用点事件主题来装载它。
将农作物产量的文本文件加入视图
1.激活项目窗口,选择表格,然后从Project菜单中单击AddTable.
2.将文件列表类型设为(delimitedtxt)*.txt.
3.从AVTUTOR中的spatial子目录中选择表格yiele.txt,加入当前项目.
4.激活视图窗口,从View菜单中选择AddEvent Theme。
5。将table设为yield.txt,Xfield设为X_coord,Yfield设为Y_coord.
6.单击yield。txt前的小方框,显示yield。txt主题。
(此处插入图1)
例程二创建农作物产量表面图
1。单击添加按钮,在弹出的AddTheme对话框中选定AVTUTOR中的Spatial文件夹,并双击打开它。
2.加入thefarm.shp。
这个shape文件将作为我们试验的范围,当我们要把其他图形栅格化时,可以栅格图像的大小设置成与它相同。
3.单击Yield。txt主题,使之激活.
4.从Surface菜单中选择InterpolateGrid(内插表面)菜单项。
5.将输出栅格图像的大小设置成与Thefarm。shp相同,像元大小设为3米,然后按OK确认。
6.设置内插方法为Spline,Z值字段为Yield,权重为0。01,然后按OK确认。
7。显示新产生的栅格主题SurfacefromYield.txt.
(此处插入图2)
别的空间内插的方式我们将在第八章详叙。
例程三重分类产量表面图
为了简化数据的探讨,我们把产量分成从高到低5类
1.单击SurfacefromYield。txt,使之激活。
2.从Analysis菜单中选择Reclassify菜单项。
3.单击Classify按钮,将分类数目设为5,并按OK确认。
4.再单击重分类对话框中的OK进行重分类.
5.单击ReclassofSurfacefromYield.txt前面的小方框,使之显示。
6.双击该主题,显示图例编辑器。
7.将图例类型改变为渐变色,用Value作为分类字段,将ColorRamps设为Greenmonochromatic。
8.单击Apply,然后关闭图例编辑器。
(此处插入图3)
在图中,颜色较绿的区域表示产量高的区域。
例程四地形分析
我们已知现在的产量,那并不意味着我们就可以预测今后的产量,我们也无法判断今后是增产还是减产。为了预测产量,我们还应了解有关这块地的其他情况,如逐步被侵蚀的小山顶的产量不会跟肥沃的山谷相比,无论你如何往小山顶上施肥。相反的,要使肥沃的山谷达到它的最高的产量,我们可能还需要施加肥料,否则,就会造成金钱的浪费和环境的污染.
将高度主题装载到视图中
1.关闭所有的主题显示。
2。单击添加按钮,在弹出的AddTheme对话框中选定AVTUTOR中的Spatial文件夹,并双击打开它.
3.将数据源类型(DataSourceType)改为栅格类型(GridData)。
3.双击dem将它加入当前视图.
4.显示dem主题.
例程五绘制等高线图
高程栅格主题和它的等高线可以显示很多地形方面的信息。我们可以观察到哪些区域较高,哪些区域较低?或者可以看出山谷的位置和山体表面的形状,通过这些,我们可以更好地理解影响产量的因素.
1.单击dem主题,使之激活。
2.从Surface菜单中选择CreateContours,使用默认值来形成等高线。
3。显示新产生的主题(ContoursofDem)。
(此处插入图4)
等高线排列密集的地方,说明高度变化大,或者是陡坡,等高线排列稀疏的地方,则刚好相反。
例程六创建坡度图
为了更清楚的观察景观的地貌,我们可以创建坡度图,对于某个地方土壤肥沃程度来讲,坡度是一个较为重要的因素,因为它可以显示土壤的侵蚀和土壤的沉积。
1.关闭ContoursofDem主题的显示。
2。单击Dem主题,使之激活。
3.从Surface菜单中选择DeriveSlope菜单项。
4。显示新产生的栅格主题Slopeof Dem.
(此处插入图5)
从图中我们可以看出,颜色较深的地方坡度较陡,可能引起土壤侵蚀和滑坡现象.
例程七创建坡向图
在纬度或者是海拔较高的区域,太阳的光照是影响作物产量的一大因素.在北半球,潮湿的南坡可以接受到更多的太阳光照,这就可以提高作物产量。1.闭所有主题的显示。
2.单击Dem主题,使之激活。
3.从Surface菜单中选择DeriveAspect菜单项。
4.显示新产生的栅格主题AspectofDem。
(此处插入图6)
坡向的单位是度,与指南针一样,北是0,东是90,南是180,西是270,从图中我们可以看到,在这个范围内,朝北的像元较少.
用图表显示产量和坡度的关系
为了确定产量和坡度的关系,我们首先改变坡度的分类,使它的分类数目增多,从而我们可以更清楚地看到他们两者的关系.
1.双击AspectofDem主题,打开图例编辑器。
2.单击Classify按钮,将分类数目改为12,然后按OK确认。
3.将ColorRamps改成FullSpectrum,并按Apply确认。
4.关闭图例编辑器。
5。单击Reclassof SurfacefromYield。txt主题,使之激活。
6.从Analysis菜单中选择HistogramByZone(区域直方图)菜单项.
7.从HistogramWithinZone(区域直方图)对话框中选择Value作为图表定义的字段,然后按OK确认.
8.选择AspectofDem作为图表中主题定义的字段。
9.放大产生的图表窗口,可以看清楚所有的图表项目。
(此处插入图7)
区域直方图汇总显示了某个连续变量的分布,如坡度在其他因子的不同类别的影响下,在这个例子中,指的是产量。该图显示了两个栅格主题间的关系。
从这个例子里我们看出,正南坡处(即度数为180的地方)作物产量不高,那是由于正南坡湿度不够,从而影响了农作物的产量。而偏南面坡向的区域如西面、西南面和东南面的区域农作物产量较高,北向区域作物产量最低。因此为了提高作物产量,可以给南坡灌溉。如果经过灌溉后产量还是过低,或者灌溉不方便,那么最好不要在南坡栽种.
土壤的化学成分和它与作物产量的关系
对农民来说,最好的事情莫过于在成本较少的情况下产量逐年增长,这就要用农业化学来解释了。为了了解需要哪种化学成分以及需要多少该成分,我们就需要研究一下产量与化学成分的关系。
土壤化学成分我们可以通过手动采样,然后在实验室里测得它的含量。然后我们将得到的数据和采样时GPS的定位数据结合在一起使用,利用这些数据,我们来创建包含所有区域的化学成分的栅格图。
将土壤中化学元素数据装载入视图
1.激活视图。
2。关闭所有视图的显示.
3.单击添加按钮,在弹出的AddTheme对话框中将数据源类型(DataSourceType)改为FeatureDataSource。
4.打开AVTUTOR中的Spatial文件夹,双击soilsamp.shp,添加到视图中。5.显示Soilsamp.shp主题。
创建有机物的平面分布图
土壤中的有机物有利于保持水土,还可以为作物的生长提供营养。
1.单击Soilsamp.shp主题,使之激活.
2.从Surface菜单中选择InterpolateGrid菜单项。
3.将输出的栅格主题范围和像素大小设成与Dem主题相同,然后单击OK确认.
4.将内插方式设为Spline,Z值字段设为Organic_m,然后单击OK确认。
5.激活新产生的主题Surfacefrom Soiosamp.shp。
6。从Theme菜单中选择Properties菜单项.
7。将主题名改成OrganicMatter,然后按OK确认。
8.显示新产生的主题OrganicMatter。
(此处插入图8)
从图中我们可以发现,有机物含量较低的区域刚好与土壤侵蚀比较厉害的区域重合,特别是在排水管的出口处。西南角有一处有机物含量最高,这恰好是土壤沉积的地方。
用图表显示有机物含量与作物产量的关系
1。单击Reclassof SurfacefromYield.txt主题,使之激活.
2.从Analysis菜单中选择SummarizeZones菜单项。
3.在SummarizeZones对话框中,选择Value作为区域字段,然后OK确认.4.在下一个对话框中,选择OrganicMatter作为汇总的字段。
5.选择平均数(Mean)作为统计方式。
(此处插入图9)
这个图表显示了在5个产量类型中每个类型的有机物的平均含量。我们发现作物产量低的区域有机物含量较低,而中间3类有机物含量较高,因此我们就可以得出有机物含量较高,则作物产量就比较高。而对于第5类来将,作物产量较高,而有机物的平均含量却较低,这可能受其他因素的影响.
例程八创建钾含量的表面图
钾元素可以促进土壤吸收营养,提高耐旱和抗病能力。
1。激活视图。
2.关闭所有主题的显示.
3.单击Soilsamp.shp主题,使之激活。
4.从Surface菜单中选择InterpolateGrid菜单项.
5.在输出栅格主题对话框中,将输出栅格图像范围和像元大小设成与Dem主题相同,然后按OK确认。
6。将内插方式设为Spline,Z值字段设为Soil_k,然后按OK确认。
7.激活新产生的栅格主题SurfacefromSoilsamp。shp。
8.从Theme菜单中选择Properties菜单项。
9。将主题名改成PotassiumContent,然后按OK确认.
10.显示新产生的主题PotassiumContent。
(此处插入图10)
我们可以发现,在该地块的中间区域钾元素的含量较高,这是一个土壤沉积区域,而且有机物的含量较高。
用图表显示钾元素含量与作物产量的关系
1.单击ReclassofSurfacefrom Yield。txt主题,使之激活。
2.从Analysis菜单中选择SummarizeZones菜单项。
3.从Summarizezones对话框中,选择Value作为字段,然后按OK确认。4.选择PotassiumContent作为汇总主题.
5.选择平均数(Mean)作为统计方式。
(此处插入图11)
与有机物与产量的关系一样,产量较低的区域钾元素含量较低,而在中间3类中,产量较高的区域对应的钾元素含量也较高。而对于第5类,作物产量较高,而
钾元素的含量却不是最高,这可能受其他因素的影响。
第五章显示栅格主题
显示是空间分析功能必不可少的一部分,通过表格和图表的显示,可以帮助我们分析空间关系、空间分布和发展趋势。它决定了你利用数据设计问题的方式以及解决问题的方式。但是表格显示和之间视图显示还是有一定的差别,如单单从表格中我们只能看到在某个区域中哪些可以成为鹿群的居住区,但是通过显示我们可以发现虽然某些区域适合鹿群居住,但是区域和区域之间是不相连的,而
鹿群不能从这个区域活动到另一个区域。因此现在我们要寻找的问题已经不再
是“有哪些区域适合鹿群居住?",而变成了“有哪些连续区域适合鹿群居住?”.
要学习本章,我们必须熟练掌握ArcView中视图的显示。
通过学习本章,我们可以掌握:
l如何让显示指导我们的分析
l如何定义栅格主题的图例
l如何更有效地显示数据
l如何分类像元值
l如何用符号来显示未知的数值(或空记录)
l如何用不同的颜色亮度来显示每一个像元值
利用显示来指导分析
要显示主题,我们首先要将主题添加到视图中。在ArcView空间模块中分析和转化的主题可以被自动加载,其余主题我们要通过单击添加主题按钮来添加。
栅格主题用完全填充的方式来表示,在图例编辑器中我们只能改变符号显示
的颜色。
由于栅格主题不能实时地改变投影,栅格主题在形成的时候已经具备了它
的投影方式和坐标位置,不能随意改变。如果栅格主题的投影方式不同与视图的
投影方式,那么栅格主题将不能被正确地显示.
选择最好的图例类型
为了选择正确的图例类型,我们需要了解栅格主题中的像元值是连续的还
是离散的,离散的数值通常代表被命名的或是被分类的信息,如乡镇名、土地利用
类型、土壤类型、邮政编码、道路类型和土地拥有者等等。它们经常被存储成整
型格网主题。连续的数值通常代表连续的现象,如人口密度、pH值、平均收入、最高速度、海拔高度和土地价格等等。它们既可以被存储成整型格网主题,也能被存储成浮点型格网主题.
例程一创建一个单一值的图例
1.双击栅格主题的图例,打开图例编辑器。
2。在图例类型中选择单一数值(UniqueValue)。
3.从字段列表中选择一个字段值。
4.可以从所提供的颜色方案中选择一种,或自己创建一种颜色。
5。单击Apply。
当栅格主题显示是,每一个像元被一种实心的颜色填充,通过图例每个像元包含一个用颜色代表的数值。我们可以把每个像元值设定成单一的颜色,或者可以把数值先进行分类,然后再用相同的颜色填充某一个类型。
例程二创建一个渐变色的图例
1。双击一个栅格主题的图例,打开图例编辑器。
2。在图例类型中选择渐变色(GraduatedColors)。
3。从字段列表中选择一个分类字段,ArcView会自动根据相同的间距把该字段分成9类,并且设定了一个默认颜色列表。
4.单击Classify按钮可以改变分类数目。
5。可以从提供的颜色列表中选择一组颜色,或者自己创建一组颜色。
6.单击Apply。
利用渐变色显示的海拔栅格图
在我们的栅格主题中,如果存储了一个连续的变量,如在某一区域范围内的
平均家庭收入,因为变量是以连续的方式记录,所以我们都用渐变色来表示这类栅
格主题。
将所有数值归类,显示新的分布方式
将像元值分类可以让我们更好地理解和探索我们的空间数据.如果我们用任
意颜色来表示一个在特定区域内人口总数的栅格主题,就无法清楚地看到相同
人口数目的区域.可是如果我们用单一色来表示相同的人口数目,即使有些区域
距离较远,我们也可以很清楚地看出人口数目相同的区域。
对于整型格网主题,我们可以采用五种分类方法:等面积分类、等间距分类、
自然分类、分位数分类和标准偏差。浮点型格网主题只能采用等间距分类和标准
偏差分类法,我们要根据数据以及所要得到的结果来选择我们的分类方法。我们
还可以在图例编辑器中手动输入类型的定义对数据进行分类。
如果我们要用等间距分类法对pH值进行分类,我们需要先了解该栅格主题
中pH值的最大值和最小值。如果我们用标准偏差分类法进行分类,我们需要将该
栅格主题中的像元值与平均值比较.
如何用符号表示未知数值
在栅格主题中,有一些范围是没有数值的,如我们研究的区域以外的范围。对
于空记录通常采用空图例的方法,在默认的状态下,如果有20%或更多的范围是
空记录,那么图例是透明的;因为透明像元的显示速度较慢,如果小于20%的范围
是空记录,那么我们就用黑色来表示。
如果我们要显示另一种数值,如空记录数值,我们不得不创建另外的格网主
题来显示,可以通过Analysis菜单中的Reclassify来完成。
改变格网主题中空符号的颜色
1.双击格网主题的图例,打开图例编辑器。
2.双击空符号,显示符号调色板。
3.在调色板中单击调色板颜色按钮 ,将颜色设为前景色,然后选择我们需要的颜色。
4.单击Apply确认,再关闭图例编辑器。
在视图的属性表中如何显示和隐藏空记录
1。双击格网主题的图例,打开图例编辑器。
2。单击图例编辑器中的空记录按钮 ,打开空记录对话框。
3。在是否在图例中包括空记录(IncludeNoDataClassinLegend)前面的小方框里打上钩,则显示空记录,否则就隐藏。
4.单击空记录对话框中的OK确认.
5.单击图例编辑器中的Apply.
设置栅格主题高度
利用另一个主题的数值,作为当前主题的亮度,就可以给该主题设置出显示高度。我们不仅能看到空间分布的变化,还可以看到它如何变化.这种方法可以观察到两个栅格主题的关系,如土地利用和地形。
在栅格主题的图例中改变颜色亮度来显示各个类别
1.双击栅格主题的图例,打开图例编辑器.
2.单击图例编辑器中的Advance按钮。
3.从主题列表中选择一个亮度主题。
4.改变亮度的最大值和最小值。
5.单击OK确认。
6.再单击图例编辑器中的Apply。
除了地形可用亮度来表示,我们还可以用亮度来表示任何连续的数据集,如距离、密度、覆盖率等等。如我们可以用每个像元距离某一条道路的远近作为亮度主题,来重新显示土地利用图。
第六章探索栅格主题
在前一章,我们已经看到在进行空间分析和操作前后进行显示的用处.但是在视图中显示不是唯一的方法。我们可以一边在视图中显示空间关系,还可以在图表和表格中查询其它要素的信息,另外,我们也可以在直方图中显示数据.ﻫ在本章,我们可以学到:
如何查询单个像元的属性值
如何汇总统计分析一个栅格主题的数值
如何显示一个整型栅格主题的表格
如何将像元归类
如何创建像元值的直方图
如何在一个表面栅格主题中描绘等值线
例程一查询单个像元的属性值
在前几章中,我们已经通过显示看到了一些数据.如海拔高度可以由一系列不同的颜色来显示,每一种不同的颜色表示数值的不同,我们还可以得到等高线。
但是不管是哪种显示方式,我们都无法得到某一个特定位置的准确的高度值。
每一个像元的数值代表特定地理信息的形状或特征。点击查询工具将会返
回像元值,还同时显示该像元点的x和y坐标。
步骤:
1.单击我们所要操作的主题,并使之激活。
2.单击查询工具。
3。单击视图中的某一像元,查询结果对话框将会显示。在对话框的左边,显
示的是激活的栅格主题以及像元的x和y坐标;在右边,显示的是该像元的像元值
以及其它属性信息。如果我们同时激活了多个主题,那么左边列表中将出现多个
主题及其对应的x和y坐标,我们用鼠标点击不同的主题,就可以在右边不同的信
息。
例程二汇总统计栅格主题属性
了解属性数据的变化范围可以帮助我们更好地阐述问题。如果在我们的数
据集中,最长的距离仅有9公里,那么查询10公里以外的数据是没有任何意义的。
我们还可以找出数据在一定数值范围内的分布区域.通过计算平均值我们可以了
解大多数数据落在哪些区域,通过计算标准差我们可以知道像元分布的离散性。
步骤:
1.双击一个栅格主题的图例,使之激活。
2.单击Statistic按钮,打开统计对话框.该对话框显示了对激活主题像元值
的汇总统计.对于一个整型格网主题,我们还可以得到任何字段的属性统计。
例程三显示整型主题的属性表
通过查询我们可以实时地了解某个像元的属性值,通过表格我们可以同时
观察到所有像元的属性值。
步骤:
1.单击我们所需查看的整型主题.
2.单击打开表格按钮,将会打开当前主题的属性表。
我们随时可以将整型格网主题的属性信息添加到属性表中,需要注意的是,必须保证所有像元值相同的像元在属性表中的记录必须相同。
例程四根据属性选择像元
选择一些像元可以观察到一些具有特定属性信息的像元的分布.当我们选中整型格网主题中的一个记录,那么在表格中,它会呈高亮显示,同时在视图中具有对应像元值的像元也会呈高亮显示。因为表格中的某一像元值在视图中有多个像元的值与之对应,所以这些像元均高亮显示,但是,我们不能直接在视图中选中这些像元。
用选择工具从表格中选中像元
1.单击整型格网主题,使之激活。再单击打开表格按钮。
2。单击选择工具。
3.在属性表中单击我们需要选中的属性值,这些记录将呈高亮显示。在视图中对应的像元也呈高亮显示。如果要选择同时选中多个属性值,我们可以按下Shift键,同时用鼠标选择多个属性值就可以了。
利用查询工具根据属性选择像元
1.单击整型格网主题,使之激活。
2。单击查询按钮。
3。输入查询条件,于是符合条件的像元将在视图中高亮显示.
例程五利用直方图显示属性
通过直方图我们可以将不同类别的像元在图表中进行比较.如果我们的格网主题代表的是一个连续的变量,我们可以利用直方图比较不同土地利用类型的数据集的像元数。
在栅格主题中创建所有像元的直方图.
1.单击栅格主题,使之激活。
2.单击直方图按钮 . ﻫ另外我们还可以用多边形、点、线来选定区域,再用直方图显示。如我们可以在消防队距离在3.5里以内的区域来统计以下各种土地利用类型的像元数。
创建一个与选定形状相交的格网主题的直方图
1.选择画图工具 ,选定一个点,如果我们已经有了特定的区域范围,如多边形、圆等形状,务必要选中它.
2.单击格网主题,使之激活。
3.单击直方图按钮。
创建直方图的第三种方法是利用另一主题中的点、线和多边形还定义要汇总统计的范围。这些形状不仅能定义区域,而且它的属性还可以决定如何在直方图中组织数据,不同属性的数据可以归成独立的一类.这样我们就可以观察在另一个主题定义的范围内当前格网主题中每一类的像元数。如我们可以用一条时速限速为45公里或65公里的道路作为划分形状,来查看不同土地利用类型的像元数。然后我们就可以在同一个直方图中比较与最大时速不同的道路相交的土地利用类型。
用另一个与当前主题相交的主题中的形状来定义得出直方图。
1.单击含有划分区域的主题,选种该划分区域,如果没有选中划分区域,则所有的范围都作为创建直方图的范围.如在道路主题中,我们要选定一定的道路,限速为45公里/小时的,或65公里/小时的。
2.从Analysis菜单中选择HistogramBy Zone。
3。选择划分形状的一个字段,作为直方图分组的根据,如在例子中,我们可以选择最大时速作为分组的标准,那么限速为45公里/小时和65公里/小时的道路将直方图分成两组。
4.然后选择要创建直方图的主题,则直方图就创建完成了。
例程六在格网主题中描绘等值线
在一条等高线或等值线上代表相同的数值,它经常代表表面上的某一个固定的量,如海拔高度和人口密度.一条等高线可以让我们更直观地看到表面的详细数据,这在栅格图中是无法看到的。
在格网主题上绘制一条等高线
1.单击格网主题,使之激活。
2.单击等高线工具.
3.用鼠标单击图中我们要观察等高线的位置,则就绘制了一条等高线。而且在状态栏中我们可以看到这条等高线的数值。
我们还可以将已绘制的等高线加入到其他主题中,并把等高线的数值加入其属性表中。
直接将等高线加入到新视图中
1.从View菜单中选择NewTheme菜单项。
2.选择Line(线)作为主题类型,然后按OK确认。
3.为新主题设定路径和目录,按OK确认。
4.单击我们已创建等高线的格网主题,使之激活。
5.单击等高线工具。
6.用鼠标单击需要绘制等高线的位置。则创建好的等高线就自动加入到新视图中,而且等高线的数值也已自动加入到新视图的属性表中.
7.在新视图中停止绘制等高线,单击新视图使之激活,从Theme菜单中选择StopEditing,然后在提示时单击OK保存编辑。
第七章空间分析功能
在前几章我们已经学习利用空间分析功能来分析各种各样的问题。本章我们将详细描述空间分析中不同的操作方法和有用的功能,可以帮助我们选择正确的功能。同样,每次我们建模后,我们可以参照本章,快速地查询空间分析的工具。
在这一章中,我们可以学到:
空间分析模块完成的功能
每个功能可以解决的问题
每个功能解决问题的方法
为了更快地熟悉各种不同的功能,我们把每个功能都归纳入功能群中,功能群的名字就是黑体表示的小标题。各个独立的功能片段用一个例子来说明它是如何工作的,并且提供了一系列它能解决的问题.在每节后面,都附有两项内容:编程实现和菜单实现.
例程一距离分析
距离分析是计算每一个栅格与指定目标中最近目标的距离,并绘制成图.在下
面例子中,我们它来分析水源污染情况,则要先计算每一个像元与离它最近的水
井的距离。
在图中,黄色部分表示和水井距离较近的区域,而深蓝色的表示和水井距离
较远的区域。
由于污染,我们还要观察每口井方圆1000米以内的范围,因为一旦在这个范
围内有污染,那么水源质量将受到影响。我们利用MapQuery工具来创建1000
米的缓冲区。
图中红色区域表示离水井1000米内的范围,在这个范围内有污染将会直接影
响到水质的距离
距离分析功能的应用:
| 与紧急救生飞机最近的医院的距离 在一个特定区域内识别出同一价格的所有房屋 在湿地保护区内,是否应该建立一个人工瀑布 寻找离火灾发生地距离为500米的所有消防栓 |
实现方法:
菜单选择:从Analysis菜单中选择FindDistance菜单项。
编程实现:EucDistance
例程二邻近分析
邻近分析是把每一个栅格划分到最近的指定源中,距离是欧几里德距离.如对
一个消防系统,邻近距离将根据最近原则确定每一个消防龙头的服务范围。
邻近分析的应用:
| 分析5 家商店的服务范围 分析一些移动电话发射塔的服务区域 |
实现方法:
菜单选择:从Analysis菜单中选择AssignProximity,并在对话框总确定输出范围、栅格单元尺寸以及行列数,选择栅格赋值的字段,最后将产生栅格图.
编程实现:EucAllocation
例程三权重距离分析
权重距离分析是寻找每一个栅格到指定源的最少成本,这种成本可以是时
间、金钱或者是某一种优先选择。这个功能计算的距离指的是花费成本,而不是
图像单元。
如我们可以考虑在森林中开辟一条道路,如何才能做到最小的花费来完成。
权重距离分析主要是为道路分析做准备的,通过道路分析才能得出最终结果。为
了计算最小累计花费,我们需要一个源主题和一个有关花费的栅格主题。如图中
所示,道路的起点,就是我们研究的源主题。
对于通过一个独立的栅格,每一个花费主题都提供一个独立的花费成本(即阻
碍力)。如我们为了计算道路建设的成本,那么将有三个因素会产生影响:土地利
用、坡度、土壤。为了将数据标准化,我们要把所有的因素根据它们自身对道路
建设成本的影响重新分类,并划分成0-10的范围,然后我们再把各个栅格叠加,得到通过每个栅格的总花费成本.
利用花费成本主题,权重距离功能将产生一个栅格主题,依次显示从最少的成本到最大的成本.