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中增加了一组全面的高级空间建模和空间分析工具，应用ArcGIS Spatial Analyst，用户可从现存数据中得到新的数据，分析空间关系和空间特征，应用空间分析模块可以进行：
1、距离制图（Distance）：直线距离函数（Straight Line）、分配函数（Allocation）、成本距离加权函数（Cost Weighted）、最短路径函数（Shortest Path）。
2、密度制图（Density）：密度制图中内插的是密度，也是就是每个栅格的值不是绝对值，而是用绝对值除以了搜索范围的面积。
3、栅格插值（Interpolate to Rastor）：反距离权重插值（Inverse Distance Weighted）、样条函数插值（Spline）、克里格插值（Kriging）。
4、表面分析（Surface Analyst）：等值线提取（Coutour）、坡度提取（Slope）、坡向提取（Aspect）、山体阴影提取（Hillshade）、视域分析（Viewshed）、填挖分析（Cut/Fill）。
5、统计分析：单元统计（Cell Statistics）、邻域统计（Neighborhood Statistics）、分区统计（Zonal Statistics）。 6、重分类（Reclassify）。 7、栅格计算（Rastor Calculator）。 8、栅格和矢量数据转换（Convert）。
ArcGIS Spatial Analyst被紧密的集成在ArcGIS Desktop地理数据处理环境中，因此一些复杂的分析问题的解决比以往更加容易。地理数据处理模型不仅易于创建和执行，并且是独立存档的，使得用户能够迅速理解所进行的空间分析处理。
ArcGIS 3D Analyst模块，能够对表面数据进行高效率的可视化和分析。使用ArcGIS 3D Analyst，用户可以从不同的视点观察表面，查询表面，确定从表面上某一点观察时其他地物的可见性，还可以将栅格和矢量数据贴在表面以创建一副真实的透视图。ArcGIS 3D分析扩展模块的核心是ArcGlobe应用程序。ArcGlobe提供浏览多层GIS数据、创建和分析表面的界面。同时，ArcGIS 3D Analyst提供了三维建模的高级GIS工具，比如挖填分析，可见分析以及地表建模等。
ArcGIS Geostatistical Analyst模块，是ArcGIS Desktop的一个扩展模块，它为空间数据探测、确定数据异常、优化预测、评价预测的不确定性和生成数据面等工作提供各种各样的工具，其主要能够完成探究数据可变性、查找不合理数据、检查数据的整体变化趋势、分析空间自相关和多数据集之间的相互关系以及利用各种地统计模型和工具来做预报、预报标准误差、计算大于某一阈值的概率和分位图绘制等工作。ArcGIS Geostatistical Analyst是一个完整的工具包，它可以实现空间数据预处理、地统计分析、等高线分析和后期处理等功能，同样包含交互式的图形工具，这些工具带有为缺省模型设计的稳定性参数，这样可以帮助初学者快速的掌握地统计分析。地理统计分析模块使得ArcGIS的数据管理、可视化、和图形工具之间更加协调，是GIS应用者一个强有力的地理统计分析工具。
ArcGIS Network Analyst模块，可以帮助用户创建和管理复杂的网络数据集合，并且生成路径解案。ArcGIS Network Analyst 是进行路径分析的扩展模块，为基于网络的空间分析（比如位置分析，行车时间分析和空间交互式建模等）提供了一个完全崭新的解决框架。这一扩展模块将帮助ArcGIS Desktop用户模拟现实世界中的网络条件与情景。ArcGIS NetworkAnalyst模块能够进行行车时间分析、点到点的路径分析、路径方向、服务区域定义、最短路径、最佳路径、邻近设施、起始点目标点矩阵等分析，其使用户能够使用地理网络来解决多种多样的问题，使诸如寻找最高效的旅行路线，生成旅行向导，或者发现最邻近设施等任务变得方便快捷。
ArcGIS Tracking Analyst模块，提供时间序列的回放和分析功能，可以帮助现实负载的时间序列和空间模型，并且有助于在ArcGIS系统中与其他类型的GIS数据集成的时候相互作用。其可以回放历史数据，基于一定原理的制图，数据中的时间模型，在GIS系统中积分时间数据，平衡现有的GIS数据来创建时间序列可视化，创建分析历史数据和实时数据变化的图表。ArcGIS Tracking Analyst扩展了ArcGIS桌面功能，增加了时间序列及其变化的实时可视化。 ArcGIS9中还有若模块包含有某种空间分析功能的模块，如立体分析模块等，这里不能一一列举。
栅格数据和非栅格数据的复合应用是GIS应用中的一个趋势，目前多数GIS软件关注的是矢量数据的分析和应用。随着GIS和遥感以及DEM的不断发展，栅格数据在GIS中将扮演越来越重要的角色。这几天，兔八哥认真的学习了一些这方面的知识，并正在学习ArcGIS Spatial Analyst，下面将学习心得和大家共享。对于这个模块，兔八哥也是初学，难免会出现问题，请大家指正！ 第一节 空间分析扩展模块简介 1.1 简介
ArcGIS空间分析扩展模块提供了功能强大的空间建模和分析工具。利用这个扩展模块可以创建基于栅格的数据，并对其查询，分析，绘图。在空间分析模块中我们可以采用的数据包括影像，Grid以及其他的栅格数据集。
1.2 空间分析扩展模块功能
下面列举一些使用该模块可以实现的功能： · 根据要素生成Arcinfo Grid
· 从要素按照一定距离或临近关系生成Raster · 由点状要素生成密度栅格图 · 由离散要素点生成连续表面
· 根据要素派生出等高线，坡度图，坡向图和山体阴影 · 进行基于栅格数据的分析
· 同时在多个栅格数据上进行逻辑查询和代数运算 · 进行临域和区域分析 · 进行栅格分类和显示 · 支持很多标准格式
1.3 空间模型
模型就是把源域的组成部分表现在目标域中的一种结构。源域中被表现的部分可以是实体，关系，过程或者其他感兴趣的现象。建模的目的就是对源域的简单化和抽象化。因此空间建模就是对地面上的地理实体进行简单和抽象化进行表示的过程。模型有两类：表征模型和过程模型。前者是用来描述物体，而后者则关注是物体间的相互作用和描述过程。GIS过程模型，它可以使用一个流程图来表示。
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ArcGIS空间分析模块学习指南(二) 第二节 在ArcGIS中进行空间分析 ２．１ 分析环境设置
在进行空间分析前，必须对设定分析范围，存储形式，存储使用的坐标系统，输出Grid的大小，缺省的输出目录。下面将一一对此进行说明（这些设置是在Sptial Analyst工具条---->Spatial Analyst菜单---->Options中设置） 坐标系统
和矢量数据类似，没有校准的栅格数据是没有太大使用价值的。很多基本的空间分析操作都要求你的数据指定坐标系统。同时可以指定输出结果的坐标系统。如下图所示，分析输出将可以采用输入数据的坐标系统或者当前数据框的坐标系统。
输出栅格形式
缺省情况下，大多数的空间分析操作生成的栅格是ArcInfo的Grid格式，生成的Grid有临时和永久两种形式。这个在后面的部分中将详细讲到。Grid的名称最多12个字符，而且在中间不允许空格，只允许包括A~Z和0~9，这些字符（这个和Coverage的存储类似，经常我们生成的Coverage有问题，可能就是因为名称或者路径中出现了空格，兔八哥注）。 设置分析范围
在空间分析Options中，可以设置空间分析的范围，可以用户指定坐标范围，一般情况是选择等同于某个图层的空间范围或者当前显示范围
设置Cell大小
在空间分析中，分析结果缺省的cell大小为输入数据的最大cell的大小，用户可以指定cell大小或者指定输出cell等同于输入的某个数据的cell大小。兔八哥提示你，减小cell的大小可以提高数据的精度，但是数据量会以二次方增长。如果你指定的输出cell大小小于输入分析数据的cell大小，得到的所谓精度是没有意义的。
除了上述设置外，还要对工作目录进行设置和分析Mask（掩码），分析掩码是用来标识分析中操作的部分，所以分析掩码中的空值单元将被屏蔽掉。
【转】ArcGIS空间分析模块学习指南(三、四、五、六、七、八)---表面分析工具
2.2 表面分析工具
在ArcGIS提供的空间分析工具中，最常用的就是表面分析工具，首先和兔八哥一起看看表面分析吧。ArcGIS提供了我们常用的表面分析功能：生成等值线(Contour)，坡度(Slope)，坡向(Aspect)，山体阴影(hillshade)，可视范围(Viewshed)以及工程上常用的计算土方量（Cut/Fill）,这些功能的原理大家可以参考《地理信息系统基础》龚健雅 科学出版社 2002.
2.2.1 生成等值线(Contour)
首先我们一起看看什么是等值线，所谓等值线就是连接等值点的线段，比如我们常见的等高线，等温线等等。关于等值线的详细情况大家可以随便找一个GIS书看看就明白了。使用等值线可以很容易的看出趋势变化，比如从等高线上很容易看出山谷，山脊以及地形的起伏。下面我们一起看看如何利用Raster(Grid)生成等高线。
Step 1:首先，打开下载数据中的surface.mxd这个地图文档。地图文档中有两个图层，其中可视的为elevgrid图层，它是Gird格式，用来表示地面高程。我们就要根据它来创建等值线。 Step 2:设置分析环境 在进行空间分析前，必须对设置分析环境。在Spatial Analyst工具条中，Spatial Analyst菜单下，点击Options。设置你的工作目录；设置Extent为\as Layer elevgrid\设置Cell Size \as Layer elevgird\
Step 3: 生成等值线 在Spatial Analyst菜单--->Surface Analysis---->Contour，出现下面这个控制面版，在Input Surface 中选择输入的Raster,Contour interval表示等高线间的差值，Base contour表示启始等高线，一般采用却省0。Z facotor表示方向控制，兔八哥从来没用过。下面就是输出的位置和文件名了。
Step 4:等几秒后，结果出来了，如下图所示。呵呵，是不是很简单呀。