栅格数据的空间分析

时间：2026-01-21

第六章栅格数据的空间分析

栅格数据结构简单、直观，非常利于计算机操作和处理，是GIS常用的空间基础数据格式。基于栅格数据的空间分析是GIS空间分析的基础，也是ArcGIS空间分析模块（Spatial Analyst）的核心内容。ArcGIS空间分析模块（Spatial Analyst）提供了一个范围广阔且功能强大的空间分析和建模工具集，它允许用户从GIS数据中快速获取所需信息，并以多种方式进行分析操作，包括距离制图、密度制图、表面生成、表面分析、统计分析、重分类、栅格计算，等等。本章将对ArcGIS栅格数据空间分析模块从原理到实现作详细的说明，并附以具体实例，引导读者更好的应用。

6.1 设置分析环境

加载空间分析模块，为分析结果设定工作路径、单元大小、分析范围、坐标系统是完成空间分析的先决条件。

6.1.1加载分析模块

空间分析模块（Spatial Analyst）是ArcGIS外带的扩展模块，虽然在ArcGIS安装时自动挂接到ArcGIS的应用程序中，但是并没有加载，只有获得了它的使用许可后，才能加载和有效使用。

加载Spatial Analyst模块的操作过程如下：

图8.1 加载

Spatial Anaslyst

1. 启动ArcMAP；

2. 单击Tools菜单下的Extensions，选择Spatial Analyst，单击Close按钮，如图8.1所示；

3. 在ArcMap菜单区，单击鼠标右键，选择Spatial Analyst工具。Spatial Analyst工具出现在ArcMap视图中。

6.1.2设置工作路径

ArcGIS空间分析的中间过程文件和结果文件均自动保存到指定的工作目录中。缺省工作目录通常是系统的临时目录。此外，空间分析模块中提供了Option选项，可以设置新的工作目录。

设置步骤如下：

1．单击Spatial Analyst菜单下的Option命令，打开Option对话框；

2．选择General标签（图8.2）；

3．在Working Directions文本框中输入目录全名或单击Browse按钮指定目录；

4．单击确定按钮，完成设置操作。

图8.2 设置工作路径对话框

6.1.3设置单元大小

栅格数据由单元组成。单元是代表区域特定部分的方块。单元按行列排列，组成了一个笛卡儿坐标系，并且所有的单元是同样大小的。单元大小（Cell Size），也称分析解析度，指栅格数据空间分析中分析结果的缺省栅格单元大小。栅格数据的空间分析就是在每一个栅格单元的基础上进行的。单元大小可以是分析需要的任意值。选择合适的单元大小，对实现空间分析非常重要。如果单元过大则分析结果精确度降低，如果单元过小则会产生大量的冗余数据，并且计算速度降低。

单元大小的设置过程如下：

1. 单击Spatial Analyst菜单下的Option命令，打开Option对话框；

2. 选择Cell Size标签（图8.3）；

3. 单击Analysis cell size下拉箭头，选择合适选项：

（1） Maximum of Inputs：输入栅格数据集中最大的单元值；

（2） Minimum of Inputs：输入栅格数据集中的最小单元值；（3） As Specified Below：采用Cell size文本框输入的单元大小，或由Number of rows（栅格数据集行数）和Number of columns（栅格数据集列数）计算的单元大小值；

（4） Same as layer “***”：与“***”（ ***指ArcMap视图中已经加载的栅格数据）同栅格单元大小；

（5）也可单击browse按钮选择其它栅格数据，以它的栅格单元大小作为分析栅格单元大小。

4. 单击确定按钮，完成操作。

图8.3设置单元大小对话框

6.1.4设置分析区域

区域指一组相互邻接的单元。在栅格数据的空间分析中，有时需要指定最大的分析范围，并且在这个范围中，一些区域不需要参与分析。在ArcGIS中，分析区域的设定包括以下两方面内容。