ArcGIS表面分析

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1、表面分析来源：互联网表面分析主要通过生成新数据集，诸如等值线、坡度、坡向、山体阴影等派生数据，获得更多的反映原始数据集中所暗含的空间特征、空间格局等信息。在ArcGIS中，表面分析的主要功能有：查询表面值、从表面获取坡度和坡向信息、创建等值线、分析表面的可视性、从表面计算山体的阴影、确定坡面线的高度、寻找最陡路径、计算面积和体积、数据重分类、将表面转化为矢量数据等。一栅格插值一般情况下采集到的数据都是以离散点的形式存在的，只有在这些采样点上才有较为准确的数值，而其它未采样点上都没有数值。然而，在实际应用中却很可能需要用到

2、某些未采样点的值，这个时候就需要通过已采样点的数值来推算未采样点值。这样的一个过程也就是栅格插值过程。插值结果将生成一个连续的表面，在这个连续表面上可以得到每一点的值。栅格插值包括简单栅格表面的生成和栅格数据重采样。通过栅格插值运算生成栅格表面是栅格空间分析中很重要的一部分，很多操作都将基于离散点插值生成的表面来进行。用来插值的离散点可以是多种数据，例如，空气污染指数，土壤有机质含量，或离散高程点。在ArcGIS9栅格分析模块中，通过栅格插值运算生成表面主要有三种实现方式：反距离权重插值，样条函数插值和克里格插值，如图1

3、所示。图1栅格插值方法下面以一组土壤元素PH值的插值来逐一说明在SpatialAnalyst中三种表面生成插值的实现过程。1.反距离权重插值（IDW）（1）在SpatialAnalyst下拉菜单中选择InterpolatetoRaster，在弹出的下一级菜单中点击InverseDistanceWeighted命令,弹出IDW对话框，如图2。图2IDW对话框（2）在Inputpoints的下拉菜单中选择被用来进行插值的离散点数据；（3）在Zvaluefield的下拉菜单中选择要加入的字段；（4）在Power栏中填入进行插值

4、计算的幂值；幂值就是距离的指数。如幂指数为2时则进行反向距离平方插值。幂指数是一个正实数，其缺省值为2。（5）在Searchradiustype栏中选择一种搜索半径设置类型；1)Variable：当选择此项时,搜索半径由下面两两个量来控制，，Numberofpoints和Maximumdistance。首先在Numberofpoints中输入搜索的最近点的个数（缺省值为12），然后在Maximumdistance中输入一个控制距离。如果最近点的个数超出控制距离，则将会以控制距离为限制来选取较少的点；2)Fixed：当选择

5、此项时，搜索半径由下面两个量来控制，Distance和Minimumnumberofpoints。首先在Distance中输入搜索半径距离（缺省值是输出栅格大小的五倍），然后在Minimumnumberofpoints中输入控制插值点个数的最小整数值。如果搜索半径距离内的点个数小于插值点个数的最小整数值，则搜索半径自动增大。（6）Usebarrierspolyline为可选项，输入中断线文件。barriers是在插值中，如有某些地方出现异常，（如某些断裂带），而要求插值时考虑到这样的因素，所设置的选项。它是一个打断表面的

6、线特征。这一线特征没有Z值。悬崖，峭壁，堤岸或某些障碍都是典型的barriers。barriers限制了插值计算，它使得计算只在线的两侧各自进行。而落在线上的点则会同时参与线两侧的计算。（7）Outputcellsize：指定输出结果的栅格大小；（8）Outputraster：为输出结果指定目录及名称；（9）点击OK按钮。生成结果如图3所示。图3IDW插值2.样条函数插值（SPLINE）样条函数插值采用两种不同的计算方法，Regularized和Tension。如选择Regularized，它将生成一个平滑、渐变的表面，

7、得出的插值结果很可能会超出样本点的取值范围。如选择Tension，它会根据要生成的现象的特征生成一个比较坚硬的表面，得出结果的插值更接近限制在样本点的取值范围内。同时，计算过程中，除了需要选择不同的计算方法，还需要在每种方法中设定一个合适的权重（weight）。选择Regularized时，他决定了表面最小曲率三次导的权重。权重越高表面越光滑。可能用到的典型值有：0、0.001、0.01、1和5。选择Tension时，他决定了Tension的权重。权重越高，表面越粗糙。可能用到的典型值有：0、1、5和10。样条函数插值过

8、程如下：（1）在SpatialAnalyst下拉菜单中选择InterpolatetoRaster,在弹出的下一级菜单中点击Spline，出现Spline对话框，如图4，以下所有设置如图中所示。图4Spline对话框（2）在Inputpoints的下拉菜单中选择被用来进行插值的离散点数据；在Zvaluefield的下拉