Spatial Analyst 工具箱的功能

需要 Spatial Analyst 许可。

ArcGIS 中的 Spatial Analyst 扩展模块通过大量地理处理工具提供各项功能。您可以逐一使用这些工具来完成特定的具体任务。如果需要对多个输入执行相同操作或者运行一系列操作以对复杂的空间关系进行建模和分析，则可通过在模型或脚本环境（例如 Python）中运行地理处理工具以自动执行工作流。

• 什么是地理处理？

Spatial Analyst 中提供了多种不同的分析功能。这些功能将根据功能的相关性分类为多个功能组，然后划分为相应的地理处理工具集。下表列出了这些工具集，并对每个工具集所提供的功能进行了简要介绍。

Spatial Analyst 工具集

工具集	说明
条件分析	使用“条件分析”工具可根据对输入值应用的条件来控制输出值。可应用的条件为属性查询或基于列表中条件语句位置的条件。 简单属性查询可为以下情况：如果某一像元值为负数，则会将此值指定为 0；否则，将保留此位置的原始值。
密度分析	通过计算密度，将向表面上的各个位置指定输入值。将每个采样位置（线或点）处的这一量值分布在整个场景中，并计算输出栅格中每个像元的密度值。 例如，密度分析可以将人口数量指定到城镇中心并以更接近实际情况的方式将人口分布在整个场景中。
距离分析	“距离”工具可用于执行考虑直线或加权距离的分析。距离可以通过简单的成本（摩擦）表面或以考虑对移动的垂直和水平限制的方式进行加权。创建距离和方向栅格后，这些结果可用于确定源和目的地之间的最佳路径。 “距离分析”工具的一种应用示例是确定是否存在以下情况：翻越山岭通过直线路径前往目的地所需的距离可能更短，而实际上绕过山岭前往目的地将更快且更为容易。
提取分析	“提取分析”工具可用于根据像元的空间位置或属性来提取（裁剪）像元的子集。可根据特定的形状（例如，圆形或多边形）来识别此位置。对属性值执行的逻辑查询可用于定义要提取的像元。 例如，从表面栅格提取高程值大于 100 米的像元。
栅格综合	某些情况下，栅格数据集包含错误数据、与当前分析无关的数据或详细程度超出需要的数据。“栅格综合”工具有助于识别此类区域，并为组成这些区域的像元自动指定更为准确的值。 例如，如果某一栅格数据集通过对卫星影像进行分类获得，则此栅格数据集可能包含很多分类错误的相互独立的小块区域。可使用“栅格综合”工具清除这些数据。
地下水分析	“地下水分析”工具可用于对地下水中的成分构建基本的对流-扩散模型。 这些工具的一种典型应用是确定某种泄漏的化学物质是否可能对提供饮用水的井造成污染。
水文分析	“水文分析”工具用于模拟高程表面上的水流。您可以使用这些工具创建河流网络、确定流域盆地和模拟洪水事件。
插值分析	表面插值工具用于根据采样点值创建连续（或预测）表面。虽然栅格数据集的连续表面表示通常用于表示高程（高度），但是它还可表示其他现象，例如，土壤 pH 值、污染浓度或噪声。
局部分析	“局部”工具会将输出栅格中各个位置的值作为多个输入栅格中对应像元位置的输入值的函数。输出值可以是基于输入计算所得的统计值，也可用于识别输入值的唯一组合。 例如，您可以使用一组年降水量栅格计算出 10 年间的平均降水量或多少个年份的降水量超过 650 毫米。
地图代数	可将“地图代数”表达式输入到栅格计算器工具中以执行空间分析。
数学分析	可将一整套数学运算应用于栅格。这些工具可用于对输入栅格中的值进行算术操作或逻辑计算。
多维分析	多维分析工具可实现跨多个变量和维度对科学数据进行分析。
多元分析	多元统计分析可用于探查多种不同类型的属性之间的关系。可用的多元分析主要有两种类型： 分类（监督分类和非监督分类） 主成分分析 (PCA) 除这些分析之外，还有一系列用于对分析过程中的各个步骤进行评估的工具。 “分类”通常用于将多波段影像数据处理为一个已分类的栅格，例如土地覆被图层。例如，可以使用 PCA 根据降水量、土壤类型、坡向和温度（自变量）预测各个位置的生物量（因变量）。
邻域	“邻域分析”工具可基于各像元位置的值和在指定邻域中确定的值为各像元位置创建输出值。“邻域分析”工具的目标在输入栅格中不断变化，此工具将为各像元计算输出值，然后继续移动到下一个邻域。邻域可分为两种类型：重叠邻域和非重叠邻域。 在重叠邻域类型的运算（也称为焦点运算、卷积插值运算或移动窗口运算）中，将对输入中的每个像元进行遍历。将使用特定像元值以及此像元周围指定邻域内所包含的像元的值计算输出值。将对输入中的每个像元重复执行此运算。 在非重叠类型邻域的运算中，将针对邻域所组成的一块像元区域执行计算。计算出输出值后，输出值将被写入到输出栅格中该像元区域内的所有像元。将对相邻的下一个非重叠像元区域重复执行此运算，直至将所有输入处理完毕。 例如，焦点统计工具可用于计算输入栅格中每个像元周围 3 x 3 邻域内的平均值或找到其中的最大值。
栅格创建	“栅格创建”工具用于创建新栅格，新栅格中的输出值将基于常量值或统计分布。分布有两种类型：随机分布或正态（高斯）分布。
重分类	对数据进行重分类即采用新的输出像元值替换输入像元值。 可以按单个值、范围、间隔或面积对数据进行重新分类。您还可以通过备用值进行重新分类。 对数据进行重分类的一些常见原因如下所示： 根据新的信息替换单个值 将某些值集合到一起 将值重分类到同一范围 将特定像元值指定为 NoData 为 NoData 像元设置值
影像分割和分类	使用影像分割和分类工具，可准备要在创建分类栅格数据集时使用的分割栅格。
太阳辐射	您可以使用“太阳辐射”分析工具计算某个地理区域或特定点位置的日照入射量（总辐射量、直射辐射量和散射辐射量）。您可以使用输入表面 DEM 来确定指定时间段内某研究区域接收到的太阳辐射能总量。
表面分析	您可以使用“表面分析”工具获取有关表面数据集的新信息。对于每个位置，您可以确定表面的角度（坡度）、最陡下坡方向（坡向）或表面的二阶导数（曲率）。 您还可以生成与值相等的各个位置（等值线）相连接的线数据集，创建地貌晕渲，计算两个表面之间的体积变化，以及确定位置的可见性。
区域分析	将通过所有具有相同值的输入像元定义一个区域。可以计算各区域中像元的各种统计数据，还可以确定区域的指定几何测量值。区域可用于确定面积或其他数据集中值的分布。 例如，您可以使用“区域分析”工具计算栅格中各个区域的周长，或确定各个地块（区域输入）范围内濒危物种的数量（值输入）。