>

【转】ArcGIS空间深入分析模块学习指南(一、二

- 编辑:6165金沙总站 -

【转】ArcGIS空间深入分析模块学习指南(一、二

近期美国国家研究院出版了权威报告《Rockfall Characterization and Control》,对兰恒星研究团队的关于地质灾害过程模型的研究成果进行了引用。美国国家研究院是美国最高学术团体的总称,对美国及世界的科学研究、技术创新和科学技术政策具有广泛影响力,由美国国家科学院;美国国家工程院;美国国家医学院;美国国家科学研究委员会等部门构成。

  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

近日,中科院公布了2010年度“百人计划”入选者终期评估结果,地理资源所兰恒星研究员在评估中获得“优秀”。

此报告由美国国家研究院的六大研究机构之一的美国交通研究委员会编写。报告的第九章“滚石/崩塌模型与预测”中对目前国际上的几个三维主流模型进行了评论和总结,其中对兰恒星团队研究开发的滚石/崩塌过程模型 进行了详细的引用和评价,包括了模型的概念模型、模型算法、模型实现及分析应用等各个方面。

 
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。

兰恒星研究员致力于多尺度岩体变形破坏机理、滑坡动力过程模型与风险分析研究,提出了多尺度岩体变形破坏的微观几何结构异质性控制理论,创建了国际上首个集成GIS系统的三维分布式崩塌/滚石动力学过程模型,并成为国际主流模型。百人计划执行期间在JGR等国内外重要学术期刊发表论文35篇,其中SCI检索论文15篇、EI检索11篇。论文近5年的SCI检索190余次。研究成果不仅得到美国国家研究院等权威学术机构的高度评价,而且在国际工程技术领域也得到广泛应用,成功应用于中国、美国、意大利等40个国家。同时,完成了重要咨询报告14篇,在服务国家减灾战略和可持续发展等方面发挥了作用。

RockFall Analyst 是国际上首个完全集成于GIS环境的三维滚石/崩塌过程模型。实现了滚石/崩塌三维物理确定性过程模型和概率统计模型的耦合,利于提高灾害危险性分析精度。报告认为这种高效的集成,为地质灾害研究提供了灵活易用的用户界面和强大的灾害分析功能。

本篇文章来源于 GIS空间站 转载请以链接形式注明出处 网址:

报告对RockFall Analyst的两大主要模块,三维滚石/崩塌轨迹模拟模块和基于地统计的滚石/崩塌灾害空间栅格建模模块进行了详细的介绍和评价。详细总结了采用RockFall Analyst 进行滚石/崩塌过程和危险性分析建模的主要步骤。

 

RockFall Analyst在模块1中建立了滚石/崩塌三维动力学物理模型,计算和预测岩块运动的三维轨迹及其伴随的速度信息,包括岩块的坠落、空中飞行、碰撞、反弹、滚动或滑动等动力学过程。继而,模块2建立了滚石/崩塌灾害空间栅格分析模型,将模块1获得的矢量格式的滚石轨迹和速度信息转化为栅格格式的灾害要素空间分布信息。综合采用地统计技术、邻域分析技术和曲面光滑技术实现滚石/崩塌灾害各要素发生概率进行空间分布预测:包括频率、势能和动能三个主要的要素。报告对此模块的算法和四个详细步骤进行了详细的介绍和评估,报告认为该模型合理地反映了灾害事件的空间相关性,有利于对未知区域灾害发生频率、势能、动能的概率空间分布进行合理预测。通过对各要素一系列的重分类和空间建模等过程很好地实现了最终的崩塌/滚石灾害危险性分析。

ArcGIS空间分析模块学习指南(二)

报告最后对采用RockFall Analyst进行的实例研究进行了介绍。目前Rockfall Analyst已经广泛应用于美国、加拿大、意大利等30多个国家,其中包括大学、研究单位、政府部门和咨询公司等。在国际上许多重大项目中得到应用,如加拿大铁路地质灾害风险管理、欧洲阿尔卑斯山区基础设施灾害评估、意大利公共安全评估、中国地震灾后科技救灾和重建规划等。

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。

详细的引用请见附件。

本篇文章来源于 GIS空间站 转载请以链接形式注明出处 网址:

本文由地球科学发布,转载请注明来源:【转】ArcGIS空间深入分析模块学习指南(一、二