ArcGIS空间数据处理及空间数据分析思路整理

学习资料：地理信息系统教程上的例题与操作步骤，地理信息系统导论上的习作与挑战任务，往届GIS大赛试题。 一、空间数据处理

1.空间数据采集：

（1）地理配准（2）空间校正 2.空间数据编辑：

（1）要素的编辑（2）创建要素（3）修改要素 3.空间数据的拓扑处理：

（1）拓扑创建（2）拓扑的验证（3）拓扑编辑（4）拓扑错误修改 4.空间参考与变换：

（1）空间参考与地图投影（2）投影变换（3）坐标问题 5.地图制图：

（1）地图制图输出（2）符号化与样式（3）掩模与制图表达

二、空间数据分析

1.矢量数据分析：

（1）数据提取：裁剪，分割，筛选（2）统计分析：频数，汇总统计数据（3）缓冲区分析：建立缓冲区，多环缓冲区，点距离（4）叠置分析：相交，联合，融合，合并，标识，擦除，更新（5）泰森多边形 2.栅格数据分析：

（1）密度分析（2）距离分析（3）提取分析（4）局域分析（5）邻域分析 3.地形表面分析：

（1）用DEM进行制图（2）坡度坡向分析（3）表面曲率分析（4）提取破向坡度，水系河流

4.视域流域水文分析：

（1）视域分析（2）流域分析：填洼，流向分析，计算水流长度，流量分析（3）河网分析：生成河网，河网矢量化，平滑河网，河流连接 5.插值及重分类分析：

（1）插值分析：克里金插值（2）重分类分析 6.网络分析：

（1）网络分析（2）最小耗费路径分析 7.地统计学分析：

8.Model Builder与空间建模：

ArcGIS处理问题综合流程整理

一、按照一定的条件选取事宜区域

某一地区引进X型经济作物，该作物的生长环境需要满足一定的地形及气象条件。现有该地区的地形及气象数据，请你根据X型作物的生长条件，为该地区进行X型作物适宜区分析

相关信息说明如下：

① 数据中，dem为数字高程模型数据，gully.shp为主沟谷数据；

climate.txt为气象观测表数据（包含坐标、温度/℃及降雨/ mm等）。 ② dll中，DevComponents.DotNetBar2.DLL为工具控件库，IrisSkin2.DLL

为皮肤控件库，titlerectangle.ssk为皮肤文件。 ③ X型作物生长的条件为：  作物喜阳；

 作物一般生长在该山区主沟谷两侧区域，一般不超过800米；  作物生长的年平均温度为9.5-11.5℃；  作物生长的年总降雨量为600-720mm。 ④ 坡向为90～270为阳坡。

可根据数字高程模型数据提取出坡向、水系等信息。

操作流程：

一、提取坡向

1. 加载dem高程模型和guiil.shp山沟谷数据。

2. 坡向的提取分析，打开ArcToolbax--Spatial Analyst Tools--Surface--aspect

3.用栅格计算器提取一定范围内的坡向（阳坡：90°-270°）

4. 坡向提取的结果如图：

二、提取河谷两侧的区域

1. 进行缓冲区分析

2缓冲区分析之后得到的结果：

三、提取适宜温度区域

1.首先要做温度数据的插值，选择Spatial Analyst工具箱，打开插值分析工具箱，点击克里金插值。

2.在arcmap中加载点数据，加载后右击并点击显示XY数据

3.点击确定之后，并把climate 个事件导出为shp文件

4.点要素完成后，点击克里金插值工具，进行分析。

5. 适宜温度的插值分析，并用栅格计算器计算出适宜的温度区域

6. 适宜降水量的插值分析，并用栅格计算器计算出适宜的降水量区域

7.栅格转矢量

转换工具箱/由栅格转出/栅格转面

8.同理转化温度、降雨量图 温度：

降雨量矢量图：

删除零值：（零值代表的是：坡向为不在90—270、降雨量不在600-720mm、气温不在

9.5-11.5℃范围的区域面）

9. 对矢量数据进行相交操作：

10. 得到事宜的区域：

二、用DEM进行地形制图

操作流程

一、创建等高线图层

1. 添加plne数据，打开ArcToolbox工具，打开spatial Analyst Tools--Surface--cotour工具。

2. 右击ctour，选择属性可以进行等高线的标注

二、创建垂直剖面图

1. 选取一条河流进行剖面联系，打开属性表，用属性选择器进行选择，输入表达式，选出一条河流

2. 打开3D Analyst，选择插入线工具，数字化处理，然后打开剖面查看器

三、创建地貌晕渲图层

1. 打开spatial Analyst Tools--Surface--Hillshade工具，选择数据，默认方位角和高度角

三、提取坡向坡度

计算分级面积

提取一定范围内的坡向（90-270°(阳坡)）

四、提取水系及流域

1.根据等高线图转化成dem数据：首先打开ArcMap；打开工具箱--3D Analyst Tools--DataManagerment--TIN--Create Tin；选择输出路径和shp文件，并指定高程字段；运行完成后，打开工具箱--3D Analyst Tools--Conversion--From TIN -- TIN to Raster；选择Tin和输出路径即可：

2. 原始DEM流向分析

3. 洼池判定：

（1）提取洼池：水文分析--汇工具

（2）计算洼地贡献区域：水文分析--分水岭

（3）计算洼池区域的最低高程：区域分析--分区统计工具

（4）计算洼池区域的最高高程：区域分析--区域填充

（5）计算洼池深度

4. 填充洼池：水文分析-填洼工具

5. 无洼池DEM流向分析：水文分析---流向工具

6. 计算流水累积量 在上一步的基础上进行，在【ArcToolbox】中，执行命令[SpatialAnalyst

工具]——>[水文分析]——>[流量]

7. 提取河流网络栅格。 在上一步的基础上进行，打开【Arctoolbox】，运行工具[Spatial Analyst 工具]——>[地图代数]——>[栅格计算器]，在[地图代数表达式]中输入公式：Con(Flow Accumulation1>500,1)

8. 提取河流网络矢量数据。：在上一步的基础上进行，打开【Arctoolbox】工具箱，运行工具[SpatialAnalyst 工具]——>[水文分析]——>[栅格河网矢量化]，按下图设置参数：

9.平滑处理河流网络。

打开[编辑器]工具栏，执行工具栏中的命令[编辑器]——>[开始编辑]，确保目标图层为河流网络图层[StreamT_StreamN1],通过打开[StreamT_StreamN1]属性表，并选择属性表的所有行选择图层[StreamT_StreamN1]中的所有要素，也可以通过[要素选择按钮]选择图层中所有要素，执行[编辑器]工具栏中的命令[编辑器]——>[更多的编辑工具]——>[高级编辑]打开工具条：[高级编辑]，点击其上的[平滑]按钮：在[平滑]处理对话框中输入参数[允许最大偏移]为4，得到平滑后的河流网络矢量图层，执行命令: [编辑器]——>[停止编辑]，保存所做修改。

10. 生成河流连接：水文分析--河流连接工具

11. 河网分级：水文分析--河网分级工具

12. 进行流域分析。

在上一步的基础上进行，打开【Arctoolbox】，运行工具[Spatial Analyst工具]——>[水文分析]——>[盆域分析]。

13. 打开【Arctoolbox】，运行工具[Spatial Analyst工具]——>[水文分析]——>[分水岭]。

14.然后在打开【Arctoolbox】中，打开[空间分析]工具栏，执行命令:[转换工具]——>[由栅格转出]——>[栅格转面]，将流域栅格转换成为矢量图层。

五、提取山脊线，山谷线，鞍部。

一、提取山脊线

（1）填洼

加载DEM数据，在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools HydrologyFill工具，输入DEM进行填洼

（2）流向

（3）流量

（4）提取流量为0

（5）利用邻域分析方法，对提取出来的0值结果进行3x3邻域分析，求均值，是数据光滑。

（6）等高线

（7）晕渲

（8）在求均值后的0值汇流累积量数据上单击右键，选择属性，进行重新分级，将数据分为两级，调整临界点，以等值线图和晕渲图进行判断，属性值越接近1越可能是山脊线位置，确定分界阈值为0.5541

将属性直接近1的的一类属性值设为1，其余的设为0

（9）在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools Map AlgebraRaster Calculator工具，将重分类后的数据与正地形数据相乘，可以消除存在于负地形区域的错误山脊线。

然后将计算结果重分类，属性部位1的栅格设为NODATA，就得到了山脊线

二、提取山谷线

在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools Map AlgebraRaster Calculator工具计算反地形，公式为Abs（dem-2000），得到反地形数据

流向计算：在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools Hydrology输入反地形数据，得到流向数据

Direction工具，Flow

汇流累积量：在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools HydrologyFlow Accumulation工具，输入流向数据，得到流量数据

汇流累积量为0值得提取：在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools Map AlgebraRaster Calculator工具

利用邻域分析方法，对提取出来的0值结果进行3x3邻域分析，求均值，是数据光滑

生成等值线：在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools SurfaceContour工具，输入反DEM数据生成间距为40的等值线

生成山体阴影：在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools Surfacehillshade工具，输入反DEM，在求均值后的0值汇流累积量数据上单击右键，选择属性，进行重新分级，将数据分为两级，调整临界点，以等值线图和晕渲图进行判断，属性值越接近1越可能是山脊线位置，确定分界阈值为0.65667。

（9）将属性直接近1的的一类属性值设为1，其余的设为0。

（10）在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools Map AlgebraRaster Calculator工具，将重分类后的数据与负地形数据相乘，可以消除存在于正负地形区域的错误山脊线。然后将计算结果重分类，属性部位1的栅格设为NODATA，就得到了山谷线，结果如图2-29所示，浅色区域为山谷线。

三、鞍部点的提取

在ArcToolbox中选择Spacial Analyst Tools Map AlgebraRaster Calculator工具，将山脊线数据与山谷线数据相乘，得到结果为鞍部区

鞍部区与正地形数据相乘得到鞍部点的栅格数据，重分类栅格数据所有0值赋为NoData，属性为1的值保持不变，得到重分类栅格鞍部点。在ArcToolbox中选择Convertion Tools From RasterRaster to Point工具，得到矢量的点。

配合等高线和晕渲数据，删除处于样区边缘以及内部的伪鞍部点，最后得到鞍部点