使用AcrGIS軟件進(jìn)行距離分析

1、二、 距離分析距離分析（Distance）即根據(jù)每一柵格相距其最鄰近要素（也稱(chēng)為“源”）的距離來(lái)進(jìn)行分析制圖，從而反映出每一柵格與其最鄰近源的相互關(guān)系。通過(guò)距離分析可以獲得很多相關(guān)信息，指導(dǎo)人們進(jìn)行資源的合理規(guī)劃和利用。例如，飛機(jī)失事緊急救援時(shí)從指定地區(qū)到最近醫(yī)院的距離；消防、照明等市政設(shè)施的布設(shè)及其服務(wù)區(qū)域的分析等。此外，也可以根據(jù)某些成本因素找到A地到B地的最短路徑或成本最低路徑。1. 距離分析基本概念 距離在空間分析中是一個(gè)非常廣義的概念。它不再只是單一的代表兩點(diǎn)間的直線長(zhǎng)度，而是被賦予了更加豐富的內(nèi)容。在此，提出了一個(gè)新的概念，函數(shù)距離。函數(shù)距離是描述兩點(diǎn)間距離的一種函數(shù)關(guān)系，如以時(shí)間

2、、摩擦、消耗等為函數(shù)，將這些用于距離測(cè)量的函數(shù)集中起來(lái)，稱(chēng)為函數(shù)距離。在ArcGIS10中，通過(guò) ArcGIS Spatial Analyst extension工具集中的距離工具集執(zhí)行距離分析。1) 源源即距離分析中的目標(biāo)或目的地。如學(xué)校，商場(chǎng)，水井，道路等。源識(shí)別了井、購(gòu)物中心、道路和林分等感興趣對(duì)象的位置。如果源是柵格，它必須只包含源像元的值，同時(shí)其他像元必須是 NoData。如果源是要素，則會(huì)在運(yùn)行工具時(shí)在內(nèi)部將其轉(zhuǎn)換為柵格。2) 距離制圖函數(shù)a) 直線距離函數(shù)直線距離函數(shù)用于量測(cè)每一柵格單元到最近源的直線距離。它表示的是每一柵格單元中心到最近源所在柵格單元中心的距離。 b) 成本距離

3、加權(quán)函數(shù)成本距離加權(quán)函數(shù)用其它函數(shù)因子修正直線距離，這些函數(shù)因子即為單元成本。通過(guò)成本距離加權(quán)功能可以計(jì)算出每個(gè)柵格到距離最近、成本最低源的最少累加成本。這里成本的意義非常廣泛，它可以是金錢(qián)、時(shí)間或偏好。直線距離功能就是成本距離加權(quán)功能的一個(gè)特例，在直線距離功能中成本就是距離。成本距離加權(quán)依據(jù)每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)到最近源的成本，計(jì)算從每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)到其最近源的累加通行成本。 成本距離加權(quán)考慮到了事物的復(fù)雜性，對(duì)于基于復(fù)雜地理特性的分析非常有用。例如不是所有道路都是平坦的，即使目的地就在山的另一邊，其直線距離很近，但翻過(guò)高山要比走直路難得多，如將時(shí)間作為成本，翻山需要1小時(shí)，繞路需要30分鐘，則此時(shí)翻山的成本

4、距離就要大于繞路的成本距離，因此人們會(huì)自覺(jué)選擇繞路而不是翻山。除此之外，成本距離加權(quán)還對(duì)動(dòng)物遷移研究、顧客旅游行為、道路、輸送管線、輸油管等等的最低耗費(fèi)成本計(jì)算非常有幫助。c) 距離方向函數(shù)距離方向函數(shù)表示了從每一單元出發(fā)，沿著最低累計(jì)成本路徑到達(dá)最近源的路線方向。下圖左圖為距離方向編碼示意，0表示當(dāng)前格網(wǎng)，18分別表示不同方向。右圖為從方向數(shù)據(jù)中識(shí)別的從每一單元出發(fā)，沿著最低累計(jì)成本路徑到達(dá)最近源的路線圖。d) 成本成本即到達(dá)目標(biāo)、目的地的花費(fèi)，包括金錢(qián)、時(shí)間、人們的喜好等等。影響成本的因素可以只有一個(gè)，也可以有多個(gè)，如學(xué)校的選址，不僅要考慮位置的適宜性，還要考慮土地利用現(xiàn)狀、交通是否便捷，

5、等等。成本柵格數(shù)據(jù)記錄了通過(guò)每一單元的通行成本。成本分配加權(quán)函數(shù)通過(guò)計(jì)算累加成本來(lái)找尋最近源。2. 歐氏距離工具歐氏距離工具根據(jù)直線距離描述每個(gè)像元與一個(gè)源或一組源的關(guān)系。歐氏距離給出柵格中每個(gè)像元到最近源的距離。計(jì)算了每個(gè)柵格與最近源之間的歐氏距離，并按距離遠(yuǎn)近分級(jí)。3. 歐氏方向工具歐式方向給出每個(gè)像元到最近源的方向。用途示例：到最近學(xué)校的方向是什么？4. 歐氏分配工具 歐式分配根據(jù)最大鄰近性識(shí)別要分配給源的像元。也就是依據(jù)最近距離來(lái)計(jì)算每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)歸屬于哪個(gè)源，也就是將所有柵格單元分配給離其最近的源，輸出格網(wǎng)的值被賦予了其歸屬源的值。用途示例：最近的學(xué)校是什么？5. 成本距離工具通過(guò)成本距

6、離加權(quán)功能可以計(jì)算出每個(gè)柵格到距離最近、成本最低源的最少累加成本。成本數(shù)據(jù)表示了每一個(gè)單元到它最近源的最小累積成本。成本距離工具的輸出記錄了從各個(gè)像元到達(dá)最近源所耗費(fèi)的累積成本。6. 成本回溯鏈接工具成本回溯鏈接工具返回一個(gè)方向柵格作為輸出，以提供標(biāo)識(shí)一幅從任一像元沿最小成本路徑返回最近源的基礎(chǔ)道路地圖。方向數(shù)據(jù)表示了從每一單元出發(fā)，沿著最低累計(jì)成本路徑到達(dá)最近源的路線方向。7. 成本分配工具成本分配工具的輸出可標(biāo)識(shí)出各像元被分配到哪個(gè)最近源。該輸出在概念上與歐氏分配工具的輸出相似，不同之處在于這里所謂的“最近”是就累積行程成本而論的。8. 成本路徑成本路徑功能是來(lái)計(jì)算并顯示從目標(biāo)點(diǎn)到源的最小

7、成本路徑。最小成本路徑有三種計(jì)算方法：a) 為源中每一單元點(diǎn)尋找一條成本最小路徑（EACH_CELL）b) 為每個(gè)源尋找一條成本最小路徑（EACH_ZONE）c) 為所有源尋找一條成本最小路徑（BEST_SINGLE）在運(yùn)行成本路徑之前，通常需要運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)加權(quán)成本工具（例如上面的成本距離、成本回溯鏈接或成本分配），才能創(chuàng)建輸入成本距離和回溯鏈接?xùn)鸥?。它們是成本路徑必需的輸入柵格。操作練?xí)單擊主菜單上的地理處理 ArcToolbox Spatial Analyst工具距離分析。1. 歐氏距離工具用途示例：到最近學(xué)校的距離是多少？操作如下：1) 展開(kāi)距離分析工具集歐氏距離2) 輸入柵格數(shù)據(jù)或要

8、素源數(shù)據(jù)，下拉選中schools3) 點(diǎn)擊輸出距離柵格數(shù)據(jù)右側(cè)文件夾按鈕，查找范圍選擇Spatial Analyst1文件夾，打開(kāi)scratch.gdb，文件命名為：距學(xué)校的距離。點(diǎn)擊保存。4) 點(diǎn)擊確定5) 生成歐氏距離分析結(jié)果圖層：距學(xué)校的距離。2. 歐氏方向工具用途示例：到最近學(xué)校的方向是什么？操作如下：1) 展開(kāi)距離分析工具集歐氏方向2) 輸入柵格數(shù)據(jù)或要素源數(shù)據(jù)，下拉選中schools3) 點(diǎn)擊輸出方向柵格數(shù)據(jù)右側(cè)文件夾按鈕，查找范圍選擇Spatial Analyst1文件夾，打開(kāi)scratch.gdb，文件命名為：到學(xué)校的方向。點(diǎn)擊保存。4) 點(diǎn)擊確定。5) 生成歐氏方向分析結(jié)果圖

9、層：到學(xué)校的方向。3. 歐氏分配工具用途示例：最近的學(xué)校是什么？操作如下：1) 展開(kāi)距離分析工具集歐氏分配。2) 輸入柵格數(shù)據(jù)或要素源數(shù)據(jù)，下拉選中schools3) 點(diǎn)擊輸出分配柵格數(shù)據(jù)右側(cè)文件夾按鈕 ，查找范圍選擇Spatial Analyst1文件夾，打開(kāi)scratch.gdb，文件命名為：距離最近的學(xué)校名稱(chēng)。點(diǎn)擊保存。4) 點(diǎn)擊確定。5) 生成歐氏分配分析結(jié)果圖層：距離最近的學(xué)校名稱(chēng)。4. 成本距離工具操作如下：1) 展開(kāi)距離分析工具集成本距離。2) 輸入柵格數(shù)據(jù)或要素源數(shù)據(jù)，下拉選中schools3) 輸入成本柵格數(shù)據(jù)，下拉選中l(wèi)anduse4) 點(diǎn)擊輸出距離柵格數(shù)據(jù)右側(cè)文件夾按鈕，

10、查找范圍選擇Spatial Analyst1文件夾，打開(kāi)scratch.gdb，文件命名為：距學(xué)校的成本距離。點(diǎn)擊保存。5) 點(diǎn)擊確定6) 生成成本距離分析結(jié)果圖層：距學(xué)校的成本距離。5. 成本回溯鏈接工具操作如下：1) 展開(kāi)距離分析工具集成本回溯鏈接2) 輸入柵格數(shù)據(jù)或要素源數(shù)據(jù)，下拉選中schools。3) 輸入成本柵格數(shù)據(jù)，下拉選中l(wèi)anduse。4) 點(diǎn)擊輸出回溯鏈接?xùn)鸥駭?shù)據(jù)右側(cè)文件夾按鈕，查找范圍選擇Spatial Analyst1文件夾，打開(kāi)scratch.gdb，文件命名為：到學(xué)校的成本方向。點(diǎn)擊保存。5) 點(diǎn)擊確定。6) 生成成本回溯鏈接分析結(jié)果圖層：到學(xué)校的成本方向。6. 成本分配工具操作如下：1) 展開(kāi)距離分析工具集成本分配2) 輸入柵格數(shù)據(jù)或要素源數(shù)據(jù)，下拉選中schools。3) 輸入成本柵格數(shù)據(jù)，下拉選中l(wèi)anduse。4) 點(diǎn)擊輸出分配柵格數(shù)據(jù)右側(cè)文件夾按鈕，查找范圍選擇Spatial Analyst1文件夾，打開(kāi)scratch.gdb，文件命名為：成本距離最近的學(xué)校名稱(chēng)。點(diǎn)擊保存。5) 點(diǎn)擊確定。6) 生成成本分配分析結(jié)果圖層：成本距離最近的學(xué)校名稱(chēng)。7. 成本路徑操作如下：1) 展開(kāi)距離分析工具集成本路徑2) 輸入柵格數(shù)據(jù)或要素目標(biāo)數(shù)據(jù)，下拉選中destination。3) 輸入成本距離柵格數(shù)據(jù)，下拉選中“距學(xué)校的成本距離”。4