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  • arcgis空间插值
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    2019-07-20 18:08:19

            空间插值,这是通过离散点表征区域特征值的一种方式,空间插值具体的概念及原理请自己百度。实验中对某一时刻的数据进行插值,我们可以使用ArcMap中的工具进行手动处理。但是项目中使用的空间插值,如对每分钟/小时/天的AQI数据进行插值,就不可能手动进行处理了,这时需要考虑开发插值服务解决问题。

            空间插值属于GIS的范围,GIS中常见的解决方案包括开源和商业,其中GDAL和ArcGIS分别是各自的优秀代表,下面就对GDAL和ArcGIS空间插值进行说明。

    1、GDAL空间插值(以python为例https://gdal.org/python/

    (1)GDAL中进行空间插值的函数是 Grid,下面是官网对其介绍:

    Grid(destName, srcDS, **kwargs)
    
    Create raster from the scattered data.
    Arguments are :
      destName --- Output dataset name
      srcDS --- a Dataset object or a filename
    Keyword arguments are :
      options --- return of gdal.GridOptions(), string or array of strings
      other keywords arguments of gdal.GridOptions()
    If options is provided as a gdal.GridOptions() object, other keywords are ignored. 

    它的参数包括:

    destName:输出数据集(一般为tif文件)的路径(包括文件名);

    srcDS:输入数据集对象或文件名称,可以使用OpenEx打开geojson格式的数据,或使用Open打开shapefile或直接输入shapefile路径;

    **kwargs:插值参数,可以使用 key = value 关键字参数的形式进行设置,也可以使用 option = GridOptions()的形式进行一次性设置,

    (2)下面对GridOptions的内容进行说明:

    
    GridOptions(options=[], format=None, outputType=GDT_Unknown, width=0, height=0, creationOptions=None, outputBounds=None, outputSRS=None, noData=None, algorithm=None, layers=None, SQLStatement=None, where=None, spatFilter=None, zfield=None, z_increase=None, z_multiply=None, callback=None, callback_data=None)
     
    Create a GridOptions() object that can be passed to gdal.Grid()
    Keyword arguments are :
      options --- can be be an array of strings, a string or let empty and filled from other keywords.
      format --- output format ("GTiff", etc...)
      outputType --- output type (gdal.GDT_Byte, etc...)
      width --- width of the output raster in pixel
      height --- height of the output raster in pixel
      creationOptions --- list of creation options
      outputBounds --- assigned output bounds: [ulx, uly, lrx, lry]
      outputSRS --- assigned output SRS
      noData --- nodata value
      algorithm --- e.g "invdist:power=2.0:smoothing=0.0:radius1=0.0:radius2=0.0:angle=0.0:max_points=0:min_points=0:nodata=0.0"
      layers --- list of layers to convert
      SQLStatement --- SQL statement to apply to the source dataset
      where --- WHERE clause to apply to source layer(s)
      spatFilter --- spatial filter as (minX, minY, maxX, maxY) bounding box
      zfield --- Identifies an attribute field on the features to be used to get a Z value from. This value overrides Z value read from feature geometry record.
      z_increase --- Addition to the attribute field on the features to be used to get a Z value from. The addition should be the same unit as Z value. The result value will be Z value + Z increase value. The default value is 0.
      z_multiply - Multiplication ratio for Z field. This can be used for shift from e.g. foot to meters or from  elevation to deep. The result value will be (Z value + Z increase value) * Z multiply value.  The default value is 1.
      callback --- callback method
      callback_data --- user data for callback
    

    GridOptions中的参数,需要以 key=value 关键字参数的形式进行设置,基本的参数包括:

    format(输出文件格式)、outputType(输出数据类型,如字节GDT_Byte、32位浮点型gdal.GDT_Float32等)、width和height(输出栅格宽度和高度)、outputBounds(插值范围)、outputSrs(输出坐标系)、noData(没有值的标记)、algorithm(插值算法,下面会做详细介绍)、SQLStatement(通过sql语句对输入数据进行过滤)、where(通过条件对参与插值的数据进行过滤)、zfield(插值字段。如aqi、co等)、z_increase和z_multiply()对插值字段进行处理的算子),callback(插值完成后的回调函数)、callback_data(回调函数的用户数据)。

    (3)插值算法

    最常用的是 反距离权重算法,下面对该算法的参数进行说明:

    'invdist:power=3.6:smoothing=0.2:radius1=0.0:radius2=0.0:angle=0.0:max_points=0:min_points=0:nodata=0.0'

    invdist表示算法名称 - 反距离权重,即距离越近权重越大,对待计算的网格影像越大;

    power 距离对权重的影响程度)(数字表示指数),默认值为2, 值越大表示距离越近的点对插值的影响程指数倍增;对于该参数的设置,若点较密集且均匀分布,则值设置在2以下,若点相对较少且分布不均,则为了保障插值效果,可将参数设置在3以上;

    smoothing 平滑系数,默认为0,数值越大表示越平滑,同时精度也会越低。

    radius1 表示椭圆x轴方向上的半径;

    radius2 表示椭圆y轴方向上的半径;

    angle 表示椭圆旋转的弧度;

    max_points 表示参与插值的最大点数,默认值0表示搜索到多少就是多少;

    min_points 表示参与插值的最小点数,默认值0表示搜索到多少就是多少;

    nodata 对nodata的填充值。

     

    2、ArcGIS空间插值(以ArcPy为例说明)

    下次再进行补充...

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    使用arcgis空间插值预测海岸线温度

    首先,下载arcgis。这个软件下载比较繁琐,推荐直接去淘宝购买一个盗版,安装起来也方便。

    arcgis软件10系已经出到8了,那么哪个版本更稳定呢?我查到的最多的推荐是10.2版本,所以安装10.2版本。

    安装完成后先要点击上面菜单的“自定义”—拓展模块—全部勾选—关闭。##这一步是为了让软件内的工具包可以使用。
    如下图1所示

    右键图层,设置属性,坐标地理坐标系,wgs1984。
    在这里插入图片描述

    然后插入数据,我是用的是Excel的数据。推荐csv类型。(因为xls储存量少,xlsx无法读取)

    由于我的csv并没有设置object id,所以先导出数据。然后右键数据,显示xy数据,纬度为y轴,经度为x轴。
    在这里插入图片描述
    然后上面“地理处理”,缓冲区,输入要素,输出要素插进去,距离设置为50千米(别的也可以)
    在这里插入图片描述
    然后工具箱,spatial analyst工具,插值分析,反距离权重法
    在这里插入图片描述

    权重法要来两回,第一回,照常做。环境,处理范围,选择缓冲区。
    在这里插入图片描述
    点确定得到大图
    在这里插入图片描述
    然后第二遍,前面一样,设置环境时,再次设置缓冲区范围,捕捉栅格这里输入第一次得出的结果。下面栅格分析选项,像元大小选第一次的结果,掩膜选缓冲区。最后确定。
    在这里插入图片描述
    得到结果
    在这里插入图片描述

    展开全文
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    1、空间插值学习任务: 摘自Arcgis Help: 插值分析: 在Spatial Analyst工具箱中———插值分析: 此插值工具用于根据采样点值创建连续(或预测)表面。 栅格数据集的连续表面表达于表示某些测量值,例如高度、...

    @Arcgis自己不懂的常识问题

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    1、空间插值学习任务:

    摘自Arcgis Help:
    插值分析:

    在Spatial Analyst工具箱中———插值分析:
    此插值工具用于根据采样点值创建连续(或预测)表面。
    栅格数据集的连续表面表达于表示某些测量值,例如高度、密度或量级(例如,高程、酸度或噪点级别)。表面插值工具会根据输出栅格数据集中所有位置的采样测量值进行预测,而无论是否已在位置经行了测量。

    确定性方法地统计方法

    确定性插值方法将根据周围量测值和用于确定所生成表面平滑度的指定数学公式将值制定给位置。包括反距离权重法inverse distance weighting,IDW;自然邻域法;趋势面法和样条函数法。

    地统计法以包含自相关(测量点之间的统计关系)的统计模型为基础。因此,地统计方法不仅具有产生预测表面的功能,而且能够对预测的准确性或准确性提供某种量度。克里金

    工具说明
    反距离权重法将点插值成栅格表面
    克里金法将点插值成栅格表面
    自然邻域法将点插值成栅格表面
    样条函数法使用二维最小曲率条样条法将点插值成栅格表面。生成的平滑表面恰好经过输入点。
    含障碍的样条函数通过最小曲率样条法利用障碍将点插值成栅格表面。障碍以面要素或者折点要素的形式输入
    地形转栅格将点线面数据插值成符合真实地表的栅格表面
    依据文件实现地形转栅格通过文件中指定的参数将点线面数据插值成符合真实地表的栅格表面
    趋势面法使用趋势面法将点插值成栅格表面

    ps:
    算法复杂度在这里插入图片描述

    日常吐槽:

    为什么有些小辣基妹子这么嘴欠,整天一副哎呀哎呀我啥也不会,你特么啥也不会请问你咋个自己做的作业报告????还要贬低室友?你搞个人崇拜吗?你知道我不会了吗?还说啥哎呦这个东西只有某某某会,真的我好像一脚把你踢出去欧我亲爱的小室友,祝你感冒早点儿好,你知道你咳嗽的不掩嘴的出来的声音真的很大好吗????

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