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  • 插值分析
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    2022-04-30 10:52:50

     

    1.前言

            打开arcgis工具箱我们可以发现arcgis为我们提供了多种插值分析的工具,克里金插值、反距离权重插值、样条函数插值等,具体如图所示

            在工具箱中除地形转栅格和通过文件实现地形转栅格是用来绘制dem数据,其他就是我们日常研究所用的插值工具箱。接下来我们进行一一分析

    2.插值分类

    2.1.确定性插值方法:

    该方法直接基于周围的测量值或确定生成表面的平滑度的指定数学公式。

    IDW(反距离加权法)和样条函数法插值工具

    2.2地统计方法组成

    该方法基于包含自相关(即,测量点之间的统计关系)的统计模型。因此,地统计方法不仅具有产生预测表面的功能,而且能够对预测的确定性或准确性提供某种度量。

    克里金插值

    3自行查看详解的方法

            arcgis在作出每一款工具箱的时候都为我们提供了一定的解释,包括工具箱的使用以及工具箱的原理。具体操作如下

    3.1.打开工具箱的界面,点击工具帮助

    3.2.打开了工具箱使用手册,点击工作原理界面

    3. 3.该页就会详细介绍每一种工具的原理

     4.克里金插值

    工具箱的界面如下

    显而易见,arcgis给我们对克里金插值的最简单的理解就是将矢量点插值成面栅格数据。

            克里金法假定采样点之间的距离或方向可以反映可用于说明表面变化的空间相关性。克里金法工具可将数学函数与指定数量的点或指定半径内的所有点进行拟合以确定每个位置的输出值。

    克里金法是一个多步过程;它包括数据的探索性统计分析、变异函数建模和创建表面,还包括研究方差表面。当您了解数据中存在空间相关距离或方向偏差后,便会认为克里金法是最适合的方法。该方法通常用在土壤科学和地质中

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    使用空气监测站数值制作插值专题图,使用插值专题图提取等值线,裁剪数据,制作北京市的空气污染专题图。

    1、使用空气监测站数值制作插值专题图

    [1]导航至【6-Data】-【data2】文件夹。
    [2]新建一个gdb,用于保存分析的结果,在文件夹上点击鼠标右键,选择【新建】-【文件地理数据库】。

    [3]将我们新建的gdb设为【默认地理数据库】。

    [4]加载数据,【6-Data】-【data2】下的两个图层。

    [5]在【pm25_20121209】上点击右键,选择【打开属性表】,查看数据,以【value_】列的值作为插值分析的数据值,用【F】列(空气污染等级)的值做专题点渲染。

    [6]打开【Spatial Analyst工具】-【插值工具】-【反距离权重法】。

    [7]设置参数,先进行默认参数的插值。在第一次探索数据的时候,只先设置【输入点要素】为【pm25_20121209】和【Z值字段】为【Value_】。设置完成之后,点击【确定】分析。

    [8]查看分析结果,进行参数调整。

    [9]调整范围,打开【反距离权重法工具】,点击【环境变量】 。

    [10]选择【处理范围】。

    [11]设置处理范围为【与图层bj相同】。

    [12]设置完成之后,点击【确定】。

    [13]设置【输出像元大小】,减少插值之后的锯齿效果,缩小10倍,将【6.48380000000E-03】改成【6.48380000000E -04】。

    [14]设置完成之后,点击【确定】,开始分析。
    [15]分析完成之后,查看结果。

    [16]设置按照距离的方式进行插值分析。打开工具,选择【搜索半径】为【固定】,距离为【1.5】。

    [17]设置【环境变量】-【处理范围】为【与图层bj相同】。

    [18]设置完成之后,点击【确定】进行分析,查看结果。

    可以发现,固定范围的话,搜索距离越大,结果越平滑。
    [19]点击【图层属性】-【符号系统】对插值栅格进行配色渲染。

    [20]最终生成插值栅格专题图。

    2、使用插值专题图提取等值线

    [1]打开【Spatial Analyst工具】-【表面分析】-【等值线】。

    [2]在【输入栅格】的位置输入我们需要进行等值线分析的栅格图也就是我们上面最后生成的插值删格图【Idw_pm25…】,【等值线间距】设置为【20】。

    [3]设置完成之后点击【确定】,开始分析。

    3、裁剪数据,制作北京市的空气污染专题图

    [1]提取北京范围的栅格数据。打开【Spatial Analyst工具】-【提取分析】-【按掩膜提取】。

    [2]设置参数,在【输入栅格】中,输入我们插值生成的栅格,【掩膜要素】中,输入北京的行政区划图层【bj】。

    [3]设置完成之后,点击【确定】,提取出一张北京范围的插值栅格图。

    [4]打开【分析工具】-【提取工具】-【裁剪】。

    [5]设置【输入要素】为我们提取的等值线图层,【裁剪要素】为北京行政区划图层【bj】。

    [6]设置完成后,点击【确定】,完成等值线的裁剪工作。

    [7]对栅格进行渲染配色,打开【图层属性】-【符号系统】,选择【拉伸】,然后选择一个色带。

    [8]对等值线图层进行标注,在提取得等值线图层上点击【图层属性】,选择【标注】,在【标注字段】中选择【Contour】。

    [9]对等值线图层进行符号设置,在【图层属性】中选择【符号系统】选项卡,在【显示】中选择【类别】-【唯一值】,在【值字段】中选择【Contour】,点击【添加所有值】,并且选择一个【色带】。

    [10]完成北京市空气质量专题图。

    展开全文
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    在GIS与地质灾害评价中处理降雨量数据的一般方法都是做插值分析,gis中插值的方法也有很多,例如反距离权重插值、克里金插值、趋势面插值、样条函数插值等,这几种插值分析各有所长,下边我们以反距离权重插值为例进行演示:

      建议因为插值生成的是栅格数据,所以原始数据是投影坐标系下的数据较好,若不是则进行投影变换

    1.准备包含降雨量的excel数据(数据至少包括降雨站点,站点的经纬度数据,以及站点对应的雨量数据)注意:这里的经纬度是十进制经纬度,excel版本要另存为xls。

     2.打开arcmap,加载我们的excel降雨量数据

     3.右击我们加载进来的excel表格,点击显示XY数据,XY数据分别选择对应的经纬度。并点击 确定。

     4.点击确定后,我们的降雨站点就在视图界面显示出来了

    5.右击点图层——数据——导出数据——选择一个合适的位置——命名并保存 数据

     并将保存的数据添加到图层,并将降雨站点投影到投影坐标系中

    6.添加我们要进行插值区域的面文件(面文件最好也选择投影坐标系下的面文件)

    7.系统工具箱——Spatial analysis ——插值分析——反距离权重插值

    点击环境设置——处理范围选择与我们加载的面文件相同——点击确定

     8.点击确定后,我们的插值就完成了

       9.Spatial analyst——提取分析——按掩膜提取 

     

     10.为我们的降雨插值提取后的数据分类(这里我采用的是自然间断法将其分为四类),并选择一条色带显示

    插值分析到此就结束了,将此数据进行重分类赋值后就可以用于以后的叠加分析了

    展开全文
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    GIS空间插值分析图解

    以网格化的SHP文件为例

    导读:核心逐步分5步,1获得shp文件,2导入gis软件,3面数据转为点数据,4,插值分析,5调整图形展示。

    第一步:获得SHAPE文件。做了一个分析污染潜在源区分析的pscf分析,产生了shp文件,具体可以由meteoinfomap软件产生,图形是0.3×0.3度的网格数据。具体做的过程不说了,网格数据的空间插值分析可以参考本篇。注意的是shape文件包括好几个组件,包括.SHP,.DBF,.PRJ等4个文件;见下图。

    第二步:导入到ARCGIS 10.2中。点击图片里面的

    图标,弹出添加数据的对话框,导入需要做的shp文件;

    打开属性表,可以看到里面是面数据,注意需要转换为点数据才能做插值分析。

    第三步:面数据转换为点数据。点击ArcToolbox的图标

    ArcToolbox弹出后,如下图

    依次选择-数据管理工具-要素-要素转点

    点击后弹出对话框,如下图,选择要转换的要素

    确定后,等一会就完成了面数据转点的工作。图象成了一个一个的点,属性里面也变成了点。

    第四步,插值分析。选择ARCToolbox里面的插值分析。

    弹出如下对话框

    点击确定后稍等一会,即可完成插值分析。

    第五步,调整图形的展示。在图层上点击属性,弹出符号系统,进行调整。

    效果图如下:

    再加上行政区划信息,一幅图就完成了。

    在ARCGIS联网的情况下,可以下载地图,联网标志如图

    。点击

    图标,选择从ARCgis online添加数据。选择中国地图,加载后即可完成图形的添加。

    初步的效果就如下图所示:

    展开全文
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