使用AcrGIS软件进行距离分析

二、距离分析距离分析（Distance）即根据每一栅格相距其最邻近要素（也称为“源”）的距离来 进行分析制图，从而反映出每一栅格与其最邻近源的相互关系。通过距离分析可以获得很多相关信息，指导人们进行资源的合理规划和利用。例如，飞机失事紧急救援时从指定地区到最近医院的距离；消防、照明等市政设施 的布设及其服务区域的分析等。此外，也可以根据某些成本因素找到A地到B地的最短路径或成本最低路径。1. 距离分析基本概念距离在空间分析中是一个非常广义的概念。它不再只是单一的代表两点间的直 线长度，而是被赋予了更加丰富的容。在此，提出了一个新的概念，函数距离。函 数距离是描述两点间距离的一种函数关系，如以时间、摩擦、消耗等为函数，将这 些用于距离测量的函数集中起来，称为函数距离。在ArcGIS10中，通过ArcGIS Spatial Analyst extension!具集中的距离工具集 执行距离分析。1）源源即距离分析中的目标或目的地。如学校，商场，水井，道路等。源识别 了井、购物中心、道路和林分等感兴趣对象的位置。如果源是栅格，它必须只 包含源像元的值，同时其他像元必须是NoData。如果源是要素，则会在运行 工具时在部将其转换为栅格。2）距离制图函数a）直线距离函数直线距离函数用于量测每一栅格单元到最近源的直线距离。它表示的 是每一栅格单元中心到最近源所在栅格单元中心的距离。b）成本距离加权函数成本距离加权函数用其它函数因子修正直线距离，这些函数因子即为 单元成本。通过成本距离加权功能可以计算出每个栅格到距离最近、成本 最低源的最少累加成本。这里成本的意义非常广泛，它可以是金钱、时间 或偏好。直线距离功能就是成本距离加权功能的一个特例，在直线距离功 能中成本就是距离。成本距离加权依据每个格网点到最近源的成本，计算 从每个格网点到其最近源的累加通行成本。成本距离加权考虑到了事物的复杂性，对于基于复杂地理特性的分析 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边， 其直线距离很近，但翻过高山要比走直路难得多，如将时间作为成本，翻 山需要1小时，绕路需要30分钟，则此时翻山的成本距离就要大于绕路 的成本距离，因此人们会自觉选择绕路而不是翻山。除此之外，成本距离 加权还对动物迁移研究、顾客旅游行为、道路、输送管线、输油管等等的 最低耗费成本计算非常有帮助。c）距离方向函数距离方向函数表示了从每一单元出发，沿着最低累计成本路径到达最 近源的路线方向。下图左图为距离方向编码示意，0表示当前格网，18分别表示不同 方向。右图为从方向数据中识别的从每一单元出发，沿着最低累计成本路 径到达最近源的路线图。67 S334(a)(b)d）成本成本即到达目标、目的地的花费，包括金钱、时间、人们的喜好等等。 影响成本的因素可以只有一个，也可以有多个，如学校的选址，不仅要考 虑位置的适宜性，还要考虑土地利用现状、交通是否便捷，等等。成本栅 格数据记录了通过每一单元的通行成本。成本分配加权函数通过计算累加 成本来找寻最近源。2. 欧氏距离工具欧氏距离工具根据直线距离描述每个像元与一个源或一组源的关系。欧氏距离 给出栅格中每个像元到最近源的距离。计算了每个栅格与最近源之间的欧氏距离， 并按距离远近分级。3. 欧氏方向工具欧式方向给出每个像元到最近源的方向。用途示例：到最近学校的方向是什么？4. 欧氏分配工具欧式分配根据最大邻近性识别要分配给源的像元。也就是依据最近距离来计算 每个格网点归属于哪个源，也就是将所有栅格单元分配给离其最近的源，输出格网 的值被赋予了其归属源的值。用途示例：最近的学校是什么？5. 成本距离工具通过成本距离加权功能可以计算出每个栅格到距离最近、成本最低源的最少累 加成本。成本数据表示了每一个单元到它最近源的最小累积成本。成本距离工具的 输出记录了从各个像元到达最近源所耗费的累积成本。6. 成本回溯工具成本回溯工具返回一个方向栅格作为输出，以提供标识一幅从任一像元沿最小 成本路径返回最近源的基础道路地图。方向数据表示了从每一单元出发，沿着最低 累计成本路径到达最近源的路线方向。7. 成本分配工具成本分配工具的输出可标识出各像元被分配到哪个最近源。该输出在概念上与 欧氏分配工具的输出相似，不同之处在于这里所谓的“最近”是就累积行程成本而论 的。8. 成本路径成本路径功能是来计算并显示从目标点到源的最小成本路径。最小成本路径有三种计算方法：a) 为源中每一单元点寻找一条成本最小路径(EACH_CELL)b) 为每个源寻找一条成本最小路径(EACH_ZONE)c) 为所有源寻找一条成本最小路径(BEST_SINGLE)在运行成本路径之前，通常需要运行一个或多个加权成本工具(例如上面的成 本距离、成本回溯或成本分配)，才能创建输入成本距离和回溯栅格。它们是成本 路径必需的输入栅格。操作练习单击主菜单上的地理处理 ArcToolbox Spatial Analyst 工具距离分析。1. 欧氏距离工具用途示例：到最近学校的距离是多少？操作如下：1）展开距离分析工具集欧氏距离ArcToolbox X0维水文分析*田嗥诙分析曰%鞘分析气廊道分析成本回避瞄、球暗路径欧睑配欧氐方向欧氏距葛路密瓯分配|-路径3盹回班蹶0曷部域分析田重分类2）输入栅格数据或要素源数据，下拉选中schools3）点击输出距离栅格数据右侧文件夹按钮，查找围选择Spatial Analystl文件夹，打开scratch.gdb，文件命名为：距学校的距离。点击保存。4）点击确定5）生成欧氏距离分析结果图层：距学校的距离I 0 - L汛登I 1.69-4.72129e22. 欧氏方向工具用途示例：到最近学校的方向是什么？操作如下：1）展开距离分析工具集欧氏方向O %zK文分析霍灵面分析与E浦狞析 气廊道分析气成本回魂IS童 气成械 气稣路径 气欧珞配欧芫方向%欧筋瓯气路径0臆路径3福分配|-|气器径8睫回酒融S 淑盼析| |2）输入栅格数据或要素源数据，下拉选中schools3）点击输出方向栅格数据右侧文件夹按钮，查找围选择Spatial Analyst1文件夹，打开scratch.gdb，文件命名为：到学校的方向。点击保存。平面0L回距4）点击确定。5）生成欧氏方向分析结果图层：到学校的方向 SL67.5-112.5) .SrafH2.5-157-.5)口 157.5-202.5西西(247.5-292.5西北盟.5-2;疗.5)尤目37.5-3用：1口。- 1.6W.7212B? 1.654.7213 - 3J，弗944卫5了9 - 5.5,*4.1 的瞄-6； 6.77B.BS5L57 -肝 B.473.606445 - 10 la.l&B. 32774 - 11 11,8&3.04903 - 13 L3,557.77D32 - 15 15,252-49161 - 16E H hndu&e- xall other valuesLAINDUSE3. 欧氏分配工具用途示例：最近的学校是什么？ 操作如下：1）展开距离分析工具集欧氏分配。ArcToolbox X-（匾威分析/E &素面分析IE穆牌分析廊道分析成本回游峻EM糖、稣路径欧岳分配欧氏方向欧氏S睫踏劄福路褂瞌分配路俺浦回涎缺2）输入栅格数据或要素源数据，下拉选中schools3）点击输出分配栅格数据右侧文件夹按钮，查找围选择Spatial Analyst1文件夹， 打开scratch.gdb，文件命名为：距离最近的学校名称。点击保存。 6778.BB.5157-. &焰琳445 - 10M 10.16B J2774 - 11 - MEN 5)4）点击确定。5）生成欧氏分配分析结果图层：距离最近的学校名称车南(112.5-157.5J 57.5-202.5)aSS(2tH.5-247.5) 西口妃耳agws .西132驱3朝,5) 北寿7.5非0)B曰距多检 ZI0-1.6947212B& ! 1.69472129 -凯找4. 成本距离工具操作如下：1）展开距离分析工具集成本距离。ArcTo&lbox x回眩威分析0奄长面分析每脉分析、廊道分析、稣分朝成本回蒯龈成本距离路径欧玲阁欧氏方向欧痢瓯气路径5瓯路倒鼐分配-路径5睫回溯最hn Kntl n dh IT2）输入栅格数据或要素源数据，下拉选中schools3）输入成本栅格数据，下拉选中l anduse查找围选择Spatial4)点击保存。点击输出距离栅格数据右侧文件夹按钮Analystl文件夹，打开scratch.gdb，文件命名为：距学校的成本距离。5）点击确定6）生成成本距离分析结果图层：距学校的成本距离巨学NIL空市区碧E 0匚- 5.575l95S59 _|5.57&.90556 - 11； 11,153.31173 - 1E L&.73U.71759 - 22 223叫角2钢5 - 27 27.834.521 - 33 33,46143517 -胡 叫的&3皿口，期 44,bl5.246g9 -品 50.19215274 - 55S距写母瘫芋校名辱ZI5至序舞方同璋痫提相) (67.5-112,5乐 EU2,5-1H.5)1(157,5-202,55. 成本回溯工具操作如下：1）展开距离分析工具集成本回溯ArcTo&lbox xO电心分析*0欢盖面分析Q畛艮瓯分析、廊道分析、曲分国成本回溯图妾、球睇成$路径、欧氏方向路倒瓯路倒瞳分加|-路径3瓯回感做|2）输入栅格数据或要素源数据，下拉选中schools。3）输入成本栅格数据，下拉选中landuse。4）点击输出回溯栅格数据右侧文件夹按钮，查找围选择SpatialAnalyst1文件夹，打开scratch.gdb，文件命名为：到学校的成本方向。 点击保存。5）点击确定。6）生成成本回溯分析结果图层：到学校的成本方向壬上角向上5口右上角a B距学椅的或苏距M 0- 5.576.905B5&口 5.576.9O5B& - 11： 11,1 珞81V3 16 16,730.7175-22 22,307.6245 -27 27,884,52531 -33 33,1,43517 -39 39.038.41 44 .阴615W46网曷0 50,192.15274-55 0泡面景施孚控客他6. 成本分配工具操作如下：1）展开距离分析工具集成本分配ArcToolbox X国*心分析/0卷表面分析回足巨离分析、廊道分析辰分朝成本回涎髅气成材浦、成柯&径欧此灌欧氏方向欧囱浦、路匪、蹈程5瓯分配|-路囹臆回漫谶2）输入栅格数据或要素源数据，下拉选中schools。3）输入成本栅格数据，下拉选中landuse。4）点击输出分配栅格数据右侧文件夹按钮，查找围选择SpatialAnalystl文件夹，打开scratch.gdb，文件命名为：成本距离最近的学校 名称。点击保存。5）点击确定。6）生成成本分配分析结果图层：成本距离最近的学校名称B 13 roads口 E更学校的成本方向EJ脉)口冲.吉下斯：I. T(3) 2_下却同左15 角但I. m I石上场r&ld M底学舞ME本葩宣 - 5;57ft 90*5359 575占顾6 - 11,.11,153.81173 - 16 17Ji71753 - 22 盈知?成？屿-2? 2ZBB4 52931 - 33 33/BL4?51? - S9-in nnn n-i 117. 成本路径操作如下：1）展开距离分析工具集成本路径ArcToolbox *田每心分析0卷表面分析 蜂E睫分析 、廊道分析 、球分阁 成本回倒蹈 成剥瞌欧氏湾 欧氏方向 瓯驻瓯 、路倒瞳 蹈豳鼐分闺n蹈倒瓯回薄做nW n n2）输入栅格数据或要素目标数据，下拉选中destination。3）输入成本距离栅格数据，下拉选中“距学校的成本距离”。4）输入成本回溯栅格数据，下拉选中“到学校的成本方向”。5）点击输出栅格右侧文件夹按钮，查找围选择Spatial Analystl文件夹，打开scratch.gdb，文件命名为：目的地到学校的最小成本路径。 点击保存。6）路径类型下拉选中：BEST_SINGLE7）点击确定。8）生成成本路径分析结果图层：目的地到学校的最小成本路径。B 0 scho-dsE。Layers13 destination白下用I下（彰3 土上用诅| H5：. 角渔上印肉这习去IB roads