第八章-ArcGIS中的矢量分析

第八章ArcGIS中的矢量分析大多数情况下，仅观看地图是不能满足需求的，必须根据要素位置和属性对地图进行查询以解决某类问题，如“在哪”、“哪是最近的？”、“什么在里面？”、“什么相交了？”等信息。这就需要运用ArcGIS中的矢量分析功能实现。ArcMap中的信息查询ArcGIS中的数据提取ArcGIS中的邻域分析ArcGIS中的叠加分析ArcMap地图所包含的数据层主要是空间数据，其图形的显示完全是以空间属性为依据的，图形与属性之间始终是对应的。所以，通过图形操作可以随时查询其属性，通过属性操作可以浏览图形。ArcMap系统为用户提供了多种手段实现图形与属性之间的相互查询与检索。信息查询要素选择要素查找一、ArcMap中的信息查询（一）空间信息查询图形信息查询的方式很多，不仅可以查询属性信息（Attribute），而且可以查询超链接信息（Hyperlinks）。1、空间信息提示操作2、空间信息实时查询3、空间链接信息查询4、空间链接信息保存1、空间信息提示操作空间信息提示操作主要涉及两个方面：其一是信息拾取字段的选择，图形所对应的属性表中的任何字段，都可以作为信息拾取的对象。其二是信息拾取功能的设置，只有当该项功能被设置为工作状态，才能实现图形信息的拾取操作。2、空间信息实时查询图形信息实时查询，是借助于数据显示工具栏（ToolsToolbar）中的标定要素（IdentifyFeatures）工具完成的，可以实时查询确定图形的所有属性。3、要素链接信息查询如果图形所对应的属性信息包含某种超链接信息，可以随时进行链接信息查询。如果属性信息中并没有超链接信息存在，可以建立超链接信息。4、图形链接信息保存可以通过数据层特性操作，将超链接信息保存在属性表中。（二）要素选择ArcMap提供了多种手段在图形窗口选择图形要素，如单个要素选择、多个要素选择等；并且，可以对选择要素进行各种操作，如显示参数调整、统计分析、转换输出等。1、利用选择要素工具选择2、借助属性表选择要素3、依据空间位置查找依据空间位置查找，就是通过空间位置查找对话框，按照同一数据层的不同要素之间或不同数据层的不同要素之间的空间关系，采用各种判断方法查找图形要素。例如，按照城市与铁路的空间位置关系来查找作为铁路交通枢纽的重要城市，按照城市与行政区划的空间位置关系在世界范围内查找中国的城市等。（1）Intersect（交）查找与参考要素相交的图形要素，包括以参考要素作为边界的那些图形要素。（2）Arewithofadistanceof（在一个距离内）查找与同一数据层或不同数据层的某个或某些要素相邻或相接的图形要素，当距离值为零时，就是选择与这些要素相邻或相接的图形要素。（3）CompletelyContain（完全包含）查找多边形要素，条件是多边形完全包含另一个数据层的指定要素；或者多边形完全包含指定要素，而且多边形与指定要素之间有一定的距离，这个距离通过缓冲区距离（BufferDistance）定义。例如，“湖泊‘完全包含’陆地，则选中哪些中间具有岛屿的湖泊。如果附加条件是“缓冲距离＝1公里”，那么，中间具有岛屿，则岛屿距离湖岸距离为1公里将被选中。（4）Arecompletelywithin（完全位于）查找完全被另一个数据层的多边形所包含的任何图形要素，或完全被多边形包含、且距离多边形缘一定的距离，这个距离通过缓冲区距离（BufferDistance）定义。例如，“绿地‘完全位于’城市”，则城市绿地将被选中。如果附加条件是“缓冲距离（BufferDistance）＝1公里”，则距离城市边缘1公里处的绿地将被选中。（5）HaveTheirCenterIn（中心位于）用于查找多边形要素，一个数据层中的多边形要素如果其质心位于指定的另一个数据层的多边形要素中，则该多边形要素被查找。例如，查找“林地‘中心位于’北京”，则所有属性为林地的多边形，其中心位于北京市行政区划范围内的都被选中。但本方法不能用于选择点状要素（6）Sharealinesegmentwith（与…共线）查找那些与其他要素具有公共边线（segments）、结点（vertices）、端点（node）的要素。例如，“建筑物‘与共线’街道”，则邻街的建筑物将被选中。穿过线或多边形要素将不被选中。（7）TouchtheBoundaryOf（边界相接）选择与另一个数据层的要素边界（Boundary）具有相接（Touch）关系的图形要素。如果利用多边形图层选择要素，本方法可以选择与多边形具有公共线段、结点或顶点的多边形或线状要素，但穿过多边形边界的线或多边形将不被选中。此方法可以用于选择点状要素。（8）AreidenticalTo（等同于）选择与另一个数据层的要素具有相同几何特性（Geometry）的图形要素。要素的类型必须相同，即必须利用多边形选择多边形，线选择线，点选择点。（9）Arecrossedbytheoutlineof（被…边界线围绕）查找被另一个数据层的图形要素符号（Overlay）的图形要素。例如，查找“农田被灌溉渠道包围”，则所有与灌溉渠道发生覆盖关系（Overlay）的农田被选中，无论渠道是穿过农田还是完全位于农田。（10）Contain（包含）查找一个数据层要素包含另一个数据层的指定要素。（11）Arecontainedby（包含于）查找被另一个数据层的多边形所包含的任何图形要素。例如，“城市”包含于“行政区划”4、依据图形选择要素依据图形选择要素（SelectByGraphic）是指根据要素与图形（Graphic）之间的相交关系选择要素。图形（Graphic）可以是除文本或弧线以外的任何图形要素。在利用此选择操作之前，首先选择要素工具（SelectElementsTool）选择一定的图形（Graphic）。在ArcMap窗口中，根据图形选择的主要步骤如下：（1）单击Draw工具栏中的NewGraphicTool（新图形工具）按钮右侧的下三角按钮，在弹出的面板中选择一种工具，如NewRectangle（新矩形工具）。（2）绘制一个新的图形。可以选择FillColor（填充颜色）面板中的NoColor（没有颜色）。这样，在此图形被选中时，可以看到位于图形下面的要素。如果已经存在“图形”要素了，只需要选择SelectFeaturesTool（选择要素工具），将指定“图形”选中就可以了。（3）（三）要素查找图形要素的查找操作可以通过多种途径实现：可以借助属性表查找、借助查找工具查找、依据要素属性查找、依据空间位置查找。其中，通过要素属性值查找和空间位置查找可以参考空间数据选择中的通过要素属性选择和通过空间位置选择。以下着重叙述通过属性表查找和应用查找工具查找两个查找方法。1、借助于属性表查找2、借助于查找工具查找（四）选择要素单独操作1、选择要素显示设置2、选择要素放大显示3、选择要素属性统计1、选择要素显示设置被选择要素的显示参数，可以通过两种途径设置：其一是对所有数据层统一进行设置，借助SelectionOptions对话框完成；其二是对每个数据层单独进行设置，借助于LayerProperties对话框完成。2、选择要素的放大显示3、选择要素属性统计4、选择要素的输出二、ArcGIS中的数据提取数据提取叠加分析邻域分析（一）数据裁剪数据裁剪（Clip）是指将输入图层中与剪切要素（ClipFeature）重叠的要素提取出来，并形成一个新的图层。（二）数据拆分数据拆分（Split）分析是将输入要素拆分成几个输出要素。拆分字段（SplitFields）中的每个唯一值（UniqueValue）的边界就是拆分输入要素的边界。输出要素类型的名称与拆分字段（SplitFields）的名称一致。输出要素类型被保存在输入要素图层所在的工作空间中。（三）选择选择（Select）工具从输入要素类型或输入要素图层中选择要素，并将其保存生成一个新的图层。输出要素可以根据SQL表达式选择而确定。（四）表格选择表选择（TableSelect）分析工具是从输入表或表图层中提取选中的要素，并保存到一个新的输出表中。三、ArcGIS中的邻域分析（一）缓冲区分析（二）泰森多边形分析利用泰森（Thiessen）最近多边形法，对输入图层中的点进行插值形成一个新的多边形。新生成的泰森多边形具有唯一的属性，即每个多边形仅包括一个输入点，每个多边形内部的任何位置与其相关点的距离都比与其他多边形的近。为了忽略近点，可以设定一个最接近的容限值。对于比例持在1：1万至1：10万之间的泰森多边形，可以设定0.508m至5.080m的容限值。（三）邻近距离分析邻近距离（Near）工具是在特定搜索半径内，分析输入要素类型或图层中点之间的距离以得出最近点，分析线与点、结点与线之间的距离，得出最近线。（四）点距离分析点距离（PointDistance）工具是计算特定搜索半径内，一个图层或要素类型内的点与其他图层上所有点的距离。如果在特定搜索半径内没有发现匹配的要素，则DISTANCE字段都为零。如果没有发现匹配的点，则输出表将不包涵DISTANCE字段。如果没有确定搜索半径，则系统将自动设定一个距离，此距离可以保证输入要素中的每个点都能在另一个图层上找到点。此时输出表可以很大，例如输入图层中的1000个点与另一图层上的1000个点对比，可能产生一个具有1000000个记录的表。因此，可以利用搜索半径限制查询范围。四、ArcGIS中的叠加分析叠加工具栏中包括将多个矢量（Coverage）数据层进行Combine（合并）、Erase（去除）、Modify（调整）或者Update（更新）形成一个新的矢量层。当一个图层与另一个图层进行叠加分析后，就会产生新的信息。叠加的选项有5个。但所有的叠加分析都是根据输入特征要素将两个进行叠加分析的图层要素合并为一个。对于去除、相交和Identify（一致）来说，输入图层可以是点、线或多边形。对于更新和合并来说，输入图层必须是多边形。在所有操作中，动作图层“如去除多边形”必须是多边形图层。输出图层的特征要素与输入图层一致，并建立拓扑关系。在进行合并、更新、一致和相交操作时，输出图层的属性表包括了输入图层和“动作图层”的所有字段。每个字段的数据是利用原有数值。在进行去除操作后，输出图层属性表仅包括输入图层的属性表。而且内部编码尽量与原输入属性表一致。（一）擦除分析通过叠加“输入要素”和“擦除要素”多边形来建立一个要素类。输入要素中那些位于擦除多边形外边界以外的部分将被复制到输出要素类中。将输入图层与“去除”图层相交的要素去掉形成新的图层。（二）一致性分析一致性分析（Identify）又称判别分析，计算两个图层的几何一致性，输出图层保留了输入和一致图层的所有信息。通过判别Coverage的多边形与输入Coverage的点、线或多边形要素叠加生成一个新的Coverage。输入Coverage的所有要素和判别Coverage中重叠的要素将被复制出Coverage中。两个Coverage中的属性也将被复制到输出图层。（三）交集分析计算两个图层的几何相交性（Intersect），输出图层仅保留了输入图层和相交图层的公共部分。（四）联合分析合并两个多边形图层，输出图层中保留了输入图层和联合图层的属性，并且两个图层相交的地方都被切开了。（五）数据更新分析将更新图层中的要素添加到输入图层中，并将输入图层中二者相交区域的原要素去掉。通过叠加分析两组要素来创建一个新的Coverage，使用更新Coverage中的多边形剪切并代替输入Coverage中的要素和属性，输出Coverage的属性被更新（Update），且重新建立拓扑。（六）对称差分析对称差操作（SymmetricalDifference）是指通过计算输入要素和更新要素的几何交叉，公共部分将不会被输入到结果中。