『壹』 柵格數據的空間分析——條件分析與柵格計算
條件分析工具是根據設定的條件來控制像元的輸出值。條件分析工具包括條件函數工具、選取函數工具和設為空函數工具。
條件函數工具是根據像元值在指定的條件語句中的真假來控制像元輸出值。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→條件分析→條件函數】工具，在 表達式 欄設置邏輯表達式，並設置條件為真和為假時的值。
與條件函數工具操作類似，不同的是當條件為真時，將像元設置為NoData，為假是設置為設置的值。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→條件分析→設為空函數】工具，在 表達式 欄設置邏輯表達式，並設置條件為真和為假時的值。
選取函數是根據位置柵格數據的值用於確定要從輸入柵格列表中的哪一個柵格獲取輸出像元值。
其中，InRas1為位置柵格，InRas2、InRas3位輸入柵格1和輸入柵格2.
柵格計算時對柵格數據進行數據處理和分析的常用方法，也是建立復雜的應用數學模型的基本模塊。柵格計算不僅能方便的完成基於數學運算符、基於數學函數的柵格運算，還支持直接調用ArcGIS自帶的柵格數據空間分析函數。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→柵格計算器】工具，輸入地圖代數表達式。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→柵格計算器】工具，輸入地圖代數表達式，這里以求模運算為例。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→柵格計算器】工具，輸入地圖代數表達式，這里以條件分析中的條件函數為例（將圖層中屬性值為1,2,3,4的數據輸出）。
『貳』 柵格數據的空間分析——環境設置
在主菜單上，選擇【地理處理→環境】，彈出環境對話框。
在 環境對話框中展開【工作空間】欄，可以設置相應的工作路徑。
在主菜單上，選擇【地理處理→環境】，彈出環境對話框。
在 環境對話框中展開【輸出坐標系】欄，可以進行坐標系統選擇。
輸出坐標系下拉框中有多項選擇；
在主菜單上，選擇【地理處理→環境】，彈出環境對話框。
在環境對話框中展開【處理范圍】欄，可以進行分析范圍設置。
單擊 范圍 下拉框選擇分析范圍匹配模式；
也可以在上下左右文本框中輸入分析范圍的四點坐標值；
另外也可以單擊 捕捉柵格 下拉框選擇其他柵格數據文件，使用該要素文件的坐標范圍作為當前分析范圍。
在空間分析過程中，有時只需要對局部區域進行分析，此時就需要設置分析掩膜。
在主菜單上，選擇【地理處理→環境】，彈出環境對話框。
在環境對話框中展開【柵格分析】欄，在 掩膜 處選擇已創建的掩膜柵格數據文件，完成分析掩膜設置。
柵格數據是由像元組成的，在空間分析中設置像元大小主要是針對空間分析結果的預設柵格像元大小設置。選擇合適的像元大小對空間分析過程非常重要，如果像元過大會導致分析結果精度降低，如果過小會導致分析結果產生大量的冗餘數據降低計算速度。
在主菜單上，選擇【地理處理→環境】，彈出環境對話框。
在環境對話框中展開【柵格分析】欄，在 像元大小 下拉框中選擇合適的像元大小，完成像元大小設置。
『叄』 柵格數據的空間分析——表面分析
表面分析3主要用於獲取數據中暗含的空間特徵、格局等信息，例如，等高線、坡度、坡向、可視性、山體陰影等。
等值線是指將柵格表面上相鄰的具有相同值的點連接起來的線，比如，地形中的等高線、氣溫圖中的等溫線等。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→等值線】工具，在彈出的對話框中進行設置。
坡向指地表上一點的切平面的法線矢量在水平面的投影與過該點的正北方向上的夾角。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→坡向】工具，在彈出的對話框中進行設置。
坡度指地表上一點的切平面與水平地面的夾角。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→坡度】工具，在彈出的對話框中進行設置。
曲率指地表面上一點扭曲變化程度的定量化度量因子，是地表面的二階導數，可以看做是坡度的坡度。地面曲率在垂直和水平方向上又分別稱為剖面曲率和平面曲率。
曲率為正表示該點的表面向上凸，曲率為負表示表面開口朝上凹入，曲率為零表示表面是平的。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→曲率】工具，在彈出的對話框中進行設置。
山體陰影示根據假想的照明光源對高程柵格中的每個柵格像元計算照明值。山體陰影圖可以很好的表達地形的立體形態，還可以方便的提取地形遮蔽信息。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→山體陰影】工具，在彈出的對話框中進行設置。
通過給定兩條表面，填挖方工具會生成一個柵格數據來顯示表面的變化情況。值為正表示表面被移除，值為負表示表面被填充。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→填挖方】工具，在彈出的對話框中輸入不同時期的兩個柵格表面即可。
視域分析可以用來確定輸入柵格中能夠從一個或多個視點看到的像元數。輸出柵格數據屬性表中的VALUE欄位記錄了從每個柵格表面位置可以看到的視點個數。如果只有一個視點時，則將能看到該視點的像元值賦值為1，無法看到的賦值為0。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→視域】工具，進行設置。
視點分析不僅包含每個視點能夠看到的柵格信息，還會精確識別從每個柵格表面位置可以看到哪些視點。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→表面分析→視點分析】工具，進行設置。
在ArcGIS主菜單空白處右擊，在彈出的菜單中選擇【3D Analysis】選擇，載入3D Analysis工具條。
單擊工具條上的【創建視線】按鈕，在地形表面分別點擊確定觀察點和目標點的位置，從而創建一條視線，可以得到沿線的實現遮擋情況。
然後點擊工具條上的【剖面圖】按鈕，彈出剖面圖對話框。
『肆』 柵格數據的空間分析——統計分析
局部分析工具組主要用於多層面柵格數據的疊合分析，對柵格數據以像元為單位進行像元統計分析。例如，對同一地區的多時相數據進行局部分析（同一地區不同年份的人口數據分析等）。
更多信息可以前往 官方參考文檔 查看。
鄰域分析是以輸入數據的像元值為中心，向周圍擴展一定的范圍，基於擴展范圍內的柵格數據進行函數運算，並將結果輸出到相應的單元位置的過程。
下面介紹一下比較常用的【焦點統計】工具，可以用於在DEM數據中提取山體頂點過程。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→鄰域分析→焦點統計】工具，進行相關設置。
更多信息可以前往 官方參考文檔 查看。
區域分析是對輸入數據的所有像元進行分析，並輸出計算結果的過程。
更多信息可以前往 官方參考文檔 查看。
『伍』 柵格數據的空間分析——密度分析
密度分析時根據輸入的要素數據集計算整個區域的數據集聚狀況，從而產生一個連續的密度表面。
核密度分析用於計算要素在其周圍鄰域中的密度，即可計算點要素的密度也可以計算線要素的密度。在核密度分析中，落入搜索區域內的點（或線）具有不同的權重，靠近格網搜索中心的點或線會被賦予較大的權重，隨著其與格網中心距離的加大，權重降低。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis→密度分析→核密度分析】工具，在彈出的對話框中選擇輸入要素和輸出要素，Population默認為NONE，，像元大小用於設置輸出柵格數據的像元大小，搜索半徑用於設置密度計算的搜索半徑。可以根據需要進行設置，這次均採用默認設置。點擊確定，得到結果。
核密度分析還可以使用 Population欄位 根據要素的重要程度賦予某些要素比其他要素更大的權重。
下面結果分別是 Population欄位 為默認的NONE時和指定了欄位的結果。可以看出兩者之間有明顯差別。
點密度分析是用於計算每個輸出柵格像元周圍點要素的密度情況。每個柵格像元從其中心點建立了一個鄰域，然後將落入鄰域內的點的Population欄位值相加，再除以鄰域面積。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis→密度分析→點密度分析】工具，彈出點密度分析對話框，根據需要進行設置即可，與核密度分析操作類似，這里就不再贅述。
其中， 鄰域分析 為可選項，用於指定計算密度值的每個像元周圍的區域形狀，在 鄰域設置 欄中還需設置單位（像元單位/地圖單位）。
線密度分析用於計算每個輸出像元鄰域內的現狀要素的密度，線密度分析結果的計量單位為"長度單位/面積單位"，是每個柵格像元中線為圓心以搜索半徑為半徑繪制一個圓，每條線落在該圓內的長度與Population欄位值相乘再求和，然後除以圓的面積。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis→密度分析→線密度分析】工具，彈出線密度分析對話框，根據需要進行設置即可，與核密度分析操作類似，這里就不再贅述。
Reference：
《ArcGIS10地理信息系統教程——從初學到精通》
『陸』 柵格數據的空間分析——插值分析
有時候我們採集到的數據都是以離散的點的形式存在的，只有在采樣點上才有具體的值，在其他區域都沒有值數據。此時就需要插值分析，將采樣點的數值根據一定的演算法，推算出其他未采樣區域的數值。
插值分析的假定條件是空間上分布的現象是具有空間相關性的，也就是說距離近的要去趨向於具有相似的屬性特徵。
插值分析有多種實現方式，包括反距離權重插值、樣條函數插值。克里金插值、自然鄰域插值以及趨勢面插值等。
反距離權重插值是一種常用而簡便的空間插值方法，該方法以插值點與樣本點之間的距離為權重進行加權平均，離插值點越近的樣本點賦予的權重越大。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→插值→反距離權重法】工具，進行相應設置。
樣條函數法式利用最小化表面曲率的數學函數來計算估計值，從而生成恰好經過輸入點的平滑表面。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→插值→樣條函數法】工具，進行相應設置。
之前介紹的反距離權重法和樣條函數插值法軍事確定性插值法，克里金法是基於包含自相關的統計學的插值方法，它不僅具有預測表面的功能，還能夠對預測的確定性或准確性提供某種度量。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→插值→克里金法】工具，進行相應設置。
自然鄰域法是根據插值點附近樣本點的值和距離來計算預估表面值，也稱為Sibson或區域佔用插值（area-stealing）插值。該方法的基本屬性是其具有局部性，僅使用查詢點周圍的樣本子集，且保證插值高度在所使用的樣本范圍之內。不會推斷表面趨勢且不能生成輸入樣中未表示出的山峰、凹地、山脊、山谷等地形。生成的表面將通過樣本點且在除樣本點位置之外的其他所有位置均是平滑的。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→插值→自然鄰域法】工具，進行相應設置。
趨勢面法式通過全局多項式插值法將由數學函數（多項式）定義的平滑表面與輸入采樣點進行擬合。趨勢表面會逐漸變化，並捕捉數據中的粗尺度模式。使用趨勢面法可以獲得表示感興趣區域表面漸進趨勢的平滑表面。
該法適用於以下情況：
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→插值→趨勢面法】工具，進行相應設置。
Reference：
《ArcGIS10地理信息系統教程——從初學到精通》
《ArcGIS10地理信息系統空間分析實驗教程（第二版）》
『柒』 結合ArcGIS軟體，對柵格數據與矢量數據空間分析方法進行比較。
矢量數據空間分析包括：包含分析,緩沖區分析、網路分析、疊加分析、泰森多邊形分析、內矢量數容據的量算等；
柵格數據空間分析包括：聚類、聚合分析,復合分析,追蹤分析,窗口分析,柵格數據統計與量算等.
矢量：數據存儲量小、數據結構簡單、不易共享、不易疊合分析、易於進行拓撲分析、數據輸出精度高,費用高,空間分析不易實現
柵格：數據存儲量大、數據結構復雜、易共享、易實現疊合分析、不易進行拓撲分析、數據輸出精度差,費用低
『捌』 柵格數據的空間分析——多元分析
多元分析工具主要用於完成遙感影像圖的分類問題。
平時對遙感圖像的處理主要在ENVI軟體中實現，因此此處僅做大概介紹。
ISO（Interactive Self-organization）聚類，即迭代式自組織聚類方法，是最常用的非監督分類演算法。
ISO聚類工具是使用ISODATA（Interactive Self-organization data analysis and techniques algorithm）演算法來確定多維屬性空間中像元自然分組的特徵，並將結果儲存在ASCII文件（改文件用於存儲感興趣的每個類或聚類的多元統計信息）中，但不產生分類結果。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→多元分析→ISO聚類】工具，進行相關設置，可以使用記事本工具打開生成的特徵文件。
- 類數目 ：是指聚類過程中可能產生的最大聚類數；
- 迭代次數 ：是指系統迭代運算的次數，該值應該足夠大，以保證像元從一個類遷移到另一類的次數最少，從而使所有的聚類變成穩定狀態。迭代次數隨著類數目的增加而增大。
- 最小類大小 ：是指一個有效類多包含的最少像元數；
- 采樣間隔 ：是指相鄰零次采樣的空間間隔，若間距過大會造成重要信息的損失，若間距過小會增加系統計算量。
最大似然分類是基於貝葉斯准則的分類錯誤概率最小的一種非線性分類演算法，也是比較常用的一種監督分類演算法。
在最大似然分類工具中需要特徵文件。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→多元分析→最大似然分類】工具，進行相關設置。
- 輸入特徵文件 ：輸入所需的特徵文件；
ISO聚類非監督分類是上面兩種工具的集成。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→多元分析→ISO聚類非監督分類】工具，進行相關設置。
主成分分析是將輸入的多個波段的數據變換到以個新的空間（對原始空間軸進行旋轉而成的新的屬性空間），是在盡量不丟失信息的前提下的一種線性變化方法，主要用於數據壓縮和信息增強。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→多元分析→主成分分析】工具，進行相關設置。