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栅格分析是分析格网数据集中包含的空间信息的过程。

格网中的每个像元都包含一个值或类，这些值或类可能与土壤、土地覆被、高程或其他类型的数据相关。

通过栅格分析，我们可以根据像素值评估和解释地理位置信息。

不像矢量数据，重点是栅格，其中每个像素都包含特定地理位置的信息。

01 栅格分析示例

遥感中最常见的是栅格分析，卫星图像，数字高程模型和土地覆盖产品都是基于网格的数据的例子。

但它不仅限于遥感，因为我们经常在地质学、水文学和土壤科学等学科中使用栅格数据。

例如，水文学家可以使用这种类型的分析来计算一个地区的坡度和径流。

或者，生态学家可以用它来开发一个栖息地适宜性模型。

地质学家可以使用栅格数据和分析来创建土壤图，以显示某个区域的土壤类型及其分布情况。

有成千上万的地理信息系统应用用于空间分析。

栅格分析对于涉及制图和可视化数据的环境和地理空间研究项目也很有用。

例如，如果您正在研究特定区域随时间变化的温度，则可以使用栅格处理来创建显示该数据的地图。

此可以帮助更好地了解数据，并做出更有意义的结论。

下面是一张空间分析周期表，它在左侧对矢量和表格工具进行分类。

在右侧，您可以找到最常见的紫色、蓝色和绿色的栅格分析工具。

空间分析周期表

02 栅格分析工具技术

有几种栅格处理技术可用于分析数据。以下是一些最受欢迎的:

1. 地图代数：地图代数是一组用于分析栅格数据的数学运算。举个例子，地图代数包括本地、重点、区域和全球运营。

2. 区域统计：此栅格工具允许用户汇总区域内一个或多个要素的信息。

例如，使用以下公式计算一组值的平均值、中值、总和、最小值、最大值和标准偏差区域统计.

区域统计

3. 轮廓：等高线生成是创建地形特征的形状和高程表示的过程，GIS分析师生成轮廓通过连接给定区域内海拔相同的点。

4. 数学函数：数学函数在逐个单元格的基础上执行一种数值表达式，例如，这可能包括算术、幂、指数和对数类型的函数。

5. 条件式：条件函数也称为逻辑运算符，是一种栅格运算，允许用户对栅格数据集上的一组条件进行评估。

6. 成本路径：基于输入栅格，成本路径分析是一种技术，用于确定从给定源到目的地位置的最具成本效益的路径。

成本路径分析

7. 地物分析：地形分析是使用数字高程数据(DEM)分析地貌的各个方面的过程。

8. 适宜性分析：适宜性分析评估一个区域对于特定活动或目的的潜力。这可能包括空间回归模型分析土地利用和地形，以及其他因素，如气候、土壤类型、植被和基础设施。

9. 光栅处理：栅格处理是一个“包罗万象”的术语，用于将现有网格数据转换为新的输出。常见的栅格处理任务包括选择、裁剪和分割栅格数据集。

10. 插入文字：插值技术基于现有样本点估算未知值。插值的输出(如IDW, 克里金法、或样条曲线)是光栅表面。

如果你正在寻找更多的栅格工具示例，可以参考ArcGIS Pro中的栅格分析工具箱。

光栅处理

03 选择栅格数据类型

在执行任何类型的栅格处理之前，了解可以使用的不同数据类型非常重要。

栅格数据的两种主要类型是连续数据和离散数据。

连续数据，连续栅格数据是指具有定量值的数据，如温度、人口或任何影像。

连续数据

离散数据，离散数据指的是具有互斥值的定性数据，如某个物种或土地覆盖的存在与否。

离散数据

执行栅格分析时，选择正确的数据类型非常重要。考虑数据的大小和其中的详细程度非常重要。这将有助于您决定使用哪种数据类型进行栅格处理。

04 选择正确的光栅比例

执行栅格分析时的另一个重要考虑因素是以正确的比例使用和创建栅格数据。

高分辨率，格网尺寸越小，栅格分析和数据所需的计算能力和存储空间就越大。

低分辨率，网格越大，文件越小。但是如果格网太大，栅格数据中的细节就会丢失。

不同分辨率对比

无论选择哪种像元大小，考虑输入或输出栅格数据的分辨率总是很重要的。

05 结论

栅格分析是GIS中使用网格化数据的一种强大的数据分析方法。

尽管我们通常将它与遥感联系在一起，但我们可以在广泛的学科中使用栅格处理。

栅格分析可以识别数据的趋势和模式，或者逐个像元地检测数据随时间的变化。

总的来说，栅格分析是GIS中快速分析大量数据的有用工具。

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