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在ArcGIS中,邻域分析是一种空间分析方法,用于评估一个位置相对于其周围位置(邻域)的某些特征或属性的关系。
具体来说,邻域分析是以输入数据的像元值为中心,向周围扩展一定的范围,基于扩展范围内的栅格数据进行函数运算,并将结果输出到相应的像元位置的过程。
邻域分析在栅格数据处理中有许多应用,包括平滑噪声、增强边缘、检测局部异常值等。
邻域分析工具集主要包括焦点统计、块统计、滤波器、焦点流、线统计、点统计六个工具。
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1、概念:
例如,下图表示的是焦点统计计算总和统计值的邻域处理过程。邻域类型为一个 3 X 3 的矩形邻域。
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邻域类型:
通过指定半径值来创建圆形邻域。半径为2像元的圆形邻域如下图所示:
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第一行指定了邻域的宽度和高度(表示为由空格分开的 x 轴方向上的像元数和 y 轴方向上的像元数)。
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随后几行则指定了邻域中各个位置的值。按照与各像元在所在邻域中相同的配置输入这些像元值。各个值之间需要由空格分隔。
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核文件中的值非 0(零)即 1(一)。任何不等于 0 的值均将视为 1。
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某像元位置的值为 0(非空)表示该像元不属于该邻域从而无法用于邻域处理。而值为 1 则表示该值对应的像元(和像元值)属于该邻域。
与不规则邻域类型相似,权重邻域通过权重核文件(ASCII 文本文件)不仅可以用于定义像元周围的不规则形状邻域,还可以指定各输入值的权重。
需要注意的是,权重邻域仅适用于平均值、标准差和总和统计类型。
权重核文件的格式要求如下:
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第一行指定邻域的宽度和高度(表示为由空格分开的 x 轴方向上的像元数和 y 轴方向上的像元数)。 -
随后几行则指定邻域中各个位置的权重值。按照与各像元在所在邻域中相同的配置输入这些像元值。正值、负值和小数值均可用作权重。各个值之间需要由空格分隔。 -
对于邻域中不用于计算的位置,核文件中的相应位置将用值 0 表示。
图片来源:ArcMap官方文档
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统计类型:
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平均值(MEAN):邻域内像元的平均值,为默认统计类型。 -
众数(MAJORITY):邻域内像元的众数(出现次数最多的值)。 -
最大值(MAXIMUM):邻域内像元的最大值。 -
中值(MEDIAN):邻域内像元的中值。 -
最小值(MINIMUM):邻域内像元的最小值。 -
少数(MINORITY):逐邻域内像元的少数(出现次数最少的值)。 -
范围(RANGE):邻域内像元的值的范围(最大值和最小值之差)。 -
标准差(STD):邻域内像元的标准差Std。 -
总和(SUM):邻域内像元的总和。 -
变异度(VARIETY):邻域内像元的变异度(唯一值的数量)。
需要注意的是,如果输入栅格为整型,则所有统计类型均可用。如果输入栅格为浮点型,则只有平均值、最大值、最小值、范围、标准差和总和统计类型可用。
关于焦点统计工作原理的详细内容可以查看官方文档:
https://desktop.arcgis.com/zh-cn/arcmap/latest/tools/spatial-analyst-toolbox/how-focal-statistics-works.htm
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2、工具:
加载【elevation】DEM栅格数据。
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邻域分析:用于选择邻域分析窗口类型及窗口参数。不规则与权重邻域类型需要指定核文件; -
统计类型:用于选择统计类型。
3 X 3大小的矩形邻域 |
3 X 3大小的权重邻域 |
核文件: |
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本篇文章来源于微信公众号: 码农设计师