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【ArcGIS工具箱】47.邻域分析——滤波器

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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。

本次主要介绍滤波器工具。
  • 1、概念:
滤波器通过移动、叠置的 3×3 像元邻域窗口扫描输入栅格来创建输出值。滤波器经过每个输入像元时,该像元及其 8 个直接相邻位置的值将用于计算输出值。

包括低通型和高通型两种类型的滤波器

  • 低通(LOW)滤波器:

滤波器类型 LOW 在输入栅格上采用低通滤波器对数据进行实质上的平滑处理。

低通滤波器通过减少局部变化和移除噪声来平滑数据。其目的就是对每个邻域内的高数值和低数值进行平均处理,以减少数据中的极端值。

低通滤波器本质上等同于含平均值统计选项的焦点统计工具

例如下图是一个使用低通滤波器(计算所有输入值的平均值)对待处理像元(中心像元值为 8)计算的简单示例:

  • 高通(HIGH)滤波器

滤波器类型 HIGH 使用高通滤波器来提高栅格中表示的要素之间的边缘和边界。

高通滤波器着重强调某个像元值与其相邻元素数值之间的相对差异。它的作用是突出要素之间的边界(如水体与森林的交界处),从而锐化对象的边缘。通常被称作边缘增强滤波器。

高通滤波器本质上等同于含总和统计选项和特定加权核的焦点统计工具。

例如下图,是一个使用高通滤波器(通过赋予其相邻元素负权重,滤波器将对象间的差异或边界分开来着重强调局部细节)对待处理像元(中心像元值为 8)计算的简单示例:

内容来源:ArcMap官方文档

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通过上述介绍,可以看出低通/高通滤波器其实本质就是焦点统计工具,因此也可以使用焦点统计工具创建符合规范的自定义滤波器。
  • 2、工具:
加载【Elevation】DEM栅格数据。

系统工具箱中选择【Spatial Analyst Tools→邻域分析滤波器】工具,进行相应设置:
  • 滤波器类型:要执行的滤波运算类型,LOW或者HIGH。

以下为低通滤波器与焦点统计工具(3 X 3大小的矩形邻域,统计类型为均值)结果对比

焦点统计

低通滤波器

以下为高通滤波器与焦点统计工具3 X 3大小的权重邻域,统计类型为求和结果对比
焦点统计

高通滤波器



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《ArcGIS工具箱》系列内容目录(持续更新):

……

35.插值分析——克里金法
36.插值分析——地形转栅格
37.插值分析——依据文件实现地形转栅格
38.局部分析——像元统计
39.局部分析——最高位置/最低位置
40.局部分析——等于频数/大于频数/小于频数
41.局部分析——频数取值
42.局部分析——等级
43.局部分析——合并
44.栅格创建——创建常量/正态/随机栅格
45.邻域分析——焦点统计
46.邻域分析——块统计
……


本篇文章来源于微信公众号: 码农设计师

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