ArcGIS练习——栅格数据分析之寻找最佳路径

此篇博客为《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》学习记录与总结。

1、应用性：

在一些较为偏远、交通欠发达的地区，交通建设的过程中需要根据实际地形情况设计出比较合理的公路规划。

2、技能性：

熟悉ArcGIS栅格数据距离制图、表面分析、成本权重距离、数据重分类、成本最短路径等空间分析功能。

3、练习数据：

dem(高程数据）、startPot（路径源点数据）、endPot(路径终点数据）和river（小流域数据）。

4、实现流程图：

5、分析过程记录：

1.坡度成本数据集
①使用dem数据，利用【Spatial Analyst 工具】【表面分析】【坡度】生成坡度数据Slope：

②使用Slope数据，利用【Spatial Analyst 工具】【重分类】【重分类】，选择“分类”命令实行重分类，分类原则为：采用等间距分成10级，坡度最小一级赋值为1，最大一级赋值为10，得到坡度成本数据reclass_slope.

2.起伏度成本数据集
使用dem数据，利用【Spatial Analyst 工具】【邻域分析】【焦点统计】，生成起伏度数据层QFD；

②用同样的方法与原则进行重分类，得到reclass_QFD起伏度成本数据集。

3.河流成本数据集
使用river数据，同样利用重分类工具，按照河流等级进行如下分类：

4.栅格计算生成最终成本数据集
利用【Spatial Analyst 工具】【地图代数】【栅格计算器】工具合并数据集，计算公式如下：
cost=“reclass_river”+“reclass_slope” * 0.6+“reclass_QFD” * 0.4
得到最终成本数据集cost：

5.计算成本权重距离函数
使用startPot源点数据和cost成本数据，利用【Spatial Analyst 工具】【距离分析】【成本距离】生成成本距离和回溯链接栅格数据：

成本距离栅格：

回溯链接栅格：

6.求最短成本路径
使用终点数据、成本距离数据、回溯链接数据，利用【Spatial Analyst 工具】【距离分析】【成本路径】，生成最终的路径图：

最后，可将栅格数据的路线矢量化（便于编辑与显示），利用dem数据和river数据作为底图，整饰后可以初步得到一幅较为美观的最佳路径分析图：

6、相关原理总结：

成本距离工具确定的是各像元距最近源位置的最短加权距离（或者说是累积行程成本）。将根据成本面上的最小累积成本提供栅格中每个像元到最近源的距离。

成本回溯链接将提供最近源的最小累积成本路径上的下一相邻像元（给出其方向）。成本回溯链接工具返回一个方向栅格作为输出，以提供标识一幅从任一像元沿最小成本路径返回最近源的基础道路地图。

成本路径用于确定目标点与源点之间的最小成本路径，除了需要指定目标外，成本路径工具还需要用到通过成本距离工具得出的两个栅格：最小成本距离栅格和回溯链接栅格。

焦点统计为每个输入像元位置计算其周围指定邻域内的值的统计数据。