GDP区域分布图的生成与对比
1. 目的：ArcGIS中提供了三种空间插值方法，每种插值方法在原理和应用上都大不相同，在此通过具体实例练习如何利用IDW内插方法和Spline内插方法进行GDP空间分布特征的分析，以此来引导读者对空间插值有一个更深刻的认识。 2. 数据：GDP为某地区的统计GDP数据，数据范围：4601万元~132630万元。Bound为该地区的边界数据。秸秆成型机
3. 要求：
（1） 经济的发展具有一定的连带效应和辐射作用。以该地区各区域年GDP数据位依据，采用IDW和Spline内插方法创建该地区GDP空间分异栅格图。
（2） 分析每种插值方法中主要参数的变化对内插结果的影响。 （3） 分析两种内插方法生成的GDP空间分布图的差异性，简单说明形成差异的主要原因。
（4） 通过练习，熟练掌握两种插值方法的适用条件
4.操作步骤：
（1）IDW插值法：
1）插值步骤
A.运行ArcMAP,加载SpatialAnalyst模块，如果SpatialAnalyst模块未能激活，单击Tools菜单下的Extensions，选择SpatialAnalyst，单击Close按钮。
B.单击 File菜单下的Open命令，打开加载地图文档对话框，选择数据。
C．在SpatialAnalyst下拉菜单中选择Option选项，在Option中的General页面中在设置默认工作路径。Analysis Mask范围为board
D．在SpatialAnaylst下拉菜单中选择Interpolate to Raster，在弹出的下一级菜单中点击Inverse Distance Weighted
E．设置Z value field为GDP，设置POWER为2，设置Output cell size 为500.输出结果文件名为IDW2，其他参数不变，单击ok
F．改Power值为5，输出结果文件名为IDW5，重复上述步骤
G.在SpatialAnalyst下拉菜单中选择RasterCalculator，求Abs（IDW2-IDW5），单击ok
2）结果分析
A．IDW插值是加权距离平均函数，平均值不可能大于输入最高值或者是小于输入最低值，因此输出的结果数据中，每一栅格均处于采样数据的最大值与最小值范围之内。 B.幂指数对IDW的插值结果有很大影响。幂指数越大，较远的点对输入的影响越小，即幂指数越高，其局部影响的程度越高。
C.IDW数据确定性（生成表面通过采样点）插值方法。因此，IDW搜索半径内，各个采样点属性值变化较小时，即使给出不同的幂指数值，内插结果的变化均比较小，变化较大的地方出现在采样点属性值变化剧烈和频繁的区域。此外，如果给予采样点生成泰森多边形，在多边形边线区域，内插值比较稳定，受幂指数数值的影响不是很明显。
（2）Spline内插法。
1）插值步骤
A.在SpatialAnalysis下拉菜单中选择Interpolate to Raster在弹出的下一级菜单中单击Spline
B．设置Z value field为GDP，设置Spline type为Regularized。设置Weight值为0，设置Output cell size为500，输出文件名称为spr0，其他参数不变，单击ok进行计算
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C.改Weight值为0.01，输出文件名为Spr01.重复上述步骤。
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D.修改Splinetype为加强筋Tension，并分别取Weight值0和5，输出文件名为Spt0和Spt5进行计算。
E．在SpatialAnalyst下拉菜单中选择RasterCalculator，并求Regularized中Abs（Spr0-Spr01）和Tension中Abs（Spt0-Spt5）
2）结论：
A．Spline插值表面光滑，并且Regularized插值结果较Tension插值结果光滑
B.Spline插值表面数值范围将超出采样点数值范围
C.RegularizedSpline插值中，Weight值越高则生成的表面越光滑
D.TensionSpline插值中，weight值越高则生成的表面越粗糙。
E．在采样点微小邻域内，无论采用哪种内插方法（Regularized或Tension），和weight值，Spline插值均比较稳定，差异较小。而在其他区域，尤其是在采样点比较稀疏的地方，插值结果受内插方法（Regularized或Tension）和weight值的影响比较大。
（3）IDW与Spline对比分析
1）操作过程：
A.选取IDW2内插结果图
B．选取Spr01马兰士cd6003内插结果图
C．在SpatialAnalyst下拉菜单中选择RasterCalculator，输入公式Abs（IDW2-Spr01），单击Evaluate，执行运算。
2）结论
A．危险化学品安全管理条例IDW和Spline都属于精确性插值，插值表面均通过采样点。因此在采样点微小邻域，两种插值方法的差值结果比较接近，差异较小
B.IDW和Spline插值受采样点密度的影响较大，在采样点分布比较密集的区域，插值结果差异较小；在采样点分布比较稀疏的区域，插值结果比较接近。
C.在采样点取值变化剧烈和频繁的区域，IDW和Spline插值结果差异较大，而在变化比较均衡的区域，插值结果比较接近。
D．IDW是一个加权距离平均，其每一栅格的输出值限制在采样点的输入值的范围内，因此，对如山脊和谷沟这样的极端地形，如果没有采样点，IDW不会生成这些地形。当取样点足够密集时，IDW对局部变化具有非常好的效果。Spline是基于生成具有连续的二阶导数和最小的平方曲率的插值方法，所以它适合那些空间连续变化并且光滑的表面的生成。
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