柵格計算器

柵格計算器是一種空間分析函式工具，可以輸入地圖代數表達式，使用運算符和函式來做數學計算，建立選擇查詢，或鍵入地圖代數語法。

基本介紹

• 中文名：柵格計算器
• 外文名：Raster Calculator
• 性質：一種空間分析函式工具
• 作用：可以輸入地圖代數表達式

柵格計算器（Raster Calculator）

可輸入柵格數據、柵格圖層、coverages，shapefiles，表格，常數，數值。在“空間分析”（Spatial Analyst）下拉選單中可找到。柵格計算機使用“運算符”和“函式”來執行任務。

函式（functions）

1． 函式執行專門任務，如由海拔（elevation）計算邊坡（slope），通常返回的是數值。柵格計算機提供算術函式、三角函式、指數對數函式以及冪函式。

2． 套用實例（實習數據：landuse，elevation）：

① 對landuse每個柵格取平方(平方後=sqr([landuse]))

② 柵格數據空間分析函式：用山體陰影函式(hillshade)作用於elevation圖層得到立體形態(立體圖=hillshade([elevation]))

運算符（operators）

運算符的使用通常與科學計算器相類似。柵格計算器提供算術運算符、關係運算符以及布爾運算符。

①算術運算符（+，-，*，/）。加減乘除四則運算。對相應空間位置上的柵格單元進行算術運算，可用於土地利用價值的評價。規則：整數的運算是整數；浮點數與整數的運算得到的結果是浮點數；Mod運算符的結果是整數（實習數據：landuse）：

（1）選擇出耕地柵格(耕地=[landuse] == 5)，選擇出森林柵格(森林=[landuse] == 6)；

（2）將耕地和森林柵格相加(綠地=[耕地] + [森林])，又例如創建三個火災危險性柵格，互相疊加顯得出新的全面危險分析柵格。

（3）用來轉換值從一個測量到另一個（例如， x英尺= 0.3048米）。

②關係運算符（>，<，==，<=，>=，<>）。建立邏輯測試，返回真假值（true (1)，false (0)）（實習數據：landuse，mask，elevation）。

（1）選擇出城區柵格（設定環境加Mask）(城區=[landuse])；

（2）選擇出高程高於1000的柵格(高地=[elevation] > 1000)。

③布爾運算符(和and ^,或or &,異或xor !,非not | )。and：當相同位置的柵格單元取值不為0時，返回1，但有一個柵格中取值0時，返回0連結邏輯測試（實習數據：landuse，mask，elevation）：選擇高於1000m的城區柵格（高城區=[高地]&[城區]）

④邏輯運算符（diff，in，and over）。不同運算符有不同結果（實習數據：xs_1991和xs_2006）：

（1）A diff B：差異運算符:對兩個柵格圖層單元格的數值是否存在差異進行計算。數值沒有差異的單元格賦值為0，數值有差異的返回第一個輸入數據集中單元格的數值。檢測土地利用的變化（[xs_2006] diff [xs_1991]）如果diff左右兩柵格單元內有不同值（cell value），取左舍右，如果相同返回零值（zero）；

（2）A in {value list}：如果A的某柵格單元內值屬於值列表，則返回，否則返回NoData。包含運算符:第一個輸入是一個表達式（通常是一個柵格或一個數據列），第二個輸入是一組數字。基本思想：用預先選出的一組數字和柵格矩陣中的數值作比較，和這組數字不一致的單元格賦值為0，相當於利用這組數字作為選擇柵格單元的條件。例：在Grid1中分離出數值為2和4的單元格。多用於查詢；

（3）A over B：如果A內某柵格單元值為零，則返回，否則返回B。非零查找與替換運算符。對兩個輸入柵格矩陣搜尋0值單元格，第一個矩陣中的所有單元格中的非零值作為其輸出，當第一個輸入矩陣中的單元格的值為0時，用第二個柵格矩陣相應位置的單元格數值進行賦值。多套用－如果第一個輸入中0值代表居住用地，第二個輸入是環境質量類型區，則這一方法，可分析不同的居住區的環境質量狀況。

工作原理

柵格計算器用於在工具中創建和執行“地圖代數”表達式。與其他地理處理工具一樣，柵格計算器可以在“模型構建器”中使用，從而可以更輕鬆地在工作中發揮“地圖代數”的功用。

柵格計算器具有如下的獨有優勢：

• 執行單行代數表達式。
  
• 使用“模型構建器”時，支持在“地圖代數”中使用變數。
  
• 為一個表達式的三個或更多的輸入套用 Spatial Analyst 運算符。
  
• 在一個表達式中使用多個 Spatial Analyst 工具。
  

柵格計算器用於通過簡單的、類似計算器的工具界面，使用多種工具和運算符來執行單行代數表達式。當在一個表達式中使用多種工具或運算符時，該公式的執行速度一般會比分別執行每個運算符或工具的速度要快。

使用柵格計算器工具

工具對話框中有四個主要區域用於創建“地圖代數”表達式：

1、圖層和變數

輸入圖層和變數列表識別了可以在“地圖代數”表達式中使用的輸入。單獨使用此工具時，該列表將包含內容表中的圖層。在“模型構建器”中使用此工具時，該列表將包含內容列表中的圖層、模型中創建的輸出以及其他模型變數。

2、計算器和運算符按鈕

使用計算器按鈕可以在表達式中輸入數值。使用運算符按鈕可以將數學運算符(加、除等)和邏輯運算符(大於、等於等)輸入表達式。通過單擊這些按鈕，可以將數字或運算符輸入到表達式中游標當前所在的位置。注意確保表達式遵循正確的規則地圖代數語法規則。

3、工具

在該工具列表中，可以方便地選擇能在“地圖代數”表達式中使用的工具。通過單擊列表中的工具，該工具的名稱以及括弧的左右半邊 [()] 將被放置在表達式中游標當前所在的位置。然後必須輸入該工具所需的其他輸入內容。雖然工具可以放置在表達式的任何位置，但是它應放置在可以生成有效的“地圖代數”語法的位置。

4、表達式

“地圖代數”將要執行的表達式。此表達式必須使用有效的語法輸入。請參閱以下部分，了解有關“地圖代數”語法規則的詳細信息。

地圖代數語言

“地圖代數”是一種簡單而強大的代數語言，利用它您可以操作所有 Spatial Analyst 工具、運算符及函式以執行各種地理分析。

在柵格計算器中使用的“地圖代數”含有語法或規則集，“地圖代數”必須遵循這些語法或規則集才能創建有效的表達式。如果不遵循這些規則，創建的表達式可能會無效並且無法執行，或者得不到預期的結果。

“地圖代數”不僅可以通過柵格計算器工具來訪問，還可以通過使用 Spatial Analyst ArcPy 模組的 Python 腳本來訪問。在此工具中使用相同的“地圖代數”語法，但以下情況除外：

• 不必將輸出柵格名稱或等號 (=) 填入表達式，因為該輸出名稱已在輸出柵格參數中指定。
  
• 在使用運算符時，不必將輸入柵格轉換為柵格對象。