ArcGIS for Desktop 基于Geoprocesing进行地理分析
基于Geoprocesing进行地理分析
- Geoprocessing即地理处理，是核心的GIS操作——从现有的或者提取出来的数据中创建新的空间数据。
- GIS中除了地图绘制、数据创建和编辑、数据库方案管理和可视化外，几乎所有的基本功能都可以规划到Geoprocessing中。
- ArcGIS 10.4中有许多Geoprocessing工具（简称GP工具），几乎包括了所有ArcGIS桌面的功能，其中包括很多分析工具。因此要进行地理分析，也可以通过Geoprocessing进行，非常方便。
Geoprocessing框架中有三种常用环境：内置工具、环境工具和脚本工具。
- 内置工具，即对话框工具能让用户更明白每一个工具以及参数的功能和意义。
- 模型工具以及脚本工具都具有对工具进行重用和组合的能力，比简单的使用对话框工具可以更有效的完成分析任务。
- 脚本是唯一可以实现批处理操作的Geoprocessing环境，也就是说，脚本可以同时处理多个输入数据。
使用Geoprocessing工具最常用的方式是通过ArcToolbox窗口调用。在ArcMap或ArcCatalog中都可以通过点击工具栏上的图标，
在ArcToolbox中，有很多工具箱、工具集和工具。工具箱是一个存放工具和工具集的容器。工具集则是一个存放工具和其它工具集的逻辑容器
要执行一个工具，直接在ArcToolbox窗口中双击此工具，就打开了工具的对话框。在对话框中，可以点击右下角的Show/Hide Help按钮来切换显示帮助。每个工具都有需要填充的参数，其中必填参数前面会带一个绿色的小圆点。填充好参数后，点击OK，工具就会执行。
如果一个数据处理或分析的过程需要调用多个工具来完成的话，一个一个的打开工具太麻烦，而且流程也不清晰，这种情况下可以考虑使用模型工具ModelBuilder，即通过创建执行模型的方式来使用Geoprocessing工具。
ModelBuilder是ArcGIS中使用Geoprocessing的一种方式，可以通过直接拖拽的方式把工具组织成完整的流程并执行，对于要使用多个工具的操作过程来说非常方便快捷，而且可以得到清晰生动的流程图，有助于理解整个操作过程。
下面以本章开头的生态区选择分析为例子，举例说明此分析在ModelBuilder中如何实现。
1. 创建工具箱以及模型
模型是放在工具箱中的。调出ArcToolbox的时候，可以看到在ArcToolbox窗口有很多系统工具箱。这些工具箱是系统提供的，里面的工具也是固定的，无法更改。如果要创建模型，就必须在自定义的工具箱中创建。因此在创建模型之前，首先要创建一个工具箱。在ArcMap右侧的Catalog窗中找到实验数据所在的文件夹（Analysis），右键点击选择New > Toolbox。
在新建的HabitatTool工具箱上右键单击，弹出菜单中选择New > Model，便新建一个模型。
在Model Properties对话框里是关于整个模型的一些设置。选择General选项卡，在Name和Label中均输入Habitat，点击确定。Name是模型的名称，如果在Geoprocessing中使用到这个模型的时候，用name来引用；而Label是模型显示在工具箱里的显示名称
然后点击工具栏上的 保存模型。一个空的模型就创建完成了，现在可以关闭ModelBuilder界面。此时在ArcToolbox窗口的Habitat工具箱下就可以看到刚才创建的Habitat模型了。
2. 从第2步开始，就是编辑模型的过程了。右键单击Catalog窗口的Habitat模型，在弹出菜单中选择Edit，打开ModelBuilder界面，开始编辑Habitat模型。
模型的组成元素主要有工具、数据、数值和连接器（Connect）。
- 数据是指地理数据，包括输入数据和输出的派生数据；
- 数值是指非地理数据，如某个常数；
- 工具是指对输入数据进行处理的操作，由黄色长方形表示；
- 连接器（Connect）是一条表示过程顺序的线条。
数据元素和工具元素由此相连，连接器的箭头指明过程的方向。另外，在ModelBuilder中，输入数据经过工具处理得到派生数据的这样一个流程，称为过程（Process）。模型可繁可简。最简单的模型可能只有一个过程，但一般模型都是由多个过程组合而成。
工具的添加可以直接从ArcToolbox窗口拖拽到ModelBuilder窗口来，地理数据的添加可以直接从ArcCatalog拖拽。另外，也可以用ModelBuilder界面工具栏中的Add Data
来添加。
首先创建选择满足第一个条件——植被类型的过程。在ArcToolbox窗口点击Analysis Tools工具箱打开，里面有4个工具集，点击打开Extract工具集，在此工具集中点击Select工具。此时的工具是没有填充颜色的，说明这个工具还不是一个可以运行的状态，往往是缺少必填参数。
点击
添加植被类型vegtype数据，添加后如下图所示。
点击 ModelBuilder 窗口里工具栏上的连接器（connector）按钮
，先在数据vegtype 上单击一下，然后在工具Select上单击一下，就在两者之间添加了连接，选择Input Feature，使得vegtype成为Select工具的输入参数。此时工具和派生数据都填充了颜色，表明工具已经是一个可以运行的状态。
Select工具是用基于要素类属性的表达式去选择输入数据中的某些要素，然后把选中的要素作为派生数据输出为一个新的要素类。所以在此工具中还需要输入选择表达式。右键点击（或双击）模型中的Select工具，在弹出菜单中选择Open，打开此工具的对话框。
可以在弹出的工具对话框中直接填写其他参数，此时可以看到Input Feature这个参数已经有值，就是刚才用连接器连接的vegtype。点击Expression参数下的SQL图标。
可以在弹出的工具对话框中直接填写其他参数，此时可以看到Input Feature这个参数已经有值，就是刚才用连接器连接的vegtype。点击Expression参数下的SQL图标。
在弹出的Query Builder对话框中设置选择表达式如下，点击OK。针对第一个条件——植被类型的过程就创建好了。
第3步创建针对第三个条件——公路影响来创建过程。用上面提到的拖拽方法添加Analysis Tools工具箱里的Buffer工具。此工具可以对输入的要素类产生制定缓冲距离的缓冲区。
用第2步中的方法添加道路数据majorrds，用连接器连接道路数据和Buffer工具。
指定输入数据后，就要确定缓冲距离，即道路影响的距离。右键单击Buffer工具，弹出菜单中选择Open打开工具对话框。在Distance参数的选项中，选择Field，即用字段值作缓冲距离，因为在道路要素类的属性中有一个Distance字段表示每条路的影响距离，所以此处使用字段值来作为缓冲距离。然后设定缓冲字段为Distance，点击OK。
设置完后模型如下图。Buffer工具的派生数据为道路影响的缓冲区。
4. 第4 步是要把第3 步的结果从第2步结果中去除，即找出满足植被条件又不在道路影响范围内的区域。可以使用Erase工具。这个工具有两个输入地理数据参数，一个是Input Features，一个是Erase features，工具的输出结果要素类为Input Features中不与Erase Features相交的部分（即相交部分被丢弃）。在这里把植被数据设定为Input Features，道路影响缓冲区数据作为Erase Features。
往模型中添加Erase工具，然后用连接器依次将vegtype_select和majorrds_Buffer和Erase工具连接。
在连接vegtype_select时，选择Input Features；在连接majorrds_Buffer时，选择Erase Features。
连接后可以右键单击Erase工具打开工具对话框，查看Input Features和Erase Features两个参数是否设置正确，如果不正确可以修改。完成后如下图。
5. 第5步是在第4步结果的基础上再添加第2个条件，即在第4步结果里找出坡度小于40度的区域。因为已经有了小于40度的区域数据，这个操作的实质就是找出小于40度的区域和和第4步结果区域中公共的部分。这里使用Intersect工具来完成这个操作。
从ArcToolbox窗口添加Intersect工具到模型，添加小于40度的区域数据slopelt40。
用连接器分别将坡度数据及第4步的输出结果与Intersect工具连接。Intersect工具有多个输入要素类，输出结果为输入要素类的公共部分。连接后模型如下图。
还需要做一步图形拆分的操作，从ArcToolbox窗口添加Multipart To Singlepart工具到模型。
6. 第6步是在第5步的基础上再增加第4个条件，即面积必须大于1089000平方英尺。
用第1步中的方法添加Select工具，添加到模型后此工具显示名称为Select（2），因为在同一个模型中已经有一个Select工具。用连接器连接第5步的结果和select（2）工具，然后右键单击select（2）工具打开工具对话框，设置最终输出要素类和选择表达式如下：
7. 运行模型。点击Model菜单下的Run Entire Model或点击工具栏中的按钮，运行模型。
模型运行过程中，各种状态会有不同的显示。例如运行完的结果显示中增加灰色阴影，当前正在运行的工具显示为红色。
全部运行完成后，找到生成的shp文件，拖拽到内容列表中，
完美重合！！！