栅格计算器

功能概述

栅格计算器是一种基于 地图代数 理论的空间分析工具，它允许用户通过编写数学或逻辑表达式，对输入的栅格数据进行逐像元运算。该工具支持 算术运算（加、减、乘、除）、关系运算（大于、小于、等于）、逻辑运算（与、或、非），以及对栅格函数的调用（如对数、指数、条件判断等）。

• 算术计算：对多个栅格进行加权求和、差异计算、比值运算等，例如：计算不同时间遥感影像的变化量。
• 逻辑判断：构建条件表达式，对满足或不满足条件的像元赋值，用于提取特定区域（如坡度大于 30 ° 的区域）。
• 函数应用：调用数学、统计或空间函数（如平方根、对数、条件函数），对栅格数据进行复杂建模。
• 模型构建：作为栅格分析的核心组件，栅格计算器可以嵌入更大的地理空间模型中，用于环境模拟、土地利用分析、水文建模等。

栅格计算器核心优势在于灵活性与可扩展性：用户无需依赖固定的分析流程，而是通过自定义代数表达式，实现任意组合的空间计算。

操作步骤

1. 定位并启动工具：

   

   • 在 工具箱面板中，展开目录："【栅格基础工具】 > 【栅格计算器】 "。
   • 在该目录下，找到名为 "【栅格计算器】" 的工具。
   • 操作： 双击 "【栅格计算器】" 工具图标，或右键单击选择“打开”。

2. 选择栅格文件或文件夹：

   

   • 选择栅格文件或文件夹：导航 到指定的目录："用户空间/工具箱/基础输入数据"，选择“dem.tif”栅格文件

3. 添加栅格文件：

   

   • 点击右上方小加号，将栅格文件中的栅格数据添加到下方列表中，每个栅格文件都有一个索引号。

4. 输入栅格计算公式：

   

   • 根据需求，输入栅格计算公式：“S=data_1* 2 +data_2”

     注意：

     • 公式中的“data_1”、“data_2”是添加到栅格文件列表中的索引号，并不是栅格名称
     • 公式中的“s=”可以输入，也可以不输入，直接写“data_1* 2 +data_2”也可以得到正确结果
     • 计算公式支持换行输入，比如，第一行“S=data_1* 2 +data_2”，第二行“H=S+data3”

5. 计算类别

   

   类别	具体函数/操作	功能说明	应用场景	注意事项
   数学运算	+, -, *, /	基本的逐像元加减乘除	多图层叠加分析、值缩放	除法中若分母为 0 ，结果为 NoData
   	^, Power, Sqrt	幂次运算与平方根	计算坡度平方、平方根变换	负数开平方会产生 NoData
   	Int, Floor, Ceil, Round	取整、向下/向上取整、四舍五入	离散化栅格、分级处理	浮点型输入会被转为整数，丢失小数精度
   	Abs	绝对值运算	差值分析时避免负数影响	不会改变数据类型
   	Log, Log10, Exp	对数与指数运算	数据正态化、增长过程建模	log 输入 ≤ 0 时输出 NoData
   三角运算	Sin, Cos, Tan	基本三角函数	计算坡度角度、方位角	输入角度为 弧度制，需注意单位转换
   	Asin, Acos, Atan, Atan2	反三角函数	根据比值计算角度	输入超出 [-1, 1 ] 范围会输出 NoData
   	Sinh, Cosh, Tanh	双曲函数	高级科学建模、波动计算	结果可能非常大，易溢出
   位运算	& (And)	逐像元逻辑与	多条件掩膜筛选	输入需为布尔/整型，浮点型需先转换
   	| (Or)	逐像元逻辑或	多可能条件组合	返回值为 0 或 1
   	Xor	异或运算	差异检测（如变化区域）	仅适用于二值栅格
   	~ 或 Not	逻辑取反	区域反选、布尔反转	非 0 值均视为真，结果为 0/1
   	布尔掩膜	根据条件筛选有效区域	制作分析掩膜	条件不满足的区域为 0 ，满足的区域为 1
   比较运算	>, <	大于、小于比较	提取高值/低值区域	输出为 0 或 1 （布尔栅格）
   	>= , <=	大于等于、小于等于	阈值分类	注意浮点型比较时的精度误差
   	== , !=	等于、不等于	特定值提取	与 NoData 比较结果始终为假
   条件与统计运算	Con	条件判断 (if-else)	分类赋值、逻辑分区	未指定条件的像元保持原值
   	IsNull	判断像元是否为空	检查数据缺失	输出布尔栅格（0/1）
   	SetNull	满足条件的值置为空	数据清理、异常值处理	置空后将不参与后续计算
   	Focal Statistics	邻域统计（均值、中值、方差等）	平滑、去噪、空间统计	处理边界时邻域可能不完整
   其他函数	Mod	取余数	循环编码、周期性数据处理	负数取余需注意结果方向
   	Rand	随机数生成	蒙特卡洛模拟、随机抽样	每次运行结果不同，需固定随机种子保持一致性
   	常数赋值（如 + 5 ）	为像元加固定值	偏移、归一化	输出与输入数据类型相同
   	CellSize, Area, Extent	获取栅格几何属性	分析空间分辨率、面积	与投影和坐标系有关，注意单位差异

6. 设置输出位置：

   

   • 找到标有 【输出路径】的参数输入框。
   • 操作：
     • 点击 "【输出路径】" 输入框旁边的 "文件夹按钮"。
     • 在弹出的“保存输出”或“选择工作空间”对话框中，导航 到指定的目录："用户空间/工具箱/栅格基础工具/栅格计算器"。直接键入文件名 "rcal.tif" (包含扩展名 .tif)

7. 执行生成

   

• 点击窗格底部的 【运行】 按钮 → 等待任务列表提示"工具执行成功"