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创建随机栅格

功能概述​

该工具用于创建一个栅格图层，其像元值为介于 0.0 和 1.0 之间的随机浮点数。用户可自定义分析范围与像元大小，随机值可用于模拟、初始化模型参数、环境不确定性分析等。

应用场景​

  • 生态与环境建模中的模拟输入：构建具有空间随机性的基础数据，用于模拟系统对不确定性或扰动的响应。
  • 蒙特卡洛模拟：基于大规模重复实验的原理，引入随机变量进行模型的不确定性评估。
  • 模型不确定性分析：在多因子叠加（如加权叠加）模型中，为每一因子引入一定的随机浮动，测试输出结果对权重变化的敏感程度。
  • 随机采样与分布测试：作为抽样掩膜或参考图层，用于空间随机采样。

理论图示​

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参数介绍​

参数名称参数描述补充说明
种子值用于重新填充随机数生成器的值。可以是整数或浮点数。 栅格不可以作为输入。
输出设置定义输出栅格的空间参考系来源：
• 手动输入：自定义坐标系参数
• 图层获取：从现有矢量/栅格文件提取空间参考		• 选择手动输入时需激活下方地理参数
• 图层获取模式将自动获取源数据的投影信息
四至范围输出栅格的地理边界框 （最小经度XMin, 最小纬度YMin, 最大经度XMax, 最大纬度YMax）• 单位与目标坐标系一致（如度/米）
• 必须构成有效矩形范围（XMin < XMax, YMin < YMax）
• 示例值："115.23,39.12,117.30,41.05"
像元大小输出栅格的空间分辨率，即单个像元在地图单位中的尺寸 (宽度, 高度)单位与坐标系匹配（如EPSG:4545单位为米），示例：" 900 , 900 " 表示宽 900 米/高 900 米
栅格大小输出栅格的维度规格 (列数, 行数)与【像元大小】共同决定空间范围，示例：" 100 , 100 " 表示 100 列× 100 行栅格矩阵
输出路径存储结果栅格的目录位置（建议使用绝对路径）需确保路径存在且具有写入权限
输出文件名结果栅格文件的完整名称（含扩展名）扩展名决定输出格式，如 .tif 生成GeoTIFF文件

操作步骤​

  1. 定位并启动工具：

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    • 在 工具箱面板中，展开目录："【栅格基础工具】 > 【栅格数据集】 > 【创建栅格】"。
    • 在该目录下，找到名为 "【创建随机栅格】" 的工具。
    • 操作： 双击 "【创建随机栅格】" 工具图标，或右键单击选择“打开”。

  2. 设置随机数种子：

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    • 在工具参数窗格中，找到标有 "【种子值】" 的输入框。
    • 操作： 在 "【种子值】" 输入框中，直接键入 数字 " 600 " 。此值用于初始化随机数生成器，确保结果可复现。

  3. 配置输出坐标系来源 (坐标系及获取方式)：

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    • 找到标有【坐标系及获取方式】参数。
    • 操作：
      • 点击该参数的下拉箭头。
      • 从下拉列表中选择选项 "通过栅格/矢量图层获取" 。
      • 选择此选项后，下方会激活一个用于选择源图层的控件。
      • 在源图层输入框中直接键入栅格数据文件的完整路径和名称 "dem.tif"。
      • 输出栅格的空间参考系统（坐标系、像元大小、范围基准等）将自动与 "dem.tif" 一致。

  4. 指定像元大小和栅格尺寸：

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    • 找到标有 "【像元大小】" 的参数输入框。

    • 操作： 在对应的输入框中，直接键入 数值 30 (X方向) 和 30 (Y方向)。注意：由于步骤 3 选择了“图层获取”，此处的像元大小设置可能被锁定或覆盖，具体行为取决于工具实现。但按照步骤要求，仍需在此输入。*

    • 找到标有 "【栅格大小】" 的参数输入框。该参数通常指定输出栅格的列数和行数。

    • 操作： 在对应的输入框中，直接键入 数值 2021 (列数) 和 1797 (行数)。

  5. 设置输出位置：

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    • 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/栅格数据集/创建栅格/创建随机栅格"。直接键入 文件名 "random.tif" (包含扩展名 .tif)

  6. 执行生成

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  • 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"

注意事项​

  • 空间参数：

    • 明确空间分析范围，建议从图层获取或手动输入，避免随机栅格大小和分析对象不匹配

    • 像元大小也就是分辨率，过大会导致精度不足，过小会影响性能和存储效率，应与分析需求一致

    • 若输出后的栅格参与后续空间分析，务必设置与目标图层一致的投影坐标系（避免偏移或者误差）

  • 数据属性：

    • 若值为浮点型，建议使用Float 32，避免使用整型，会被截断为 0
    • 通常不设置Nodata值，但是如果屏蔽某些区域，应结合掩膜图层使用

  • 后续分析使用：

    • 后续如果多次使用，建议保留原始随机图，避免每次运行结果不同，影响分析一致性
    • 作为采样掩膜的话，通常需要设置阈值（如 < 0.1）后转为布尔掩膜使用