焦点统计
功能概述
焦点统计是在移动邻域内对像元进行局部统计：以输入栅格中每个像元为中心，取其周围的指定邻域（如 3×3 矩形、半径 200 m 的圆形、环形、扇形、线形等），对邻域内所有像元值执行选定的统计运算（如均值、众数、最大/最小、标准差、百分位等），并将结果写入中心像元位置的输出栅格。该过程对整幅栅格逐像元滑动执行，得到一幅与输入分辨率一致的结果栅格。简言之：用邻域特征替换像元值，实现平滑、去噪、模式强化或纹理量化等局部分析。
适用场景
- 去噪与平滑（连续数据）：用 均值/中位数平滑 DEM、温度、NDVI 等，增强可视化与后续建模稳定性。
- 分类纠偏（分类数据）：用 众数 修补土地利用“椒盐化”，得到更连贯的斑块。
- 边缘/异常强化：用 范围 或 标准差 高亮局部变化剧烈区域（断崖、急剧温度梯度、变化热点）。
- 纹理/异质性刻画：用 多样性统计邻域内不同类别个数，用于地貌、植被或城市形态的纹理判读。
- 方向性分析：用 线形或扇形邻域沿某一方位平滑/检测（如道路提取的方向一致性、风沙/坡向分析）。
- 局部背景/去趋势：计算局部均值后做“原值−局部均值”得到局部起伏或相对高程。
理论图示
参数介绍
| 参数名称 | 参数描述 | 补充说明 |
|---|---|---|
| 输入栅格文件 | 需要进行统计计算的源数据。可以是连续型（如高程、温度）或分类型（如土地利用类型） | 建议保证输入栅格具有正确的空间参考和坐标系，以确保结果的空间一致性 |
| 统计方法 | 指定在邻域范围内执行的统计运算，如 均值、最大值、最小值、中位数、众数、标准差、范围、百分位数等 | 连续型数据推荐使用均值、中位数、标准差；分类数据推荐使用众数、少数、多样性等 |
| 几何类型 | 定义邻域的几何形状，如 矩形、圆形、环形、扇形、线形等 | 不同几何类型适应不同分析需求：圆形适合各向同性现象，线形/扇形适合方向性分析 |
| 中心点偏移坐标 | 邻域中心相对于目标像元中心的偏移坐标 | |
| 半径 | 邻域范围的大小参数（如半径、矩形长宽、环形内外半径等） | 单位可为像元数或地图单位（米、千米）；若使用地图单位，需确保输入数据为投影坐标系 |
| 输出路径 | 存放结果栅格的目标目录（建议使用绝对路径以避免歧义） | 建议使用绝对路径，确保目录存在且具有写入权限；路径避免使用中文及特殊字符以提高跨平台兼容性 |
| 输出文件名 | 结果栅格文件的完整名称（含扩展名） | 扩展名将决定输出文件格式，如 .tif 生成 GeoTIFF 文件，.img 生成 ERDAS IMG 文件 |
操作步骤
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启动工具
打开【空间分析工具】工具箱 → 导航至【邻域分析】→ 双击启动【焦点统计】工具窗格。
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输入栅格文件
- 【输入栅格文件】：输入 "InRas1.tif"。
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统计方法
- 【统计方法】：选择 "忽略NaN的和"
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比较方式
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【几何类型】：选择“圆形”
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【中心点偏移x】、【中心点偏移y】：分别输入“4973699.11”、“2306604.79”
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【半径】：输入“2000”
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指定输出位置
- 【输出路径】：输出至 "用户空间/工具箱/空间分析工具/邻域分析"
- 【输出文件名】：输入 "focalsta.tif"
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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"
注意事项
邻域尺度匹配现象尺度
- 过小：去噪不足、纹理刻画弱；过大：特征被过度平滑、边界模糊。
- 经验：连续面可从 3×3 起试；纹理/异质性建议 ≥5×5 或半径≥2 像元。
单位与投影
- 以地图单位设定邻域时，务必使用等距/等面积投影；地理坐标（度）下 200 “单位”并非 200 m。
数据类型匹配
- 分类数据避免使用均值/标准差；否则得到无意义的小数。
- 众数存在并列时的决策（可规定：取最小码、或保持中心像元、或随机/确定性打破平局），需在文档中明确。
边界效应
- 图幅边缘由于邻域截断，统计量偏差更大；对边界解译要谨慎，或在分析前对研究区做外扩缓冲再裁切回去。
结果验证
- 用简单小样（5×5 人工栅格）手算验证均值/众数/多样性，确保参数与实现一致。