多条件叠加 (Spatial Analyst 工具)

汇总

使用选定的多条件叠加方法，并根据所选方法应用重要性权重，对多个栅格进行组合。

用法

多条件决策分析 (MCDA) 是一个用于空间决策的结构化过程。首先，将所有条件转换为统一的通用比例。然后，根据指定的叠加方法对转换后的条件进行加权和合并。该工具通过 叠加方法参数所定义的选定方法，执行此工作流中的叠加阶段。

以下介绍了 叠加方法参数的各选项及其适用场景：
- 加权总和 - 适用于条件中的高值可以补偿低值的情况。这是最常用的方法，因为通常需要通过加权条件求和来获得综合得分。这是默认方法。
- 加权几何平均值 - 适用于某一条件的高值无法补偿其他条件低值的情况。由于这是一种乘法方法，权重作为每个条件值的指数应用，因此单个低值就会降低最终的适宜性。
- 最大值 - 适用于仅凭某一条件的高值就足以使该位置符合要求的情况。
- 最小值 - 适用于只要条件中出现单个低值就应排除该位置的情况。
- 加权叠加 - 用于为每个栅格分配影响百分比，总和须为 100。结果将重新缩放至用户定义的输出比例。
- 有序加权平均 - 通过调整 排序权重参数值来探索不同的决策情景。这种方法可使最终结果受到具有较高或较低数值的输入条件的更大影响。
- 理想点求解 (TOPSIS) - 根据位置与指定的理想目标及最差目标的接近程度进行排序。该方法会计算每个位置到理想值和最差值的距离，并将这些距离组合成输出像元值。
在使用输入栅格之前，请确保所有输入栅格已转换为统一的输入比例（例如 1 到 10 或 0 到 1）。 叠加方法参数设置为 理想点求解 (TOPSIS) 选项时除外。

每个转换后的栅格可以是整型或浮点型。必须将条件转换为统一比例，因为栅格值的单位、取值范围以及高低值所代表的适宜程度往往各不相同。该转换过程可通过按函数重缩放或重分类工具完成。
使用 叠加方法参数的 加权几何平均值选项时，输入栅格值必须为零或正数。由于计算是乘以数值并取根，值为负时生成的结果无效。
若任一输入条件栅格的像元值为 NoData，则相应的输出像元也将被分配为 NoData。
输入栅格参数的权重选项定义了每个输入条件栅格的相对重要性。在大多数方法中，权重默认设为 1。这意味着所有输入具有同等重要性。
使用 叠加方法参数的 加权叠加选项时，权重以 百分比（影响百分比）形式指定，且 百分比总和必须等于 100。默认情况下，第一个输入栅格的 百分比值为 100，其余输入栅格为 0。

对于 加权叠加方法，输入栅格值将与其权重相乘并求和，然后结果将线性转换至 自等级和 至等级参数值指定的范围。
有序加权平均方法根据输入栅格值的秩次（排名）进行组合。对于每个像元，输入栅格值将按从高到低排序。为控制值的组合方式，系统会为每个排名分配一组额外的权重，并按顺序应用于排序后的值。

与绑定到 输入栅格参数中特定条件的重要性权重不同， 排序权重参数值对应于加权输入栅格的排名位置。像元中的最高值获得第一秩权重，次高值获得第二秩权重，依此类推。通过调整 排序权重参数值，您可以使结果更偏向积极（强调最高权重的输入条件）、更偏向保守（强调最低权重的输入条件）或更平衡。

排序权重参数值可手动指定，或利用 Orness 参数导出。 Orness 参数决定了较高排名条件与较低排名条件对输出结果的相对影响。

理想点求解 (TOPSIS) 选项即“逼近理想解排序法”。该方法根据到正理想解的距离和到负理想解的距离来计算输出像元值。靠近正理想解且远离负理想解的像元将获得较高的输出值。

选择此方法后，每个输入栅格将显示 理想正点值和 理想负点值列。这些值代表用于距离计算的最佳和最差条件值。默认情况下， 理想正点值是输入栅格的最大值， 理想负点值设为每个输入栅格的最小值（基于其原始值）。

使用此方法时，输入条件无需转换为统一比例。相反，该方法会在内部对每个输入栅格进行标准化处理。指定的正负理想值使用相同的公式进行标准化，从而与标准化后的输入值处于相同的比例。随后，工具利用这些标准化值计算每个像元到正负理想点的距离。

在 理想点求解 (TOPSIS) 方法中， 距离方法参数提供两个选项： 欧氏距离和 曼哈顿距离。 欧氏距离测量到理想点的直线距离。 曼哈顿距离通过累加所有输入栅格的绝对差值来测量总距离。
有关适用于此工具的地理处理环境的详细信息，请参阅分析环境和 Spatial Analyst。

标注	说明	数据类型
叠加方法	指定将使用的叠加方法加权总和—每个输入栅格将乘以其权重，然后将所有加权后的输入栅格相加。这是默认设置。加权几何平均值—每个输入栅格将以其权重为指数进行幂运算，然后将加权后的输入栅格相乘，最后根据权重之和开方来计算最终值。所有栅格值必须大于或等于零。最大值—每个输入栅格将乘以其权重。将返回加权输入栅格中的最大值。最小值—每个输入栅格将乘以其权重。将返回加权输入栅格中的最小值。加权叠加—每个输入栅格将乘以其权重，然后将加权后的输入栅格相加，并将结果重新缩放到指定的输出范围。百分比权重总和必须为 100%。有序加权平均—每个输入栅格将乘以其权重。然后，对于每个像元，对加权输入栅格值进行排序，并在相加之前应用基于排序的权重。理想点求解 (TOPSIS)—每个输入栅格将通过将每个像元值除以该栅格中平方值之和的平方根进行标准化，因此所有栅格将处于一致的等级。然后，标准化后的栅格将乘以其权重。接着计算每个像元到理想正解和理想负解的距离。最终输出将通过每个像元到理想正解的相对接近度来计算。	String
输入栅格	将使用指定的叠加方法组合输入栅格列表。值表列：栅格—将要叠加的输入条件栅格。权重—每个输入栅格的相对重要性。该值必须大于或等于 0。对于大多数方法，默认值为 1。当叠加方法参数值设置为加权叠加时，此参数名为百分比。所有输入栅格的百分比值总和必须为 100。默认情况下，第一个输入栅格的百分比值为 100，其余输入栅格为 0。理想正点值—如果叠加方法参数设置为理想点求解 (TOPSIS) 选项，则附加设置理想正点值将可用。此设置为用于计算 TOPSIS 分数的每个输入栅格指定最佳（最首选）值。指定的值基于输入栅格的单位。您可以选择提供一个值。如果未指定，工具将默认使用每个输入栅格的最大值。理想负点值—如果叠加方法参数设置为理想点求解 (TOPSIS) 选项，则附加设置理想负点值将可用。此设置为用于计算 TOPSIS 分数的每个输入栅格指定最差（最不首选）值。指定的值基于输入栅格的单位。您可以选择提供一个值。如果未指定，工具将默认使用每个输入栅格的最小值。	Value Table
自等级（可选）	输出评估等级的起始值。此参数仅在叠加方法参数值设置为加权叠加选项时可用。自等级参数值必须小于至等级参数值。该值必须大于或等于零。默认值为 1。	Double
至等级（可选）	输出评估等级的结束值。此参数仅在叠加方法参数值设置为加权叠加选项时可用。至等级参数值必须小于自等级参数值。该值必须大于或等于零。默认值为 10。	Double
排序权重方法（可选）	指定如何定义排序权重参数值。权重将在输入栅格完成加权和排序后应用。此参数仅在选择有序加权平均选项作为叠加方法参数值时才可用。自定义—将手动输入权重。这是默认设置。量词引导—权重将根据聚合算子 (Orness) 参数值得出。	String
排序权重（可选）	用于在每个输入像元位置组合输入栅格值的权重集。此参数仅在叠加方法参数设置为有序加权平均方法时可用。排序权重参数值是在每个像元处对加权输入值进行排序（从高到低）后将应用于这些值的权重。这些权重控制排序后最大、中等或最小的像元值对最终输出值的影响程度。排序权重值必须大于或等于 0。排序权重的数量等于输入栅格的数量。每个输入栅格的默认权重为 1。	Double
聚合算子 (Orness) （可选）	确定在排序权重方法参数设置为量词引导 (Orness) 参数值时如何派生排序权重参数值。值的范围为 0 到 1。默认值为 0.5。值越接近 1，生成的排序权重集就越侧重于加权输入栅格值中的最大值。值越接近 0，生成的排序权重集就越侧重于加权输入栅格值中的最小值。值为 0.5 时，在大值和小值之间起到平衡作用。此时，所有输入栅格的排序权重都相同，因此结果等同于加权总和。	Double
距离法（可选）	指定当叠加方法参数设置为理想点求解 (TOPSIS) 参数值时，如何计算每个像元到理想正点值和理想负点值参数的距离。欧氏距离—根据一组输入栅格像元值计算直线距离：先求每个输入栅格像元值与其理想值之差的平方，再对所有输入栅格的这些平方值求和，最后取平方根。这是默认设置。曼哈顿距离—通过计算每个输入栅格像元值与其对应理想值之差的绝对值，并在所有输入栅格上对其求和，从一组输入栅格像元值计算城市街区距离。	String
输出理想正栅格（可选）	当排序方法参数设为理想点求解 (TOPSIS) 时，理想正栅格会给出每个像元到理想正点值的总距离。输出栅格中的值代表所有输入栅格的距离之和，这些距离是按每个输入栅格所选的距离方法计算得出。值越小，表示该像元越接近理想正解。	Raster Dataset
输出理想负栅格（可选）	当排序方法参数设为理想点求解 (TOPSIS) 时，理想负栅格会给出每个像元到理想负点值的总距离。输出栅格中的值代表所有输入栅格的距离之和，这些距离是按每个输入栅格所选的距离方法计算得出。值越大，表示该像元越接近理想正解。	Raster Dataset

派生输出

标注	说明	数据类型
输出栅格	作为应用所选多条件叠加方法的结果的输出栅格。此栅格为浮点类型。	Raster Dataset

标注

说明

数据类型

输出栅格

作为应用所选多条件叠加方法的结果的输出栅格。

此栅格为浮点类型。

Raster Dataset

MulticriteriaOverlay(overlay_method, in_rasters, {from_scale}, {to_scale}, {order_method}, {order_weight}, {orness}, {distance_method}, {out_ideal_positive_raster}, {out_ideal_negative_raster})

名称	说明	数据类型
overlay_method	指定将使用的叠加方法 `WEIGHTED_SUM`—每个输入栅格将乘以其权重，然后将所有加权后的输入栅格相加。这是默认设置。 `WEIGHTED_GEOMETRIC_MEAN`—每个输入栅格将以其权重为指数进行幂运算，然后将加权后的输入栅格相乘，最后根据权重之和开方来计算最终值。所有栅格值必须大于或等于零。 `MAXIMUM`—每个输入栅格将乘以其权重。将返回加权输入栅格中的最大值。 `MINIMUM`—每个输入栅格将乘以其权重。将返回加权输入栅格中的最小值。 `WEIGHTED_OVERLAY`—每个输入栅格将乘以其权重，然后将加权后的输入栅格相加，并将结果重新缩放到指定的输出范围。百分比权重总和必须为 100%。 `OWA`—每个输入栅格将乘以其权重。然后，对于每个像元，对加权输入栅格值进行排序，并在相加之前应用基于排序的权重。 `TOPSIS`—每个输入栅格将通过将每个像元值除以该栅格中平方值之和的平方根进行标准化，因此所有栅格将处于一致的等级。然后，标准化后的栅格将乘以其权重。接着计算每个像元到理想正解和理想负解的距离。最终输出将通过每个像元到理想正解的相对接近度来计算。	String
in_rasters [in_rasters,...]	将使用指定的叠加方法组合输入栅格列表。值表列： `Raster`—将要叠加的输入条件栅格。 `Weight`—每个输入栅格的相对重要性。该值必须大于或等于 0。对于大多数方法，默认值为 1。当叠加方法参数值设置为加权叠加时，此参数名为百分比。所有输入栅格的百分比值总和必须为 100。默认情况下，第一个输入栅格的百分比值为 100，其余输入栅格为 0。 `Ideal Positive Point Value`—如果叠加方法参数设置为理想点求解 (TOPSIS) 选项，则附加设置理想正点值将可用。此设置为用于计算 TOPSIS 分数的每个输入栅格指定最佳（最首选）值。指定的值基于输入栅格的单位。您可以选择提供一个值。如果未指定，工具将默认使用每个输入栅格的最大值。 `Ideal Negative Point Value`—如果叠加方法参数设置为理想点求解 (TOPSIS) 选项，则附加设置理想负点值将可用。此设置为用于计算 TOPSIS 分数的每个输入栅格指定最差（最不首选）值。指定的值基于输入栅格的单位。您可以选择提供一个值。如果未指定，工具将默认使用每个输入栅格的最小值。	Value Table
from_scale （可选）	输出评估等级的起始值。仅当 `overlay_method` 参数值设置为 `WEIGHTED_OVERLAY` 选项时，此参数才可用。 `from_scale` 参数值必须小于 `to_scale` 参数值。该值必须大于或等于零。默认值为 1。	Double
to_scale （可选）	输出评估等级的结束值。仅当 `overlay_method` 参数值设置为 `WEIGHTED_OVERLAY` 选项时，此参数才可用。 `to_scale` 参数值必须小于 `from_scale` 参数值。该值必须大于或等于零。默认值为 10。	Double
order_method （可选）	指定如何定义 `order_weights` 参数值。权重将在输入栅格完成加权和排序后应用。此参数仅在选择 `OWA` 选项作为 `overlay_method` 参数值时才可用。 `CUSTOM`—将手动输入权重。这是默认设置。 `QUANTIFIER_GUIDED`—权重将根据 `orness` 参数值派生。	String
order_weight [order_weight,...] （可选）	用于在每个输入像元位置组合输入栅格值的权重集。此参数仅在 `overlay_method` 参数设置为 `OWA` 方法时可用。 `order_weights` 参数值是在每个像元处对加权输入值进行排序（从高到低）后将应用于这些值的权重。这些权重控制排序后最大、中等或最小的像元值对最终输出值的影响程度。排序权重值必须大于或等于 0。排序权重的数量等于输入栅格的数量。每个输入栅格的默认权重为 1。	Double
orness （可选）	确定在 `order_method` 参数设置为 `ORNESS` 参数值时如何派生 `order_weights` 参数值。值的范围为 0 到 1。默认值为 0.5。值越接近 1，生成的排序权重集就越侧重于加权输入栅格值中的最大值。值越接近 0，生成的排序权重集就越侧重于加权输入栅格值中的最小值。值为 0.5 时，在大值和小值之间起到平衡作用。此时，所有输入栅格的排序权重都相同，因此结果等同于 `WEIGHTED_SUM`。	Double
distance_method （可选）	指定当 `overlay_method` 参数设置为 `TOPSIS` 参数值时，如何计算每个像元到 `POSITIVE` 和 `NEGATIVE` 参数的距离。 `EUCLIDEAN`—根据一组输入栅格像元值计算直线距离：先求每个输入栅格像元值与其理想值之差的平方，再对所有输入栅格的这些平方值求和，最后取平方根。这是默认设置。 `MANHATTAN`—通过计算每个输入栅格像元值与其对应理想值之差的绝对值，并在所有输入栅格上对其求和，从一组输入栅格像元值计算城市街区距离。	String
out_ideal_positive_raster （可选）	当 `order_method` 参数设为 `TOPSIS` 时，理想正栅格会给出每个像元到 `POSITIVE` 的总距离。输出栅格中的值代表所有输入栅格的距离之和，这些距离是按每个输入栅格所选的 `distance_method` 计算得出。值越小，表示该像元越接近理想正解。	Raster Dataset
out_ideal_negative_raster （可选）	当 `order_method` 参数设为 `TOPSIS` 时，理想正栅格会给出每个像元到 `NEGATIVE` 的总距离。输出栅格中的值代表所有输入栅格的距离之和，这些距离是按每个输入栅格所选的 `distance_method` 计算得出。值越大，表示该像元越接近理想正解。	Raster Dataset

派生输出

名称	说明	数据类型
out_raster	作为应用所选多条件叠加方法的结果的输出栅格。此栅格为浮点类型。	Raster Dataset

名称

说明

数据类型

out_raster

作为应用所选多条件叠加方法的结果的输出栅格。

此栅格为浮点类型。

Raster Dataset

代码示例

示例 1：（Python 窗口）

本示例通过使用加权几何平均组合土壤质量、水资源可用性和温度条件，创建了栖息地适宜性指数栅格。该方法确保在任一条件中表现较差的区域都会获得较低的整体适宜性得分。

import arcpy
from arcpy import env  
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Run Multicriteria Overlay
outMulticriteriaOverlay = MulticriteriaOverlay("WEIGHTED_GEOMETRIC_MEAN", "Reclassified_Soil 1.5; Rescaled_Water 1; Rescaled_Temperature 1.2")
outMulticriteriaOverlay.save("C:/sapyexamples/output/outMulticriteriaOverlay")

示例 2：（独立脚本）

本示例通过应用理想点解法 (TOPSIS)，为选址分析创建了适宜性栅格。该方法根据位置到正理想解和负理想解的相对距离进行排名。共考虑四个条件：高程、坡向、距道路距离和距河流距离。

import arcpy
from arcpy import env  
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Set local variables
overlay_method = "TOPSIS"

inRaster1 = ["elevtion", 1, 600, 1200]
inRaster2 = ["Aspect", 1, 180, 0]
inRaster3 = ["Dist_roads", 1, 2, 5]
inRaster4 = ["Dist_Streams", 1, 10, 1]

distance_method = "EUCLIDEAN"
out_ideal_positive_raster = "outPositive"
out_ideal_negative_raster = "outNegative"

# Run MulticriteriaOverlay
outMulticriteriaOverlay = MulticriteriaOverlay(overlay_method, [inRaster1, inRaster2, inRaster3, inRaster4], "#", "#", "#", "#", "#", distance_method, out_ideal_positive_raster, out_ideal_negative_raster)

环境

自动提交, 像元大小, 像元大小投影方法, 压缩, 当前工作空间, 范围, 地理变换, 掩膜, 输出配置关键字, 输出坐标系, 并行处理因子, 临时工作空间, 捕捉栅格, 分块大小

许可信息

基本: 需要 Spatial Analyst
标准: 需要 Spatial Analyst
高级: 需要 Spatial Analyst

多条件叠加 (Spatial Analyst 工具)

汇总

用法

参数

派生输出

环境

许可信息

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