ArcGIS除了空间分析评价、综合制图等，

它其实还有一个很强大的功能！

这个功能，简直就是科研利器，

就叫它——模拟预测分析吧！

它涉及地质、环保、国土、规划、水利、气象等多方面的分析应用，科学进行城市空间发展变化的模拟预测！

城市空间单元划分与采样

划定分析单元和数据的采样在模拟预测工作中是非常重要的一步，ArcGIS可以实现空间单元划分、随机点采样、规则点采样等多种功能。

结合高清影像，科学的将区域划分成若干分析单元，方便后续对每个空间单元进行数据采样、管理、分析、预测、决策等工作。

插值模拟预测分析

空间分析单元也划分完成，接下来要对城市进行数据采样，得到了采样后的点状数据分布——

点状的数据并不能满足区域空间的分析需求，我们需要以采样点数据为基础，结合克里金插值、反距离权重插值、全局多项式插值、局部多项式插值以及径向基函数插值等多种方法，经过数据检验—模型拟合—模型诊断—模型比较，模拟全域的数据分布，可以实现气象、地质、土壤、水文、环保、社会经济等多方面的模拟和预测！

技术流程示意图

（1）进行数据检验的分析，得到一批看起来还挺酷炫的分析图纸——

数据分析检验示意图

趋势分析与Voronoi图

（2）不断进行模型参数调试与拟合诊断——

克里金插值半变异函数拟合分析

（3）通过各种克里金插值、反距离权重插值、全局多项式插值、局部多项式插值以及径向基函数插值等多种方法，科学实现采样点数据的全域空间分布！

例如：年均气温的插值模拟

例如：年均降水量的插值模拟

例如：某种事件发生的概率的插值模拟

城市雨涝风险模拟

结合气象数据的模拟、DEM、降水量、土地利用等数据，计算集水单元、地表径流等要素，基于体积比较法的基本思想，预测雨涝风险分布：

体积比较法概述：以某种降水量（年均降水量、极端降水量等）为基础，以集水流域为分析单元（简称“集水单元”），计算每个集水单元的径流量，从而得到集水单元的体积，当集水单元的体积（高度）>该集水单元内栅格表面的体积（高度），即形成雨涝淹没区。

该图来源于：ArcGIS帮助文档

技术路线示意图

雨涝风险分布与集中程度预测

城市功能格局分析

实时海量的POI大数据，结合空间统计方法，实现莫兰指数、空间权重矩阵、空间聚类及热点分析等城乡空间功能结构及人居活动冷热点的模拟识别。

例如，通过广州写字楼的分布，模拟分析广州市的CBD中心，为周边的交通、用地及配套设施规划提供重要依据。

广州市的写字楼分布

GWR发展驱动因素分析

通过GWR（地理加权回归）模型，可以模拟分析某事件（社会经济、自然资源、人文环境等）发生的主要驱动因素。

GWR操作流程示意图

GWR发展驱动因素模拟分析示意图

城市用地扩张模拟预测

ArcGIS是可以构建元胞自动机模型的哦！

用ArcGIS构建元胞自动机模型，你会发现，非常“自由”：你可以自由的设定要素变化的驱动因素、限制因素以及各种参数，完全可以按照实际需求来灵活构建模型，而且，可以举一反三，拓展应用到多种要素变化的模拟——

GIS元胞自动机用地扩张模拟架构示意图