使用图表绘制和探索氧含量数据
首先，您需要使用折线图和直方图来浏览数据的属性和特性。 浏览数据几乎是所有分析工作流程的重要的第一步。 然后，使用这些图表确定数据是否适用于插值工作流程。 通过使用折线图查看溶氧水平随时间的变化情况，您可以选择适当的时间窗口进行分析。 选择时间窗口后，可通过直方图查看整个海湾的不同溶氧水平。
下载并打开工程
ArcGIS Pro 包中包含一个文件夹，其中包括从切萨皮克湾的河口采集的水质数据以及多个数据图层。 此数据由切萨皮克湾计划提供。
- 下载 Chesapeake_WaterQuality.zip 文件。
- 在计算机上找到已下载的文件。
注：
开始下载前，根据 web 浏览器的不同，系统可能会提示您选择文件的位置。 大多数浏览器将默认下载到计算机的 Downloads 文件夹下。
- 右键单击该文件，然后将内容提取到计算机上的方便位置，例如 Documents 文件夹。
- 打开解压缩的文件夹查看内容。
- 如果计算机上已安装 ArcGIS Pro，请双击 Chesapeake_WaterQuality.ppkx 打开该工程。
注：
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户，请参阅软件访问权限选项。
- 如果收到系统提示，请使用您获得许可的 ArcGIS 帐户登录。
该项目包含一个名为 Chesapeake Bay Dissolved O2 的地图，其中包含地形底图和以下数据图层：
- DissolvedO2 图层显示自 1984 年以来一直监测溶氧量和许多其他化合物的位置。 虽然地图上仅显示 131 个点，但每个位置都包含数百或数千个历史测量值。
- Bay 图层表示海湾海岸线的简化面。
注：
溶氧量以每升水中含有的氧气毫克 (mg/L) 数测量。 根据美国国家海洋和大气管理局 (NOAA)[1] 信息，低于 5.0 mg/L 的任何持续溶氧水平被视为不正常，持续水平低于 0.2 mg/L 的任何位置都是死亡区域，鱼类和植物无法生存。
- 在内容窗格中，对于 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图，打开 Bay 图层。
注：
根据默认 ArcGIS Pro 配置，内容窗格可能不会自动打开。 如有必要，单击功能区上的视图选项卡。 在窗口组中，单击内容。
- 在导航组的地图选项卡中，单击浏览。
- 单击地图并将其平移至切萨皮克湾的北端。
- 在内容窗格中，单击 Bay 图层将其选中。 在功能区上，单击要素图层选项卡。 在比较组中，单击卷帘。
当您指向地图时，指针会发生变化。
- 单击地图并上下或左右移动指针以隐藏 Bay 图层。
注：
Bay 图层面的范围与下面的地形底图不完全匹配。 Bay 图层是从实际的切萨皮克湾边界简化和概化的。 概化可加快未来分析的速度。
- 在地图选项卡中，单击浏览。 滚动鼠标滚轮以缩小到切萨皮克湾的全图。
启用浏览工具时会禁用卷帘效果，从而允许正常平移和缩放。
- 在内容窗格中，关闭 Bay 图层并打开 DissolvedO2 图层。
注：
DissolvedO2 图层来源于从切萨皮克湾计划水质数据库（1984 年至今）下载的 .csv 文件。 已对此数据进行地理编码、投影和过滤，以保留在 2014 年初至 2015 年底之间采集的与溶氧量有关的数据。
- 使用浏览工具查看整个切萨皮克湾的溶氧测量分布。
提示：
使用切萨皮克湾计划水质数据库（1984 年至今）链接，您可以下载可自行调查的数年的其他养分数据。
创建溶氧量折线图
浏览数据后，您需要创建溶氧水平的折线图。 折线图是一种用于显示值随时间的变化情况的图表。 您的折线图将显示 2014 年和 2015 年整个海湾的平均溶氧水平的变化情况。
将 SampleDate 设置为日期或数字可变字段可指定每个 DissolvedO2 测量值的采集日期和时间将绘制在折线图的水平 x 轴上。
- 在内容窗格中，右键单击 DissolvedO2，指向创建图表并选择折线图。
图表属性 - DissolvedO2 和 Dissolved02 - DissolvedO2 图表窗格随即出现。
- 在图表属性窗格中的数据选项卡上，对于日期或数字，选择 SampleDate。 对于聚合，选择平均值。
- 在数值字段下，单击选择。 选中 MeasureValue，然后单击应用。
现在，图表将显示每个日期的溶氧测量值的平均值。
存储在 MeasureValue 字段中的溶氧测量值将绘制在折线图的垂直 y 轴上。 现在，您可以选择以不同方式聚合数据。 SampleDate 属性将作为日期存储，因此默认选项为计数。 此方法用于对观察的记录天数进行计数。 MeasureValue 将作为数字存储，因此允许应用不同的算术运算。
- 在时间分组选项部分中，确认已将间隔大小设置为 5 天。 对于空条柱，选择连接线。
即使存在无可用测量值的日期的情况下，连接线也能保证线连接在一起，从而使折线图更具可读性。
图表和图表窗格的标题将更新为 Dissolved02 – SampleDate 内的平均 MeasureValue 变化，以反映用于生成折线图的变量。
- 在图表窗格中，目视确定在 2014 年 4 月 1 日到 2015 年 4 月 1 日期间内观察到的高于 12–13 mg/L 的平均溶氧水平。 此外，还要确定与低于 5–6 mg/L 的平均溶氧水平相对应的夏季日期。
注：
由于显示器分辨率和图表大小会影响在水平轴和垂直轴上显示的样本日期和测量值，因此您的图表内容可能与示例图像不同。 图表的线颜色可能有所不同，但是结果相同。
切萨皮克湾的溶氧量呈现出清晰的季节周期。 冬季的平均溶氧水平最高（平均水平高达 12–13 mg/L），夏季最低（平均水平低至 5–6 mg/L）。 由于低于 5.0 mg/L 的任何情况将被视为不正常，因此需要调查 6 月至 9 月期间的溶氧水平。 然而，令人鼓舞的是，平均溶氧水平从未接近 0.2 mg/L，该值指示无法供养海洋生物。
过滤折线图以显示 2014 年夏季的数据
虽然观察到溶氧水平中存在季节周期，但您想要更仔细地观察各个季节。 尽管数据的总体趋势忽上忽下，每个观察值之间存在很大的变化。 您需要使用任务选择从 2014 年 6 月 15 日至 2014 年 9 月 15 日在大于 5 米的深度采集的测量值。 任务指一组预配置的步骤，用于指导您完成工作流程。 此选择查询的任务已包含在您的项目中。
- 单击功能区上的视图选项卡。 在窗口组中，单击目录窗格。
- 在目录窗格中，展开 Tasks 文件夹，然后双击过滤 2014 年夏季和 2015 年夏季的样本任务
随即显示任务窗格。
- 在任务窗格中，双击应用 Summer 2014 过滤器。
随即打开该任务。 此任务包含一个步骤，用于在 DissolvedO2 图层上执行第三方查询。
提示：
您可以通过指向窗格的右侧并拖动窗格以使其显示更大的尺寸来调整窗格的大小。
任务参数如下：
- 对于输入行，选择 DissolvedO2。
- 对于选择类型，选择新建选择。
表达式使用以下 SQL 查询：
- 当 TotalDepth 大于 5 时
- 和 SampleDate 在 2014 年 6 月 15 日中午 12:00:00 之后
- 和 SampleDate 在 2014 年 9 月 16 日中午 12:00:00 之前
查询表达式将选择 2014 年 6 月 15 日至 2014 年 9 月 15 日期间在超过 5 米的深度采集的所有样本。
提示：
要了解如何自行编写 SQL 查询表达式，请参阅在查询构建器中编写查询。
- 单击运行。
任务过滤器会选择折线图上 2014 年夏季的点。
- 在折线图的顶部，单击按选择过滤按钮。
图表将更新为仅显示所选点。
在 2014 年夏季，平均溶氧水平上下波动，没有任何明确的模式。 查看单个季节时，可以在整个数据集中看到的季节趋势将消失。 这也不错；趋势可能会给插值工作流程带来困难。 看起来如果您仅使用这 3 个月窗口内的测量值，则可以忽略季节趋势。
- 在任务窗格中，单击完成以停止运行任务。 关闭任务窗格。
创建已过滤直方图
在上一节中，您使用折线图确定应将分析范围限制在 2014 年的夏季。 在这些月份中，平均溶氧水平接近不正常水平。 但是，折线图仅显示整个海湾的平均溶氧水平。 如果海湾的某些部分溶氧水平低而海湾的其他部分溶氧水平高呢？ 平均值是否可能会隐藏一些极低的溶氧水平？ 要回答这些问题，您需要创建选定数据的直方图。
- 在内容窗格中，右键单击 DissolvedO2，指向创建图表并选择直方图。
- 在图表属性窗格的数据选项卡中，进行以下更改：
- 在变量下，为数字选择 MeasureValue。
- 对于图格，键入 64。
将更新 DissolveO2 – MeasureValue 分布窗格，以显示所有样本的 DissolvedO2 直方图。
请注意，2014 年夏季以来的样本仍处于选中状态（蓝色）。
- 在折线图的顶部，单击按选择过滤按钮将其禁用。
直方图将更新以仅显示 Summer 2014 的选定样本。 在 2014 年夏季，大多数溶氧量测量值介于 3 mg/L 到 9 mg/L 之间。 夏季三个月份的平均溶氧水平为 5.26 mg/L。
而值得注意的是直方图最左侧的两个条柱，其溶氧水平远远低于平均值，并且是通过大量样本观察到的。 接下来，需要对这些结果进行调查。
- 在 MeasureValue 分布直方图中，将光标悬停在左侧的第一个数据立方图格（条柱）上方（介于 150 和 200 之间），以显示该数据立方图格的 MeasureValue 和计数值。
注：
由于采用了四舍五入法，测量值可能略有不同。
条柱属性显示 185 个样本（共 4086 个样本）的溶氧水平介于 0 到 0.2 之间。 这表示一个死亡区域，结果应该非常令人担忧。 但是，仅当在较长一段时间内溶氧水平持续偏低时才会出现死亡区域。 下一模块将重点关注这些位置的溶氧水平是否持续偏低。
- 关闭图表窗格和图表属性窗格。
关闭图表不会将其从工程中删除。
- 在快速访问工具栏上，单击保存按钮以保存您的工程。 如果提示，单击“是”继续保存至更新版本的 ArcGIS Pro。
您使用了折线图和直方图浏览数据，同时应用选择过滤器。 折线图指示溶氧量分布中存在明显的季节模式，最低水平出现在夏季。 在 2014 年夏季，海湾的平均溶氧量接近不正常水平 5 mg/L。
如果在较长一段时间内溶氧水平保持在极低的水平，则在直方图中很明显一些个别点的溶氧水平指示存在死亡区域。 现在，必须确定是否有任何海湾区域的溶氧水平持续偏低。
执行插值并比较结果
插值模型的精度由位置的预测值与该位置的实际值的匹配相近程度定义。 而从表面上看，我们能够立即看出此精度定义存在矛盾。 如果仅在一组特定位置处测量溶氧量，则您如何能够判断在新位置处预测的插值模型的精确程度？ 如果不知道新位置的实际值，则预测精度以何为据？ 这似乎是一个不可逾越的矛盾，但是对于此矛盾，有一个普遍接受的解决方案，称作交叉验证。
交叉验证是一种“留一法”统计方法。 通过从数据集中按顺序移除每个测量点，然后使用其余点预测移除点位置的值，以评估模型精度。 如果插值模型可靠，其余点应能够精确地预测隐藏点的真实（测量）值。 然后，可以将预测值与真实的测量值进行比较，看看二者有多接近。 特定点的真实值与预测值之间的差异称为交叉验证误差。 对每个测量点进行交叉验证后，可以生成各种数字和图形诊断，以便评估模型的整体精度。 可通过插值 2014 年夏季的平均溶氧水平来解读交叉验证诊断，并将结果与2015 年夏季的结果进行比较。
执行插值
接下来，您将使用已知的测量 O2 值对未采集测量值的氧含量进行插值。 表面中可用于映射或进一步分析的插值结果。 您将使用 Bay 图层中的要素作为障碍来隔离对切萨皮克湾的插值。
- 在功能区的分析选项卡中，单击工具。
将出现地理处理窗格。
- 在地理处理窗格中的搜索框中，键入核。 单击含障碍的核插值法工具。
将在地理处理窗格中显示含障碍的核插值法工具。
- 在含障碍的核插值法工具中，输入以下参数：
- 对于输入要素，选择 DissolvedO2。
- 对于 Z 值字段，选择 MeasureValue
- 对于输出力地统计图层，键入 Kernel Interpolation。
- 对于输入绝对障碍要素，选择湾。
带宽参数是一个重要参数，但是您未输入值。 带宽用于控制预览表面中的搜索圆半径。 对于此数据，带宽以米为单位进行测量，并且软件已根据简单的优化提供默认值。 可以将其留空并允许 ArcGIS Pro 根据数据计算该值。
注：
由于在 DissolvedO2 图层中进行了选择，插值将仅在其计算中使用所选要素。
- 单击运行。
地图中随即显示输出图层。
Kernel Interpolation 图层是一个自定义图层类型，仅适用于 ArcGIS Geostatistical Analyst 扩展模块。 已对其进行优化，可进行快速可视化和计算，并且可导出为栅格或要素图层。
在地图上，红色和橙色代表的平均溶氧水平最高。 请注意，这些高值中的大多数位于海湾南部靠近大西洋的入口端。 最低水平（由蓝色和绿色指示）位于海湾中部和北部。
- 保存工程。
您使用了 ArcGIS Geostatistical Analyst 扩展模块 中的工具对 2014 年夏季切萨皮克湾的平均溶氧水平进行插值。 根据插值地图，可以推断 2014 年夏季切萨皮克湾的一些区域可能已经低于正常的溶氧水平，但没有迹象表明存在鱼类和植物无法生存的任何持续死亡区域。
打开并浏览“交叉验证”窗口
接下来，您将查看之前创建的图层的交叉验证窗口，然后解读其各个元素。
- 如有必要，请打开 Chesapeake_WaterQuality 工程。
- 在内容窗格中，右键单击 Kernel Interpolation 图层，然后选择交叉验证。
注：
交叉验证是地理统计图层的属性并且不适用于任何其他图层类型。
随即显示 Kernel Interpolation 图层的交叉验证窗口。
注：
要了解交叉验证窗口中包含的所有不同标签和统计信息，请参阅执行交叉验证和验证。
- 在交叉验证窗口的右侧，单击表格选项卡。
该表格包含每个测量点的交叉验证结果。
- 如有必要，可调整窗口大小以显示误差列。
对于每个点，将保留点的测量值以及交叉验证的预测值。 误差值指预测值与测量值的差值。 如果误差值大于零，则表示交叉验证的预测值高于真实值。 如果误差值小于零，则表示预测值低于真实值。
- 单击误差列标题以从低到高进行排序。
在重新排序的误差列中，最低的交叉验证误差为 -2.76。 这意味着交叉验证预测的溶氧水平比该位置的实际值低 2.76 mg/L。
- 单击误差列标题以从高到低进行排序。
最高交叉验证误差约为 3.03。 这意味着交叉验证预测的溶氧水平大约比该点的测量值高 3.03 mg/L。
- 单击第一行以选择交叉验证误差最高的点。
选择表格中的记录时，会突出显示左侧图表中的关联点。 对于此记录，点位于图表中的 x 轴上。
此图表显示了每个点的预测值与测量值的散点图以及蓝色点回归线。 理想情况下，预测值会与测量值接近，因此，您希望看到回归线以 45 度角跟随。 窗口中显示的灰色参考线用于评估回归线与此理想 45 度角的接近程度。 对于此点，蓝色回归线比灰色参考线稍微平坦一些，并且线周围的点非常分散。 但是，差异似乎并不太严重。 如果蓝线接近完全平坦或垂直，则表明存在无法接受的严重问题。
- 在窗口的图形诊断部分中，单击误差标签。
误差选项卡将显示测量值与交叉验证误差的散点图。 此图用于确定交叉验证误差是否与测量值无关。
如果要对低、中和高水平的溶氧进行同样精确的预测，则误差与测量值之间的独立性非常重要。 误差与测量值之间的独立性由平坦的回归线指示。 在您的图表中，回归线逐渐减小，表明低估了最高测量值并高估了最低测量值。
这就是常见的平滑现象。 您的图表中的平滑程度较为典型，但您应当意识到此类平滑意味着模型可能错误预测位置的安全溶氧水平，而实际上该位置具有的溶氧水平不正常或危险。 您应将此信息置于一旁并继续分析，但是报告发现时应披露此信息。
- 在交叉验证窗口的数值诊断部分中，单击摘要选项卡。
摘要选项卡将显示表格选项卡包含的信息的汇总统计数据，并提供一种简单且有用的方法来评估交叉验证结果。
均方根是判断模型精度的最重要统计值。 其值始终大于零，而该值越接近于零，通常，交叉验证预测值越接近测量值。 您获取的均方根值约为 1.12，通常表明平均交叉验证误差与真实值相差超过 1 mg/L 的溶氧量。 所有其他统计数据提供了关于模型的有用信息，但均方根值是用于直接衡量预测精度的唯一数据。
要关注的另一个汇总统计数据为平均值。 此值为交叉验证误差的平均值，用于评估模型预测的值会过高还是过低（称作偏差）。 如果模型无偏差，则此值应接近于零。 如果此值远远大于零，则意味着该模型系统进行的预测过高。 同样，如果该值远远小于零，则意味着该模型系统进行的预测过低。 您获取的值大约为 0.045，表明此模型的偏差极小。 通常，进行的预测大约高出 0.045 mg/L，此偏差量极小。 根据如此小的平均值，您可以放心地假设您的模型无偏差。
- 关闭交叉验证窗口。
查看 2015 年夏季的折线图和直方图
接下来，您将选择 2015 年夏季期间采集的溶氧测量值。 您将使用图表探索数据。
- 如有必要，可打开过滤 Summer 2014 和 Summer 2015 的样本任务。
提示：
在功能区上，选择视图，然后单击目录窗格。 展开任务文件夹。
- 双击应用 Summer 2015 过滤器。
- 单击运行。
将选择 2015 年 6 月 15 日至 2015 年 9 月 15 日期间在深度超过 5 米的位置采集的测量值。
- 单击完成并关闭任务窗格。
- 在内容窗格中，单击按绘制顺序列出按钮。
您可以看到您之前创建的图表在内容窗格中列出。 图表会作为图层属性类型存储，可在地图内容窗格中将其与图层列表一起管理。
- 双击 MeasureValue 分布重新打开直方图。
- 单击按选择过滤按钮仅显示 2015 年夏季的选定样本
直方图将自动打开并更新以仅显示 2015 年夏季的溶氧测量值。
- 在图表属性窗格的统计数据下，打开中值和标准 差。
此直方图的外观与 2014 年夏季的直方图相似。 大多数溶氧测量值大约介于 3 mg/L 和 9 mg/L 之间，在左侧接近危险水平 0.2 mg/L 的水平处也有一个大条柱。
- 在内容窗格中，双击 SampleDate 内的 MeasureValue 平均值重新打开折线图。
- 在图表属性窗格中，对于时间图格选项，将间隔大小更改为 5 天。
- 如有必要，请单击按选择内容过滤按钮以仅显示 2015 年夏季的选定样本
折线图的外观也与 2014 年夏季的类似。 切萨皮克湾的总体平均溶氧水平上下波动，没有任何明确的模式。 这意味着您可以放心地平均这段时间内每个位置的值。
- 关闭图表属性窗格以及两个图表。
插值 2015 年夏季的平均溶氧水平
之前，您使用了 Geostatistical Wizard 以插值 2014 年夏季的测量值。 但是，Geostatistical Wizard 包含的大多数的插值方法也作为地理处理工具提供。 接下来，您将使用含障碍的核插值法地理处理工具来插值 2015 年夏季的平均溶氧水平。
- 在功能区分析选项卡的地理处理组中，单击工具。
将出现地理处理窗格。
- 在地理处理窗格中，搜索核。
搜索将返回用于执行或包含搜索项的几个可能的地理处理工具。
- 单击含障碍的核插值法。
将在地理处理窗格中打开含障碍的核插值法地理处理工具。
- 对于输入要素，选择 DissolvedO2。
此参数指定 DissolvedO2 图层包含要插值的点。
- 对于 Z 值字段，选择 MeasureValue。
此参数将指定 MeasureValue 字段包含溶氧测量值。
- 对于输出地理统计图层，输入 Summer 2015。
此参数指定生成的地理统计图层名称。
- 对于输入绝对障碍要素，选择湾。
此参数指定 Bay 图层将用作插值中的障碍。 从而允许工具使用水程距离。
- 接受其余的默认值。
通过将带宽参数留空，工具将确定产生可能的最小均方根交叉验证误差的带宽值。 这也是 Geostatistical Wizard 确定最佳带宽的方式。
注：
默认情况下，含障碍的核插值法工具将求取所有重合点的平均值，因此，不需要在地理处理工具中明确指定此值。 可以在该工具的环境选项卡上找到重合点的其他聚合方法。
- 单击运行。
将执行该工具。 随即会向 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图添加名为 Summer 2015 的图层。 此图层代表针对 2015 年夏季整个切萨皮克湾预测的平均溶氧水平。
- 在内容窗格中，关闭 DissolvedO2 图层。
- 在内容窗格中，打开并关闭 Summer 2015 图层，然后将其与包含 2014 年夏季数据的 Kernel Interpolation 图层进行比较。
与 2014 年夏季一样，2015 年夏季的最高平均溶氧水平位于海湾南部靠近大西洋的入口端。 同样，海湾中部和北部的溶氧水平最低。
使用交叉验证比较 Summer 2014 和 Summer 2015 图层
接下来，您将查看针对在上一节中创建的图层的交叉验证窗口，然后将数字和图表与 2014 年夏季的地图进行比较。
- 在内容窗格中，双击 Kernel Interpolation 图层。
随即出现图层属性窗口。
- 在常规选项卡的名称中，删除 Kernel Interpolation，然后输入 Summer 2014。
重命名 Summer 2014 图层将有助于您区分和比较 2014年与 2015 年的结果。
- 单击确定。
- 在内容窗格中，右键单击 Summer 2014，然后选择验证。
将针对 2014 年夏季的溶氧水平打开交叉验证窗口。
- 在内容窗格中，右键单击 Summer 2015，然后选择交叉验证。
将针对 2015 年夏季的溶氧水平打开交叉验证窗口。
- 比较 2014 年夏季和 2015 年夏季的根均方和平均值。
摘要 2014 年夏天 2015 年夏天 计数
78
85
均方根
1.117
1.002
平均值
0.045
0.021
从 2014 年夏季到 2015年夏季，根均方从 1.117 降至 1.002。 这表明与 2014 年夏季相比，2015 年夏季的交叉验证预测值精度大约高出 10%。 这可能是因为 2015 年夏季的数据大约增加 10%（85 个点与 78 个点），如计数值所示。
从 2014 年夏季到 2015年夏季，平均值从 0.045 变为 0.021。 此值应尽可能接近于零，因此，2015 年夏季的偏差比 2014 年夏季的略低（尽管两个夏季的偏差水平都较低）。
- 在图形诊断中，针对 Summer 2014 和 Summer 2015 单击预测选项卡。
- 比较预测选项卡上的图表。 如有必要，可并排放置 Summer 2014 和 Summer 2015 的窗口进行比较。
与 Summer 2014 的回归线（左图）相比，Summer 2015 的蓝色回归线（右图）看起来更接近于灰色参考线。
- 在图形诊断中，针对 Summer 2014 和 Summer 2015 单击误差选项卡。
Summer 2014 和 Summer 2015 对应的误差选项卡上的图表外观几乎完全相同。 您可能还记得，理想情况下，蓝色回归线是平坦的。 如 Summer 2014 和 Summer 2015 中所示，回归线逐渐减小，表明模型正在对数据进行平滑处理并且低估了高值而高估了低值。
- 比较位于每个图表左下角的回归函数的斜率。
Summer 2014 的回归函数 Summer 2015 的回归函数 -0.668
-0.581
回归函数表明与 Summer 2015 相比，Summer 2014 的蓝色回归线斜率略低（-0.668 与 -0.581）。 这表示 Summer 2014 比 Summer 2015 稍稍更平滑。
因此，可以得出以下结论：与 Summer 2014 的插值相比，Summer 2015 的插值错误预测位置的安全溶氧水平（实际水平不正常或危险）的可能性稍稍更低。 不过，这两年都没有出现严重的平滑程度。
- 关闭两个交叉验证窗口。
- 保存工程。
您使用交叉验证评估和比较了插值模型的精度和可靠性。 通过了解交叉验证表、汇总统计数据和图表，您现在可以量化插值模型的精度和可靠性。 利用这些技能，可以对模型的局限性做出重要披露。 需要披露您的模型似乎会对数据进行平滑处理，因为，这可能会隐藏切萨皮克湾的一些危险溶氧水平。
使用布局创建海报以共享结果
您之前使用地理处理工具执行了地统计插值。 您还学习了如何使用图表探索数据以及如何评估和比较插值模型的可靠性。 完成分析的各个统计部分后，您需要呈现这些信息，以便同事和决策者能够轻松理解。 分析结果必须使相应的人员能够充分认识或快速理解，否则即使是最好的分析，也不会起到任何作用。
接下来，您需要将地理统计图层导出为栅格，然后使用符号系统窗格应用具有吸引力且有意义的色带。 然后，需要将这些栅格添加到布局中，以制作包含您的发现的海报。 除了对结果进行书面分析和解释之外，同事和协作者可通过这张海报了解 2014 年和 2015 年夏季切萨皮克湾的溶氧水平。
将地理统计图层导出为栅格并应用自定义配色方案
首先，需要将地统计图层导出为栅格，然后应用自定义符号系统。 地理统计图层对于快速可视化和轻松访问交叉验证结果非常有用，但不建议将它们显示在最终地图中。 相反，应将其转换为栅格格式以支持不适用于地理统计图层的可视化选项。
- 如有必要，请打开 Chesapeake_WaterQuality 工程。
- 在内容窗格中，右键单击 Summer 2014，将鼠标悬停在导出图层上方，然后单击转栅格。
将在地理处理窗格中打开 GA 图层转栅格地理处理工具。
- 在 GA 图层转栅格工具中，确认输入地理统计图层为 Summer 2014。
- 对于输出栅格，输入 DissolvedO2_2014。
- 对于输出像元大小，输入 500。
- 在 GA 图层转栅格窗格中，单击环境选项卡。
环境选项卡将显示 GA 图层转栅格地理处理工具支持的地理处理环境参数。 您需要设置要与 Bay 图层范围匹配的输出栅格范围。
- 在处理范围下，对于范围，选择海湾。
此选项指定您希望输出栅格具有与 Bay 图层相同的范围。 范围控件更新为如下面的指定的内容并显示由 Bay 图层定义的更新的最小和最大范围。
- 单击运行。
DissolvedO2_2014 栅格图层将添加到地图。
- 在内容窗格中，右键单击 2015 年夏季，指向导出图层，然后选择转栅格。
- 在 GA 图层转栅格工具中，设置以下参数：
- 对于输入地统计图层，确认其设置为 2015 年夏季。
- 对于输出栅格，键入 DissolvedO2_2015。
- 对于输出像元大小，输入 500。
- 在环境选项卡中，将范围设置为 Bay。
- 单击运行。
在 Summer 2014 和 Summer 2015 地理统计图层均已转换为栅格后，您可以将其从地图中移除。
- 右键单击 Summer 2014 图层，然后单击移除。
- 移除 Summer 2015 图层。
对栅格进行符号化
接下来，您需要对新栅格进行符号化。
- 在内容窗格中，关闭 DissolvedO2_2015 图层。 右键单击 DissolvedO2_2014，然后选择符号系统。
随即打开符号系统窗格，其中显示 DissolvedO2_2014 图层的默认栅格符号系统。 为了更好地对切萨皮克湾溶氧值进行符号化，需要使用自定义拉伸渲染器修改默认符号系统。
- 在符号系统窗格中，单击选项按钮，然后选择从图层文件导入。
将从现有图层文件导入符号系统并进行应用。
- 浏览到下载的已提取 Chesapeake_WaterQuality.zip 文件所在的位置。 （您可能已将其保存到 Documents 文件夹。）双击 Symbology.lyrx。
此 Symbology.lyrx 图层文件包含适用于 Dissolved O2 栅格的现有符号系统。 进行应用时，将使用拉伸渲染器显示 DissolvedO2_2014 栅格图层。 将根据每个像元的值对其进行符号化，如下所示：
- 溶氧水平预测值低于 5.0 mg/L 的像元将以红色和橙色阴影显示。
- 溶氧水平预测值高于 5.0 mg/L 的像元将以黄色和绿色阴影显示。
5.0 mg/L 是正常与不正常水平之间的公认阈值，利用此配色方案，可快速查看预测溶氧水平正常与不正常的切萨皮克湾区域。 现在，您需要将此符号系统应用于 DissolvedO2_2015 图层。
- 在内容窗格中，打开 DissolvedO2_2015 图层。 右键单击该图层，然后选择符号系统。
- 在符号系统窗格中，单击右上角的菜单按钮，然后选择从图层文件导入。
- 浏览到已提取的 Chesapeake_WaterQuality.zip 文件所在的位置，然后双击 Symbology.lyrx。
将向 Summer 2015 图层应用相同的拉伸符号系统。
- 关闭符号系统窗格。
更改底图并将 Summer 2015 的结果添加到地图
接下来，您需要使地图做好添加到布局海报的准备。 首先，需要更改底图外观，使其在海报上看起来更好。 然后，需要将结果从 2015 移至新地图。
- 在功能区，地图选项卡的图层组中，单击底图并选择浅灰色画布。
当前的 Topographic 底图图层将替换为 World Light Gray Reference 和 World Light Gray Canvas Base 底图图层。
布局中将显示两个地图，一个对应 DissolvedO2_2014，一个对应 DissolvedO2_2015。 要创建第二张地图，需要复制第一张地图。
- 在目录窗格中，展开地图文件夹。 右键单击 Chesapeake Bay Dissolved O2 并单击复制。
由于与 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图重复，因而命名为 Chesapeake Bay Dissolved O21。
- 右键点击 Chesapeake Bay Dissolved O2，单击重命名，然后键入 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2。 按 Enter 键。
- 将 Chesapeake Bay Dissolved O21 更名为 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2。
- 右键点击 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2，然后单击打开。
这两个地图选项卡现在均可见。
2015 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图的“新建地图”选项卡将显示在功能区下方。 可使用这些选项卡在两个地图之间进行切换。
- 单击 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 的地图选项卡。
- 在内容窗格中，移除 DissolvedO2_2015 图层。
- 单击 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2 的地图选项卡。
- 在内容窗格中，移除 DissolvedO2_2014 图层。
插入布局并添加地图
接下来，需要创建包含 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 和 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图的布局。 布局设计的目标之一是尽可能减少空白空间。 排列地图时需要考虑这一点。
- 在功能区上，单击插入选项卡。 在工程组中，单击新建布局。 在 ANSI - 横向下，选择 Letter 8.5" x 11"。
将创建新布局，并在地图查看器中显示新布局。 现在，您的布局是空的。 需要添加包含 2014 和 2015 Dissolved O2 地图的地图框。
- 在功能区插入选项卡的地图框组中，单击地图框下拉箭头，然后选择 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图。
注：
与地图框关联的比例可能不同，具体取决于要缩放到的地图位置。
- 在布局上单击并拖出一个矩形以放置地图框。
- 在内容窗格中双击地图框。
随即出现元素窗格。
- 在元素窗格的选项下，对于名称，键入 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2。
- 在功能区上，单击地图框选项卡。
- 在大小和位置组中，将宽度更改为 4.5 in 并将高度更改为 6 in（或者公制单位 114 mm 和 152 mm）。
地图框大小随即调整。 接下来，您将使地图框与页面边缘对齐。
- 在大小和位置组中，将 X 值更改为 0.5 in 并将 Y 值更改为 1 in。 按 Enter 键。
这会将地图框的 X 锚点位置从地图的左边更改为距左边 0.5 英寸的位置。
地图框现已调整大小并对齐，并包含用于添加标题、副标题和 2015 年地图的空间。
- 在功能区的插入选项卡中，单击地图框下拉箭头，然后选择 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图。 在地图布局上单击并拖出一个矩形以放置地图。
- 在元素窗格的选项部分中，对于名称，输入 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2。
- 在功能区的地图框选项卡的大小和位置组中，将宽度更改为 4.5 in，并将高度更改为 6 in（或者对于公制单位，分别为 114 mm 和 152 mm）。
- 在大小和位置组中，将 X 值更改为 6 in 并将 Y 值更改为 1 in。 按 Enter 键。
- 确认您的布局现在将 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 和 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图显示在距离页面左右边距 0.5 英寸的位置。
- 在内容窗格中，如有必要，展开 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图框。 右键单击 DissolvedO2_2014，然后单击缩放至图层。
左侧地图会更新以在地图上居中显示切萨皮克湾。 需要为右侧地图重复该过程。
- 在内容窗格中，展开 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图框。 右键单击 DissolvedO2_2015，然后单击缩放至图层。
现在，这两个地图框对齐排列并放大到切萨皮克湾区域。 通过并排放置地图框，可更容易地比较和对比 2014 年夏季和 2015 年夏季的溶氧水平。
向布局添加文本
没有标题和子标题，您的地图对查看者来说没有太大意义。 将在地图上方放置此文本来提供帮助理解地图显示内容的重要信息。 需要使用文本矩形添加标题和子标题
- 在功能区插入选项卡的图形和文本组中，单击矩形文本按钮。
- 绘制跨地图上半部分的长矩形。
- 在矩形中，删除占位符文本，然后输入 Dissolved Oxygen Levels in Chesapeake Bay。
- 单击矩形外部即可保存文本。
文本较小，并且使用通用字体。 需要增大文本来使其引人注目。
- 如有必要，在内容窗格中，双击文本项目以打开元素窗格。
- 在元素窗格中，展开常规部分，然后将名称更改为标题文本。
- 单击文本符号选项卡。 在常规中，展开外观，然后更改以下参数：
- 对于字体名称，选择 Century Gothic。
- 对于字体样式，选择粗体。
- 对于大小，键入 30 pt。
- 对于颜色，选择灰色 80%。
- 对于轮廓颜色，选择无颜色。
- 展开位置。 对于水平对齐，单击居中按钮。
- 单击格式化按钮。
- 展开格式化部分，然后将字符间距更改为 5%。
- 单击应用。
- 移动文本矩形以使其在布局顶部居中，然后调整其大小以拟合整个标题。
注：
可以使用文本框角落和侧面的控点来调整元素的大小。
将使用类似的过程为这两个地图添加子标题。
- 选择标题文本框并按 Ctrl+C 进行复制。
- 按 Ctrl+V。
将出现格式化文本框的副本。
- 在元素窗格的选项下，展开常规。 对于名称，键入 2014 text。
- 在元素窗格的文本下，键入 2014。
- 单击文本符号选项卡，在外观下，将字号更改为 24，将颜色更改为灰色 60%。
- 单击应用。
- 调整 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图框上方的文本框副本的大小并进行移动。
- 选择 2014 title 文本框后，依次按 Ctrl+C 和 Ctrl+V 来复制已格式化的文本框。
- 调整 2015 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图上方新复制的文本框的大小并进行移动。
- 在元素窗格中，展开常规。 对于名称，键入 2015 text。
- 在文本下，键入 2015。
为了提供方向的直观指示，需要向布局添加指北针。
- 在功能区插入选项卡的地图整饰要素组中，单击指北针。
此举会插入一个默认指北针，可以根据需要进行修改。 还有一个可用的指北针样式库。 对于此工程，您想要将注意力集中在地图上，因此不会更改默认值。
- 在地图上绘制一个矩形以将指北针放置于布局中地图框之间的位置。
注：
要修改指北针的外观，请在地图布局中选择指北针，然后使用指北针上下文选项卡中的控件。
向布局添加图例
布局中最重要的元素之一为图例。 图例用于解释在 2014 年夏季和 2015 年夏季的 Dissolved O2 图层中使用的符号系统。
- 在内容窗格中，单击 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图框架将其选中。
- 在功能区插入选项卡的地图整饰要素组中，单击图例。
- 在布局中的两个地图框之间绘制一个矩形。
将显示 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图框对应的图例。 这两个地图使用的拉伸符号系统相同，因此二者的图例相同。 不需要图例的标题和子标题，因为地图标题已指示地图框的显示内容。
- 在内容窗格中，展开图例。 取消选中除 DissolvedO2_2014 以外的所有图层。
如果之前已显示 DissolvedO2 和 Bay 的符号，则它们不会再显示在图例中。 默认情况下，将在图例中显示 2014 Chesapeake Bay Dissolved O2 地图中已打开的任何图层。
- 在图例下，单击 DissolvedO2_2014。
- 在元素窗格的显示下，取消选中除了标注（或图层名称）之外的所有选项。
将移除图例中的所有文本，显示溶氧水平范围的标注除外。 最后，您需要更改图层文本的外观，以与布局中的其余文本相匹配。
- 单击图例项旁边的箭头，然后选择标注。
用于修改标注文本的选项变为可用。
- 在外观部分中，更新以下文本参数：
- 对于字体名称，选择 Century Gothic。
- 对于字体样式，选择粗体。
- 对于大小，键入 18 pt。
- 对于颜色，选择 灰色 70%。
- 对于轮廓颜色，选择无颜色。
- 在设置格式选项卡中，对于字符间距，键入 5%。
- 单击应用。
接下来，您将为图例添加标题，使查看者能够理解这些值的含义。
- 在内容窗格中，单击图例项目。
- 在元素窗格的标注选项卡旁边，单击下拉箭头，然后选择图例。 在图例下，选中显示和标题的框，键入 Dissolved Oxygen (mg/L)。
- 在图例选项卡旁边，单击下拉箭头并选择标题。
- 将参数更改如下：
- 对于字体名称，选择 Century Gothic。
- 对于字体样式，选择粗体。
- 对于大小，键入 8。
- 对于水平对齐，单击居中按钮。
- 单击应用。
图例现在包含标题和单位标注，但是其色带过短。 可通过调整图例图面大小，加长和加宽图例符号显示，从而更方便查看值范围。
- 在内容窗格中的图例下，选择 Dissolved02_2014 图例项。
- 在元素窗格的图例项目选项卡中，对于调整大小，更改以下图面参数：
- 对于图面宽度，键入 24 pt。
- 对于图面高度，键入 24 pt。
图面大小更新于图例上。
- 如有必要，可调整图例大小，然后将其置于两个地图框之间、指北针上方的位置。
添加比例尺
优质的参考地图所需的最后一个元素是比例尺。 为了清晰起见，您需要为两个地图框添加比例尺。
- 在功能区插入选项卡的地图整饰要素组中，单击比例尺下拉箭头并选择比例线 1。
单击按钮的上半部将插入默认比例尺。 与指北针一样，有一个可用的比例尺样式库，但是默认值即可达到您的目的。
- 在地图布局上单击并拖出一个矩形以放置比例尺。
- 移动比例尺并将其放置在 2014 地图框下方。 调整比例尺的大小，使上限范围止于 120 英里。
- 在内容窗格中，右键单击比例尺并选择复制。 右键单击布局，然后选择粘贴。
- 在布局窗格中，拖动 2015 地图框下的新比例尺。
- 保存工程。
现在，布局展示了为 2014 年和 2015 年夏季创建的溶氧地图。 它包含与需要理解地图的人员有关的信息，例如标题、子标题和图例。 它还包含帮助观众定位的元素，包括指北针和比例尺。 布局中留下的空白空间很小。
打印地图
接下来，您需要打印地图以向他人展示。
- 或者，调整任何地图元素，直到您满意为止。
- 单击功能区上的共享选项卡。 在输出组中，单击打印布局按钮。
打印布局窗格随即出现。
注：
或者，在输出组中，单击导出布局按钮以将地图副本保存到您的计算机。
- 确认打印机和打印设置（可能需要将纸张大小更改为 8.5 x 11 英寸，具体取决于您的打印机），然后单击打印。
您使用 ArcGIS Geostatistical Analyst 扩展模块 分析了 2014 年和 2015 年夏季切萨皮克湾的平均溶氧水平。 利用插值，您创建了预测整个海湾的平均溶氧水平的地理统计图层。 然后，您对结果进行了交叉验证，来量化插值精度。 最后，您将地理统计图层转换为栅格图层并将其添加到布局来显示和共享结果。
根据您获得的关于切萨皮克湾的结果，平均水平从未接近危险水平 0.2 mg/L，但许多个别测量值接近或低于此临界低水平。 尽管必须采取缓解气候变化措施使切萨皮克湾的溶氧水平高于正常水平 5.0 mg/L，但您的分析提供了一个在科学和统计方面均合理的结论，即使在夏季最差的时候，溶氧水平也足以维持繁荣的海洋生态系统。
死亡区域是一个全世界都面临的问题。 在墨西哥湾、英吉利海峡和中国东海等地点，可以使用类似的内插溶氧水平的过程。 使用图表探索数据、使用 Geostatistical Wizard 内插数据以及通过交叉验证评估结果精度的过程几乎适用于所有插值工作流程。 我们鼓励您下载其他来源的数据以及切萨皮克湾计划水质数据库（1984 年至今）中其他年份的数据，然后使用这些新的或更新的数据重复本步骤。
您可以在教程库中找到更多教程。
