通过多元统计分析可以探查许多不同类型的属性之间的关系。
有两种可用的多元分析：分类（监督分类与非监督分类/Supervised&Unsupervised)）和主成分分析/Principal Component Analysis (PCA)。
ArcGIS 提供了如下工具：
栅格波段必须具有一个公共交集。如果不存在公共交集，则会出现错误，且不会创建任何输出。
如果栅格波段的范围不同，统计数据将以所有输入栅格波段的共同的空间范围来计算。默认情况下，像元大小为输入栅格的最大像元的大小；否则，将取决于栅格分析环境设置。
此工具计算每个图层的基本统计测量值（最小值、最大值、平均值和标准差），如果勾选协方差和相关矩阵，还可以得到这两个值。
在实际工作中，由于成本的限制、测量工作实施困难大等因素，我们不能对研究区域的每一位置都进行测量（如高程、降雨、化学物质浓度和噪声等级）。这时，我们可以考虑合理选取采样点，然后通过采样点的测量值，使用适当的数学模型，对区域所有位置进行预测，形成测量值表面。插值之所以可称为一种可行的方案，是因为我们假设，空间分布对象都是空间相关的，也就是说，彼此接近的对象往往具有相似的特征。
ArcGIS的空间分析中，提供了插值（Interpolation）工具集，如下：
此方法假定所映射的变量因受到与其采样位置间的距离的影响而减小。
幂参数：
IDW主要依赖于反距离的幂值。基于距输出点的距离，幂参数可以控制已知点对内插值的影响。幂参数是一个正实数，默认值为 2，一般在0.5至3之间取值。随着幂值的增大，内插值将逐渐接近最近采样点的值。指定较小的幂值，将对距离较远的周围点产生更大影响，会产生更加平滑的表面。由于反距离权重公式与任何实际物理过程都不关联，因此无法确定特定幂值是否过大。作为常规准则，认为值为 30 的幂是超大幂，因此不建议使用。此外还需牢记一点，如果距离或幂值较大，则可能生成错误结果。
障碍：
障碍是一个用作可限制输入采样点搜索的隔断线的折线 (polyline) 数据集。一条折线 (polyline) 可以表示地表中的悬崖、山脊或某种其他中断。仅将那些位于障碍同一侧的输入采样点视为当前待处理像元。
ArcGIS 的空间分析扩展中，提供了这样一组邻域分析工具：
分块统计，按照指定邻域类型计算区域统计值，输出区域为指定邻域类型的外接矩形。
以下为邻域的形式：
Irregular与Weight邻域类型需要指定核文件（ .txt 文件）。
可以进行统计的计算类型：
我们可以利用“表面分析（Surface）”工具量化及可视化地形地貌。
坡向（Aspect）：获得栅格表面的坡向。求得每个像元到其相邻像元方向像元值的变化率最大的下坡方向。
等值线（Contour）：根据栅格表面创建等值线（等值线图）的线要素类。
等值线序列（Contour List）：根据栅格表面创建所选等值线值的要素类。
含障碍的等值线（Contour with Barriers）：根据栅格表面创建等值线。如果包含障碍要素，则允许在障碍两侧独立生成等值线。
曲率（Curvature）：计算栅格表面的曲率，包括剖面曲率和平面曲率。
填挖方（Cut Fill）：计算两表面间体积的变化。通常用于执行填挖操作。
山体阴影（HillShade）：通过考虑照明源的角度和阴影，根据表面栅格创建地貌晕渲。
视点分析（Observer Point）：识别从各栅格表面位置进行观察时可见的观察点。
