空間信息模型分析ppt課件

1、數(shù)字地面模型空間信息分析的根本方法思索題概念數(shù)字地面模型Digital Terrain Model，DTM：描畫地面特性的空間分布的有序數(shù)值陣列。數(shù)字高程模型Digital Elevation Model，DEM：地面特性為高程的DTM地面特性高程、地價、土地權(quán)屬、土壤類型、土地利用類型巖層深度、地貌特征等七類數(shù)字地面模型規(guī)那么格點(diǎn)格網(wǎng)數(shù)字地面模型散點(diǎn)數(shù)字地面模型等值線數(shù)字地面模型曲面數(shù)字地面模型線路數(shù)字地面模型平面多邊形數(shù)字地面模型空間多邊形數(shù)字地面模型TIN的生成方法首先取其中恣意一點(diǎn)P1，在其他各點(diǎn)中搜索與些點(diǎn)最近的點(diǎn)P2，銜接P1與P2構(gòu)成第一條邊然后在其他一切點(diǎn)中尋覓與這條邊最近的點(diǎn)

2、，找到后即可構(gòu)成第一個多邊形以三角形新生成的兩邊為底邊分別尋覓它們最近的點(diǎn)構(gòu)成第二個、第三個三角形依此類推，直到把一切的點(diǎn)都連入三角網(wǎng)中例如全國氣候站點(diǎn)格網(wǎng)Grid的生成方法在采樣點(diǎn)缺乏的情況下，經(jīng)過空間插值的方法生成格網(wǎng)，利用有限數(shù)據(jù)的樣本點(diǎn)來估計(jì)未知點(diǎn)的值。為什么要插值：降低破費(fèi)插值的前提假設(shè)：一切空間地物是彼此關(guān)聯(lián)的，即離得近的地物點(diǎn)其屬性較為相近。幾種常用的插值 方法：反間隔權(quán)重法 、雙線性內(nèi)插法、趨勢面插值、樣條插值、克里金插值反間隔權(quán)重法IDW)根本思緒：間隔越遠(yuǎn)對待插點(diǎn)的影響越小根本公式：nininiinidZdyxf111)1(),(雙線性插值線性插值(假設(shè)：高程在直線上呈比例

3、變化)根本公式：不規(guī)那么點(diǎn)雙線性插值規(guī)那么點(diǎn)雙線性插值A(chǔ)BC|)(ABACffffabacDCPABEFAPDECB趨勢面插值思緒：用一個經(jīng)過各個空間采樣點(diǎn)的空間曲面來模擬地形外表，常用的是二次多項(xiàng)式根本公式：樣條插值思緒：利用樣本點(diǎn)，采用一定的數(shù)學(xué)函數(shù)擬合出一個光滑曲面，使該曲面曲率最小，且經(jīng)過一切的樣本點(diǎn)。相當(dāng)于扭曲一條橡皮讓它經(jīng)過一切的點(diǎn)，同時曲率最小。兩種樣條插值方法：規(guī)那么樣條和張力樣條fyexdycxybxaZP22克里金插值Kriging思緒：首先思索空間屬性在空間位置上的變異分布，確定對一個待插點(diǎn)值有影響的間隔范圍，然后用此范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)來估計(jì)待插點(diǎn)屬性值是一種求最優(yōu)線性無偏內(nèi)

4、插估計(jì)量的方法線性、無偏、最小估計(jì)方差根本步驟：輸入原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與分析直方圖的計(jì)算計(jì)算變異函數(shù)克里金插值演示等值線的生成TIN生成等值線確定各邊上有無等值點(diǎn)等值點(diǎn)的追蹤格網(wǎng)法繪制等值線等值點(diǎn)位置確實(shí)定等值點(diǎn)的追蹤ABCFE 創(chuàng)建TIN外表 在ARCMAP中添加氣候站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并翻開3D Analyst工具條，設(shè)置選項(xiàng)options 在工具條上點(diǎn)擊3D Analystcreate/modify TINCreate TIN from features 調(diào)整TIN的顯示屬性 用TIN生成等值線contour 空間插值 在ARCMAP中添加氣候站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并翻開3D Analyst工具條，設(shè)置選項(xiàng)

5、options 分別采用IDW、Spline、Kriging法對降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)展插值在工具條上點(diǎn)擊3D AnalystInterpolate to raster 比較三種方法所得結(jié)果的不同，分析不同插值方法的特點(diǎn) 用插值后的結(jié)果生成降水等值線，交將800、1600、2400、3200、4000的等值線加粗表示 將全國行政區(qū)劃數(shù)據(jù)加載到圖中 DEM的三維顯示 翻開Arcscene，加載C:arcgisArcTutorSpatial中的Elevation數(shù)據(jù) 設(shè)置顯示所用的高程在該數(shù)據(jù)圖層上點(diǎn)擊右鍵，propertiesbase height,選擇obtain heights for layer fr

6、om surface)及顏色 創(chuàng)建山體陰影，并設(shè)置其高程，用40%的透明度顯示 空間分析是GIS的中心功能，是區(qū)別于計(jì)算機(jī)地圖制圖的顯著特征 空間信息量算 質(zhì)心量算 求取目的的質(zhì)心位置，用于跟蹤某些地理分布的變化，如人口重心的變化、土地利用重心的遷移等 方法：對目的坐標(biāo)值進(jìn)展加權(quán)平均 幾何量算 點(diǎn)：坐標(biāo) 線狀目的：長度、曲率、方向 面狀目的：面積、周長等 體狀目的：外表積、體積等 外形量算 外形系數(shù)r R1，目的物為膨脹型iiiiiGWXWXiiiiiGWYWY為面積為周長，A,2PAPr空間信息分類為什么要分類：GIS存儲的數(shù)據(jù)具有原始數(shù)據(jù)的性質(zhì)，用戶可以根據(jù)不同的需求來進(jìn)展分類；而地圖上所

7、載負(fù)的數(shù)據(jù)是經(jīng)過制圖者專門分類和處置過的。主成份分析法(Principle Components Analysis, PCA)經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，將眾多要素的信息緊縮表達(dá)為假設(shè)干具有代表性的合成變量，以抑制變量選擇時的冗余和相關(guān)，然后選擇信息最為豐富的少數(shù)因子進(jìn)展各種分析層次分析法AHP將相關(guān)聯(lián)的要素按隸屬關(guān)系劃分為假設(shè)干層次，請有閱歷的專家對各層次要素的相對重要性給出定量目的，利用數(shù)學(xué)方法，綜合眾人的意見給出各層次各要素的相對重要性權(quán)值，作為綜合分析的根底聚類分析根據(jù)實(shí)體之間的類似程度，逐漸將其合并為假設(shè)干類別，以反映目的的等級序列，如土地分等定級、水土流失強(qiáng)度分級、區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)力分級等疊加分析

8、Overlay它是將兩層或多層地圖要素進(jìn)展疊加產(chǎn)生一個新要素的操作，其結(jié)果是將原來的要素分割成新的要素，新要素綜合了原來的兩層或多層要素所具有的屬性。疊加不僅產(chǎn)生了新的空間關(guān)系，還將輸入數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)絡(luò)起來產(chǎn)生新的屬性關(guān)系疊加分析是對新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)展計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用記需求的結(jié)果或回答用戶提出的問題。多邊形疊加UnionIntersectIdentity點(diǎn)與多邊形疊加本質(zhì)是計(jì)算包含關(guān)系線與多邊形疊加確定每條弧段落在哪個多邊形內(nèi) 網(wǎng)絡(luò)分析 地理網(wǎng)格：道路網(wǎng)絡(luò)、電力網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)、供排水網(wǎng)絡(luò)等 網(wǎng)格的根本成份： 鏈：網(wǎng)絡(luò)中流動的管線，如街道、河流、水管等，其形狀屬性包括阻力和需求

9、兩項(xiàng) 妨礙：制止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動的點(diǎn) 拐角點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)鏈中的分割結(jié)點(diǎn)上，形狀屬性有阻力，如拐彎的時間和限制 中心：接受或分配資源的位置，如商業(yè)中心、電站等，其形狀屬性有容量 站點(diǎn)：途徑選擇中資源增減的點(diǎn)，如庫房、汽車站等，其形狀屬性有要被運(yùn)輸?shù)馁Y源的需求。 疊加分析是對新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)展計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶需求的結(jié)果或回答用戶提出的問題。 途徑分析 靜態(tài)求最正確途徑 動態(tài)分段技術(shù) N條最正確途徑 最短途徑 動態(tài)最正確途徑 地址匹配 經(jīng)過地理編碼Geocoding，實(shí)現(xiàn)對地理位置的查詢 資源分配 由中心點(diǎn)分配中心及其形狀屬性和網(wǎng)絡(luò)組成 可以計(jì)算中心地的等時區(qū)、等交通間隔區(qū)、等費(fèi)用間隔區(qū)

10、等緩沖區(qū)分析(Buffer)對點(diǎn)線面實(shí)體，自動建立其周圍一定寬度范圍以內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形，并對該多邊形內(nèi)的空間數(shù)據(jù)按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)展計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶需求的結(jié)果或回答用戶提出的問題不同的緩沖區(qū)空間統(tǒng)計(jì)分析常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析：均值、最大值、最小值、總和、方差、頻數(shù)、峰度系數(shù)等空間自相關(guān)分析空間自相關(guān)系數(shù)回歸分析趨勢分析專家打分模型DELPHII法 實(shí)習(xí)目的 掌握常用的空間分析方法 實(shí)習(xí)內(nèi)容 根據(jù)規(guī)劃道路的中心線及道路寬度(600m)，確定需求占用的不同類型的土地范圍與面積，并分村統(tǒng)計(jì)。 數(shù)據(jù) 道路中心線 土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù) 分村行政區(qū)劃數(shù)據(jù) 實(shí)習(xí)步驟 翻開arctoolbox,利用analysis tools中的bu