第六章 GIS空間分析原理與方法1

1、第六章第六章 GISGIS空間分析原理與方法空間分析原理與方法本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容v6.16.1空間量算空間量算v6.26.2數(shù)字地形模型分析數(shù)字地形模型分析v6.36.3空間疊合分析空間疊合分析v6.46.4空間緩沖區(qū)分析空間緩沖區(qū)分析v6.56.5空間網(wǎng)絡(luò)分析空間網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)采集與輸入數(shù)據(jù)編輯與更新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理空間查詢(xún)與分析數(shù)據(jù)顯示與輸出緩沖區(qū)分析疊合分析空間查詢(xún)網(wǎng)絡(luò)分析地形分析GISGIS基本功能基本功能GIS能作什么？空間分析空間分析v空間分析的概念空間分析的概念 空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地地學(xué)原理學(xué)原理為依托，通過(guò)為依托，通過(guò)

2、分析算法分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對(duì)象的空間有關(guān)地理對(duì)象的空間位置位置、空間、空間分布分布、空間、空間形態(tài)形態(tài)、空間空間形成形成和空間和空間演變演變等信息。等信息。v按照按照GoodchildGoodchild提出的空間分析框架，空間分析分為提出的空間分析框架，空間分析分為 產(chǎn)生產(chǎn)生式分析式分析(product mode) DEM分析、疊合分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析分析、疊合分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析 咨詢(xún)咨詢(xún)式分析式分析(query mode) 集合分析、查詢(xún)分析集合分析、查詢(xún)分析空間分析概述空間分析概述v根據(jù)空間數(shù)據(jù)的形式將空間分析分為：根據(jù)空間數(shù)據(jù)的形式將空間分

3、析分為： 矢量矢量數(shù)據(jù)空間分析數(shù)據(jù)空間分析 柵格柵格數(shù)據(jù)空間分析數(shù)據(jù)空間分析第第3 3節(jié)節(jié) 空間疊合分析空間疊合分析v空間疊合分析概念空間疊合分析概念v基于基于矢量數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)的疊合分析的疊合分析v實(shí)例：市區(qū)擇房分析實(shí)例：市區(qū)擇房分析空間疊合分析空間疊合分析v空間疊合分析（空間疊合分析（Spatial Overlay analysisSpatial Overlay analysis）：）：又稱(chēng)疊加分析、疊置分析，在又稱(chēng)疊加分析、疊置分析，在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個(gè)地理對(duì)象的圖層進(jìn)條件下，每次將同一地區(qū)兩個(gè)地理對(duì)象的圖層進(jìn)行疊合，以產(chǎn)生空間區(qū)域的行疊合，以產(chǎn)生空

4、間區(qū)域的多重屬性特征多重屬性特征，或建，或建立地理對(duì)象之間的立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。v空間空間合成合成疊合疊合v空間空間統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)疊合疊合空間合成疊合空間合成疊合v用于搜索同時(shí)具有幾種地理屬性的分布區(qū)域，或用于搜索同時(shí)具有幾種地理屬性的分布區(qū)域，或?qū)ΟB合后產(chǎn)生的對(duì)疊合后產(chǎn)生的多重屬性多重屬性進(jìn)行新的進(jìn)行新的分類(lèi)分類(lèi)。空間統(tǒng)計(jì)疊合空間統(tǒng)計(jì)疊合v用于用于提取提取某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)某些專(zhuān)題內(nèi)容的某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)某些專(zhuān)題內(nèi)容的數(shù)量特?cái)?shù)量特征征?；谑噶繑?shù)據(jù)的疊合分析基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析v點(diǎn)與多邊形的疊合點(diǎn)與多邊形的疊合v線(xiàn)與多邊形的疊合線(xiàn)與多邊形的疊合v多邊形與多邊形的疊合多邊形與多邊形的

5、疊合點(diǎn)與多邊形的疊合點(diǎn)與多邊形的疊合（ point-in-polygon overlaypoint-in-polygon overlay ）v 包含點(diǎn)的圖層與包含多邊形的圖層包含點(diǎn)的圖層與包含多邊形的圖層v 判斷點(diǎn)包含在哪一個(gè)多邊形里面，從而為點(diǎn)設(shè)置新的多判斷點(diǎn)包含在哪一個(gè)多邊形里面，從而為點(diǎn)設(shè)置新的多邊性屬性邊性屬性點(diǎn)與多邊形疊合點(diǎn)與多邊形疊合 示例示例IDIDcity_namecity_name1 1南京南京2 2蘇州蘇州3 3上海上海4 4杭州杭州1243123IDIDprovince_nameprovince_name1 1江蘇江蘇2 2上海上海3 3浙江浙江點(diǎn)與多邊形疊合點(diǎn)與多邊形疊

6、合 結(jié)果結(jié)果12431231243IDIDcity_namecity_nameprovince_nameprovince_name1 1南京南京江蘇江蘇2 2蘇州蘇州江蘇江蘇3 3上海上海上海上海4 4杭州杭州浙江浙江線(xiàn)與多邊形的疊合線(xiàn)與多邊形的疊合 v 包含包含線(xiàn)線(xiàn)的圖層與包含的圖層與包含多邊形多邊形的圖層的圖層v 判斷線(xiàn)包含在哪一個(gè)多邊形里面，從而為線(xiàn)設(shè)置新的多判斷線(xiàn)包含在哪一個(gè)多邊形里面，從而為線(xiàn)設(shè)置新的多邊性屬性邊性屬性線(xiàn)與多邊形疊合線(xiàn)與多邊形疊合 示例示例IDIDroad_nameroad_namelengthlength1 1滬寧高速滬寧高速4004002 2滬杭高速滬杭高速380

7、3803 3寧杭高速寧杭高速330330123IDIDprovince_nameprovince_name1 1江蘇江蘇2 2上海上海3 3浙江浙江線(xiàn)與多邊形疊合線(xiàn)與多邊形疊合 結(jié)果結(jié)果123123456123456IDIDroad_nameroad_nameprovince_namprovince_name elengthlength1 1滬寧高速滬寧高速江蘇江蘇3503502 2滬寧高速滬寧高速上海上海50503 3滬杭高速滬杭高速上海上海3203204 4滬杭高速滬杭高速浙江浙江60605 5寧杭高速寧杭高速浙江浙江1001006 6寧杭高速寧杭高速江蘇江蘇多邊形與多邊形疊合多邊形與多邊

8、形疊合v 兩個(gè)兩個(gè)多邊形多邊形圖層的比較分析（圖形和屬性），將兩個(gè)不同圖層的比較分析（圖形和屬性），將兩個(gè)不同的多邊形空間特征數(shù)據(jù)相重疊，產(chǎn)生新的多邊形特征數(shù)據(jù)，的多邊形空間特征數(shù)據(jù)相重疊，產(chǎn)生新的多邊形特征數(shù)據(jù)，用以解決地理變量的多準(zhǔn)則分析、區(qū)域多重屬性的分析，用以解決地理變量的多準(zhǔn)則分析、區(qū)域多重屬性的分析，地理特征的動(dòng)態(tài)變化分析，以及圖幅要素更新、區(qū)域信息地理特征的動(dòng)態(tài)變化分析，以及圖幅要素更新、區(qū)域信息提取等提取等v 多邊形疊合分析通常有以下五種疊合方式：多邊形疊合分析通常有以下五種疊合方式： 合并合并(Union) 相交相交( Intersect) 一致一致( Identity) 相

9、減相減( Erase) 更新更新( Update)UnionUnionv輸出層保留輸入圖層的輸出層保留輸入圖層的所有所有多邊形要素。多邊形要素。IntersectIntersectv輸出層保留輸入圖層輸出層保留輸入圖層共同的共同的多邊形要素多邊形要素。IdentityIdentityv保留以一多邊形為控制邊界保留以一多邊形為控制邊界內(nèi)內(nèi)的所有多邊形要素的所有多邊形要素EraseErasev 保留以一多邊形為控制邊界保留以一多邊形為控制邊界外外的所有多邊形要的所有多邊形要素素UpdateUpdatev輸出數(shù)據(jù)為一個(gè)經(jīng)刪除處理后的多邊形與一個(gè)輸出數(shù)據(jù)為一個(gè)經(jīng)刪除處理后的多邊形與一個(gè)新特征多邊形，即

10、新特征多邊形，即刪除重疊的部分。刪除重疊的部分。空間分析的步驟空間分析的步驟 步步 驟：驟：（1 1）明確目的和標(biāo)準(zhǔn)）明確目的和標(biāo)準(zhǔn)（2 2）空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備）空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（3 3）空間操作）空間操作（4 4）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)實(shí)例：市區(qū)擇房分析實(shí)例：市區(qū)擇房分析v如何找到環(huán)境好、購(gòu)物方便、小孩上學(xué)方便的居如何找到環(huán)境好、購(gòu)物方便、小孩上學(xué)方便的居住區(qū)地段是購(gòu)房者對(duì)關(guān)心的問(wèn)題，因此購(gòu)房者就住區(qū)地段是購(gòu)房者對(duì)關(guān)心的問(wèn)題，因此購(gòu)房者就需要從總體上對(duì)商品房的信息進(jìn)行研究分析，選需要從總體上對(duì)商品房的信息進(jìn)行研究分析，選擇最適宜的購(gòu)房地段。擇最適宜的購(gòu)房地段。v條件為：條件為： a

11、 a在商業(yè)中心的服務(wù)范圍之內(nèi)，服務(wù)范圍以商業(yè)中在商業(yè)中心的服務(wù)范圍之內(nèi)，服務(wù)范圍以商業(yè)中心規(guī)模的大小來(lái)確定心規(guī)模的大小來(lái)確定 b b距名牌高中在距名牌高中在750750米之內(nèi)，以便小孩上學(xué)便捷米之內(nèi)，以便小孩上學(xué)便捷 c c距名勝古跡距名勝古跡500500米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅 d d離主要交通要道離主要交通要道200200米之外，以減少噪音污染米之外，以減少噪音污染v解決的實(shí)際問(wèn)題解決的實(shí)際問(wèn)題 （1 1）找出滿(mǎn)足以上找出滿(mǎn)足以上4 4個(gè)條件的最適宜的購(gòu)房地段。個(gè)條件的最適宜的購(gòu)房地段。 （2 2）對(duì)整個(gè)城市區(qū)域從以上）對(duì)整個(gè)城市區(qū)域從以上4 4個(gè)條件的住房條件個(gè)條件的住房條件進(jìn)行

12、評(píng)價(jià)，劃定不同等級(jí)，以供購(gòu)房者進(jìn)行參考進(jìn)行評(píng)價(jià)，劃定不同等級(jí)，以供購(gòu)房者進(jìn)行參考v 第一個(gè)問(wèn)題第一個(gè)問(wèn)題找出滿(mǎn)足以上找出滿(mǎn)足以上4 4個(gè)條件的最適宜的購(gòu)房地段。個(gè)條件的最適宜的購(gòu)房地段。步步 驟：驟：（1 1）明確目的和標(biāo)準(zhǔn)：）明確目的和標(biāo)準(zhǔn)：在商業(yè)中心的服務(wù)范圍之內(nèi)；距名在商業(yè)中心的服務(wù)范圍之內(nèi)；距名牌高中在牌高中在750750米之內(nèi)，以便小孩上學(xué)便捷；距名勝古跡米之內(nèi)，以便小孩上學(xué)便捷；距名勝古跡500500米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅；離主要交通要道米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅；離主要交通要道200200米之外，以減少米之外，以減少噪音污染噪音污染（2 2）空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：）空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：商業(yè)中心服務(wù)數(shù)據(jù)、名牌高

13、中商業(yè)中心服務(wù)數(shù)據(jù)、名牌高中750750米之米之內(nèi)數(shù)據(jù)、名勝古跡內(nèi)數(shù)據(jù)、名勝古跡500500米之內(nèi)、主要教導(dǎo)要道米之內(nèi)、主要教導(dǎo)要道200200米之外米之外（3 3）空間操作：）空間操作：進(jìn)行疊合分析進(jìn)行疊合分析（4 4）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)在商業(yè)中心的服務(wù)范圍圖層在商業(yè)中心的服務(wù)范圍圖層距名牌高中在距名牌高中在750750米之內(nèi)圖層米之內(nèi)圖層距名勝古跡距名勝古跡500500米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅圖層米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅圖層離主要交通要道離主要交通要道200200米之內(nèi)圖層米之內(nèi)圖層空間操作空間操作v疊合方式的選擇？疊合方式的選擇？vmarketmarket圖層、圖層、school

14、school圖層進(jìn)行圖層進(jìn)行intersectintersect操作得操作得到到insctmsinsctms圖層，再將圖層，再將insctmsinsctms圖層與圖層與FamousFamous圖層圖層進(jìn)行進(jìn)行inersectinersect疊合操作，得到疊合操作，得到insctmsfinsctmsf圖層圖層v最后將最后將insectmsfinsectmsf圖層與圖層與streetstreet圖層進(jìn)行圖層進(jìn)行eraseerase疊疊合操作，得到所需結(jié)果合操作，得到所需結(jié)果v第二個(gè)問(wèn)題第二個(gè)問(wèn)題對(duì)整個(gè)城市區(qū)域從以上對(duì)整個(gè)城市區(qū)域從以上4 4個(gè)條件的住房條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，個(gè)條件的住房條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，劃定不

15、同等級(jí)，以供購(gòu)房者進(jìn)行參考找出滿(mǎn)足以劃定不同等級(jí)，以供購(gòu)房者進(jìn)行參考找出滿(mǎn)足以上上4 4個(gè)條件的最適宜的購(gòu)房地段。個(gè)條件的最適宜的購(gòu)房地段。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：A A滿(mǎn)足其中四個(gè)條件為第一等級(jí)滿(mǎn)足其中四個(gè)條件為第一等級(jí)B B滿(mǎn)足其中三個(gè)條件為第二等級(jí)滿(mǎn)足其中三個(gè)條件為第二等級(jí)C C滿(mǎn)足其中兩個(gè)條件為第三等級(jí)滿(mǎn)足其中兩個(gè)條件為第三等級(jí)D D滿(mǎn)足其中一個(gè)條件為第四等級(jí)滿(mǎn)足其中一個(gè)條件為第四等級(jí)E E完全不滿(mǎn)足條件得為第五等級(jí)完全不滿(mǎn)足條件得為第五等級(jí)步步 驟：驟：（1 1）明確目的和標(biāo)準(zhǔn)：）明確目的和標(biāo)準(zhǔn)：（2 2）空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：）空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：商業(yè)中心服務(wù)數(shù)據(jù)、名牌高中商業(yè)中心服務(wù)數(shù)據(jù)、名牌

16、高中750750米之內(nèi)數(shù)據(jù)、名勝古跡米之內(nèi)數(shù)據(jù)、名勝古跡500500米之內(nèi)、主要教導(dǎo)米之內(nèi)、主要教導(dǎo)要道要道200200米之外米之外（3 3）空間操作：）空間操作：進(jìn)行疊合分析進(jìn)行疊合分析（4 4）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)在商業(yè)中心的服務(wù)范圍圖層在商業(yè)中心的服務(wù)范圍圖層距名牌高中在距名牌高中在750750米之內(nèi)圖層米之內(nèi)圖層距名勝古跡距名勝古跡500500米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅圖層米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅圖層離主要交通要道離主要交通要道200200米之內(nèi)圖層米之內(nèi)圖層空間操作空間操作v屬性賦值屬性賦值 （1 1）分別打開(kāi)）分別打開(kāi)market market 、schoolschool、fa

17、mousfamous圖層，圖層，分別添加分別添加marketmarket、schoolschool、famousfamous字段，并全部字段，并全部賦值為賦值為1 1（2 2）打開(kāi)）打開(kāi)streetstreet圖層，添加圖層，添加stst字段，賦值為字段，賦值為-1-空間操作空間操作v區(qū)域疊加區(qū)域疊加對(duì)對(duì)marketmarket、schoolschool、famousfamous和和streetstreet圖層進(jìn)行圖層進(jìn)行unionunion疊加步驟為如下疊加步驟為如下v分級(jí)分級(jí)打開(kāi)生成的打開(kāi)生成的unionunion文件圖層的屬性列表，編輯表格，文件圖層的屬性列表，編輯表格，添加一個(gè)短整型字

18、段添加一個(gè)短整型字段classclass，并將，并將classclass賦值為賦值為famous+school+market+stfamous+school+market+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與疊合分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與疊合分析v基于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的疊合分析基于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的疊合分析 參與分析的兩個(gè)圖層均為矢量數(shù)據(jù)參與分析的兩個(gè)圖層均為矢量數(shù)據(jù) 優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)量?jī)?yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)量小小 缺點(diǎn)：運(yùn)算過(guò)程比較缺點(diǎn)：運(yùn)算過(guò)程比較復(fù)雜復(fù)雜v基于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的疊合分析基于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的疊合分析 參與分析的兩個(gè)圖層均為柵格數(shù)據(jù)參與分析的兩個(gè)圖層均為柵格數(shù)據(jù) 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算過(guò)程比較優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)量缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大大柵格疊合

19、分析柵格疊合分析v 兩個(gè)或多個(gè)兩個(gè)或多個(gè)相同地區(qū)相同地區(qū)柵格圖層?xùn)鸥駡D層v 相同相同的柵格單元的柵格單元大小大小v 不同圖層間對(duì)應(yīng)柵格進(jìn)行不同圖層間對(duì)應(yīng)柵格進(jìn)行運(yùn)算運(yùn)算v 運(yùn)算結(jié)果生成新的柵格圖層運(yùn)算結(jié)果生成新的柵格圖層v 目的是產(chǎn)生新的空間信息目的是產(chǎn)生新的空間信息v 又稱(chēng)為又稱(chēng)為“地圖代數(shù)地圖代數(shù)”v 點(diǎn)變換方法點(diǎn)變換方法v 區(qū)域變換方法區(qū)域變換方法v 鄰域變換方法鄰域變換方法Input AInput BLocal OperationsLocal Operationsv點(diǎn)變換方式只對(duì)各圖上相應(yīng)的點(diǎn)的屬性值進(jìn)行運(yùn)點(diǎn)變換方式只對(duì)各圖上相應(yīng)的點(diǎn)的屬性值進(jìn)行運(yùn)算。實(shí)際上，點(diǎn)變換方式假定獨(dú)立圖元的變

20、換不算。實(shí)際上，點(diǎn)變換方式假定獨(dú)立圖元的變換不受其鄰近點(diǎn)上的屬性值的影響，也不受區(qū)域內(nèi)一受其鄰近點(diǎn)上的屬性值的影響，也不受區(qū)域內(nèi)一般特征的影響。般特征的影響。vThe The core core of raster data analysisof raster data analysisvCell-by-cell operationsCell-by-cell operationsvCan create new raster from either a single Can create new raster from either a single input raster or multip

21、le input rastersinput raster or multiple input Zonal OperationsZonal Operationsv 區(qū)域變換是指計(jì)算新圖層相應(yīng)柵區(qū)域變換是指計(jì)算新圖層相應(yīng)柵格的屬性值時(shí)，不僅與原圖層對(duì)格的屬性值時(shí)，不僅與原圖層對(duì)應(yīng)柵格的屬性值有關(guān)，而且要顧應(yīng)柵格的屬性值有關(guān)，而且要顧及原圖層?xùn)鸥袼趨^(qū)域的幾何特及原圖層?xùn)鸥袼趨^(qū)域的幾何特征（區(qū)域長(zhǎng)度、面積、周長(zhǎng)、形征（區(qū)域長(zhǎng)度、面積、周長(zhǎng)、形狀等）或原圖層同名柵格的個(gè)數(shù)。狀等）或原圖層同名柵格的個(gè)數(shù)。Neighborhood Operationsv鄰域變換是在計(jì)算新層圖元值時(shí)，不僅考鄰域變換是在計(jì)

22、算新層圖元值時(shí)，不僅考慮原始圖層上相應(yīng)圖元本身的值，而且還慮原始圖層上相應(yīng)圖元本身的值，而且還要考慮與該圖元有領(lǐng)域關(guān)聯(lián)的其他圖元值要考慮與該圖元有領(lǐng)域關(guān)聯(lián)的其他圖元值影響。影響。地圖代數(shù)實(shí)例地圖代數(shù)實(shí)例v 柵格疊合分析方法的常用種類(lèi)柵格疊合分析方法的常用種類(lèi)v 數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)學(xué)運(yùn)算 算術(shù)運(yùn)算主要包括加減乘除算術(shù)運(yùn)算主要包括加減乘除 布爾運(yùn)算布爾運(yùn)算（andand、oror、xorxor、notnot）:and:and比較兩個(gè)或兩個(gè)以比較兩個(gè)或兩個(gè)以上柵格數(shù)據(jù)層，如果對(duì)應(yīng)的柵格值均為非上柵格數(shù)據(jù)層，如果對(duì)應(yīng)的柵格值均為非0 0值，則輸出結(jié)值，則輸出結(jié)果為真，否則為假；果為真，否則為假；oror比較兩

23、個(gè)或兩個(gè)以上柵格數(shù)據(jù)層，比較兩個(gè)或兩個(gè)以上柵格數(shù)據(jù)層，對(duì)應(yīng)的柵格值中只要有一個(gè)或一個(gè)以上為非對(duì)應(yīng)的柵格值中只要有一個(gè)或一個(gè)以上為非0 0值，輸出結(jié)值，輸出結(jié)果為真，否則為假果為真，否則為假;Xor;Xor比較兩個(gè)或兩個(gè)以上柵格數(shù)據(jù)層，比較兩個(gè)或兩個(gè)以上柵格數(shù)據(jù)層，如果對(duì)應(yīng)的柵格值在邏輯真假互不相同，則輸出結(jié)果為真，如果對(duì)應(yīng)的柵格值在邏輯真假互不相同，則輸出結(jié)果為真，否則輸出結(jié)果為假否則輸出結(jié)果為假,not,not對(duì)一個(gè)柵格數(shù)據(jù)層進(jìn)行邏輯非運(yùn)算，對(duì)一個(gè)柵格數(shù)據(jù)層進(jìn)行邏輯非運(yùn)算，如果柵格值為如果柵格值為0 0，則輸出結(jié)果為，則輸出結(jié)果為1 1，如果柵格值非，如果柵格值非0 0，則輸，則輸出結(jié)果為出

24、結(jié)果為0 0 關(guān)系運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算：以一定的關(guān)系條件為基礎(chǔ)，符合條件的為真，：以一定的關(guān)系條件為基礎(chǔ)，符合條件的為真，賦予賦予1 1值，不符合條件的為假值，不符合條件的為假 函數(shù)運(yùn)算函數(shù)運(yùn)算 算術(shù)運(yùn)算（算術(shù)運(yùn)算（arithmeticarithmetic）、三角函數(shù)）、三角函數(shù)（trigonometrictrigonometric）、對(duì)數(shù)函數(shù)（）、對(duì)數(shù)函數(shù)（logarithmslogarithms）、）、冪函數(shù)（冪函數(shù)（powerspowers） 統(tǒng)計(jì)運(yùn)算統(tǒng)計(jì)運(yùn)算柵格疊合分析實(shí)例柵格疊合分析實(shí)例v新學(xué)校選址新學(xué)校選址條件條件A A1 1新學(xué)校應(yīng)位于地勢(shì)較平坦處新學(xué)校應(yīng)位于地勢(shì)較平坦處2 2新學(xué)校的建

25、立應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有土地利用類(lèi)型綜合考慮，新學(xué)校的建立應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有土地利用類(lèi)型綜合考慮，選擇成本不高的區(qū)域選擇成本不高的區(qū)域3 3新學(xué)校應(yīng)該與現(xiàn)有娛樂(lè)設(shè)施相配套，學(xué)校距離這些新學(xué)校應(yīng)該與現(xiàn)有娛樂(lè)設(shè)施相配套，學(xué)校距離這些設(shè)施愈近愈好設(shè)施愈近愈好4 4新學(xué)校應(yīng)避開(kāi)現(xiàn)有學(xué)校，合理分布新學(xué)校應(yīng)避開(kāi)現(xiàn)有學(xué)校，合理分布vB B各數(shù)據(jù)層權(quán)重比為：距離娛樂(lè)設(shè)施占各數(shù)據(jù)層權(quán)重比為：距離娛樂(lè)設(shè)施占0.50.5，距現(xiàn)有學(xué)，距現(xiàn)有學(xué)校距離為校距離為0.250.25，土地利用類(lèi)型和地勢(shì)位置因素各，土地利用類(lèi)型和地勢(shì)位置因素各占占0.250.25C C實(shí)現(xiàn)過(guò)程運(yùn)用擴(kuò)展模塊中的空間分析部分功能，具實(shí)現(xiàn)過(guò)程運(yùn)用擴(kuò)展模塊中的空間分析部分

26、功能，具體包括，坡度計(jì)算，直線(xiàn)距離制圖功能，重分類(lèi)體包括，坡度計(jì)算，直線(xiàn)距離制圖功能，重分類(lèi)及柵格計(jì)算器等完成及柵格計(jì)算器等完成D D給出適合新建學(xué)校的適宜地區(qū)圖給出適合新建學(xué)校的適宜地區(qū)圖v所需數(shù)據(jù)為：土地利用數(shù)據(jù)（所需數(shù)據(jù)為：土地利用數(shù)據(jù)（landuselanduse）、地面高）、地面高程數(shù)據(jù)（程數(shù)據(jù)（demdem）、娛樂(lè)場(chǎng)所分布數(shù)據(jù)（）、娛樂(lè)場(chǎng)所分布數(shù)據(jù)（rec-rec-sitessites）、現(xiàn)有學(xué)校分布數(shù)據(jù)（）、現(xiàn)有學(xué)校分布數(shù)據(jù)（schoolschool）空間鄰近空間鄰近(Proximity)(Proximity)問(wèn)題問(wèn)題v問(wèn)題一：?jiǎn)栴}一： 地震破壞程度從震源擴(kuò)散影響的范圍；地震破壞

27、程度從震源擴(kuò)散影響的范圍； 噪聲污染影響的范圍；噪聲污染影響的范圍； 湖泊生態(tài)保護(hù)區(qū)的范圍；湖泊生態(tài)保護(hù)區(qū)的范圍； “緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析”空間緩沖區(qū)分析空間緩沖區(qū)分析v 空間緩沖區(qū)分析空間緩沖區(qū)分析(Spatial buffer analysis)(Spatial buffer analysis)：指根據(jù)：指根據(jù)分析對(duì)象的分析對(duì)象的點(diǎn)點(diǎn)、線(xiàn)線(xiàn)、面面實(shí)體，自動(dòng)建立它們周?chē)鷮?shí)體，自動(dòng)建立它們周?chē)欢ň嘁欢ň嚯x的帶狀區(qū)離的帶狀區(qū)，用以識(shí)別這些實(shí)體或主體鄰近對(duì)象的，用以識(shí)別這些實(shí)體或主體鄰近對(duì)象的輻射輻射范圍范圍或或影響程度影響程度，以便為某項(xiàng)分析或決策提供依據(jù)。，以便為某項(xiàng)分析或決策提供依據(jù)。分級(jí)

28、緩沖區(qū)域動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)分級(jí)緩沖區(qū)域動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)v Buffering withBuffering with differentdifferent bufferbuffer distancesdistances. .v Buffering with rings.Buffering with 緩沖區(qū)的重疊處理緩沖區(qū)的重疊處理v Buffer zones not dissolved or dissolved.Buffer zones not dissolved or v空間緩沖區(qū)分析的方法空間緩沖區(qū)分析的方法 方案一方案一 方案二方案二計(jì)算模型參數(shù)f0和d0設(shè)定di計(jì)算ri和Fi緩沖區(qū)圖形表達(dá)計(jì)算模型參數(shù)

29、f0和d0設(shè)定Fi計(jì)算di緩沖區(qū)圖形表達(dá)v通過(guò)實(shí)例演示空間緩沖區(qū)分析的方法和操作過(guò)程，通過(guò)實(shí)例演示空間緩沖區(qū)分析的方法和操作過(guò)程，設(shè)定研究區(qū)設(shè)定研究區(qū)10KM210KM2區(qū)域內(nèi)有三條道路，他們相關(guān)的區(qū)域內(nèi)有三條道路，他們相關(guān)的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，現(xiàn)以這些道路為主幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，現(xiàn)以這些道路為主體，道路附近的居民出行為鄰近對(duì)象，試進(jìn)行這體，道路附近的居民出行為鄰近對(duì)象，試進(jìn)行這些道路通達(dá)度的緩沖區(qū)分析，先計(jì)算道路的綜合些道路通達(dá)度的緩沖區(qū)分析，先計(jì)算道路的綜合規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)f0f0，再計(jì)算道路的最大影響距離，再計(jì)算道路的最大影響距離名稱(chēng)名稱(chēng) 坐坐標(biāo)標(biāo)路寬路寬/m/m

30、機(jī)動(dòng)車(chē)流量機(jī)動(dòng)車(chē)流量/ /輛輛. .小時(shí)小時(shí)非機(jī)動(dòng)非機(jī)動(dòng)車(chē)流量車(chē)流量/ /輛輛. .小小時(shí)時(shí)人流量人流量/ /人。小人。小時(shí)時(shí)A AB BC C40402222101018218211115 v1 1計(jì)算道路的綜合規(guī)模指數(shù)計(jì)算道路的綜合規(guī)模指數(shù)f0f0對(duì)上表所列的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用最大值標(biāo)準(zhǔn)化方法，對(duì)上表所列的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用最大值標(biāo)準(zhǔn)化方法，得到標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)得到標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)名名稱(chēng)稱(chēng)路寬路寬機(jī)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)流車(chē)流量量非機(jī)非機(jī)動(dòng)車(chē)動(dòng)車(chē)流量流量人流人流量量綜合規(guī)綜合規(guī)模指數(shù)模指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)數(shù)f0f0A AB BC C1 10.550.550.250.251 10.060.060.030.030.520

31、.521 10.180.180.650.651 v2 2計(jì)算各級(jí)道路的最大影響距離計(jì)算各級(jí)道路的最大影響距離v道路的最大影響距離道路的最大影響距離d0d0與該類(lèi)道路的級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)和與該類(lèi)道路的級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)和總長(zhǎng)度有關(guān)，級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)愈高，則影響距離也愈大，總長(zhǎng)度有關(guān)，級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)愈高，則影響距離也愈大，一般按下式推算一般按下式推算d0=S/2Ld0=S/2Lv各級(jí)道路長(zhǎng)度為各級(jí)道路長(zhǎng)度為la=10000mla=10000m，lb=4286mlb=4286m，lc=35714mlc=35714m，計(jì)算得出道路，計(jì)算得出道路abcabc的的d0d0分別為分別為500m500m，350m350m，空間網(wǎng)絡(luò)分析空間網(wǎng)絡(luò)

32、分析v 網(wǎng)絡(luò)分析功能的主要目的：對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)（如交通網(wǎng)絡(luò)）、網(wǎng)絡(luò)分析功能的主要目的：對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)（如交通網(wǎng)絡(luò)）、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如各種網(wǎng)線(xiàn)、電力線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)、供排城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如各種網(wǎng)線(xiàn)、電力線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)、供排水管線(xiàn)等）進(jìn)行地理分析和模型化。水管線(xiàn)等）進(jìn)行地理分析和模型化。v 網(wǎng)絡(luò)分析是運(yùn)籌學(xué)模型中的一個(gè)基本模型，它的根本目的網(wǎng)絡(luò)分析是運(yùn)籌學(xué)模型中的一個(gè)基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運(yùn)行效果最是研究、籌劃一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運(yùn)行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運(yùn)輸費(fèi)用好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運(yùn)輸費(fèi)用最低等。其基本思想則在于

33、人類(lèi)活動(dòng)總是趨于按一定目標(biāo)最低等。其基本思想則在于人類(lèi)活動(dòng)總是趨于按一定目標(biāo)選擇達(dá)到最佳效果的空間位置。選擇達(dá)到最佳效果的空間位置。幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念1）鏈（）鏈（Link）網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的管線(xiàn)，如街道、河流、水管等，其狀態(tài)屬性包括阻力和網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的管線(xiàn)，如街道、河流、水管等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求。需求。2）結(jié)點(diǎn)（）結(jié)點(diǎn)（Node網(wǎng)絡(luò)中鏈的結(jié)點(diǎn)，如港口、車(chē)站、電站等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需網(wǎng)絡(luò)中鏈的結(jié)點(diǎn)，如港口、車(chē)站、電站等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求等。結(jié)點(diǎn)中又有下面幾種特殊的類(lèi)型。求等。結(jié)點(diǎn)中又有下面幾種特殊的類(lèi)型。p障礙（障礙（Barrier），禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動(dòng)的點(diǎn)。），禁止網(wǎng)絡(luò)中

34、鏈上流動(dòng)的點(diǎn)。p拐點(diǎn)（拐點(diǎn)（Turn），出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)鏈中的分割結(jié)點(diǎn)上，狀態(tài)屬性有阻力，），出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)鏈中的分割結(jié)點(diǎn)上，狀態(tài)屬性有阻力，如拐彎的時(shí)間和限制（如在如拐彎的時(shí)間和限制（如在8：00到到18：00不允許左拐）。不允許左拐）。p中心（中心（Center），是接受或分配資源的位置，如水庫(kù)、商業(yè)中心、），是接受或分配資源的位置，如水庫(kù)、商業(yè)中心、電站等，其狀態(tài)屬性包括資源容量（如總量），阻力限額（中心到鏈電站等，其狀態(tài)屬性包括資源容量（如總量），阻力限額（中心到鏈的最大距離或時(shí)間限制）。的最大距離或時(shí)間限制）。p站點(diǎn)（站點(diǎn)（Stop），在路徑選擇中資源增減的結(jié)點(diǎn)，如庫(kù)房、車(chē)站等，），在路徑選擇

35、中資源增減的結(jié)點(diǎn)，如庫(kù)房、車(chē)站等，其狀態(tài)屬性有資源需求，如產(chǎn)品數(shù)量。其狀態(tài)屬性有資源需求，如產(chǎn)品數(shù)量。(一一)路徑分析路徑分析1）靜態(tài)求最佳路徑：在給定每條鏈上的屬性后，求最佳路）靜態(tài)求最佳路徑：在給定每條鏈上的屬性后，求最佳路徑。徑。2）N條最佳路徑分析：確定起點(diǎn)或終點(diǎn)，求代價(jià)最小的條最佳路徑分析：確定起點(diǎn)或終點(diǎn)，求代價(jià)最小的N條路徑，因?yàn)樵趯?shí)踐中最佳路徑的選擇只是理想情況，由條路徑，因?yàn)樵趯?shí)踐中最佳路徑的選擇只是理想情況，由于種種因素而要選擇近似最優(yōu)路徑。于種種因素而要選擇近似最優(yōu)路徑。3）最短路徑或最低耗費(fèi)路徑：確定起點(diǎn)、終點(diǎn)和要經(jīng)過(guò)的）最短路徑或最低耗費(fèi)路徑：確定起點(diǎn)、終點(diǎn)和要經(jīng)過(guò)的中

36、間點(diǎn)、中間連線(xiàn)，求最短路徑或最小耗費(fèi)路徑。中間點(diǎn)、中間連線(xiàn)，求最短路徑或最小耗費(fèi)路徑。4）動(dòng)態(tài)最佳路徑分析：實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中權(quán)值是隨權(quán)值關(guān)系式變）動(dòng)態(tài)最佳路徑分析：實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中權(quán)值是隨權(quán)值關(guān)系式變化的，可能還會(huì)臨時(shí)出現(xiàn)一些障礙點(diǎn)，需要?jiǎng)討B(tài)的計(jì)算最化的，可能還會(huì)臨時(shí)出現(xiàn)一些障礙點(diǎn)，需要?jiǎng)討B(tài)的計(jì)算最佳路徑。佳路徑。 最短路徑最短路徑( (幾何網(wǎng)絡(luò)幾何網(wǎng)絡(luò)) )最短路徑最短路徑( (幾何網(wǎng)絡(luò)幾何網(wǎng)絡(luò)+ +障礙障礙) )最短路徑最短路徑(Network Analyst)(Network Analyst)最短路徑最短路徑(TSP(TSP問(wèn)題問(wèn)題) )最短路徑最短路徑 (TSP(TSP問(wèn)題優(yōu)化問(wèn)題優(yōu)化) )服務(wù)區(qū)

37、域服務(wù)區(qū)域空間分析應(yīng)用空間分析應(yīng)用 空間分析的目的是解決某類(lèi)與地理空間有關(guān)的問(wèn)題，通空間分析的目的是解決某類(lèi)與地理空間有關(guān)的問(wèn)題，通常涉及常涉及多種空間分析操作的組合多種空間分析操作的組合。一般步驟是：一般步驟是：v 明確分析的目的和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則明確分析的目的和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則v 準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù)v 進(jìn)行空間分析操作進(jìn)行空間分析操作v 進(jìn)行結(jié)果分析進(jìn)行結(jié)果分析v 解釋、評(píng)價(jià)結(jié)果（如有必要，返回步驟解釋、評(píng)價(jià)結(jié)果（如有必要，返回步驟1 1）v 結(jié)果輸出（地圖、表格和文檔）結(jié)果輸出（地圖、表格和文檔）道路拓寬改建過(guò)程中的拆遷指標(biāo)計(jì)算道路拓寬改建過(guò)程中的拆遷指標(biāo)計(jì)算利用建立緩沖區(qū)、拓?fù)浏B加和特征提取，計(jì)

38、算道路拓寬改建中的拆遷指標(biāo)。利用建立緩沖區(qū)、拓?fù)浏B加和特征提取，計(jì)算道路拓寬改建中的拆遷指標(biāo)。v 明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)目的：計(jì)算由于道路拓寬而需拆遷的建筑物的建筑面積和房產(chǎn)價(jià)值。目的：計(jì)算由于道路拓寬而需拆遷的建筑物的建筑面積和房產(chǎn)價(jià)值。道路拓寬改建的標(biāo)準(zhǔn)是：道路拓寬改建的標(biāo)準(zhǔn)是： 道路從原有的道路從原有的20m拓寬至拓寬至60m； 拓寬道路應(yīng)盡量保持直線(xiàn)；拓寬道路應(yīng)盡量保持直線(xiàn)； 部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的10層以上的建筑不拆除。層以上的建筑不拆除。v 準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù) 本例需要涉及兩類(lèi)信息，一類(lèi)是現(xiàn)狀道路圖；另一類(lèi)為分析區(qū)域內(nèi)建筑本例需要涉

39、及兩類(lèi)信息，一類(lèi)是現(xiàn)狀道路圖；另一類(lèi)為分析區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖及相關(guān)信息。物分布圖及相關(guān)信息。v 進(jìn)行空間操作進(jìn)行空間操作 選擇擬拓寬的道路（中心線(xiàn)），根據(jù)拓寬半徑，建立緩沖區(qū)。選擇擬拓寬的道路（中心線(xiàn)），根據(jù)拓寬半徑，建立緩沖區(qū)。 將此緩沖區(qū)與建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所將此緩沖區(qū)與建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位于拓寬區(qū)內(nèi)的建筑物信息。有部分或全部位于拓寬區(qū)內(nèi)的建筑物信息。v 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 對(duì)全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行選擇，凡部分落入拆遷對(duì)全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行選擇，凡部分落入拆遷區(qū)且樓層高于區(qū)且樓層高于10層以上的建筑物，將其從選擇組中去掉，并對(duì)道層以上的建筑物，將其從選擇組中去掉，并對(duì)道路的拓寬邊界進(jìn)行局部調(diào)