工學(xué)土地信息系統(tǒng)第5章 土地信息處理與分析技術(shù)課件

第5章土地信息處理與分析技術(shù)內(nèi)容提要：1、土地信息錄入后的處理2、土地信息的空間分析3、土地信息的空間查詢1第5章土地信息處理與分析技術(shù)內(nèi)容提要：15.1土地信息錄入后的處理空間數(shù)據(jù)不論采用什么方法輸入，都會有一些問題，如輸入過程中出現(xiàn)意外的錯誤，輸入數(shù)據(jù)與使用格式不一致，各種來源數(shù)據(jù)的比例尺、投影不統(tǒng)一，圖幅間不匹配等。因此必須對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，才能得到純凈、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件，使存儲的空間數(shù)據(jù)符合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足使用和分析的需要。

25.1土地信息錄入后的處理空間數(shù)據(jù)不論采用什么方法輸入，都會5.1.1對空間數(shù)據(jù)的處理坐標(biāo)變換圖幅拼接生成拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)核對35.1.1對空間數(shù)據(jù)的處理坐標(biāo)變換3（一）坐標(biāo)變換在地圖數(shù)據(jù)錄入完畢后，經(jīng)常需要進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到經(jīng)緯度參照系下的地圖。坐標(biāo)變換的實質(zhì)是建立兩個平面點之間的一一對應(yīng)的關(guān)系，它是空間數(shù)據(jù)處理的基本內(nèi)容之一。坐標(biāo)系一般有三種：用戶坐標(biāo)系規(guī)格化數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)系設(shè)備坐標(biāo)系4（一）坐標(biāo)變換在地圖數(shù)據(jù)錄入完畢后，經(jīng)常需要進(jìn)行坐標(biāo)變換，得各種坐標(biāo)系的定義用戶坐標(biāo)系：指地圖采用的坐標(biāo)系；規(guī)格化數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)系：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中定義的坐標(biāo)系；設(shè)備坐標(biāo)系：每一種圖形設(shè)備都有獨特的坐標(biāo)系，它們使用的坐標(biāo)都是設(shè)備的相對坐標(biāo)。

5各種坐標(biāo)系的定義用戶坐標(biāo)系：指地圖采用的坐標(biāo)系；5圖5-1設(shè)備坐標(biāo)系

6圖5-1設(shè)備坐標(biāo)系61.設(shè)備相對坐標(biāo)到用戶坐標(biāo)的變換一般在圖形數(shù)字化前后進(jìn)行，它是利用點的高斯坐標(biāo)和圖幅角點采集坐標(biāo)建立采集坐標(biāo)到高斯坐標(biāo)的變換關(guān)系，并利用這些變換參數(shù)將圖幅中全部采集坐標(biāo)變換為高斯坐標(biāo)。2.用戶坐標(biāo)到數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)的變換這個變換用于圖形數(shù)據(jù)的入庫。3.數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)到用戶坐標(biāo)的變換這個變換用于空間數(shù)據(jù)檢索，它是2的逆變換。坐標(biāo)變換的類型71.設(shè)備相對坐標(biāo)到用戶坐標(biāo)的變換一般在圖形數(shù)字化前后4.用戶坐標(biāo)到設(shè)備坐標(biāo)的變換這個變換用于圖形顯示或繪圖儀繪圖。用于圖形顯示時，只要將高斯坐標(biāo)原點平移至圖幅左上角，將坐標(biāo)順時針旋轉(zhuǎn)90°，并考慮兩種坐標(biāo)的變換比例，即可實現(xiàn)由高斯坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)的變換。5.數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)的變換和屏幕坐標(biāo)到數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)的變換這兩個變換是用來進(jìn)行人機(jī)交互編輯并將編輯好的圖形數(shù)據(jù)送回數(shù)據(jù)庫。84.用戶坐標(biāo)到設(shè)備坐標(biāo)的變換這個變換用于圖形顯示或繪

土地信息系統(tǒng)中，如同計算機(jī)輔助設(shè)計一樣存在著對圖形縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、投影等一系列圖形的幾何變換問題。這些變換的實質(zhì)是對組成圖形各點進(jìn)行坐標(biāo)變換。

圖形的平移變換只改變圖形位置，不改變形狀和大小。圖形的旋轉(zhuǎn)變換用來改變圖形的視角，變換后圖形各部分間線性關(guān)系和角度關(guān)系不變，變換后直線長度不變。圖形的比例變換用來改變圖形大小和形狀。投影變換比較復(fù)雜,是從一種投影方式轉(zhuǎn)成另一種投影方式，其過程是一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算。圖形的幾何變換9土地信息系統(tǒng)中，如同計算機(jī)輔助設(shè)計一樣存在著對圖形縮放、圖5-2圖形的幾何變換10圖5-2圖形的幾何變換10（二）圖幅接邊

在對底圖進(jìn)行數(shù)字化時，由于圖幅比較大或者使用小型數(shù)字化儀，難以將研究區(qū)域的底圖以整幅的形式來完成，這時需要將整個圖幅劃分成幾部分分別數(shù)字化。數(shù)字化完成后，又要把相鄰圖幅拼起來，這就是圖幅的接邊問題。

接邊時應(yīng)考慮常見的誤差不因接邊而明顯擴(kuò)大，接邊處理的過程如下圖：11（二）圖幅接邊在對底圖進(jìn)行數(shù)字化時，由于圖幅比較大或者使(a)拼接前；(b)拼接中的邊緣不匹配；(c)調(diào)整后的拼接結(jié)果

圖5-3圖幅接邊過程12(a)拼接前；圖5-3圖幅接邊過程121、識別和檢索相鄰圖幅

將待拼接的圖幅數(shù)據(jù)按圖幅進(jìn)行編號，編號通常取２位數(shù)，其中個位數(shù)表示拼幅時橫向順序，十位數(shù)表示拼幅時的縱向順序。在橫向拼幅時將十位數(shù)相同圖，按個位數(shù)順序拼接；縱向拼幅時將個位數(shù)相同圖，按十位數(shù)順序拼接。圖5-4圖幅編號及圖幅邊緣數(shù)據(jù)的提取范圍圖幅接邊的步驟：131、識別和檢索相鄰圖幅將待拼接的圖幅數(shù)據(jù)按圖幅進(jìn)行編號2、邏輯一致性的處理

由于人工操作的失誤，兩個相鄰圖幅的空間數(shù)據(jù)庫在接合處可能出現(xiàn)邏輯不一致，如一個多邊形在一幅圖層中具有屬性A，而在另一幅圖層中屬性為B；同一線狀地物(鐵路，公路，單線河等)在相鄰圖幅中各部分的屬性不一致。此時，必須使用交互編輯的方法，使兩相鄰圖幅各部分的屬性相同，取得邏輯一致性。142、邏輯一致性的處理由于人工操作的失誤，兩個相鄰圖幅的圖幅接邊前圖幅接邊后圖5-5邏輯一致性的處理

或15圖幅接邊前圖幅接邊后圖5-5邏輯一致性的處理或153、相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配

常用方法有：①平均法。它是指將圖形兩邊待接點的坐標(biāo)均值作為接邊后點的坐標(biāo)。該方法簡單易行，適用于接邊誤差在精度允許范圍內(nèi)的各種直線，多義線類的接邊處理；②強(qiáng)制法。它是把一條待接邊的待接點強(qiáng)制附和到另一條待接邊的待接點上。該方法主要用于用戶能明顯判斷出那一條待接邊比另一條待接邊更準(zhǔn)確、可靠、適合交互式的接邊處理；

考慮到接邊工作的復(fù)雜性，一般主要采用強(qiáng)制法進(jìn)行接邊。163、相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配常用方法有：16圖5-6圖幅接邊前后對照17圖5-6圖幅接邊前后對照174、相同屬性多邊形公共邊界的刪除圖5-7相同屬性多邊形公共邊界的刪除與屬性合并將相同屬性的兩個或多個相鄰圖斑組織成一個圖斑，即消除公共邊界，并對共同屬性進(jìn)行合并。對于合并后的屬性表，除多邊形的面積和周長重新計算外，其余屬性保留其中之一圖斑的屬性即可。184、相同屬性多邊形公共邊界的刪除圖5-7相同屬性多邊形公共圖形常見錯誤建立拓?fù)潢P(guān)系多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立拓?fù)渖牲c線拓?fù)潢P(guān)系的建立（三）建立拓?fù)潢P(guān)系19圖形常見錯誤建立拓?fù)潢P(guān)系多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立拓?fù)渖牲c線拓?fù)渫負(fù)渖?/p>

在進(jìn)行圖形數(shù)字化錯誤修改之前，首先要建立拓?fù)潢P(guān)系，以正確判別地物之間的空間關(guān)系。構(gòu)造拓?fù)潢P(guān)系可以生成弧的交點、定義構(gòu)成多邊形的弧，將標(biāo)示號關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的多邊形，生成多邊形。這樣可以幫助我們確定數(shù)字化數(shù)據(jù)中存在的某些錯誤。20拓?fù)渖稍谶M(jìn)行圖形數(shù)字化錯誤修改之前，首先要建立拓?fù)潢P(guān)圖形常見錯誤偽節(jié)點使一條完整的線變成兩段（如圖），造成偽節(jié)點的原因常常是沒有一次錄入完畢一條線。一般來說一條線不應(yīng)該被分割為兩條線，但在現(xiàn)實世界中存在兩條不同屬性的線相連，因此偽結(jié)點并非全是錯誤的。1.偽節(jié)點（PseudoNode）21圖形常見錯誤偽節(jié)點使一條完整的線變成兩段（如圖），造僅與一條弧相連的結(jié)點稱為懸掛點。與懸掛點相連的弧稱為懸掛弧。通常有兩種情況：①未及（undershoot）：一種數(shù)字化錯誤類型，導(dǎo)致弧段之間存在縫隙而未接合。②過伸（overshoot）：一種數(shù)字化錯誤類型，它導(dǎo)致弧段過長。2.懸掛點（DangleNode）22僅與一條弧相連的結(jié)點稱為懸掛點。與懸掛點相連的弧稱為碎屑多邊形（如圖）一般由于重復(fù)錄入引起，由于前后兩次錄入同一條線的位置不可能完全一致，造成了“碎屑”多邊形。另外，由于用不同比例尺的地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，也可能產(chǎn)生“碎屑”多邊形。3.“碎屑”或“條帶”多邊形（SliverPolygon）23碎屑多邊形（如圖）一般由于重復(fù)錄入引起，由于前后兩次不正規(guī)的多邊形是由于輸入線時，點的次序倒置或者位置不準(zhǔn)確引起的。在進(jìn)行拓?fù)渖蓵r，同樣會產(chǎn)生“碎屑”多邊形。

4.不規(guī)則的多邊形（WeirdPolygon）24不正規(guī)的多邊形是由于輸入線時，點的次序倒置或者位置不5.多邊形標(biāo)識點（label）錯誤

多邊形標(biāo)示點錯誤通常有兩種情況：一是多邊形無標(biāo)示點；一是多邊形有多個標(biāo)示點，如右圖中(兩個十字點)。

255.多邊形標(biāo)識點（label）錯誤多邊形標(biāo)示點錯誤通常有圖5-8數(shù)據(jù)化常見錯誤26圖5-8數(shù)據(jù)化常見錯誤26

在圖形修改完畢之后，就意味著可以建立正確的拓?fù)潢P(guān)系，拓?fù)潢P(guān)系可以由計算機(jī)自動生成，目前大多數(shù)GIS軟件也都提供了完善的拓?fù)涔δ?。建立拓?fù)潢P(guān)系27在圖形修改完畢之后，就意味著可以建立正確的拓?fù)潢P(guān)系，拓?fù)潼c線拓?fù)潢P(guān)系的建立弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3弧段—結(jié)點表結(jié)點弧段N1a1N2a1a2N3a2結(jié)點—弧段表弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3a3N2N4結(jié)點弧段N1a1N2a1a2a3N3a2N4a3弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3a3a4N2N4N4N3結(jié)點弧段N1a1N2a1a2a3N3a2a4N4a3a4N1N2N3N1N2N3N1N2N3N4N4a1a2a2a1a3a1a2a3a428點線拓?fù)潢P(guān)系的建立弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3弧多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立（1）鏈的組織：找出在鏈的中間相關(guān)(圖5-10(1))而不是在端點相關(guān)(圖5-10(2))的情況，自動切成新鏈；把鏈按一定順序存儲并編號。圖5-9鏈的斷開要求29多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立（1）鏈的組織：找出在鏈的中間相關(guān)(圖5（2）結(jié)點匹配：把一定限差內(nèi)的鏈的端點作為一個結(jié)點，去掉在數(shù)據(jù)輸入過程中形成的結(jié)點過交、懸掛線等現(xiàn)象，其坐標(biāo)值取多個端點的平均值。圖5-10結(jié)點匹配示意圖30（2）結(jié)點匹配：把一定限差內(nèi)的鏈的端點作為一個結(jié)點，去掉在數(shù)（3）檢查多邊形是否閉合：檢查多邊形是否閉合可以通過判斷一條鏈的端點是否有與之匹配的端點來進(jìn)行。多邊形不閉合的原因：1）由于結(jié)點匹配限差的問題，造成應(yīng)匹配的端點未匹配；2）由于數(shù)字化誤差較大，或數(shù)字化錯誤；3）鏈本身就是懸掛鏈，不需參加多邊形拓?fù)洹D5-11多邊形閉合的端點匹配31（3）檢查多邊形是否閉合：檢查多邊形是否閉合可以通過判斷一條順時針方向構(gòu)多邊形：指多邊形是在鏈的右側(cè)。最靠右邊的鏈：指從鏈的一個端點出發(fā)，在這條鏈的方向上最右邊的一條鏈。

（4）建立多邊形基本概念：32順時針方向構(gòu)多邊形：指多邊形是在鏈的右側(cè)。最靠右邊的鏈：指從建多邊形的算法與實例:（1）從Pl結(jié)點開始，起始鏈定為P1P2；從P2點算起，P1P2最右邊的鏈為P2P5；從P5算起，P2P5最右邊的鏈為P5P1。所以，形成的多邊形為P1P2P5P1;（2）從P1結(jié)點開始,以P1P5為起始鏈，形成的多邊形為P1P5P4Pl;（3）從Pl開始，以PlP4為起始鏈形成的多邊形為PlP4P3P2P1;（4）這時Pl為結(jié)點的所有鏈均被使用了兩次，因而轉(zhuǎn)向下一個結(jié)點P2，繼續(xù)進(jìn)行多邊形追蹤，直至所有的結(jié)點取完。共可追蹤出五個多邊形，即Al、A2、A3、A4、A5。

順序取一個結(jié)點作為起始結(jié)點、過該結(jié)點的任一條鏈為起始鏈結(jié)點取完？Y取該鏈另一結(jié)點，找結(jié)點上靠此鏈最右邊的鏈，作為下一條鏈N是否回到起點？形成多邊形，記錄YN取起始結(jié)點的、剛才形成多邊形的最后一邊作為新的起始鏈鏈?zhǔn)欠癖挥眠^兩次，即已經(jīng)成為兩個多邊形的邊YN結(jié)束33建多邊形的算法與實例:（1）從Pl結(jié)點開始，起始鏈定為P1P（5）島的判斷島的判斷即指找出多邊形互相包含的情況。

圖5-12島的判斷與數(shù)據(jù)組織34（5）島的判斷島的判斷即指找出多邊形互相包含的情況。圖5-

如果數(shù)據(jù)是分層多次輸入到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)不同圖層數(shù)據(jù)疊合在一起時，往往會出現(xiàn)該重合的地方不重合的問題。如將道路跟同樣位置的地類邊界疊合在一起，往往會出現(xiàn)該重合的地方不重合的問題，也可能出現(xiàn)一些很細(xì)小的多邊形。（四）數(shù)據(jù)核對防止這一現(xiàn)象的一種方法是在地圖數(shù)字化跟蹤之前，規(guī)定不同要素數(shù)字化的基本順序，并且將數(shù)字化順序靠后的其他圖層上表示不同要素，而在空間位置上是和數(shù)字化順序靠前的圖層的某些要素是重合的點、線不用重復(fù)數(shù)字化跟蹤。35如果數(shù)據(jù)是分層多次輸入到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)不同圖層數(shù)據(jù)疊合在5.1.2對屬性數(shù)據(jù)的處理

屬性數(shù)據(jù)較為規(guī)范，適應(yīng)于采用表格形式表示，所以許多LIS都采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)。文件管理結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計報表創(chuàng)建文件打開文件添加文件存貯文件打印文件圖示分析退出系統(tǒng)設(shè)計新結(jié)構(gòu)修改老結(jié)構(gòu)拷貝結(jié)構(gòu)刪除結(jié)構(gòu)合并結(jié)構(gòu)添加數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)刪除數(shù)據(jù)修改數(shù)據(jù)合并數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)構(gòu)信息行拷貝數(shù)據(jù)列拷貝數(shù)據(jù)瀏覽數(shù)據(jù)顯示一條記錄顯示幾列屬性條件查詢移動數(shù)據(jù)統(tǒng)計總數(shù)據(jù)計算平均值統(tǒng)計最大值報表設(shè)計多表連接查詢打印報表365.1.2對屬性數(shù)據(jù)的處理文件管理結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)5.2土地信息的空間分析緩沖區(qū)分析疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析375.2土地信息的空間分析緩沖區(qū)分析375.2.1緩沖區(qū)分析概念

緩沖區(qū)是指對點、線或面實體，按指定的條件，在其周圍建立一定寬度范圍的空間區(qū)域作為分析對象，這個區(qū)域稱為緩沖區(qū)。

(1)點的緩沖區(qū)(2)線的緩沖區(qū)(3)面的緩沖區(qū)

圖5-13不同類型實體的緩沖區(qū)385.2.1緩沖區(qū)分析概念(1)點的緩沖區(qū)(2)線緩沖區(qū)的建立線的緩沖區(qū)面的緩沖區(qū)點的緩沖區(qū)原理：以點為中心，以一定距離為半徑繪圓；原理：分別對每個頂點和每條線生成緩沖區(qū)，然后對這些緩沖區(qū)多邊形進(jìn)行疊置操作；原理：首先生成多邊形周長的緩沖區(qū)，然后與原始多邊形進(jìn)行疊置操作，多邊形緩沖區(qū)有內(nèi)外側(cè)之分。外緩沖區(qū)在面狀地物的外圍形成緩沖區(qū),內(nèi)緩沖區(qū)則在面狀地物的內(nèi)側(cè)形成緩沖區(qū)。39緩沖區(qū)的建立線的緩沖區(qū)面的緩沖區(qū)點的緩沖區(qū)原理：以點為中心，圖5-14多邊形的內(nèi)外緩沖區(qū)40圖5-14多邊形的內(nèi)外緩沖區(qū)40概念疊加分析，就是將具有相同坐標(biāo)系統(tǒng)的多個空間要素對象的數(shù)據(jù)層進(jìn)行疊加，產(chǎn)生一個新數(shù)據(jù)層面，該數(shù)據(jù)層面綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性特征。5.2.2疊加分析41概念5.2.2疊加分析41視覺信息疊加視覺信息疊加是將不同側(cè)面的信息內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件或屏幕上，以便研究者判斷其相互空間關(guān)系，獲得更為豐富的空間信息。土地信息系統(tǒng)中視覺信息疊加包括以下幾類：點狀圖，線狀圖和面狀圖之間的疊加顯示面狀圖區(qū)域邊界之間或一個面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的疊加遙感影象與專題地圖的疊加專題地圖與數(shù)字高程模型（DEM）疊加顯示立體專題圖說明：視覺信息疊加不產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)層面，只是將多層信息復(fù)合顯示，便于分析42視覺信息疊加42確定一幅圖（或數(shù)據(jù)層）上的點落在哪一幅圖（或數(shù)據(jù)層）的哪個多邊形中，這樣就可以給相應(yīng)的點增加新的屬性內(nèi)容。核心算法為判斷點是否在多邊形內(nèi)。點與多邊形的疊加

C

4

B

3

D

2

A

1屬性3多邊形號屬性2屬性1點號1342ABCD43確定一幅圖（或數(shù)據(jù)層）上的點落在哪一幅圖（或數(shù)據(jù)層）的哪個多4444把一幅圖(或一個數(shù)據(jù)層)中的多邊形特征加到另一幅圖(或另一個數(shù)據(jù)層)的線上。線與多邊形疊加的算法就是線的多邊形裁剪。D34B23A22A11多邊形號原線號線號線與多邊形的疊加12314ABCD234145把一幅圖(或一個數(shù)據(jù)層)中的多邊形特征加到另一幅圖(或另一個例如：如果線狀圖層為道路網(wǎng)可以得到每個多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度多邊形內(nèi)部的交通流量進(jìn)入、離開各個多邊形的交通量相鄰多邊形之間的相互交通量與多邊形疊加多邊形將穿過它的所有道路打斷成弧段如果線狀圖層為河流與多邊形疊加多邊形將穿過它的所有河流打斷成弧段可以查詢?nèi)我舛噙呅蝺?nèi)的河流長度計算它的河流密度46例如：如果線狀圖層為道路網(wǎng)可以得到每個多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度多是將同一地區(qū)，同一比例尺的兩組或更多的多邊形要素的數(shù)據(jù)層進(jìn)行疊置，會出現(xiàn)兩種成果形式：一種是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊形，稱為合成疊置；另一種是進(jìn)行多邊形范圍的屬性特征的統(tǒng)計分析，稱為統(tǒng)計疊置。多邊形與多邊形的疊加47是將同一地區(qū)，同一比例尺的兩組或更多的多邊形要素的數(shù)據(jù)層進(jìn)行合成疊置：是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊形。合成疊置得到一張新的疊置圖，產(chǎn)生了許多新的多邊形，每個多邊形內(nèi)都具有兩種以上的屬性，通過區(qū)域多重屬性的模擬，尋找和確定同時具有幾種地理屬性的分布區(qū)域。合成疊置48合成疊置：是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊圖5-15合成疊加產(chǎn)生的碎屑多邊形

49圖5-15合成疊加產(chǎn)生的碎屑多邊形49

根據(jù)疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟件都提供了三種類型的合成疊置操作：多邊形的不同疊置方式

50根據(jù)疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟Union(并)Identity(并集被第一個輸入層邊界裁切后剩余部分——疊和)Intersect（交）

ArcGIS中空間多邊形疊置51Union(并)ArcGIS中空間多邊形疊置51圖5-16多邊形合成疊加分析52圖5-16多邊形合成疊加分析52統(tǒng)計疊置統(tǒng)計疊置：是進(jìn)行多邊形范圍的屬性特征的統(tǒng)計分析。統(tǒng)計疊置的目的是精確地計算一種要素（例如，土地利用）在另一種要素（例如，行政區(qū)域）的某個區(qū)域多邊形內(nèi)的分布狀況和數(shù)量特征（包括擁有的類型數(shù)、各類型的面積及其所占總面積的百分比等等），或提取某個區(qū)域范圍內(nèi)某種專題內(nèi)容的數(shù)據(jù)。統(tǒng)計疊置的結(jié)果為統(tǒng)計報表或列表輸出。53統(tǒng)計疊置統(tǒng)計疊置：是進(jìn)行多邊形范圍的屬性特征的統(tǒng)計分析。53柵格圖層疊加

柵格圖層疊加有時也稱為柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合,它是指不同層面的柵格數(shù)據(jù)逐網(wǎng)格按一定的數(shù)學(xué)法則或邏輯判斷進(jìn)行運算,從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。

柵格圖層疊加方法：數(shù)學(xué)運算法：是指不同層面的柵格數(shù)據(jù)逐網(wǎng)格按一定的數(shù)學(xué)法則進(jìn)行運算，從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法;54柵格圖層疊加?xùn)鸥駡D層疊加有時也稱為柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合,它是圖5-17以函數(shù)關(guān)系進(jìn)行疊加55圖5-17以函數(shù)關(guān)系進(jìn)行疊加55邏輯關(guān)系分析法：用邏輯表達(dá)式來分析處理重合點的非幾何特性之間的邏輯關(guān)系，實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)復(fù)合、提取、刪除等操作。通常是按照兩個邏輯子集給定的條件進(jìn)行邏輯交運算、邏輯并運算、邏輯非運算等。ACBACBACB56邏輯關(guān)系分析法：用邏輯表達(dá)式來分析處理重合點的非幾何特性例：有土壤厚度（大于和小于50厘米）和土壤類型（紅壤和其他類型）兩個二值化圖層，不同的邏輯運算結(jié)果如下：邏輯交運算：結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，且土壤為紅壤的土壤單元顯示出來；邏輯并運算：結(jié)果將土層厚度大于50厘米，或者土壤為紅壤的土壤單元顯示出來；邏輯非運算：結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，但土壤不是紅壤的土壤單元顯示出來。57例：有土壤厚度（大于和小于50厘米）和土壤類型（紅壤和其他類5.2.3網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)：是一個由點和線的二元關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)，通常用來描述某種資源或物質(zhì)在空間上的運動。網(wǎng)絡(luò)分析：是指依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（結(jié)點與弧段拓?fù)?、弧段的連通性），通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間及屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面研究的一種分析計算。網(wǎng)絡(luò)分析的根本目的是研究、籌劃一項網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。585.2.3網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)：是一個由點和線的二元關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)，結(jié)點（Nodes）：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點連通路線或鏈（Links）：連結(jié)兩個結(jié)點的弧段要素，是網(wǎng)絡(luò)中資源運移的通道,如街道、河流、水管等轉(zhuǎn)彎（Turns）：資源運移方向從一個鏈上經(jīng)結(jié)點轉(zhuǎn)向另一個鏈停靠點（Stops）：網(wǎng)絡(luò)路線中資源裝、卸的結(jié)點點位

中心（Centers）：網(wǎng)絡(luò)中具有接收或發(fā)放資源能力，且位于節(jié)點處的設(shè)施,如水庫、商業(yè)中心、電站等障礙（Barriers）：禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動的節(jié)點，即資源不能通過的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的基本要素59結(jié)點（Nodes）：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點網(wǎng)絡(luò)的基本要素5圖5-18網(wǎng)絡(luò)的基本要素

60圖5-18網(wǎng)絡(luò)的基本要素60主要網(wǎng)絡(luò)分析功能（1）最短路徑分析

最短路徑是在網(wǎng)絡(luò)中從起點經(jīng)一系列特定的結(jié)點至終點的資源運移的最佳路線，即阻力最小的路徑。在最短路徑選擇中，兩點之間的距離可以定義為實際的距離，也可定義為兩點間的時間、運費、流量等，還可定義為使用這條邊所需付出的代價。61主要網(wǎng)絡(luò)分析功能（1）最短路徑分析61（2）地址匹配

地址匹配實質(zhì)是對地理位置的查詢，它涉及到地址的編碼。地址匹配與其它網(wǎng)絡(luò)分析功能結(jié)合起來，可以滿足實際工作中非常復(fù)雜的分析要求。如物流配送，需要將貨物送到多家單位。此時需將路徑分析和地理編碼結(jié)合起來使用，可先通過地理編碼進(jìn)行地址查詢，獲得各單位的地理位置，再利用最短路徑方法確定最短送貨線路。62（2）地址匹配62（3）資源分配

資源分配模型中的網(wǎng)絡(luò)主要由中心點（分配中心）組成，有兩種分配方式：一是由分配中心向四周輸出資源；另一種是從四周向分配中心集中資源。這種分配功能可以解決資源的有效流動和合理分配。資源分配模型可用來計算中心地的等時區(qū)、等交通距離區(qū)、等費用距離區(qū)等?？捎脕磉M(jìn)行城鎮(zhèn)中心、商業(yè)中心或港口等地的吸引范圍分析，以用來尋找區(qū)域中最近的商業(yè)中心，進(jìn)行各種區(qū)劃和港口腹地的模擬等。

63（3）資源分配63圖形查詢屬性屬性查詢圖形

空間查詢圖文互訪空間關(guān)系查詢

地址匹配查詢

是按一定的要求對土地信息系統(tǒng)所描述的空間實體及其空間信息進(jìn)行訪問，從眾多的空間實體中挑選出滿足用戶要求的空間實體及其相應(yīng)的屬性。

空間信息查詢5.3土地信息的空間查詢64圖形查詢屬性屬性查詢圖形空間查詢圖文互訪空間關(guān)系查詢MapInfo軟件中點目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢（一）圖形查詢屬性65MapInfo軟件中點目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢（一）圖形查詢屬性6MapInfo軟件中線目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢66MapInfo軟件中線目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢66Mapinfo軟件中面狀目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢67Mapinfo軟件中面狀目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢67ArcView軟件中圖形查屬性的表達(dá)方式68ArcView軟件中圖形查屬性的表達(dá)方式68ArcView軟件中屬性查圖形的表達(dá)方式（二）屬性查詢圖形69ArcView軟件中屬性查圖形的表達(dá)方式（二）屬性查詢圖形6（三）空間關(guān)系查詢

面面查詢

如與某個多邊形相鄰的多邊形有哪些面線查詢

如某個多邊形的邊界有哪些線面點查詢

如某個多邊形內(nèi)有哪些點狀地物線面查詢

如某條線經(jīng)過（穿過）的多邊形有哪些，某條鏈的左、右多邊形是哪些70（三）空間關(guān)系查詢面面查詢?nèi)缗c某個多邊形相鄰的多邊形線線查詢

如與某條河流相連的支流有哪些，某條道路跨過哪些河流。線點查詢

如某條道路上有哪些橋梁，某條輸電線上有哪些變電站。點面查詢

如某個點落在哪個多邊形內(nèi)。點線查詢

如某個結(jié)點由哪些線相交而成。

71線線查詢?nèi)缗c某條河流相連的支流有哪71（四）地址匹配查詢

根據(jù)街道地址來查詢事物的空間位置和屬性信息是地理信息系統(tǒng)特有的一種查詢功能，這種查詢利用地理編碼，輸入街道門牌號碼，就可知道大致的位置和所在的街區(qū)。它對空間分布的社會、經(jīng)濟(jì)調(diào)查和統(tǒng)計很有幫助，只要在調(diào)查表中添了地址，地理信息系統(tǒng)可以自動地從空間位置的角度來統(tǒng)計分析各種經(jīng)濟(jì)社會調(diào)查資料。

72（四）地址匹配查詢根據(jù)街道地址來查詢事物的空間(五)緩沖區(qū)查詢

緩沖區(qū)查詢與前面介紹的緩沖區(qū)分析有一點差別，緩沖區(qū)查詢不對原有圖形進(jìn)行切割，只是根據(jù)用戶需要給定一個點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而形成一個緩沖區(qū)的多邊形，再根據(jù)多邊形檢索的原理，檢索出該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。

73(五)緩沖區(qū)查詢緩沖區(qū)查詢與前面介紹的緩沖區(qū)分析距黃河150公里范圍內(nèi)的主要城市74距黃河150公里范圍內(nèi)的主要城市74

Select需顯示的屬性項

From屬性表

Where條件

or條件

and條件標(biāo)準(zhǔn)SQL查詢語言（六）SQL查詢75Select需顯示的屬性項標(biāo)準(zhǔn)SQLMapInfo軟件中SQL輸入標(biāo)準(zhǔn)對話框

76MapInfo軟件中SQL輸入標(biāo)準(zhǔn)對話框76通過SQL語言查詢的結(jié)果

77通過SQL語言查詢的結(jié)果77擴(kuò)展的SQL查詢

標(biāo)準(zhǔn)SQL的不支持空間概念，不能進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的查詢。在標(biāo)準(zhǔn)查詢語言SQL的基礎(chǔ)上，加入空間關(guān)系的查詢，就稱為擴(kuò)展SQL。例如查詢?nèi)龒{地區(qū)長江流域人口大于50萬的縣或市，擴(kuò)展的SQL空間查詢語句為：

Select*

From縣或市

Where縣或市·人口>50萬

AndCross（河流·名稱=“長江”）

78擴(kuò)展的SQL查詢標(biāo)準(zhǔn)SQL的不支持空間概念擴(kuò)展SQL空間查詢結(jié)果

79擴(kuò)展SQL空間查詢結(jié)果79第5章思考題：1、常用坐標(biāo)系一般有哪三種？2、怎樣理解順時針方向構(gòu)多邊形和最靠右邊的鏈。3、什么是緩沖區(qū)分析？請舉例說明它有什么用途。4、常用的網(wǎng)絡(luò)分析功能有什么？5、什么是合成疊置與統(tǒng)計疊置？兩者有何區(qū)別？6、什么是緩沖區(qū)查詢？80第5章思考題：1、常用坐標(biāo)系一般有哪三種？80第5章土地信息處理與分析技術(shù)內(nèi)容提要：1、土地信息錄入后的處理2、土地信息的空間分析3、土地信息的空間查詢81第5章土地信息處理與分析技術(shù)內(nèi)容提要：15.1土地信息錄入后的處理空間數(shù)據(jù)不論采用什么方法輸入，都會有一些問題，如輸入過程中出現(xiàn)意外的錯誤，輸入數(shù)據(jù)與使用格式不一致，各種來源數(shù)據(jù)的比例尺、投影不統(tǒng)一，圖幅間不匹配等。因此必須對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，才能得到純凈、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件，使存儲的空間數(shù)據(jù)符合規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足使用和分析的需要。

825.1土地信息錄入后的處理空間數(shù)據(jù)不論采用什么方法輸入，都會5.1.1對空間數(shù)據(jù)的處理坐標(biāo)變換圖幅拼接生成拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)核對835.1.1對空間數(shù)據(jù)的處理坐標(biāo)變換3（一）坐標(biāo)變換在地圖數(shù)據(jù)錄入完畢后，經(jīng)常需要進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到經(jīng)緯度參照系下的地圖。坐標(biāo)變換的實質(zhì)是建立兩個平面點之間的一一對應(yīng)的關(guān)系，它是空間數(shù)據(jù)處理的基本內(nèi)容之一。坐標(biāo)系一般有三種：用戶坐標(biāo)系規(guī)格化數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)系設(shè)備坐標(biāo)系84（一）坐標(biāo)變換在地圖數(shù)據(jù)錄入完畢后，經(jīng)常需要進(jìn)行坐標(biāo)變換，得各種坐標(biāo)系的定義用戶坐標(biāo)系：指地圖采用的坐標(biāo)系；規(guī)格化數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)系：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中定義的坐標(biāo)系；設(shè)備坐標(biāo)系：每一種圖形設(shè)備都有獨特的坐標(biāo)系，它們使用的坐標(biāo)都是設(shè)備的相對坐標(biāo)。

85各種坐標(biāo)系的定義用戶坐標(biāo)系：指地圖采用的坐標(biāo)系；5圖5-1設(shè)備坐標(biāo)系

86圖5-1設(shè)備坐標(biāo)系61.設(shè)備相對坐標(biāo)到用戶坐標(biāo)的變換一般在圖形數(shù)字化前后進(jìn)行，它是利用點的高斯坐標(biāo)和圖幅角點采集坐標(biāo)建立采集坐標(biāo)到高斯坐標(biāo)的變換關(guān)系，并利用這些變換參數(shù)將圖幅中全部采集坐標(biāo)變換為高斯坐標(biāo)。2.用戶坐標(biāo)到數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)的變換這個變換用于圖形數(shù)據(jù)的入庫。3.數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)到用戶坐標(biāo)的變換這個變換用于空間數(shù)據(jù)檢索，它是2的逆變換。坐標(biāo)變換的類型871.設(shè)備相對坐標(biāo)到用戶坐標(biāo)的變換一般在圖形數(shù)字化前后4.用戶坐標(biāo)到設(shè)備坐標(biāo)的變換這個變換用于圖形顯示或繪圖儀繪圖。用于圖形顯示時，只要將高斯坐標(biāo)原點平移至圖幅左上角，將坐標(biāo)順時針旋轉(zhuǎn)90°，并考慮兩種坐標(biāo)的變換比例，即可實現(xiàn)由高斯坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)的變換。5.數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)的變換和屏幕坐標(biāo)到數(shù)據(jù)庫坐標(biāo)的變換這兩個變換是用來進(jìn)行人機(jī)交互編輯并將編輯好的圖形數(shù)據(jù)送回數(shù)據(jù)庫。884.用戶坐標(biāo)到設(shè)備坐標(biāo)的變換這個變換用于圖形顯示或繪

土地信息系統(tǒng)中，如同計算機(jī)輔助設(shè)計一樣存在著對圖形縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、投影等一系列圖形的幾何變換問題。這些變換的實質(zhì)是對組成圖形各點進(jìn)行坐標(biāo)變換。

圖形的平移變換只改變圖形位置，不改變形狀和大小。圖形的旋轉(zhuǎn)變換用來改變圖形的視角，變換后圖形各部分間線性關(guān)系和角度關(guān)系不變，變換后直線長度不變。圖形的比例變換用來改變圖形大小和形狀。投影變換比較復(fù)雜,是從一種投影方式轉(zhuǎn)成另一種投影方式，其過程是一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算。圖形的幾何變換89土地信息系統(tǒng)中，如同計算機(jī)輔助設(shè)計一樣存在著對圖形縮放、圖5-2圖形的幾何變換90圖5-2圖形的幾何變換10（二）圖幅接邊

在對底圖進(jìn)行數(shù)字化時，由于圖幅比較大或者使用小型數(shù)字化儀，難以將研究區(qū)域的底圖以整幅的形式來完成，這時需要將整個圖幅劃分成幾部分分別數(shù)字化。數(shù)字化完成后，又要把相鄰圖幅拼起來，這就是圖幅的接邊問題。

接邊時應(yīng)考慮常見的誤差不因接邊而明顯擴(kuò)大，接邊處理的過程如下圖：91（二）圖幅接邊在對底圖進(jìn)行數(shù)字化時，由于圖幅比較大或者使(a)拼接前；(b)拼接中的邊緣不匹配；(c)調(diào)整后的拼接結(jié)果

圖5-3圖幅接邊過程92(a)拼接前；圖5-3圖幅接邊過程121、識別和檢索相鄰圖幅

將待拼接的圖幅數(shù)據(jù)按圖幅進(jìn)行編號，編號通常?。参粩?shù)，其中個位數(shù)表示拼幅時橫向順序，十位數(shù)表示拼幅時的縱向順序。在橫向拼幅時將十位數(shù)相同圖，按個位數(shù)順序拼接；縱向拼幅時將個位數(shù)相同圖，按十位數(shù)順序拼接。圖5-4圖幅編號及圖幅邊緣數(shù)據(jù)的提取范圍圖幅接邊的步驟：931、識別和檢索相鄰圖幅將待拼接的圖幅數(shù)據(jù)按圖幅進(jìn)行編號2、邏輯一致性的處理

由于人工操作的失誤，兩個相鄰圖幅的空間數(shù)據(jù)庫在接合處可能出現(xiàn)邏輯不一致，如一個多邊形在一幅圖層中具有屬性A，而在另一幅圖層中屬性為B；同一線狀地物(鐵路，公路，單線河等)在相鄰圖幅中各部分的屬性不一致。此時，必須使用交互編輯的方法，使兩相鄰圖幅各部分的屬性相同，取得邏輯一致性。942、邏輯一致性的處理由于人工操作的失誤，兩個相鄰圖幅的圖幅接邊前圖幅接邊后圖5-5邏輯一致性的處理

或95圖幅接邊前圖幅接邊后圖5-5邏輯一致性的處理或153、相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配

常用方法有：①平均法。它是指將圖形兩邊待接點的坐標(biāo)均值作為接邊后點的坐標(biāo)。該方法簡單易行，適用于接邊誤差在精度允許范圍內(nèi)的各種直線，多義線類的接邊處理；②強(qiáng)制法。它是把一條待接邊的待接點強(qiáng)制附和到另一條待接邊的待接點上。該方法主要用于用戶能明顯判斷出那一條待接邊比另一條待接邊更準(zhǔn)確、可靠、適合交互式的接邊處理；

考慮到接邊工作的復(fù)雜性，一般主要采用強(qiáng)制法進(jìn)行接邊。963、相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配常用方法有：16圖5-6圖幅接邊前后對照97圖5-6圖幅接邊前后對照174、相同屬性多邊形公共邊界的刪除圖5-7相同屬性多邊形公共邊界的刪除與屬性合并將相同屬性的兩個或多個相鄰圖斑組織成一個圖斑，即消除公共邊界，并對共同屬性進(jìn)行合并。對于合并后的屬性表，除多邊形的面積和周長重新計算外，其余屬性保留其中之一圖斑的屬性即可。984、相同屬性多邊形公共邊界的刪除圖5-7相同屬性多邊形公共圖形常見錯誤建立拓?fù)潢P(guān)系多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立拓?fù)渖牲c線拓?fù)潢P(guān)系的建立（三）建立拓?fù)潢P(guān)系99圖形常見錯誤建立拓?fù)潢P(guān)系多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立拓?fù)渖牲c線拓?fù)渫負(fù)渖?/p>

在進(jìn)行圖形數(shù)字化錯誤修改之前，首先要建立拓?fù)潢P(guān)系，以正確判別地物之間的空間關(guān)系。構(gòu)造拓?fù)潢P(guān)系可以生成弧的交點、定義構(gòu)成多邊形的弧，將標(biāo)示號關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的多邊形，生成多邊形。這樣可以幫助我們確定數(shù)字化數(shù)據(jù)中存在的某些錯誤。100拓?fù)渖稍谶M(jìn)行圖形數(shù)字化錯誤修改之前，首先要建立拓?fù)潢P(guān)圖形常見錯誤偽節(jié)點使一條完整的線變成兩段（如圖），造成偽節(jié)點的原因常常是沒有一次錄入完畢一條線。一般來說一條線不應(yīng)該被分割為兩條線，但在現(xiàn)實世界中存在兩條不同屬性的線相連，因此偽結(jié)點并非全是錯誤的。1.偽節(jié)點（PseudoNode）101圖形常見錯誤偽節(jié)點使一條完整的線變成兩段（如圖），造僅與一條弧相連的結(jié)點稱為懸掛點。與懸掛點相連的弧稱為懸掛弧。通常有兩種情況：①未及（undershoot）：一種數(shù)字化錯誤類型，導(dǎo)致弧段之間存在縫隙而未接合。②過伸（overshoot）：一種數(shù)字化錯誤類型，它導(dǎo)致弧段過長。2.懸掛點（DangleNode）102僅與一條弧相連的結(jié)點稱為懸掛點。與懸掛點相連的弧稱為碎屑多邊形（如圖）一般由于重復(fù)錄入引起，由于前后兩次錄入同一條線的位置不可能完全一致，造成了“碎屑”多邊形。另外，由于用不同比例尺的地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，也可能產(chǎn)生“碎屑”多邊形。3.“碎屑”或“條帶”多邊形（SliverPolygon）103碎屑多邊形（如圖）一般由于重復(fù)錄入引起，由于前后兩次不正規(guī)的多邊形是由于輸入線時，點的次序倒置或者位置不準(zhǔn)確引起的。在進(jìn)行拓?fù)渖蓵r，同樣會產(chǎn)生“碎屑”多邊形。

4.不規(guī)則的多邊形（WeirdPolygon）104不正規(guī)的多邊形是由于輸入線時，點的次序倒置或者位置不5.多邊形標(biāo)識點（label）錯誤

多邊形標(biāo)示點錯誤通常有兩種情況：一是多邊形無標(biāo)示點；一是多邊形有多個標(biāo)示點，如右圖中(兩個十字點)。

1055.多邊形標(biāo)識點（label）錯誤多邊形標(biāo)示點錯誤通常有圖5-8數(shù)據(jù)化常見錯誤106圖5-8數(shù)據(jù)化常見錯誤26

在圖形修改完畢之后，就意味著可以建立正確的拓?fù)潢P(guān)系，拓?fù)潢P(guān)系可以由計算機(jī)自動生成，目前大多數(shù)GIS軟件也都提供了完善的拓?fù)涔δ堋＝⑼負(fù)潢P(guān)系107在圖形修改完畢之后，就意味著可以建立正確的拓?fù)潢P(guān)系，拓?fù)潼c線拓?fù)潢P(guān)系的建立弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3弧段—結(jié)點表結(jié)點弧段N1a1N2a1a2N3a2結(jié)點—弧段表弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3a3N2N4結(jié)點弧段N1a1N2a1a2a3N3a2N4a3弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3a3a4N2N4N4N3結(jié)點弧段N1a1N2a1a2a3N3a2a4N4a3a4N1N2N3N1N2N3N1N2N3N4N4a1a2a2a1a3a1a2a3a4108點線拓?fù)潢P(guān)系的建立弧段起結(jié)點終結(jié)點a1N1N2a2N2N3弧多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立（1）鏈的組織：找出在鏈的中間相關(guān)(圖5-10(1))而不是在端點相關(guān)(圖5-10(2))的情況，自動切成新鏈；把鏈按一定順序存儲并編號。圖5-9鏈的斷開要求109多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立（1）鏈的組織：找出在鏈的中間相關(guān)(圖5（2）結(jié)點匹配：把一定限差內(nèi)的鏈的端點作為一個結(jié)點，去掉在數(shù)據(jù)輸入過程中形成的結(jié)點過交、懸掛線等現(xiàn)象，其坐標(biāo)值取多個端點的平均值。圖5-10結(jié)點匹配示意圖110（2）結(jié)點匹配：把一定限差內(nèi)的鏈的端點作為一個結(jié)點，去掉在數(shù)（3）檢查多邊形是否閉合：檢查多邊形是否閉合可以通過判斷一條鏈的端點是否有與之匹配的端點來進(jìn)行。多邊形不閉合的原因：1）由于結(jié)點匹配限差的問題，造成應(yīng)匹配的端點未匹配；2）由于數(shù)字化誤差較大，或數(shù)字化錯誤；3）鏈本身就是懸掛鏈，不需參加多邊形拓?fù)?。圖5-11多邊形閉合的端點匹配111（3）檢查多邊形是否閉合：檢查多邊形是否閉合可以通過判斷一條順時針方向構(gòu)多邊形：指多邊形是在鏈的右側(cè)。最靠右邊的鏈：指從鏈的一個端點出發(fā)，在這條鏈的方向上最右邊的一條鏈。

（4）建立多邊形基本概念：112順時針方向構(gòu)多邊形：指多邊形是在鏈的右側(cè)。最靠右邊的鏈：指從建多邊形的算法與實例:（1）從Pl結(jié)點開始，起始鏈定為P1P2；從P2點算起，P1P2最右邊的鏈為P2P5；從P5算起，P2P5最右邊的鏈為P5P1。所以，形成的多邊形為P1P2P5P1;（2）從P1結(jié)點開始,以P1P5為起始鏈，形成的多邊形為P1P5P4Pl;（3）從Pl開始，以PlP4為起始鏈形成的多邊形為PlP4P3P2P1;（4）這時Pl為結(jié)點的所有鏈均被使用了兩次，因而轉(zhuǎn)向下一個結(jié)點P2，繼續(xù)進(jìn)行多邊形追蹤，直至所有的結(jié)點取完。共可追蹤出五個多邊形，即Al、A2、A3、A4、A5。

順序取一個結(jié)點作為起始結(jié)點、過該結(jié)點的任一條鏈為起始鏈結(jié)點取完？Y取該鏈另一結(jié)點，找結(jié)點上靠此鏈最右邊的鏈，作為下一條鏈N是否回到起點？形成多邊形，記錄YN取起始結(jié)點的、剛才形成多邊形的最后一邊作為新的起始鏈鏈?zhǔn)欠癖挥眠^兩次，即已經(jīng)成為兩個多邊形的邊YN結(jié)束113建多邊形的算法與實例:（1）從Pl結(jié)點開始，起始鏈定為P1P（5）島的判斷島的判斷即指找出多邊形互相包含的情況。

圖5-12島的判斷與數(shù)據(jù)組織114（5）島的判斷島的判斷即指找出多邊形互相包含的情況。圖5-

如果數(shù)據(jù)是分層多次輸入到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)不同圖層數(shù)據(jù)疊合在一起時，往往會出現(xiàn)該重合的地方不重合的問題。如將道路跟同樣位置的地類邊界疊合在一起，往往會出現(xiàn)該重合的地方不重合的問題，也可能出現(xiàn)一些很細(xì)小的多邊形。（四）數(shù)據(jù)核對防止這一現(xiàn)象的一種方法是在地圖數(shù)字化跟蹤之前，規(guī)定不同要素數(shù)字化的基本順序，并且將數(shù)字化順序靠后的其他圖層上表示不同要素，而在空間位置上是和數(shù)字化順序靠前的圖層的某些要素是重合的點、線不用重復(fù)數(shù)字化跟蹤。115如果數(shù)據(jù)是分層多次輸入到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)不同圖層數(shù)據(jù)疊合在5.1.2對屬性數(shù)據(jù)的處理

屬性數(shù)據(jù)較為規(guī)范，適應(yīng)于采用表格形式表示，所以許多LIS都采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理屬性數(shù)據(jù)。文件管理結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計報表創(chuàng)建文件打開文件添加文件存貯文件打印文件圖示分析退出系統(tǒng)設(shè)計新結(jié)構(gòu)修改老結(jié)構(gòu)拷貝結(jié)構(gòu)刪除結(jié)構(gòu)合并結(jié)構(gòu)添加數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)刪除數(shù)據(jù)修改數(shù)據(jù)合并數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)構(gòu)信息行拷貝數(shù)據(jù)列拷貝數(shù)據(jù)瀏覽數(shù)據(jù)顯示一條記錄顯示幾列屬性條件查詢移動數(shù)據(jù)統(tǒng)計總數(shù)據(jù)計算平均值統(tǒng)計最大值報表設(shè)計多表連接查詢打印報表1165.1.2對屬性數(shù)據(jù)的處理文件管理結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)5.2土地信息的空間分析緩沖區(qū)分析疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析1175.2土地信息的空間分析緩沖區(qū)分析375.2.1緩沖區(qū)分析概念

緩沖區(qū)是指對點、線或面實體，按指定的條件，在其周圍建立一定寬度范圍的空間區(qū)域作為分析對象，這個區(qū)域稱為緩沖區(qū)。

(1)點的緩沖區(qū)(2)線的緩沖區(qū)(3)面的緩沖區(qū)

圖5-13不同類型實體的緩沖區(qū)1185.2.1緩沖區(qū)分析概念(1)點的緩沖區(qū)(2)線緩沖區(qū)的建立線的緩沖區(qū)面的緩沖區(qū)點的緩沖區(qū)原理：以點為中心，以一定距離為半徑繪圓；原理：分別對每個頂點和每條線生成緩沖區(qū)，然后對這些緩沖區(qū)多邊形進(jìn)行疊置操作；原理：首先生成多邊形周長的緩沖區(qū)，然后與原始多邊形進(jìn)行疊置操作，多邊形緩沖區(qū)有內(nèi)外側(cè)之分。外緩沖區(qū)在面狀地物的外圍形成緩沖區(qū),內(nèi)緩沖區(qū)則在面狀地物的內(nèi)側(cè)形成緩沖區(qū)。119緩沖區(qū)的建立線的緩沖區(qū)面的緩沖區(qū)點的緩沖區(qū)原理：以點為中心，圖5-14多邊形的內(nèi)外緩沖區(qū)120圖5-14多邊形的內(nèi)外緩沖區(qū)40概念疊加分析，就是將具有相同坐標(biāo)系統(tǒng)的多個空間要素對象的數(shù)據(jù)層進(jìn)行疊加，產(chǎn)生一個新數(shù)據(jù)層面，該數(shù)據(jù)層面綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性特征。5.2.2疊加分析121概念5.2.2疊加分析41視覺信息疊加視覺信息疊加是將不同側(cè)面的信息內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件或屏幕上，以便研究者判斷其相互空間關(guān)系，獲得更為豐富的空間信息。土地信息系統(tǒng)中視覺信息疊加包括以下幾類：點狀圖，線狀圖和面狀圖之間的疊加顯示面狀圖區(qū)域邊界之間或一個面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的疊加遙感影象與專題地圖的疊加專題地圖與數(shù)字高程模型（DEM）疊加顯示立體專題圖說明：視覺信息疊加不產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)層面，只是將多層信息復(fù)合顯示，便于分析122視覺信息疊加42確定一幅圖（或數(shù)據(jù)層）上的點落在哪一幅圖（或數(shù)據(jù)層）的哪個多邊形中，這樣就可以給相應(yīng)的點增加新的屬性內(nèi)容。核心算法為判斷點是否在多邊形內(nèi)。點與多邊形的疊加

C

4

B

3

D

2

A

1屬性3多邊形號屬性2屬性1點號1342ABCD123確定一幅圖（或數(shù)據(jù)層）上的點落在哪一幅圖（或數(shù)據(jù)層）的哪個多12444把一幅圖(或一個數(shù)據(jù)層)中的多邊形特征加到另一幅圖(或另一個數(shù)據(jù)層)的線上。線與多邊形疊加的算法就是線的多邊形裁剪。D34B23A22A11多邊形號原線號線號線與多邊形的疊加12314ABCD2341125把一幅圖(或一個數(shù)據(jù)層)中的多邊形特征加到另一幅圖(或另一個例如：如果線狀圖層為道路網(wǎng)可以得到每個多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度多邊形內(nèi)部的交通流量進(jìn)入、離開各個多邊形的交通量相鄰多邊形之間的相互交通量與多邊形疊加多邊形將穿過它的所有道路打斷成弧段如果線狀圖層為河流與多邊形疊加多邊形將穿過它的所有河流打斷成弧段可以查詢?nèi)我舛噙呅蝺?nèi)的河流長度計算它的河流密度126例如：如果線狀圖層為道路網(wǎng)可以得到每個多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度多是將同一地區(qū)，同一比例尺的兩組或更多的多邊形要素的數(shù)據(jù)層進(jìn)行疊置，會出現(xiàn)兩種成果形式：一種是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊形，稱為合成疊置；另一種是進(jìn)行多邊形范圍的屬性特征的統(tǒng)計分析，稱為統(tǒng)計疊置。多邊形與多邊形的疊加127是將同一地區(qū)，同一比例尺的兩組或更多的多邊形要素的數(shù)據(jù)層進(jìn)行合成疊置：是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊形。合成疊置得到一張新的疊置圖，產(chǎn)生了許多新的多邊形，每個多邊形內(nèi)都具有兩種以上的屬性，通過區(qū)域多重屬性的模擬，尋找和確定同時具有幾種地理屬性的分布區(qū)域。合成疊置128合成疊置：是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊圖5-15合成疊加產(chǎn)生的碎屑多邊形

129圖5-15合成疊加產(chǎn)生的碎屑多邊形49

根據(jù)疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟件都提供了三種類型的合成疊置操作：多邊形的不同疊置方式

130根據(jù)疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟Union(并)Identity(并集被第一個輸入層邊界裁切后剩余部分——疊和)Intersect（交）

ArcGIS中空間多邊形疊置131Union(并)ArcGIS中空間多邊形疊置51圖5-16多邊形合成疊加分析132圖5-16多邊形合成疊加分析52統(tǒng)計疊置統(tǒng)計疊置：是進(jìn)行多邊形范圍的屬性特征的統(tǒng)計分析。統(tǒng)計疊置的目的是精確地計算一種要素（例如，土地利用）在另一種要素（例如，行政區(qū)域）的某個區(qū)域多邊形內(nèi)的分布狀況和數(shù)量特征（包括擁有的類型數(shù)、各類型的面積及其所占總面積的百分比等等），或提取某個區(qū)域范圍內(nèi)某種專題內(nèi)容的數(shù)據(jù)。統(tǒng)計疊置的結(jié)果為統(tǒng)計報表或列表輸出。133統(tǒng)計疊置統(tǒng)計疊置：是進(jìn)行多邊形范圍的屬性特征的統(tǒng)計分析。53柵格圖層疊加

柵格圖層疊加有時也稱為柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合,它是指不同層面的柵格數(shù)據(jù)逐網(wǎng)格按一定的數(shù)學(xué)法則或邏輯判斷進(jìn)行運算,從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。

柵格圖層疊加方法：數(shù)學(xué)運算法：是指不同層面的柵格數(shù)據(jù)逐網(wǎng)格按一定的數(shù)學(xué)法則進(jìn)行運算，從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法;134柵格圖層疊加?xùn)鸥駡D層疊加有時也稱為柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合,它是圖5-17以函數(shù)關(guān)系進(jìn)行疊加135圖5-17以函數(shù)關(guān)系進(jìn)行疊加55邏輯關(guān)系分析法：用邏輯表達(dá)式來分析處理重合點的非幾何特性之間的邏輯關(guān)系，實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)復(fù)合、提取、刪除等操作。通常是按照兩個邏輯子集給定的條件進(jìn)行邏輯交運算、邏輯并運算、邏輯非運算等。ACBACBACB136邏輯關(guān)系分析法：用邏輯表達(dá)式來分析處理重合點的非幾何特性例：有土壤厚度（大于和小于50厘米）和土壤類型（紅壤和其他類型）兩個二值化圖層，不同的邏輯運算結(jié)果如下：邏輯交運算：結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，且土壤為紅壤的土壤單元顯示出來；邏輯并運算：結(jié)果將土層厚度大于50厘米，或者土壤為紅壤的土壤單元顯示出來；邏輯非運算：結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，但土壤不是紅壤的土壤單元顯示出來。137例：有土壤厚度（大于和小于50厘米）和土壤類型（紅壤和其他類5.2.3網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)：是一個由點和線的二元關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)，通常用來描述某種資源或物質(zhì)在空間上的運動。網(wǎng)絡(luò)分析：是指依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（結(jié)點與弧段拓?fù)洹⒒《蔚倪B通性），通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間及屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面研究的一種分析計算。網(wǎng)絡(luò)分析的根本目的是研究、籌劃一項網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。1385.2.3網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)：是一個由點和線的二元關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)，結(jié)點（Nodes）：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點連通路線或鏈（Links）：連結(jié)兩個結(jié)點的弧段要素，是網(wǎng)絡(luò)中資源運移的通道,如街道、河流、水管等轉(zhuǎn)彎（Turns）：資源運移方向從一個鏈上經(jīng)結(jié)點轉(zhuǎn)向另一個鏈?？奎c（Stops）：網(wǎng)絡(luò)路線中資源裝、卸的結(jié)點點位

中心（Centers）：網(wǎng)絡(luò)中具有接收或發(fā)放資源能力，且位于節(jié)點處的設(shè)施,如水庫、商業(yè)中心、電站等障礙（Barriers）：禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動的節(jié)點，即資源不能通過的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的基本要素139結(jié)點（Nodes）：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點網(wǎng)絡(luò)的基本要素5圖5-18網(wǎng)絡(luò)的基本要素

140圖5-18網(wǎng)絡(luò)的基本要素60主要網(wǎng)絡(luò)分析功能（1）最短路徑分析

最短路徑是在網(wǎng)絡(luò)中從起點經(jīng)一系列特定的結(jié)點至終點的資源運移的最佳路線，即阻力最小的路徑。在最短路徑選擇中，兩點之間的距離可以定義為實際的距離，也可定義為兩點間的時間、運費、流量等，還可定義為使用這條邊所需付出的代價。141主要網(wǎng)絡(luò)分析功能（1）最短路徑分析61（2）地址匹配

地址匹配實質(zhì)是對地理位置的查詢，它涉及到地址的編碼。地址匹配與其