10第十章空間建模與空間決策支持XUEXI和ASMS3000決策分析平臺

第十章

空間建模與空間決策支持

?內(nèi)容提綱1、空間分析過程及其模型2、空間決策支持模型?1、空間分析過程及其模型1.1空間分析過程明確分析的目的和評價(jià)準(zhǔn)則；準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析操作進(jìn)行結(jié)果分析解釋、評價(jià)結(jié)果結(jié)果輸出（地圖、表格和文檔）?1.2空間分析建模1空間分析模型與建模1.1空間建?；A(chǔ)1.2空間分析模型1.3空間分析建模2圖解建模工具M(jìn)odelBuilder2.1ModelBuilder基礎(chǔ)2.2圖解模型的建立方法2.3實(shí)例分析?空間分析模型與建?？臻g建?；A(chǔ)模型是對現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體或現(xiàn)象的抽象或簡化，是實(shí)體或現(xiàn)象中的最重要的構(gòu)成及其相互關(guān)系的表述。空間分析是地理信息系統(tǒng)的主要特征，也是評價(jià)一個地理信息系統(tǒng)功能的主要指標(biāo)之一。它是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息。在ArcGIS中，模型顯示為模型圖表，可以將各項(xiàng)處理在模型圖表中串在一起，模型運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)處理將順序執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)工作流的自動化。

??空間分析模型與建?？臻g分析模型

空間分析模型是指用于GIS空間分析的數(shù)學(xué)模型?？臻g分析模型是對現(xiàn)實(shí)世界科學(xué)體系問題抽象的空間概念模型，與廣義的模型既有聯(lián)系，又有區(qū)別。?空間分析模型與建?？臻g分析模型分類1）空間分布模型用于研究地理對象的空間分布特征。主要包括：空間分布參數(shù)的描述，如分布密度、分布中心、離散度等；空間分布檢驗(yàn)，以確定空間分布類型；空間聚類分析，反映分布的多中心特征并確定這些中心；趨勢面分析，反映現(xiàn)象的空間分布趨勢；空間聚合與分解，反映空間對比與趨勢。

?空間分析模型與建模2）空間關(guān)系模型用于研究基于地理對象的位置和屬性特征的空間物體之間的關(guān)系，包括距離、方向、連通和拓?fù)渌姆N空間關(guān)系，其中拓?fù)潢P(guān)系是研究較多的關(guān)系；距離是內(nèi)容最豐富的一種關(guān)系；連通用于描述基于視線的空間物體之間通視性；方向反映物體的方位。3）空間相關(guān)模型用于研究物體位置和屬性集成下的關(guān)系，尤其是物體群（類）之間的關(guān)系。在這方面，目前研究的最多的是空間統(tǒng)計(jì)學(xué)范疇的問題?？臻g上的空間相關(guān)、覆蓋分析就是考慮物體類之間相關(guān)關(guān)系的分析。?空間分析模型與建模4）預(yù)測、評價(jià)與決策模型用于研究地理對象的動態(tài)發(fā)展。根據(jù)過去和現(xiàn)在推斷未來，根據(jù)已知推測未知。運(yùn)用科學(xué)知識和手段來估計(jì)地理對象未來發(fā)展趨勢，并做出判斷與評價(jià)，形成決策方案，用以指導(dǎo)行動，以獲得盡可能好的實(shí)踐效果。?空間分析模型與建?？臻g分析建模空間分析建模是指運(yùn)用GIS空間分析方法建立數(shù)學(xué)模型的過程。運(yùn)用數(shù)學(xué)分析方法建立表達(dá)式，模擬地理現(xiàn)象的形成過程的模型稱為過程模型，過程模型的類型很多，用于解決各種各樣的實(shí)際問題。適宜性建模：農(nóng)業(yè)應(yīng)用、城市化選址、道路選擇等；水文建模：水流的方向；表面建模：城市某個地方的污染程度；距離建模：從出發(fā)點(diǎn)到目的地的最佳路徑的選擇、郵遞員的最短路徑等；

?即尋找相關(guān)因素，準(zhǔn)備相關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和GIS空間分析工具來描述問題中變量間的關(guān)系結(jié)果滿意，運(yùn)用模型得到對結(jié)果的分析問題背景、建模目的、掌握對象信息、明確問題、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、具體解決途徑、所需數(shù)據(jù)運(yùn)用所得到的模型、解釋模型的結(jié)果或把運(yùn)行結(jié)果與實(shí)際觀測進(jìn)行對比?圖解建模圖解建模是指用直觀的圖形語言將一個具體的過程模型表達(dá)出來。在這個模型中分別定義不同的圖形代表輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、空間處理工具，它們以流程圖的形式進(jìn)行組合并且可以執(zhí)行空間分析操作功能。當(dāng)空間處理涉及到許多步驟時(shí)，建立模型可以讓用戶創(chuàng)建和管理自己的工作流，明確其空間處理任務(wù)，為復(fù)雜的GIS任務(wù)建立一個固定有序的處理過程。?ModelBuilder模型生成器（ModelBuilder）是ARCGIS9提供的構(gòu)造地理處理工作流和腳本的圖形化建模工具，可簡化復(fù)雜地理處理。最初的模型生成器出現(xiàn)在Arcview3的空間分析模塊，它為地理處理的工作流和腳本提供圖形化的建模工具。?ModelBuilder模型生成器的啟動在ArcGIS9中可以通過以下方式啟動模型生成器：1）打開ArcMap或Arccatalog，啟動ArcToolbox。2）右鍵單擊ArcToolbox，選擇Newtoolbox命令，生成Toolbox。3）右鍵單擊Toolbox，在New中選擇Model命令，生成Model。另外，在ArcGIS9.3中的工具條上增加了Model圖標(biāo)，可以直接點(diǎn)擊生成Model。?生成Toolbox生成Model?ModelBuilder窗口

ModelBuilder窗口由一個用來構(gòu)建模型圖表的顯示窗口、主菜單和一個用來與模型圖表中的元素進(jìn)行交互的工具條組成?？梢詮腗odelBuilder窗口中或其對話框運(yùn)行模型。?模型生成器的界面保存打印剪切粘貼復(fù)制添加數(shù)據(jù)或工具漫游運(yùn)行添加鏈接選擇導(dǎo)航連續(xù)縮放縮放

放大縮小全圖自動布局模型生成器的編輯工具一個處理模型元素顯示窗口中的模型圖表主菜單工具條?模型的基本組成圖解模型主要由三部分組成：輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)和空間處理工具輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的類型多種多樣，可以是柵格數(shù)據(jù)集，shapefile、coverage等。不同空間處理工具要求的數(shù)據(jù)不同，不同的應(yīng)用目的也會得到不同類型的輸出數(shù)據(jù)?？臻g處理工具包括ArcToolbox中所有的工具集，也可以是由模型（Model）、腳本（Scripts）定制的工具或者其他工具箱（Toolbox）中的系統(tǒng)工具。只有將以上模型要素有機(jī)連接起來，才能組成一個完整的圖解模型。?模型的每個元素有一個唯一的符號值元素非地理數(shù)據(jù)參數(shù)值。為這些元素設(shè)置的值可被用作模型中合適工具的輸入。例如，在柵格數(shù)據(jù)集中用于倍乘象元值的一個常數(shù)，或工具使用的簇容限值。項(xiàng)目數(shù)據(jù)元素代表模型運(yùn)行前已存在的地理數(shù)據(jù)。由這些元素引用的數(shù)據(jù)用作模型工具的輸入?yún)?shù)值。工具元素代表對輸入數(shù)據(jù)參數(shù)值執(zhí)行的操作。派生值元素引用運(yùn)行工具時(shí)創(chuàng)建的非地理數(shù)據(jù)參數(shù)值。一個處理的派生值可以作為另一個處理的輸入值。?連接器是表明處理順序的線段。數(shù)據(jù)元素和工具元素是連接在一起的。連接器箭頭表明處理的方向。除了基本模型元素，還有文本標(biāo)注，它是在模型中放置解釋文本的圖形元素。標(biāo)注不是處理序列的一部分?？梢愿淖冊氐哪J(rèn)文本，在模型圖表中標(biāo)注可以附加在元素上，也可以自由浮動。派生數(shù)據(jù)元素代表由工具創(chuàng)建的輸出數(shù)據(jù)。由這些工具引用的數(shù)據(jù)直到工具運(yùn)行時(shí)才存在。一個處理的派生數(shù)據(jù)可以作為另一個處理的輸入數(shù)據(jù)。?圖解模型的基本類型一個模型由一個或多個過程組成。每個過程都有一個共同的基本結(jié)構(gòu)：輸入→函數(shù)→輸出，不同模型所包含的輸入、函數(shù)、輸出的數(shù)量可以不同，但整體的結(jié)構(gòu)保持不變。在模型運(yùn)行前，所有的組成部分必須彼此連接。?1）按其包含過程的數(shù)量可以分為單過程模型和多過程模型。單過程模型多過程模型?2）按照模型中過程的種類可以分為單一處理工具模型和復(fù)雜處理工具模型。單一處理工具模型復(fù)雜處理工具模型?圖解模型的形成過程

模型的形成過程實(shí)際上就是解決問題的過程，不論簡單的還是復(fù)雜的模型，都需要經(jīng)過右圖所示的幾個步驟。添加輸入數(shù)據(jù)添加空間處理工具添加鏈接設(shè)置參數(shù)運(yùn)行模型?添加輸入數(shù)據(jù)添加輸入數(shù)據(jù)有三種方法：方法1：在ArcMap或ArcCatalog中打開數(shù)據(jù)，直接把數(shù)據(jù)拖拽至圖解模型即可。方法2：1）在ModelBuilder中點(diǎn)擊右鍵，選擇CreateVariable，在變量列表中選擇所要的數(shù)據(jù)類型。此時(shí)的圖形沒有顏色，表示此變量還未賦值。2）雙擊新建的變量，選擇所要添加的數(shù)據(jù)，或直接輸入數(shù)據(jù)的值。根據(jù)數(shù)據(jù)的類型不同，選擇不同的操作。方法3：單擊模型生成器工具面板上的AddDataorTool圖標(biāo)，添加數(shù)據(jù)。?創(chuàng)建變量變量類型，

ArcGIS9.3提供了116種變量數(shù)據(jù)類型輸入多個變量值（9.3新增）?添加空間處理工具添加空間處理工具相對簡單，只要將所需的工具拖拽至圖解模型界面即可。但是處理的工具是多種多樣的，可以是ArcToolbox中任何工具、腳本、模型，也可以是用戶在應(yīng)用程序中的共享工具，比如用模型或由腳本定制的工具或其他工具箱（Toolbox）中的系統(tǒng)工具。由于空間處理工具的功能決定了輸出數(shù)據(jù)的類型，因此輸出數(shù)據(jù)也就隨著空間處理工具的添加而自動產(chǎn)生。?添加鏈接只有將一個個的空間模型要素有機(jī)的連接起來，才能組成一個完整的圖解模型。而對象間的連接是有前提的，若不符合連接的條件，兩個圖形則無法連接。添加連接后，模型要素便由原來的無顏色填充，變?yōu)橛蓄伾畛洹Ｌ砑舆B接的方法有兩種：方法1：單擊模型生成器界面工具面板上的Addconnection圖標(biāo)連接目標(biāo)圖形。方法2：雙擊空間處理工具，在對話框中選擇所要處理的數(shù)據(jù)，單擊OK，即為數(shù)據(jù)和工具添加了連接。?12354?添加注釋

為了更好地了解模型的結(jié)構(gòu)和功能、更徹底的理解模型和處理過程，同時(shí)也為了更好地組織項(xiàng)目，明確多過程之間的關(guān)系，可以給輸入、輸出、空間處理工具添加注釋，還可以對連接添加注釋。操作：右鍵選擇CreateLabel命令，雙擊矩形框添加注釋。??設(shè)置參數(shù)

若為模型設(shè)置了參數(shù)，再打開模型時(shí)就會出現(xiàn)參數(shù)輸入對話框，可直接輸入數(shù)據(jù)、常數(shù)或者輸出文件的路徑。設(shè)置參數(shù)的方法有兩種：方法1：右鍵單擊所要設(shè)置為參數(shù)的圖形要素，選擇ModelParameter命令，所設(shè)置的要素右上角便出現(xiàn)一個“p”表示設(shè)置成功。方法2：在Toolbox中右鍵單擊圖標(biāo)或在Model的下拉菜單中，選擇properties命令，進(jìn)入Parameter選項(xiàng)卡，單擊圖標(biāo)，增加所要設(shè)置為參數(shù)的要素。?1234?名稱參數(shù)?保存和重命名模型一旦建立了自己的模型,應(yīng)該對其重命名以反映它的內(nèi)容?？梢愿淖冑x給這個模型的缺省名稱和標(biāo)注。標(biāo)注是模型的顯示名稱，如果在命令行或腳本中引用這個模型,將會用到這個名稱。操作：單擊Model下拉菜單中選擇ModelProperties命令，進(jìn)入General選項(xiàng)卡，對模型進(jìn)行重命名。?名稱標(biāo)注描述?保存和重命名模型

在ModelBuilder的菜單條中單擊File下的Save命令，保存當(dāng)前模型狀態(tài)；或直接點(diǎn)擊Save圖標(biāo)保存。同時(shí)在ArcToolbox中保存設(shè)置，以便下次打開。方法如下：右鍵ArcToolbox，選擇SaveSettings命令，保存為文件（ToFile），則該設(shè)置被保存.xml格式。下次打開時(shí)，只要右鍵單擊ArcToolbox，選擇LoadSettings命令，以文件形式打開（FromFile），選擇所要打開的設(shè)置即可。?保存ArcToolbox設(shè)置打開ArcToolbox設(shè)置?運(yùn)行圖解模型

模型建好后，需要運(yùn)行模型以檢查結(jié)果是否滿意。方法如下：方法1：在工具條上，點(diǎn)擊運(yùn)行模型。方法2：在菜單條上，單擊Model下的Run命令，模型被啟動運(yùn)行。模型運(yùn)行后，模型運(yùn)行狀態(tài)條可以顯示出模型是否被成功執(zhí)行。?運(yùn)行中運(yùn)行完成?

2、空間決策支持模型

?區(qū)域規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、設(shè)施位置選擇、環(huán)境管理等都是有關(guān)空間行為的決策問題，這些問題的解決方案是由決策者或領(lǐng)域?qū)＜以趯I(yè)領(lǐng)域知識和經(jīng)驗(yàn)的啟發(fā)下，在分析大量的空間和非空間信息的基礎(chǔ)上得到的?？臻g決策問題大大超過了地理信息系統(tǒng)通常的空間分析功能的要求。2.1空間決策過程的復(fù)雜性

決策是一個決策者為達(dá)到某種目標(biāo)或目標(biāo)集合，根據(jù)一定的約束條件，在多種候選方案里進(jìn)行選擇的復(fù)雜過程。ASMS3000決策分析平臺

1、決策分析平臺的重要性2、訂票、出票、送票統(tǒng)計(jì)3、銷售數(shù)據(jù)分析、坐席工作效率分析與航線銷售對比分析的查看與統(tǒng)計(jì)4、盈利分析5、員工業(yè)績統(tǒng)計(jì)分析6、問題考核?1.1決策分析平臺的重要性全方位的統(tǒng)計(jì)公司銷售上的各類數(shù)據(jù)，有利于代理人的領(lǐng)導(dǎo)層掌握公司運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，針對現(xiàn)有的情況作出進(jìn)一步的決策。

準(zhǔn)確把握員工的工作效率利用決策分析平臺的各類員工工作效率的分析，制定有效地獎懲措施，解決工作效率存在的問題。盈利分析

管理層通過具體的盈利數(shù)據(jù)，查看公司的一段時(shí)間內(nèi)各個階段的盈利數(shù)據(jù)，通過對比分析原因，制訂下階段的策略。?2.1訂票、出票、送票統(tǒng)計(jì)三個報(bào)表的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源1、訂票統(tǒng)計(jì)：訂單來源的統(tǒng)計(jì)，以訂票員為主，包含未出票的訂單。2、出票統(tǒng)計(jì)：出票來源地統(tǒng)計(jì)，以出票員為主，只統(tǒng)計(jì)已經(jīng)出票的數(shù)據(jù)。3、送票統(tǒng)計(jì)：送票員的統(tǒng)計(jì)，以市內(nèi)配送統(tǒng)計(jì)為主，統(tǒng)計(jì)送票員送票的數(shù)據(jù)。?3.1銷售數(shù)據(jù)分析航空公司