

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文檔簡介
1、主要內(nèi)容1 gis應(yīng)用模型的概述1 . 1定義1.2 gis應(yīng)用模型分類1. 3 gis應(yīng)用模型的構(gòu)建2 gis應(yīng)用模型舉例35/251 gis應(yīng)用模型的概述1.1 定義: gis應(yīng)用模型是根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)和問題,借助gis自身的 技術(shù)優(yōu)勢,使觀念世界中形成的概念模型,具體化為信息世 界中可操作的機理和過程。1 gis應(yīng)用模型的概述1.2 gis應(yīng)用模型分類1.3 , 1按照表達對象不同,可分為1)理論(數(shù)學(xué))模型:應(yīng)用數(shù)學(xué)分析方法建立的數(shù)學(xué)表達式, 反映地理過程本質(zhì)的理化規(guī)律“例如地表徑流模型、海洋和大氣環(huán)流模型等2)經(jīng)臉模型:通過數(shù)理統(tǒng)計方法和大量觀測實驗建立的模型。 如水土流失模型、適
2、宜性分析模型等3)混合模型:既有基于理論原理的確定性變量,也有應(yīng)用經(jīng) 臉加以確定的不確定性變量。例如位置選擇模型1 gis應(yīng)用模型的概述1.2 gis應(yīng)用模型分類1. 2. 2按照瞬間狀態(tài)和發(fā)展過程,可分為。靜態(tài)模型用于分析地理現(xiàn)象及要素相互作用的格局。半靜態(tài)模型用于評價應(yīng)用目標(biāo)的變化影響。動態(tài)模型用于預(yù)測研究目標(biāo)的時空動態(tài)演變及趨勢11) )2) )3)4)5)6)二gis應(yīng)用模型的構(gòu)建準備分析數(shù)據(jù)應(yīng)用模型建模的步驟: 明確分析目的和評價準則 空間分析操作結(jié)果分析 解譯、評價結(jié)果 結(jié)果輸出2應(yīng)用模型的構(gòu)建途徑空間數(shù)據(jù)庫宏語言建立專業(yè)模型gis環(huán)境內(nèi)部的模型建造 利用gis軌件的宏語言,將 其
3、模型部件進行有機組合gis環(huán)境外部的模型建造 自行開發(fā)或用其它系統(tǒng)的 軟件構(gòu)造,gis用于空間數(shù) 據(jù)操作(i/o)(3)混合型模型建造結(jié)合上述兩種方法.盡可能利用gis提 供的功能,又具有外部建模的靈活性應(yīng)用模型建模的方法制圖建模(b)多過及怏理,可視化的gis建模輔助工具;model edit yirr rindw kelp二1)啟動arctoolbox;引昌港 蟹3|:|:|。心值 到,2)右鍵單擊toolbox,選 擇new toolbox,生成 toolboxl3)右鍵單擊toolboxl, 在new中選擇model,則 生成model;王筋拓海澳舐三真一 一;三、土地適宜性模型l目的
4、:找出適宜種植的可用林地2 .標(biāo)準:在道路沿線300英尺范圍內(nèi)不能種植在河流沿線500英尺范圍內(nèi)不能種植3 .準備進行分析的數(shù)據(jù), 道路圖 河流圖 森林覆蓋圖三、土地適宜性模型三、土地適宜性模型4 .空間操作:2 gis應(yīng)用模型舉例實例:某一單位準備建立一個養(yǎng)殖試驗室,請利用 gis空間分析方法確定適合建立養(yǎng)殖試驗室的 侯選區(qū)域.需參考的條件是,距離排水管道在 300米之內(nèi),是灌木林地(土地利用類型),且是 濕地(土壤類型).分析目的:解決養(yǎng)殖試驗室的選址問題,即確定合適的區(qū)域評價準則:土地利用類型為灌木林地;適宜開發(fā)的土壤類型為濕地;距離排水管道在300米之內(nèi)。所需數(shù)據(jù):土地利用類型圖、土壤
5、類型圖、排 水管網(wǎng)具體步驟:1將土地利用類型圖和土壤類型圖進行疊置分析(合 并分析或相交分析);2按給定距離建立距離為300米的排水管道緩沖區(qū);3利用合并后的圖層與排水管道緩沖區(qū)進行疊置分析 (裁剪分析);4 sql查詢滿足“土地利用類型=灌木林地”且“土壤 類型=濕地”的區(qū)域,所選擇的區(qū)域即為適合建立實 驗室的候選區(qū)域.實例二:某市準備建立一公園,請利用gis空間分析方 法確定適合建立公園的區(qū)域.要求該公園必須相對安 靜(離公路0. 2公里之外)且交通方便(離公路0. 8 公里之內(nèi)),公園最好依附在大小適中的天然河流上 (即河流分等級,河流分為1-3等,等級為2的河流 才適合建公園),要避免
6、沼澤地.分析目的:確定建立公園的合適區(qū)域評價準則:1)相對安靜(離公路0. 2公里之外)且交通方便(離公路 0, 8公里之內(nèi))2)依附在大小適中的天然河流上,即等級為2的河流才適 合建公園,3)公園選址要避免沼澤地,即土地利用圖中非沼澤地的適 合建公園5所需數(shù)據(jù):交通圖水系圖(帶有分級屬性的水系圖)土地利用圖具體步驟:1)對交通圖中的公路分別建立0. 8, 0. 2公里緩沖區(qū)2)將兩緩沖區(qū)進行空間疊置(擦除分析)得到公園候選區(qū) 域zones3)通過賦屬性再分類,將土地利用圖分成沼澤地及非沼澤 地兩類(1為非沼澤地,0為沼澤地);4)合并土地利用圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界,得到 marsh
7、層;5)將marsh層和zones進行多邊形空間疊置分析(相 交分析 設(shè)裁.剪分析),得到zones內(nèi)的土地利用區(qū)域zmarsh;6)將stream層與zmarsh進行空間登置(相交分析)7)查詢輸出所選中的區(qū)域。查詢“土地利用類型工且“河流等級=2,”的區(qū)域,該區(qū)域即為公園建立的 候選地址6具體步驟(部分操作):1 )建緩沖區(qū)將交通圖層添加到新的map中,點layers的propert ies,在 general欄中的uni t設(shè)置為meters1)建緩沖區(qū)buffer fizordif,口1 f./ vmm 電 prwitily 0 slltlluci 4 cssmytooh caximi
8、mkhah 0csv” 中 i tali- 電 andyiis- fitraet- s orerluy,erettyid懷qiw,ihurueto ufag update&hrgietqy3)查詢選擇 select ion 菜單下的 select by attributes,在彈出 的對話框中輸入態(tài)詢語句如下圖圖上顯示的即為滿足條件的備選地址,即距公路0.2 0. 8km的區(qū)域(ins ide值為2表示),穿過非沼澤地 (typ#ij&99),分類級別為2的河流(class為2)實例:設(shè)某藥用植物的優(yōu)勢生長條件是:(1) 地面坡度在15。 25間、(2) 土壤為堿性 土壤。請利用gis空間分析
9、方法確定某流域交 通線兩側(cè)5 00米范圍內(nèi)的適種區(qū)域。分析目的:確定植物的適種區(qū)域評價準則:坡度在15。 25。間堿性土壤交通線兩側(cè)500米范圍內(nèi)數(shù)據(jù)源:dem;土壤分布圖;交通線圖;具體步驟:利用dem生成坡度圖,對坡度圖進行重分類,將坡度圖分為兩類(1 為15。 25 , 0為其他坡度)(2)通過賦屬性再分類,將上壤分布圖分成堿性及非堿性兩類(1為堿性, 。為非堿性)t(3)合并上壤分類圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界t(4)合并后的上壤分類圖進行矢量轉(zhuǎn)柵格*(5)建立交通線周圍500米寬的緩沖區(qū)?(6)交通線緩沖區(qū)進行矢量轉(zhuǎn)柵格(7)將1、4、6進行柵格疊加;(8)滿足“坡度=1”且“上壤
10、=1 h 緩沖區(qū)=99”的區(qū)域,即為適合植 物種植的區(qū)域.作業(yè):為了在某地建立一森林公園旅游點,需 參考一定的旅游條件,假設(shè)該旅游點須滿足 距公路、鐵路0. 5km以外10km以內(nèi),非市區(qū) (城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖),有林地(森林分布圖), 要求在行政區(qū)劃圖上選出該旅游點位置。分析目的:確定建立森林公園的區(qū)域評價準則:距公路、鐵路0. 5km以外10km以內(nèi)城鎮(zhèn)行政區(qū)劃為非市區(qū)森林分布為有林地數(shù)據(jù)源:公路及鐵路分布圖;森林分布圖;城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖;具體步驟:(1)通過賦屬性再分類,將森林分布圖分成林地及非林地兩類(1為林地,0為非林地);(2)合并森林分類圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界;(3)建立公路和
11、鐵路周圍0. 5km寬的緩沖區(qū);(4)建立公路和鐵路周圍10km寬的緩沖區(qū);(5)將城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖重新分類,生成市區(qū)、非市區(qū)兩類;(6)合并城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖屬性相同的相鄰多邊形的邊界;具體步驟:將森林分布圖與城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖進行疊置分析(合并分析 或相交分析);(8)將中疊置分析結(jié)果與中緩沖區(qū)進行疊置分析(裁剪 分析);(9)將(8)中疊置分析與(3)中緩沖區(qū)進行疊置分析(擦除分析)(10) sql查詢滿足“森林分布類型=有林地”且“城鎮(zhèn)行政區(qū) 劃類型非市區(qū)”的區(qū)域,所選擇的區(qū)域即為適合建立森 林公園的候選區(qū)域.,排水窗。米的緩沖區(qū)土地利用圖土壤圖結(jié)果 圖二 (至至0707元元 *2-2400.3
12、0死100; 哂 一瑜300:道路拓寬改建中拆遷賠償計算-要解決的問題及約束條件-計算由于道路拓寬而需拆遷的建筑而積和房產(chǎn)價值;道路拓寬改建的標(biāo)準是: 道路從原有的20米拓寬到60米; 拓寬道路應(yīng)盡量保持直線; 部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的10層以上的建筑不拆除;-所需資料現(xiàn)狀道路圖;區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖;拆遷賠償計算-空間操作-選擇擬拓寬的道路,根據(jù)拓寬半徑,建立道路的緩 沖區(qū);-將緩沖區(qū)圖與建筑物分布圖進行拓撲疊加,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;-統(tǒng)計分析-選擇落入拆遷區(qū)內(nèi)的樓層高為10層以上的建筑物, 將其排除掉,其余為拆遷建筑物;-對所需拆遷的建筑物進行拆遷指標(biāo)計算,包括建筑
13、物面積、房產(chǎn)價值。j 輔助建設(shè)項目選址需解決的問題和約束條件-需解決的問題:為一個輕度污染工廠的可能建設(shè)位置選址。約束條件:(1)地塊建設(shè)用地面積不小于10000m2 ;(2)地塊的地價不超過1萬元/rrp ;(3)地塊周圍不能有幼兒園、學(xué)校等公共設(shè)施。輔助建設(shè)項目選址所需數(shù)據(jù)全市所有地塊信息的數(shù)據(jù)層-全市公共設(shè)施的分布圖-空間分析-從地塊圖中選取所有滿足條件(1)(2)的地塊.與公共設(shè)施層數(shù)據(jù)進行拓撲疊加 對疊加的結(jié)果進行鄰域分析和特征提取,選擇出滿足 要求的地塊 將選擇的地塊及相關(guān)信息以地圖和表格形式打印輸出地學(xué)模擬模型(p216) 模擬地理過程或現(xiàn)象氣候變遷,沙漠化,土地退 化,沼澤化,
14、河道發(fā)育,壤侵蝕, 例:土壤侵蝕數(shù)值分析a確定數(shù)值模型m設(shè)計數(shù)據(jù)處理流程e輸出土壤侵蝕圖實例木材毀壞量回歸預(yù)測模型根據(jù)多年的統(tǒng)計數(shù)字和經(jīng)驗方程,本例是一個林場砍 伐木材時木材毀壞量回歸預(yù)測模型。模型的因變量有坡度,樹徑,樹高,蓄積量,樹木缺 矢量。公式如下:y = -2.490+1.670x + 0.424x2 - 0.007x3-1.120x4-5.090x5分析目的:對某林場砍伐木材時木材毀壞量進行預(yù)測。約束條件:預(yù)測公式模型數(shù)據(jù)(公式中各因子):數(shù)字高程模型(坡度),樹徑,樹高,蓄積量,樹木缺矢量具體步驟:1)提取各因子2)進行要素疊合運算(柵格運算):注意權(quán)重該模型可以表示成下面的形式
15、:因災(zāi)依(圖)字程型 數(shù)高?;貧w系數(shù)權(quán)笊圖適宜性分析模型用途:土地利用規(guī)劃方法:e確定具體的開發(fā)活動8選擇影響因子e確定各影響因子的權(quán)重及度量方法e獲取各因子取值8按適宜性模型計算各單元適宜程度的分值 國劃分適宜性等級適宜性分析模型應(yīng)用實例評價對象:玉米種植用地評價方法:基于gis的土地質(zhì)量評價評價過程a生態(tài)條件調(diào)查e確定評價對象的影響因素y利用gis生成影響因素數(shù)據(jù)舊計算各因素權(quán)重和貢獻函數(shù)值cw適宜性評級g生成適宜性等級圖發(fā)展預(yù)測模型 定量預(yù)測e利用系統(tǒng)的多目標(biāo)統(tǒng)計數(shù)據(jù),由一個或兒個變量的值 來預(yù)測或控制另一個研究變量的取值 常用數(shù)學(xué)方法:e移動平均法e指數(shù)平滑法8趨勢分析法e時間序列分析法8回歸分析法e灰色系統(tǒng)模型發(fā)展預(yù)測模型應(yīng)用實例 人n發(fā)展預(yù)測模型pf= poe(5) 預(yù)測結(jié)果表示e把預(yù)測結(jié)果與市鎮(zhèn)中心 點坐標(biāo)相聯(lián)系m繪制人口密度等值線單,1友同加吟州1兜9冬人“友腐僧山解( n.uxwim. s.1ei專家系統(tǒng) 模擬專家的推理思維過程e知識庫e推理機制用戶 基本構(gòu)成|用戶接口解釋模塊推理機知識庫知識獲取數(shù)據(jù)跖專家系統(tǒng)的基本組成gis應(yīng)用農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃中國氣象局提出
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