第四章：空間查詢、分析、表達(dá)(2)

1、2022-2-91第四章 空間查詢、分析、表達(dá)(2)22022-2-9格網(wǎng)分析（Grid Analysis）n格網(wǎng)分析是柵格數(shù)據(jù)特有的空間分析n包括：坡度、坡向、剖面、可視性、等值線、距離計(jì)算、通道選擇、日照強(qiáng)度、侵蝕與淤積、填挖方估計(jì)32022-2-9坡度、坡向分析n根據(jù)坡度、坡向的不同，對(duì)grid進(jìn)行再分類計(jì)算，得到一個(gè)新的girdn每一個(gè)單元，計(jì)算與其相鄰的個(gè)單元的之間的坡度、坡向n坡度：高程差d（單元的大?。﹏坡向：每一個(gè)單元，通過與相鄰個(gè)單元的關(guān)系，計(jì)算平均方向或最大的方向。在ArcView 中是最大方向，以方位角0360度表示坡向42022-2-9剖面n可以繪制任意方向線，得到沿該

2、線各個(gè)單元的高程（屬性）數(shù)值，將其展開，得到縱剖面n可以用在道路的選擇、坡度的估算等等。52022-2-9可視性n檢驗(yàn)?zāi)骋稽c(diǎn)對(duì)于周圍區(qū)域的可視性（在某一點(diǎn)上所能夠看到的周邊地區(qū)的范圍）n點(diǎn)、線進(jìn)行可視性分析n在城市規(guī)劃中的應(yīng)用：歷史保護(hù)建筑的視野分析、風(fēng)景區(qū)的視野分析62022-2-972022-2-9距離計(jì)算、通道選擇n成本距離分析，通過成本距離分析計(jì)算最佳的通道n直線距離：不一定是最佳的通道n成本距離：考慮了阻抗、成本n成本距離分析的應(yīng)用（上機(jī)練習(xí)10）82022-2-9成本距離分析n有障礙的旅行（坡度、額外的費(fèi)用）n運(yùn)動(dòng)的成本n累計(jì)距離n最低成本表面n最小成本路徑92022-2-9成本距

3、離的計(jì)算原理accum_cost = a1 + ( (cost_a + cost_b) / 2 ) * D accum_cost：某一單元b的累計(jì)通行成本 a1：上一個(gè)相鄰單元a的累計(jì)通行成本 cost_a：?jiǎn)卧猘的成本 cost_b：?jiǎn)卧猙的成本102022-2-9直線距離和成本距離112022-2-9日照強(qiáng)度n計(jì)算柵格數(shù)據(jù)的日照強(qiáng)度分析，可以設(shè)置光源的方位角、高度可以設(shè)置光源的方位角、高度n在ArcGIS和ArcView中，采用Hillshade計(jì)算得到日照時(shí)間的長(zhǎng)度和強(qiáng)度。n得到的柵格以日照強(qiáng)度分類（0-255）。122022-2-9等值線生成從樣本點(diǎn)推算等值線。柵格數(shù)據(jù)、不規(guī)則三角網(wǎng)T

4、IN可以自動(dòng)產(chǎn)生等值線。 132022-2-9142022-2-9填挖方計(jì)算n計(jì)算兩個(gè)柵格之間的填挖方計(jì)算，得到一個(gè)結(jié)果柵格n在ArcGIS和ArcView中，采用Cut/filln用于土方平衡計(jì)算152022-2-9空間插值（Spatial Interpolation）n空間插值是一種由點(diǎn)狀樣本產(chǎn)生柵格型數(shù)據(jù)的方法?？臻g插值既是數(shù)數(shù)據(jù)維護(hù)據(jù)維護(hù)方法，也是空間分析空間分析方法。也叫做空間內(nèi)插，或空間插入n從樣本點(diǎn)數(shù)值估算出附近網(wǎng)格點(diǎn)的值（空間插值，Spatial Interpolation），單元的大小和插入方法決定輸出的精度。n除用于地形外，還可用于自然資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各種領(lǐng)域n計(jì)算方法：l

5、距離倒數(shù)權(quán)重法l樣條函數(shù)法（Spline）l Kriging法l趨勢(shì)面法（Trend） nArcView具有常用的空間插值功能，IDW和Spline法。1.ArcGIS具有以上的IDW、Spline 、Kriging法162022-2-9172022-2-9距離倒數(shù)權(quán)重法（IDW法）nInverse Distance WeightednY=k(1/X)nn通用，簡(jiǎn)單n以距離的倒數(shù)為權(quán)重，距離越小、影響越大。n常用于地形生成。182022-2-9樣條函數(shù)法（Spline）n用樣條函數(shù)方程Spline方程擬和。n橡皮釘子nSpline 函數(shù)的表達(dá)式 為各個(gè)點(diǎn)的加權(quán)函數(shù)，由遞歸公式定義。n表面的總體

6、曲率最小。不適合于在短距離內(nèi)有較大變化的表面。 n適用于地下水位、高程、大氣污染20)(,*)(0knttKNiPitPni，)(,tKNi192022-2-9Kriging法nKriging法：點(diǎn)與點(diǎn)之間在距離、方向上存在相互影響關(guān)系，可以預(yù)先知道。需要驗(yàn)證n計(jì)算量大，取樣地點(diǎn)有限制，n用于土壤成份、地質(zhì)構(gòu)造。202022-2-9趨勢(shì)面法（Trend）n與Spline函數(shù)法相類似n區(qū)別在于采用多項(xiàng)式回歸（最小二乘法）n事物的起伏規(guī)律大致知道，適用于社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的空間連續(xù)特征。212022-2-9不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）nTIN的空間分析與柵格數(shù)據(jù)格網(wǎng)分析有許多共同之處。nTIN的空間分析：坡度

7、坡向、剖面、可視性、等值線、日照強(qiáng)度、填挖方估計(jì)等等分析。n在ArcGIS中對(duì)TIN分析得到計(jì)算結(jié)果是柵格數(shù)據(jù)Grid。n可以表示地形，也可以用于其它要素（社會(huì)、經(jīng)濟(jì)）的連續(xù)分布222022-2-9TIN的三維可視化232022-2-9242022-2-9252022-2-9專題地圖的顯示、輸出（Thematic Mapping） nGIS特點(diǎn)：用屬性控制符號(hào)，同樣的數(shù)據(jù)鼓勵(lì)產(chǎn)生不同的地圖nCAD特點(diǎn)：圖形和數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，同樣的數(shù)據(jù)防止產(chǎn)生不同的圖形n點(diǎn)：點(diǎn)狀符號(hào)分類圖，符號(hào)的大小可以隨屬性值而變化，角度隨屬性值傾斜，圓餅統(tǒng)計(jì)圖（多重屬性）。n線：線狀符號(hào)分類圖，線有方向，寬度可隨屬性值變化。n面

8、：面狀符號(hào)填充分類圖，點(diǎn)密度圖，圓餅統(tǒng)計(jì)圖。n三維表面：彩色分類圖、三維網(wǎng)狀透視圖、日照陰影圖、等值線圖262022-2-9272022-2-9n注記：字體變化、大小、旋轉(zhuǎn)、傾斜、重疊處理、動(dòng)態(tài)調(diào)整、輔助圖形n屬性注記更新方便，圖上注記顯示效果好282022-2-9專題地圖輸出n輔助元素，題目、說明、圖例、比例尺、指北針、表格、標(biāo)記、輔助線、圖框、背景。n圖例和符號(hào)、比例尺和比例、指北針和地圖旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)n交互式：直觀、靈活。n模板式：減少重復(fù)操作。n批處理：不易遺忘。292022-2-9矢量模型和柵格模型的比較矢量模型柵格模型數(shù)據(jù)量小大位置精度高低數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜簡(jiǎn)單點(diǎn)、線、面相互關(guān)系豐富缺乏多重屬性方便成組分類 數(shù)據(jù)輸入手工數(shù)字化、野外實(shí)測(cè)、掃描后處理、柵格轉(zhuǎn)換掃描、遙感、矢量轉(zhuǎn)換、空間插值數(shù)據(jù)更新局部的成片的分析功能點(diǎn)、線、面相互關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)、疊合邊界模糊的連續(xù)表面的分析、多層疊合、地圖代數(shù)投影變換容易復(fù)雜繪圖輸出精細(xì)、豐富概括的、簡(jiǎn)化的、反映連續(xù)表面的適用對(duì)象幾何形態(tài)明確、邊界確切幾何形態(tài)不明確、邊界模糊3020