地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件

第五章GIS空間分析第五章GIS空間分析1地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件2空間分析：

從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面去研究空間事物，基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)用于分析空間目標(biāo)的一系列技術(shù)處理，其目的在于提取和傳輸空間信息

(1)描述與認(rèn)知空間數(shù)據(jù)分布特征，如點(diǎn)線面的空間分異狀況；(2)解釋空間現(xiàn)象與空間模式的形成機(jī)理，如城市土地利用變化研究；(3)調(diào)控在地理空間上發(fā)生的事件，如水資源的合理配置；(4)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，如洪水的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。空間分析：3(1)基于地圖的空間圖形分析，如GIS中的緩沖區(qū)、疊加分析、數(shù)字高程模型,數(shù)字地面模型等；(2)空間動(dòng)力學(xué)分析，有城市擴(kuò)張模型(驅(qū)動(dòng)力等)、空間價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)模型(區(qū)位優(yōu)勢(shì))、空間擇位模型（中心地等）；(3)空間信息分析，是指根據(jù)數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)方法建立的模型，如空間聚類、空間自相關(guān)、回歸模型等。實(shí)際上，同一種空間分析方法和模型可以歸屬于不同的類型。例如，中心地屬于空間信息分析模型，但中心地的形成又追求服務(wù)距離最短的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，可歸屬于空間動(dòng)力學(xué)模型?？臻g分析的主要方法(1)基于地圖的空間圖形分析，如GIS中的緩沖區(qū)、疊加分析45.1地形分析5.2疊置分析5.3緩沖區(qū)分析5.4網(wǎng)絡(luò)分析地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件55.1地形分析5.1.1概況1、地形因子及意義5.1地形分析6地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件7坡度地理意義坡度地理意義8地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件92、地形分析技術(shù)的發(fā)展

2、地形分析技術(shù)的發(fā)展104、數(shù)字地面模型——DTM數(shù)字地面模型(DigitalTerrainModel,簡(jiǎn)稱DTM)，對(duì)地理空間起伏變化的連續(xù)表面的數(shù)字表示形式。一般情況下，被描述的連續(xù)表面是地形面，即高程值在地理空間上的變化，稱為數(shù)字高程模型(DEM,DigitalElevationModel)。被描述的連續(xù)表面也可以是地理空間上的地價(jià)、污染負(fù)荷量、綠化率、降雨量、氣溫、人口密度、建筑物密度等等。

5、類型基于柵格地形分析：高程矩陣(GRID)基于矢量地形分析：不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)4、數(shù)字地面模型——DTM115.1.2基于柵格地形分析：高程矩陣(GRID)1、應(yīng)用包括坡度、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)5.1.2基于柵格地形分析：高程矩陣(GRID)12(1)坡度、坡向分析根據(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gird每一個(gè)單元，計(jì)算與其相鄰的８?jìng)€(gè)單元的之間的坡度、坡向坡度：高程差／d（單元的大?。┢孪颍好恳粋€(gè)單元，通過(guò)與相鄰８?jìng)€(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0－360度表示坡向(1)坡度、坡向分析根據(jù)坡度、坡向的不同，對(duì)grid進(jìn)行再分13(2)剖面可以繪制任意方向線，得到沿該線各個(gè)單元的高程（屬性）數(shù)值，將其展開(kāi)，得到縱剖面可以用在道路的選擇、坡度的估算等等。(2)剖面可以繪制任意方向線，得到沿該線各個(gè)單元的高程（屬性14(3)可視性檢驗(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）點(diǎn)、線進(jìn)行可視性分析在城市規(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…(3)可視性檢驗(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15地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件16(4)距離計(jì)算、通道選擇成本距離分析，通過(guò)成本距離分析計(jì)算最佳的通道直線距離：不一定是最佳的通道成本距離：考慮了阻抗、成本成本距離分析的應(yīng)用(4)距離計(jì)算、通道選擇成本距離分析，通過(guò)成本距離分析計(jì)算最17(5)成本距離分析有障礙的旅行（坡度、額外的費(fèi)用）運(yùn)動(dòng)的成本累計(jì)距離最低成本表面最小成本路徑(5)成本距離分析有障礙的旅行（坡度、額外的費(fèi)用）18(6)日照強(qiáng)度計(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。得到的柵格以日照強(qiáng)度分類（0-255）。(6)日照強(qiáng)度計(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19(7)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)TIN可以自動(dòng)產(chǎn)生等值線。

(7)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)T20(8)填挖方計(jì)算計(jì)算兩個(gè)柵格之間的填挖方計(jì)算，得到一個(gè)結(jié)果柵格在ArcGIS和ArcView中，采用Cut/fill用于土方平衡計(jì)算(8)填挖方計(jì)算計(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212、生成方法

空間插值（SpatialInterpolation）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)據(jù)維護(hù)方法，也是空間分析方法。也叫做空間內(nèi)插，或空間插入從樣本點(diǎn)數(shù)值估算出附近網(wǎng)格點(diǎn)的值（空間插值，SpatialInterpolation），單元的大小和插入方法決定輸出的精度。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)域計(jì)算方法：距離倒數(shù)權(quán)重法樣條函數(shù)法（Spline）Kriging法趨勢(shì)面法（Trend）ArcView具有常用的空間插值功能，IDW和Spline法。ArcGIS具有以上的IDW、Spline、Kriging法2、生成方法

空間插值（SpatialInterpolat22（1）距離倒數(shù)權(quán)重法（IDW法）InverseDistanceWeightedY=k(1/X)n通用，簡(jiǎn)單以距離的倒數(shù)為權(quán)重，距離越小、影響越大。常用與地形生成。（1）距離倒數(shù)權(quán)重法（IDW法）InverseDistan23（2）樣條函數(shù)法（Spline）用樣條函數(shù)方程Spline方程擬和。橡皮＋釘子Spline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。表面的總體曲率最小。不適合于在短距離內(nèi)有較大變化的表面。適用于地下水位、高程、大氣污染（2）樣條函數(shù)法（Spline）用樣條函數(shù)方程Spline方24（3）Kriging法Kriging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)先知道計(jì)算量大，取樣地點(diǎn)有限制，用于土壤成份、地質(zhì)構(gòu)造。（3）Kriging法Kriging法：點(diǎn)與點(diǎn)之間在距離、方25（4）趨勢(shì)面法（Trend）與Spline函數(shù)法相類似區(qū)別在于采用與多項(xiàng)式回歸（最小二乘法）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。（4）趨勢(shì)面法（Trend）與Spline函數(shù)法相類似265.1.3基于矢量地形分析：不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）用離散的點(diǎn)，組成相鄰的三角形，使用多個(gè)小的三角平面來(lái)模擬連續(xù)的表面。劃分三角形的原理：Delaunay三角網(wǎng)，最小角最大，最大限度地保證網(wǎng)中三角形滿足近似等邊（角）性，避免過(guò)于狹長(zhǎng)和尖銳的三角形的出現(xiàn)

不規(guī)則三角網(wǎng)模型（TIN）5.1.3基于矢量地形分析：不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）用離散的點(diǎn)27地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件28TIN的空間分析與柵格數(shù)據(jù)格網(wǎng)分析有許多共同之處。TIN的空間分析：坡度坡向、剖面、可視性、等值線、日照強(qiáng)度、填挖方估計(jì)等等分析。在ArcGIS中對(duì)TIN分析得到計(jì)算結(jié)果是柵格數(shù)據(jù)Grid?？梢员硎镜匦危部梢杂糜谄渌兀ㄉ鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)）的連續(xù)分布TIN的空間分析與柵格數(shù)據(jù)格網(wǎng)分析有許多共同之處。29TIN的三維可視化TIN的三維可視化30地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件315.1.4DEM應(yīng)用與評(píng)價(jià)

1、應(yīng)用地形圖－景觀描述，地形如坡度、方向等的屬性。市政工程－土木工程、建筑和道路規(guī)化。規(guī)劃－視覺(jué)影響分析、建筑以及其它物體的定位。測(cè)深學(xué)/水道學(xué)－近岸建筑物的設(shè)計(jì)，小比例尺圖表采礦工程－亞表面模擬和抽取規(guī)劃。地質(zhì)學(xué)上的模型－亞表面模型，斷層模型。地貌學(xué)－地形比較，侵蝕和流量模型，河流網(wǎng)絡(luò)。找到排水盆地和分水嶺，排水網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)河。水文學(xué)的函數(shù)模擬。模擬－現(xiàn)實(shí)表面的可視性和其它目的規(guī)劃的卡通制作。軍事上的應(yīng)用－導(dǎo)彈導(dǎo)航，戰(zhàn)地計(jì)化。5.1.4DEM應(yīng)用與評(píng)價(jià)

1、應(yīng)用地形圖－景觀描述，地形32由于在計(jì)算機(jī)中處理矩陣比較方便，所以在以柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的GIS中，采用高程矩陣比較普遍。例如美國(guó)和英國(guó)都采用高程矩陣從1:25萬(wàn)地形圖上生產(chǎn)了全國(guó)的高程矩陣。此外，高程矩陣還有利于計(jì)算等高線、坡度、坡向等。但是，高程矩陣方法得到的是原始采樣點(diǎn)的派生值，在內(nèi)插過(guò)程中將損失高程精度，并且采樣工作量較大；同時(shí)還存在數(shù)據(jù)冗余與精度不足的矛盾。例如，如果采用統(tǒng)一的格網(wǎng)分辨率采樣，地形簡(jiǎn)單地區(qū)數(shù)據(jù)冗余而復(fù)雜地形地區(qū)數(shù)據(jù)精度不夠。盡管目前可采用可變格網(wǎng)分辨率采樣，但仍存在數(shù)據(jù)冗余。2、DEM的評(píng)價(jià)由于在計(jì)算機(jī)中處理矩陣比較方便，所以在以柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的333、例3、例34地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件35地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件365.1.5案例操作：地形分析1、內(nèi)容DEM的建立

。面積量算、坡度和坡向提取及剖面線繪制。挖方和填方表達(dá)。三維顯示2、目的了解和掌握數(shù)字高程模型的建立及常用地形分析的基本操作方法3、DEM建立主要步驟4、面積量算、坡度和坡向提取以及剖面線制作步驟5、挖方和填方表達(dá)步驟6、三維顯示步驟5.1.5案例操作：地形分析1、內(nèi)容375.2疊置分析:overlay大部分GIS軟件以分層的方式組織地理景觀，將地理景觀按主題分層提取，同一地區(qū)的整個(gè)數(shù)據(jù)層集表達(dá)了該地區(qū)地理景觀的內(nèi)容。每個(gè)主題層可以用矢量結(jié)構(gòu)的點(diǎn)線面圖層文件表達(dá)，也可以用柵格結(jié)構(gòu)的圖層文件進(jìn)行表達(dá)。疊置分析是GIS最常用的提取空間隱含信息的手段之一。該方法來(lái)源于傳統(tǒng)的透明材料疊加。既將來(lái)自不同數(shù)據(jù)源的圖紙繪于透明紙上，在透光桌上將其疊放在一起，然后用筆勾出感興趣的部分。5.2疊置分析:overlay大部分GIS軟件以分層的方式38疊置分析是將兩層或多層地圖要素進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新要素層的操作，其結(jié)果將原來(lái)要素分割成新的要素，新要素綜合了原來(lái)兩層或多層要素所具有的屬性。也就是說(shuō)，疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，還將輸入數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來(lái)產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。疊置分析是對(duì)新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶需要的結(jié)果或回答用戶提出的問(wèn)題。

疊置分析是將兩層或多層地圖要素進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新要素層的操作395.2.1基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析1、單層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的分析----空間變換之一空間變換：對(duì)原始圖層及其屬性進(jìn)行一系列的邏輯或代數(shù)運(yùn)算，以產(chǎn)生新的具有特殊意義的地理圖層及其屬性的過(guò)程。（1）布爾邏輯運(yùn)算用布爾邏輯運(yùn)算組合更多的屬性作為檢索條件，以進(jìn)行更復(fù)雜的邏輯選擇運(yùn)算。（2）重分類重分類是將屬性數(shù)據(jù)的類別合并或轉(zhuǎn)換成新類。即對(duì)原來(lái)數(shù)據(jù)中的多種屬性類型，按照一定的原則進(jìn)行重新分類，以利于分析。在多數(shù)情況下，重分類都是將復(fù)雜的類型合并成簡(jiǎn)單的類型。例如，可以將各種土壤類型重分類為水面和陸地兩種類型。在重分類策略下，屬性代換，并去掉公共邊。

5.2.1基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析1、單層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的分析--40（3）

濾波運(yùn)算濾波運(yùn)算可將破碎的地物合并和光滑化，以顯示總的狀態(tài)和趨勢(shì)，也可以通過(guò)邊緣增強(qiáng)和提取，獲取區(qū)域的邊界。（4）特征參數(shù)計(jì)算即對(duì)柵格數(shù)據(jù)計(jì)算區(qū)域的周長(zhǎng)、面積、重心等，以及線的長(zhǎng)度、點(diǎn)的坐標(biāo)等。在柵數(shù)數(shù)據(jù)上量算面積有其獨(dú)特的方便之處，只要對(duì)柵格進(jìn)行計(jì)數(shù)，再乘以柵格的單位面積即可。在柵格數(shù)據(jù)中計(jì)算距離時(shí)，距離有不同意義：

四方向距離是通過(guò)水平或垂直的相鄰像元來(lái)定義路徑的；

八方向距離是根據(jù)每個(gè)像元的八個(gè)相鄰像元來(lái)定義的；

在計(jì)算歐幾里德距離時(shí)，需將連續(xù)的柵格線離散化，再用歐幾里德距離公式計(jì)算。

例：四方向距離計(jì)算的距離為6，用八方向計(jì)算的距離為

（5）相似運(yùn)算-----匹配識(shí)別相似運(yùn)算是指按某種相似性度量來(lái)搜索與給定物體相似的其它物體的運(yùn)算。（3）濾波運(yùn)算例：四方向距離計(jì)算的距離為6，（5）相似運(yùn)算412、多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置分析A，B，C等表示各層上的屬性值，f函數(shù)取決于疊置的要求。U＝f(A,B,C,……)（1）單點(diǎn)變換：1）概念：

只將對(duì)應(yīng)柵格單元的屬性作某種運(yùn)算（加、減、乘、除、三角函數(shù)、邏輯運(yùn)算等）得到新圖層屬性，而不受其鄰近點(diǎn)的屬性值的影響。2）算法原理：3）實(shí)際應(yīng)用：2、多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置分析A，B，C等表示各層上的屬性值，42

新屬性的值不僅與對(duì)應(yīng)的原屬性值相關(guān)，而且與原屬性值所在的區(qū)域的長(zhǎng)度、面積、形狀等特性相關(guān)。

如輸出面積大于x的圖班

（3）鄰域變換

計(jì)算新圖層屬性時(shí)，不僅考慮原始圖上對(duì)應(yīng)柵格本身的值，還需考慮該圖元鄰域關(guān)聯(lián)的其他圖元值的影響。

如面元分布圖，生成面元邊界圖時(shí)，判斷是否為邊界點(diǎn)，需判斷本身為面屬性，且其鄰域包含背景屬性（四、八鄰域。柵格疊置的作用：1）類型疊置，獲取新的類型。2）數(shù)量統(tǒng)計(jì):即計(jì)算某一區(qū)域內(nèi)的類型和面積。3）動(dòng)態(tài)分析:4）益本分析:

5）幾何提取:（2）區(qū)域變換新屬性的值不僅與對(duì)應(yīng)的原屬性值相關(guān)，而且435.2.2基于矢量數(shù)據(jù)的疊置分析1、內(nèi)容1）點(diǎn)與多邊形的疊置點(diǎn)層與面層的疊置核心算法為判斷點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)。2）線與多邊形的疊置線與多邊形的疊置是把一幅圖(或一個(gè)數(shù)據(jù)層)中的多邊形的特征加到另一幅圖(或另一個(gè)數(shù)據(jù)層)的線上。線與多邊形疊置的算法就是線的多邊形裁剪。3）多邊形與多邊形的疊置

5.2.2基于矢量數(shù)據(jù)的疊置分析1、內(nèi)容線與多邊形的疊置是441）定義：

是指不同圖幅或不同圖層多邊形要素之間的疊置，根據(jù)兩組多邊形邊界的交點(diǎn)來(lái)建立具有多重屬性的多邊形（合成疊置）或進(jìn)行多邊形范圍內(nèi)的屬性特性的統(tǒng)計(jì)分析（統(tǒng)計(jì)疊置）。合成疊置需要進(jìn)行屬性合并。方法可用加、減、乘、除，也可取平均值、最大最小值，或取邏輯運(yùn)算的結(jié)果等。統(tǒng)計(jì)疊置是確定一個(gè)多邊形中含有其它多邊形的屬性類型的面積等，即把其它圖上的多邊形的屬性信息提取到本多邊形中來(lái)。2）應(yīng)用：尋求和確定同時(shí)具有幾種屬性的分布區(qū)域。例如，土壤類型圖（1，2）與城市功能分區(qū)圖（a,b）疊置，可得出土壤與分區(qū)合成圖，也可得出新屬性統(tǒng)計(jì)表（屬性面積）。2、多邊形與多邊形的疊置1）定義：2、多邊形與多邊形的疊置45矢量與矢量疊合適合要求精確、相對(duì)簡(jiǎn)單的事物點(diǎn)——面：公共設(shè)施的分布（和空間關(guān)系查詢類似）線——面：道路網(wǎng)密度計(jì)算、停水停電范圍分析面——面：用地適宜性評(píng)價(jià)矢量疊合練習(xí)：洪水淹沒(méi)、公園服務(wù)水平、道路網(wǎng)密度計(jì)算矢量與矢量疊合適合要求精確、相對(duì)簡(jiǎn)單的事物46a）對(duì)原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓?fù)潢P(guān)系。b)多層多邊形數(shù)據(jù)的空間疊置，形成新層。c）對(duì)新層中的多邊形重建拓?fù)?。d）刪除多余多邊形（或處理意義多邊形）提取感興趣的部分。4)難點(diǎn)a）疊置后會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)用戶無(wú)關(guān)的多邊形，在用戶做提取前仍需建拓?fù)洌ぷ髁看?。且新層的多邊形?shù)目不僅與原多邊形數(shù)目有關(guān)，還與其復(fù)雜程度有關(guān)，越復(fù)雜，多邊形數(shù)目越多。b）由于疊置的多邊形往往是不同類型或不同比例尺的地圖，在疊置時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一系列無(wú)意義的多邊形，即產(chǎn)生多邊形疊置的位置誤差，需要進(jìn)行處理。c）建新多邊形拓?fù)浜投噙呅闻c新屬性的連接，工作量大。3）實(shí)施步驟a）對(duì)原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓?fù)潢P(guān)系。4)難點(diǎn)3）實(shí)施步驟475.2.3操作1、內(nèi)容圖層疊加分析。屬性計(jì)算、分析適宜性分析2、目的掌握?qǐng)D層的疊加并對(duì)疊加后的圖層進(jìn)行分析，能在實(shí)際中解決問(wèn)題3、圖層疊加分析為計(jì)算洪水淹沒(méi)區(qū)域，假設(shè)該問(wèn)題只與地形高程和土地利用有關(guān)，再假設(shè)地形高程值大于

500米

的范圍不受洪水淹沒(méi)，由高程多邊形的最大高程屬性決定；土地利用為住宅用地的考慮對(duì)象，地塊多邊形的土地利用屬性（Landuse＝R*的住宅用地）決定。步驟：（1）加載地學(xué)處理模塊（Geoprocessing）。（2）加載數(shù)據(jù)。（3）選擇“View/Geoprocessing”命令，在“Geoprocessing”對(duì)話框中選中"UnionTwoTheme"按鈕完成疊加。（4）打開(kāi)工具欄的屬性表，利用查詢語(yǔ)句，可以查出被洪水淹沒(méi)的區(qū)域。5.2.3操作1、內(nèi)容484、屬性計(jì)算、分析利用現(xiàn)有的屬性數(shù)據(jù)，建立和計(jì)算新字段。Wp.shp屬性表中字段Area（面積）是用平方米度量的，實(shí)驗(yàn)者要把面積度量單位轉(zhuǎn)化成英畝；主要是屬性的計(jì)算和分析及屬性表格的關(guān)聯(lián)和鏈接等。步驟：（1）加載數(shù)據(jù)，并打開(kāi)其屬性表成編輯狀態(tài)。（2）選擇"Table/Starting"命令，開(kāi)始編輯。（3）選擇"Filed/Calculation"命令，對(duì)選定字段進(jìn)行表達(dá)式計(jì)算。（4）選擇"Table/Stoping"命令停止編輯，保存編輯結(jié)果。（5）激活項(xiàng)目視窗，選擇Table/Add命令，弄清源表和目標(biāo)表。（6）選擇"Table/Link"命令，使用ID碼聯(lián)接兩個(gè)表。地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件495、適宜性分析用指定指標(biāo)選擇尋找一個(gè)新的大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室的適宜地點(diǎn)：要求條件如下：首選土地利用為灌木林地（如Landuse.shp中的Lucode=300）。選擇適宜開(kāi)發(fā)的土壤類型（如Soils.shp中的Suit>=2）。地點(diǎn)必須離下水道管線300米范圍之內(nèi)。步驟：1)土地實(shí)驗(yàn)需求的緩沖分析（1）選中地學(xué)處理（Geoprocessing）模塊。（2）加載數(shù)據(jù)，并設(shè)置地圖單位和距離單位。（3）選擇"Theme/CreateBuffers"命令創(chuàng)建緩沖區(qū)，完成緩沖分析。2）土地適宜性疊加分析（1）選中地學(xué)處理（Geoprocessing）模塊。（2）加載數(shù)據(jù)，并設(shè)置地圖單位和距離單位。（3）選擇"View/Geoprocessing"命令，在"Geoprocessing"對(duì)話框中選中"IntersectTwoTheme"，完成疊加分析。3）土地適宜性查詢分析打開(kāi)屬性表，在字段定義框中設(shè)置字段并賦值完成查詢。4）AvenueScript在土地適宜性分析中的應(yīng)用（1）選擇"Edit/DeleteField"命令，把表格中多余的周長(zhǎng)和面積刪除。（2）選擇"Help/HelpTopic"命令，查找宏語(yǔ)言的源代碼。復(fù)制，粘貼。（3）運(yùn)行腳本文件。（4）選擇"Field/Staticstic"命令，對(duì)符合條件的查詢。（5）選擇"View/Geoprocessing"命令，在"Geoprocessing"對(duì)話框中選中"DissolveFeaturesBasedonAnArribute"，進(jìn)行疊加分析。5、適宜性分析505.3緩沖區(qū)分析1、緩沖區(qū)及其作用

緩沖區(qū)是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍，具體指在點(diǎn)、線、面實(shí)體的周圍，自動(dòng)建立的一定寬度的多邊形。數(shù)學(xué)表達(dá)為：

其中,R為

緩沖寬度，或緩沖半徑。作用：緩沖區(qū)分析是GIS的基本空間操作功能之一，一般應(yīng)用于求地理實(shí)體的影響范圍，即鄰近度問(wèn)題。如道路噪聲影響范圍就是沿道路建一定寬度的緩沖區(qū)，車流量決定緩沖區(qū)半徑。如某地區(qū)有危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)，要分析一旦倉(cāng)庫(kù)爆炸所涉及的范圍，這就需要進(jìn)行點(diǎn)緩沖區(qū)分析等等。

5.3緩沖區(qū)分析1、緩沖區(qū)及其作用緩沖區(qū)是地理空間目512、基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的建立1、線的重采樣，對(duì)線進(jìn)行化簡(jiǎn)，以加快緩沖區(qū)建立的速度。----線的矢量數(shù)據(jù)壓縮算法。2、建立線緩沖區(qū)，在線的兩邊按一定的距離（緩沖距）繪平行線，并在線的端點(diǎn)處繪半圓，連成緩沖區(qū)多邊形。3、重疊處理：對(duì)緩沖區(qū)邊界求交，并判斷每個(gè)交點(diǎn)是出點(diǎn)還是入點(diǎn)，以決定交點(diǎn)之間的線段保留或刪除。這樣就可得到島狀的緩沖區(qū)。點(diǎn)的緩沖區(qū)面的緩沖線的緩沖區(qū)以線狀地物為例：多個(gè)實(shí)體的緩沖區(qū)，各實(shí)體緩沖區(qū)的并，半徑可以不同

2、基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的建立1、線的重采樣，對(duì)線進(jìn)行化簡(jiǎn)，523、基于柵格的緩沖區(qū)建立算法比較簡(jiǎn)單，核心問(wèn)題是距離變換。柵格數(shù)據(jù)距離變換提取一定寬度的多邊形緩沖區(qū)3、基于柵格的緩沖區(qū)建立算法比較簡(jiǎn)單，核心問(wèn)題是距離變換。53Buffer分析在城市規(guī)劃中的應(yīng)用：洪水淹沒(méi)區(qū)、歷史建筑保護(hù)區(qū)、噪聲范圍…Buffer分析在城市規(guī)劃中的應(yīng)用：洪水淹沒(méi)區(qū)、歷史建筑保護(hù)54地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件554、操作根據(jù)地理對(duì)象點(diǎn)、線和面的空間特性，自動(dòng)建立對(duì)象周圍一定距離的區(qū)域范圍（緩沖區(qū)域），綜合分析某地理要素（主體）對(duì)鄰近對(duì)象的影響程度和影響范圍。（1）利用ArcView進(jìn)行緩沖區(qū)分析假設(shè)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，沿著鐵路的兩側(cè)20米、40米范圍內(nèi)，進(jìn)行環(huán)境整治、植樹，要求提供專題地圖步驟：1）加載數(shù)據(jù)，并設(shè)置地圖單位和距離單位都為"米"。2）激活鐵路專題，選擇"Theme/CreateBuffers"命令。3）利用創(chuàng)建緩沖區(qū)對(duì)話框，針對(duì)專題要素作緩沖分析。4）選擇"Field/Calculation"命令，在字段計(jì)算器中完成字段計(jì)算。（2）利用MapInfo進(jìn)行查詢和緩沖區(qū)分析是查找最近的消防站和從城市任何地點(diǎn)到消防站的最快途徑。旅行時(shí)間的估算考慮鏈路阻抗、轉(zhuǎn)彎阻抗和單行道1）加載"NetworkAnalyst"模塊，加載數(shù)據(jù)并設(shè)置地圖單位和距離單位。2）激活街道，選擇"Network/FindClosestFacility"命令，單擊Properties設(shè)置成本字段。3）確定某一地點(diǎn)。4）查找到最近的設(shè)施和最短路徑。5）激活fac1，打開(kāi)屬性表，讀取總成本4、操作根據(jù)地理對(duì)象點(diǎn)、線和面的空間特性，（1）利用ArcV561、概念網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)是圖論和運(yùn)籌學(xué)。

5.4

網(wǎng)絡(luò)分析1、概念網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)是圖論和運(yùn)籌學(xué)。5.4網(wǎng)絡(luò)分析572、網(wǎng)絡(luò)的組成（1）網(wǎng)絡(luò)：是一系列聯(lián)結(jié)的弧段，形式物質(zhì)，信息流通的通道。（2）網(wǎng)絡(luò)基本要素：1）結(jié)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點(diǎn)。2）鏈，連通路線，連結(jié)兩點(diǎn)的段要素，是資源運(yùn)移的通道。結(jié)點(diǎn)站點(diǎn)3）轉(zhuǎn)彎：在連通路線相連的結(jié)點(diǎn)處，資源運(yùn)移方向可能轉(zhuǎn)變，從一條鏈上經(jīng)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向另一條鏈。4）?？奎c(diǎn)（站點(diǎn)）：網(wǎng)絡(luò)中資源的上、下結(jié)點(diǎn)。5）中心：收發(fā)資源的結(jié)點(diǎn)處的設(shè)施，如河流網(wǎng)絡(luò)中的水庫(kù)，公共汽車停車場(chǎng)。6）障礙：資源不能通過(guò)的結(jié)點(diǎn)。（3）屬性1）阻礙：資源在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的阻力。2）資源需求量：網(wǎng)絡(luò)中與弧段和?？奎c(diǎn)相聯(lián)系資源的數(shù)量，如某條街所住的學(xué)生數(shù)。3）資源容量：網(wǎng)絡(luò)中心為弧段的需求能容納或提供的資源總數(shù)量，如接收的學(xué)生總數(shù)。2、網(wǎng)絡(luò)的組成（1）網(wǎng)絡(luò)：是一系列聯(lián)結(jié)的弧段，形式物質(zhì)，信58（4）網(wǎng)絡(luò)要素的表示1）鏈弧4255352)轉(zhuǎn)彎：M條弧相連共有轉(zhuǎn)彎個(gè)數(shù)N：34L1L2L3停靠點(diǎn)（4）網(wǎng)絡(luò)要素的表示1）鏈弧4255352)轉(zhuǎn)彎：593）?？奎c(diǎn)、中心的屬性停靠點(diǎn)：直接在相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)上附上需求量屬性，負(fù)為下卸，正值為裝載，中心：資源最大容量、服務(wù)范圍和服務(wù)延遲數(shù)（在其它中心達(dá)到某個(gè)數(shù)量時(shí)才提供服務(wù)）。學(xué)校3）停靠點(diǎn)、中心的屬性?？奎c(diǎn)：直接在相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)上附上需求量屬603、網(wǎng)絡(luò)分析（一）路徑分析（1）最短路徑分析含義：在網(wǎng)絡(luò)中從起點(diǎn)經(jīng)一系列特定的結(jié)點(diǎn)至終點(diǎn)的資源運(yùn)移的最佳路線，即阻力最小的路徑。（2）路徑分析包括：1）靜態(tài)求最佳路徑：在給定每條鏈上的屬性后，求最佳路徑。一般分析從p1到p2共有n條路徑，計(jì)算各路徑上的權(quán)數(shù)之和，取最小者為最佳路徑。2）N條最佳路徑給定起點(diǎn)、終點(diǎn)，求代價(jià)最小的N條路徑，事實(shí)上，理論上只有一條，實(shí)際上需選擇N條近似最佳路徑。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)的中間點(diǎn)、鏈，求最短或耗費(fèi)最小路徑。4）動(dòng)態(tài)最佳路徑分析實(shí)際中權(quán)數(shù)可能是變化的，可能會(huì)臨時(shí)產(chǎn)生一些障礙點(diǎn)，要?jiǎng)討B(tài)計(jì)算最佳路徑。（3）核心算法求兩點(diǎn)間的權(quán)數(shù)最小路徑，常用的算法是Dijkstra。3、網(wǎng)絡(luò)分析（一）路徑分析61（二）連通分析---最小生成樹（1）含義：連通圖：如果一個(gè)圖中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都存在一條路。樹：若一個(gè)連通圖中不存在任何回路，則稱為樹。最小生成樹：生成樹是圖的極小連通子圖。生成樹T的權(quán)數(shù)：設(shè)T為圖G的一個(gè)生成樹，若把T中各邊的權(quán)數(shù)相加，則這個(gè)和數(shù)稱為生成樹T的權(quán)數(shù)。在G的所有生成樹中，權(quán)數(shù)最小的生成樹稱為G的最小生成樹。（2）應(yīng)用：類似在n個(gè)城市間建立通信線路這樣的連通分析問(wèn)題。圖的頂點(diǎn)表示城市，邊表示兩城市間的線路，邊上所賦的權(quán)值表示代價(jià)。對(duì)n個(gè)頂點(diǎn)的圖可以建立許多生成樹，每一棵樹可以是一個(gè)通信網(wǎng)。若要使通信網(wǎng)的造價(jià)最低，就需要構(gòu)造圖的最小生成樹。126543161118656（二）連通分析---最小生成樹（1）含義：1265431662（3）構(gòu)造最小生成樹的依據(jù)有兩條

（4）算法（Kruskal，克羅斯克爾算法，也叫“避圈”法）設(shè)圖G是由m個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的連通賦權(quán)圖，則構(gòu)造最小生成樹的步驟如下：1）先把圖G中的各邊按權(quán)數(shù)從小到大重新排列，并取權(quán)數(shù)最小的一條邊為T中的邊。2）在剩下的邊中，按順序取下一條邊。若該邊與T中已有的邊構(gòu)成回路，則舍去該邊，否則選進(jìn)T中。3）重復(fù)2），直到有m-1條邊被選進(jìn)T中，這m-1條邊就是G的。1）在網(wǎng)中選擇n－1條邊連接網(wǎng)的n個(gè)頂點(diǎn)；2）盡可能選取權(quán)值為最小的邊。1265431619332111141865612654316111865612654316111856賦權(quán)圖最小生成樹之一最小生成樹之二（3）構(gòu)造最小生成樹的依據(jù)有兩條1）在網(wǎng)中選擇n－1條邊連63（三）資源分配—定位與分配問(wèn)題（1）含義：

定位與分配模型是根據(jù)需求點(diǎn)的空間分布，在一些候選點(diǎn)中選擇給定數(shù)量的供應(yīng)點(diǎn)以使預(yù)定的目標(biāo)方程達(dá)到最佳結(jié)果。---最佳分配中心，最優(yōu)配置。包括：定位問(wèn)題是指已知需求源的分布，確定在哪里布設(shè)供應(yīng)點(diǎn)最合適的問(wèn)題；分配問(wèn)題是確定這些需求源分別受哪個(gè)供應(yīng)點(diǎn)服務(wù)的問(wèn)題。（2）算法在運(yùn)籌學(xué)的理論中，定位與分配模型?？捎镁€性規(guī)劃求得全局性的最佳結(jié)果。由于其計(jì)算量以及內(nèi)存需求巨大，所以在實(shí)際應(yīng)用中常用一些啟發(fā)式算法來(lái)逼近或求得最佳結(jié)果。如P—中心的定位分配問(wèn)題：在m個(gè)候選點(diǎn)中選擇P個(gè)供應(yīng)點(diǎn)為n個(gè)需求點(diǎn)服務(wù)，使得為這幾個(gè)需求點(diǎn)服務(wù)的總距離(或時(shí)間或費(fèi)用)為最少。（3）應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用中，選擇供應(yīng)點(diǎn)時(shí)，并不只是要使總的加權(quán)距離為最小，有時(shí)需要使總的服務(wù)范圍為最大，有時(shí)又限定服務(wù)的最大距離不能超過(guò)一定的值，因此僅僅是P中心模型不足以解決更多的實(shí)際問(wèn)題，需要進(jìn)行修改、擴(kuò)充。（三）資源分配—定位與分配問(wèn)題（1）含義：定位問(wèn)題是指已知64（四）流分析（1）概念：1）流：資源在結(jié)點(diǎn)間的傳輸。2）流分析：按照某種優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)（時(shí)間最少、費(fèi)用最低、路程最短或運(yùn)送量最大等）設(shè)計(jì)資源的運(yùn)送方案。3）最小費(fèi)用最大流量：不僅要考慮使網(wǎng)絡(luò)上的流量最大，而且要使運(yùn)送流的費(fèi)用或代價(jià)最小。（2）為了實(shí)施流分析，就要根據(jù)最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的不同擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)模型例如：把結(jié)點(diǎn)分為發(fā)貨中心和收貨中心，分別代表資源運(yùn)送的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)。這時(shí)發(fā)貨中心的容量代表待運(yùn)送資源量，收貨中心的容量代表它所需要的資源量?；《蔚南嚓P(guān)數(shù)據(jù)也要擴(kuò)充，如果最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)送量最大，需要設(shè)定邊的傳輸能力；若是費(fèi)用最低，則要設(shè)定邊的傳輸費(fèi)用等。（3）計(jì)算：網(wǎng)絡(luò)流理論是它的計(jì)算基礎(chǔ)。

（四）流分析（1）概念：654、利用ArcView進(jìn)行最短距離（查找最近設(shè)施）分析（1）內(nèi)容：是查找最近的消防站和從莫斯科市任何地點(diǎn)到消防站的最快途徑。旅行時(shí)間的估算考慮鏈路阻抗、轉(zhuǎn)彎阻抗和單行道。（2）目的：通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，能掌握網(wǎng)絡(luò)分析模塊的應(yīng)用。并為現(xiàn)實(shí)生活提供了決策的支持。（3）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：1）加載"NetworkAnalyst"模塊，加載數(shù)據(jù)并設(shè)置地圖單位和距離單位。2）激活街道，選擇"Network/FindClosestFacility"命令，單擊Properties設(shè)置成本字段。3）確定某一地點(diǎn)。4）查找到最近的設(shè)施和最短路徑。5）激活fac1，打開(kāi)屬性表，讀取總成本。4、利用ArcView進(jìn)行最短距離（查找最近設(shè)施）分析（1）665、利用ArcView進(jìn)行最佳路徑分析（1）內(nèi)容：試查找兩個(gè)城市之間的最佳（最短）路徑，以英里或分鐘表示。計(jì)算旅行時(shí)間的時(shí)速限制為65mi/h。旅行時(shí)間只考慮鏈路阻抗。（2）目的：本習(xí)作的目的是通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，能掌握網(wǎng)絡(luò)分析模塊的應(yīng)用及最佳路徑的計(jì)算，為具體應(yīng)用提供了決策的支持。（3）步驟：1）加載"NetworkAnalyst"模塊，加載數(shù)據(jù)，并設(shè)置地圖單位和距離單位。2）選擇兩個(gè)城市，如"City_Name"為"Helena和Raleigh"，或者選擇多個(gè)。3）激活公路專題，選擇"Network/FindBestRoute"命令，并設(shè)置成本字段。4）加載站點(diǎn)。5）計(jì)算最佳路徑和全程距離。5、利用ArcView進(jìn)行最佳路徑分析676、利用ArcView救災(zāi)應(yīng)急（查找服務(wù)范圍）服務(wù)（1）內(nèi)容：練習(xí)網(wǎng)絡(luò)分析模塊的應(yīng)用，查找消防站的服務(wù)范圍，估算莫斯科兩個(gè)消防站的效率并對(duì)其進(jìn)行分析。（2）目的：目的是了解網(wǎng)絡(luò)分析中查找服務(wù)范圍的操作及應(yīng)用，為現(xiàn)實(shí)生活提供了決策支持。（3）步驟“1）加載"NetworkAnalyst"模塊，加載數(shù)據(jù)并設(shè)置地圖單位和距離單位。2）激活街道圖層，選擇"Network/FindServeArea"命令，回答問(wèn)題定義對(duì)話框。3）加載站點(diǎn)，選擇"TravelfromSite/LoadSites"命令。4）輸入響應(yīng)時(shí)間，完成在響應(yīng)時(shí)間的地區(qū)為服務(wù)范圍。5）單擊"Slove

NetworkProblem"按鈕即可實(shí)現(xiàn)。

6、利用ArcView救災(zāi)應(yīng)急（查找服務(wù)范圍）服務(wù)681、考核1：論文結(jié)合GIS課程學(xué)習(xí),選相關(guān)方面進(jìn)行論文寫作A4,題目+姓名+摘要+關(guān)鍵詞+提綱清晰+正文小四+參考文獻(xiàn)寫作規(guī)范+自己綜合歸納1、考核1：論文692、考核2課堂考試：開(kāi)卷準(zhǔn)備資料:PPT+ArcView教程2、考核270第五章GIS空間分析第五章GIS空間分析71地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件72空間分析：

從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面去研究空間事物，基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)用于分析空間目標(biāo)的一系列技術(shù)處理，其目的在于提取和傳輸空間信息

(1)描述與認(rèn)知空間數(shù)據(jù)分布特征，如點(diǎn)線面的空間分異狀況；(2)解釋空間現(xiàn)象與空間模式的形成機(jī)理，如城市土地利用變化研究；(3)調(diào)控在地理空間上發(fā)生的事件，如水資源的合理配置；(4)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，如洪水的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)?？臻g分析：73(1)基于地圖的空間圖形分析，如GIS中的緩沖區(qū)、疊加分析、數(shù)字高程模型,數(shù)字地面模型等；(2)空間動(dòng)力學(xué)分析，有城市擴(kuò)張模型(驅(qū)動(dòng)力等)、空間價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)模型(區(qū)位優(yōu)勢(shì))、空間擇位模型（中心地等）；(3)空間信息分析，是指根據(jù)數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)方法建立的模型，如空間聚類、空間自相關(guān)、回歸模型等。實(shí)際上，同一種空間分析方法和模型可以歸屬于不同的類型。例如，中心地屬于空間信息分析模型，但中心地的形成又追求服務(wù)距離最短的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，可歸屬于空間動(dòng)力學(xué)模型?？臻g分析的主要方法(1)基于地圖的空間圖形分析，如GIS中的緩沖區(qū)、疊加分析745.1地形分析5.2疊置分析5.3緩沖區(qū)分析5.4網(wǎng)絡(luò)分析地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件755.1地形分析5.1.1概況1、地形因子及意義5.1地形分析76地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件77坡度地理意義坡度地理意義78地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件792、地形分析技術(shù)的發(fā)展

2、地形分析技術(shù)的發(fā)展804、數(shù)字地面模型——DTM數(shù)字地面模型(DigitalTerrainModel,簡(jiǎn)稱DTM)，對(duì)地理空間起伏變化的連續(xù)表面的數(shù)字表示形式。一般情況下，被描述的連續(xù)表面是地形面，即高程值在地理空間上的變化，稱為數(shù)字高程模型(DEM,DigitalElevationModel)。被描述的連續(xù)表面也可以是地理空間上的地價(jià)、污染負(fù)荷量、綠化率、降雨量、氣溫、人口密度、建筑物密度等等。

5、類型基于柵格地形分析：高程矩陣(GRID)基于矢量地形分析：不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)4、數(shù)字地面模型——DTM815.1.2基于柵格地形分析：高程矩陣(GRID)1、應(yīng)用包括坡度、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)5.1.2基于柵格地形分析：高程矩陣(GRID)82(1)坡度、坡向分析根據(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gird每一個(gè)單元，計(jì)算與其相鄰的８?jìng)€(gè)單元的之間的坡度、坡向坡度：高程差／d（單元的大?。┢孪颍好恳粋€(gè)單元，通過(guò)與相鄰８?jìng)€(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0－360度表示坡向(1)坡度、坡向分析根據(jù)坡度、坡向的不同，對(duì)grid進(jìn)行再分83(2)剖面可以繪制任意方向線，得到沿該線各個(gè)單元的高程（屬性）數(shù)值，將其展開(kāi)，得到縱剖面可以用在道路的選擇、坡度的估算等等。(2)剖面可以繪制任意方向線，得到沿該線各個(gè)單元的高程（屬性84(3)可視性檢驗(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）點(diǎn)、線進(jìn)行可視性分析在城市規(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…(3)可視性檢驗(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85地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件86(4)距離計(jì)算、通道選擇成本距離分析，通過(guò)成本距離分析計(jì)算最佳的通道直線距離：不一定是最佳的通道成本距離：考慮了阻抗、成本成本距離分析的應(yīng)用(4)距離計(jì)算、通道選擇成本距離分析，通過(guò)成本距離分析計(jì)算最87(5)成本距離分析有障礙的旅行（坡度、額外的費(fèi)用）運(yùn)動(dòng)的成本累計(jì)距離最低成本表面最小成本路徑(5)成本距離分析有障礙的旅行（坡度、額外的費(fèi)用）88(6)日照強(qiáng)度計(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。得到的柵格以日照強(qiáng)度分類（0-255）。(6)日照強(qiáng)度計(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89(7)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)TIN可以自動(dòng)產(chǎn)生等值線。

(7)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)T90(8)填挖方計(jì)算計(jì)算兩個(gè)柵格之間的填挖方計(jì)算，得到一個(gè)結(jié)果柵格在ArcGIS和ArcView中，采用Cut/fill用于土方平衡計(jì)算(8)填挖方計(jì)算計(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912、生成方法

空間插值（SpatialInterpolation）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)據(jù)維護(hù)方法，也是空間分析方法。也叫做空間內(nèi)插，或空間插入從樣本點(diǎn)數(shù)值估算出附近網(wǎng)格點(diǎn)的值（空間插值，SpatialInterpolation），單元的大小和插入方法決定輸出的精度。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)域計(jì)算方法：距離倒數(shù)權(quán)重法樣條函數(shù)法（Spline）Kriging法趨勢(shì)面法（Trend）ArcView具有常用的空間插值功能，IDW和Spline法。ArcGIS具有以上的IDW、Spline、Kriging法2、生成方法

空間插值（SpatialInterpolat92（1）距離倒數(shù)權(quán)重法（IDW法）InverseDistanceWeightedY=k(1/X)n通用，簡(jiǎn)單以距離的倒數(shù)為權(quán)重，距離越小、影響越大。常用與地形生成。（1）距離倒數(shù)權(quán)重法（IDW法）InverseDistan93（2）樣條函數(shù)法（Spline）用樣條函數(shù)方程Spline方程擬和。橡皮＋釘子Spline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。表面的總體曲率最小。不適合于在短距離內(nèi)有較大變化的表面。適用于地下水位、高程、大氣污染（2）樣條函數(shù)法（Spline）用樣條函數(shù)方程Spline方94（3）Kriging法Kriging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)先知道計(jì)算量大，取樣地點(diǎn)有限制，用于土壤成份、地質(zhì)構(gòu)造。（3）Kriging法Kriging法：點(diǎn)與點(diǎn)之間在距離、方95（4）趨勢(shì)面法（Trend）與Spline函數(shù)法相類似區(qū)別在于采用與多項(xiàng)式回歸（最小二乘法）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。（4）趨勢(shì)面法（Trend）與Spline函數(shù)法相類似965.1.3基于矢量地形分析：不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）用離散的點(diǎn)，組成相鄰的三角形，使用多個(gè)小的三角平面來(lái)模擬連續(xù)的表面。劃分三角形的原理：Delaunay三角網(wǎng)，最小角最大，最大限度地保證網(wǎng)中三角形滿足近似等邊（角）性，避免過(guò)于狹長(zhǎng)和尖銳的三角形的出現(xiàn)

不規(guī)則三角網(wǎng)模型（TIN）5.1.3基于矢量地形分析：不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）用離散的點(diǎn)97地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件98TIN的空間分析與柵格數(shù)據(jù)格網(wǎng)分析有許多共同之處。TIN的空間分析：坡度坡向、剖面、可視性、等值線、日照強(qiáng)度、填挖方估計(jì)等等分析。在ArcGIS中對(duì)TIN分析得到計(jì)算結(jié)果是柵格數(shù)據(jù)Grid。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TIN的空間分析與柵格數(shù)據(jù)格網(wǎng)分析有許多共同之處。99TIN的三維可視化TIN的三維可視化100地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件1015.1.4DEM應(yīng)用與評(píng)價(jià)

1、應(yīng)用地形圖－景觀描述，地形如坡度、方向等的屬性。市政工程－土木工程、建筑和道路規(guī)化。規(guī)劃－視覺(jué)影響分析、建筑以及其它物體的定位。測(cè)深學(xué)/水道學(xué)－近岸建筑物的設(shè)計(jì)，小比例尺圖表采礦工程－亞表面模擬和抽取規(guī)劃。地質(zhì)學(xué)上的模型－亞表面模型，斷層模型。地貌學(xué)－地形比較，侵蝕和流量模型，河流網(wǎng)絡(luò)。找到排水盆地和分水嶺，排水網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)河。水文學(xué)的函數(shù)模擬。模擬－現(xiàn)實(shí)表面的可視性和其它目的規(guī)劃的卡通制作。軍事上的應(yīng)用－導(dǎo)彈導(dǎo)航，戰(zhàn)地計(jì)化。5.1.4DEM應(yīng)用與評(píng)價(jià)

1、應(yīng)用地形圖－景觀描述，地形102由于在計(jì)算機(jī)中處理矩陣比較方便，所以在以柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的GIS中，采用高程矩陣比較普遍。例如美國(guó)和英國(guó)都采用高程矩陣從1:25萬(wàn)地形圖上生產(chǎn)了全國(guó)的高程矩陣。此外，高程矩陣還有利于計(jì)算等高線、坡度、坡向等。但是，高程矩陣方法得到的是原始采樣點(diǎn)的派生值，在內(nèi)插過(guò)程中將損失高程精度，并且采樣工作量較大；同時(shí)還存在數(shù)據(jù)冗余與精度不足的矛盾。例如，如果采用統(tǒng)一的格網(wǎng)分辨率采樣，地形簡(jiǎn)單地區(qū)數(shù)據(jù)冗余而復(fù)雜地形地區(qū)數(shù)據(jù)精度不夠。盡管目前可采用可變格網(wǎng)分辨率采樣，但仍存在數(shù)據(jù)冗余。2、DEM的評(píng)價(jià)由于在計(jì)算機(jī)中處理矩陣比較方便，所以在以柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的1033、例3、例104地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件105地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件1065.1.5案例操作：地形分析1、內(nèi)容DEM的建立

。面積量算、坡度和坡向提取及剖面線繪制。挖方和填方表達(dá)。三維顯示2、目的了解和掌握數(shù)字高程模型的建立及常用地形分析的基本操作方法3、DEM建立主要步驟4、面積量算、坡度和坡向提取以及剖面線制作步驟5、挖方和填方表達(dá)步驟6、三維顯示步驟5.1.5案例操作：地形分析1、內(nèi)容1075.2疊置分析:overlay大部分GIS軟件以分層的方式組織地理景觀，將地理景觀按主題分層提取，同一地區(qū)的整個(gè)數(shù)據(jù)層集表達(dá)了該地區(qū)地理景觀的內(nèi)容。每個(gè)主題層可以用矢量結(jié)構(gòu)的點(diǎn)線面圖層文件表達(dá)，也可以用柵格結(jié)構(gòu)的圖層文件進(jìn)行表達(dá)。疊置分析是GIS最常用的提取空間隱含信息的手段之一。該方法來(lái)源于傳統(tǒng)的透明材料疊加。既將來(lái)自不同數(shù)據(jù)源的圖紙繪于透明紙上，在透光桌上將其疊放在一起，然后用筆勾出感興趣的部分。5.2疊置分析:overlay大部分GIS軟件以分層的方式108疊置分析是將兩層或多層地圖要素進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新要素層的操作，其結(jié)果將原來(lái)要素分割成新的要素，新要素綜合了原來(lái)兩層或多層要素所具有的屬性。也就是說(shuō)，疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，還將輸入數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來(lái)產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。疊置分析是對(duì)新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶需要的結(jié)果或回答用戶提出的問(wèn)題。

疊置分析是將兩層或多層地圖要素進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新要素層的操作1095.2.1基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析1、單層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的分析----空間變換之一空間變換：對(duì)原始圖層及其屬性進(jìn)行一系列的邏輯或代數(shù)運(yùn)算，以產(chǎn)生新的具有特殊意義的地理圖層及其屬性的過(guò)程。（1）布爾邏輯運(yùn)算用布爾邏輯運(yùn)算組合更多的屬性作為檢索條件，以進(jìn)行更復(fù)雜的邏輯選擇運(yùn)算。（2）重分類重分類是將屬性數(shù)據(jù)的類別合并或轉(zhuǎn)換成新類。即對(duì)原來(lái)數(shù)據(jù)中的多種屬性類型，按照一定的原則進(jìn)行重新分類，以利于分析。在多數(shù)情況下，重分類都是將復(fù)雜的類型合并成簡(jiǎn)單的類型。例如，可以將各種土壤類型重分類為水面和陸地兩種類型。在重分類策略下，屬性代換，并去掉公共邊。

5.2.1基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析1、單層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的分析--110（3）

濾波運(yùn)算濾波運(yùn)算可將破碎的地物合并和光滑化，以顯示總的狀態(tài)和趨勢(shì)，也可以通過(guò)邊緣增強(qiáng)和提取，獲取區(qū)域的邊界。（4）特征參數(shù)計(jì)算即對(duì)柵格數(shù)據(jù)計(jì)算區(qū)域的周長(zhǎng)、面積、重心等，以及線的長(zhǎng)度、點(diǎn)的坐標(biāo)等。在柵數(shù)數(shù)據(jù)上量算面積有其獨(dú)特的方便之處，只要對(duì)柵格進(jìn)行計(jì)數(shù)，再乘以柵格的單位面積即可。在柵格數(shù)據(jù)中計(jì)算距離時(shí)，距離有不同意義：

四方向距離是通過(guò)水平或垂直的相鄰像元來(lái)定義路徑的；

八方向距離是根據(jù)每個(gè)像元的八個(gè)相鄰像元來(lái)定義的；

在計(jì)算歐幾里德距離時(shí)，需將連續(xù)的柵格線離散化，再用歐幾里德距離公式計(jì)算。

例：四方向距離計(jì)算的距離為6，用八方向計(jì)算的距離為

（5）相似運(yùn)算-----匹配識(shí)別相似運(yùn)算是指按某種相似性度量來(lái)搜索與給定物體相似的其它物體的運(yùn)算。（3）濾波運(yùn)算例：四方向距離計(jì)算的距離為6，（5）相似運(yùn)算1112、多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置分析A，B，C等表示各層上的屬性值，f函數(shù)取決于疊置的要求。U＝f(A,B,C,……)（1）單點(diǎn)變換：1）概念：

只將對(duì)應(yīng)柵格單元的屬性作某種運(yùn)算（加、減、乘、除、三角函數(shù)、邏輯運(yùn)算等）得到新圖層屬性，而不受其鄰近點(diǎn)的屬性值的影響。2）算法原理：3）實(shí)際應(yīng)用：2、多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置分析A，B，C等表示各層上的屬性值，112

新屬性的值不僅與對(duì)應(yīng)的原屬性值相關(guān)，而且與原屬性值所在的區(qū)域的長(zhǎng)度、面積、形狀等特性相關(guān)。

如輸出面積大于x的圖班

（3）鄰域變換

計(jì)算新圖層屬性時(shí)，不僅考慮原始圖上對(duì)應(yīng)柵格本身的值，還需考慮該圖元鄰域關(guān)聯(lián)的其他圖元值的影響。

如面元分布圖，生成面元邊界圖時(shí)，判斷是否為邊界點(diǎn)，需判斷本身為面屬性，且其鄰域包含背景屬性（四、八鄰域。柵格疊置的作用：1）類型疊置，獲取新的類型。2）數(shù)量統(tǒng)計(jì):即計(jì)算某一區(qū)域內(nèi)的類型和面積。3）動(dòng)態(tài)分析:4）益本分析:

5）幾何提取:（2）區(qū)域變換新屬性的值不僅與對(duì)應(yīng)的原屬性值相關(guān)，而且1135.2.2基于矢量數(shù)據(jù)的疊置分析1、內(nèi)容1）點(diǎn)與多邊形的疊置點(diǎn)層與面層的疊置核心算法為判斷點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)。2）線與多邊形的疊置線與多邊形的疊置是把一幅圖(或一個(gè)數(shù)據(jù)層)中的多邊形的特征加到另一幅圖(或另一個(gè)數(shù)據(jù)層)的線上。線與多邊形疊置的算法就是線的多邊形裁剪。3）多邊形與多邊形的疊置

5.2.2基于矢量數(shù)據(jù)的疊置分析1、內(nèi)容線與多邊形的疊置是1141）定義：

是指不同圖幅或不同圖層多邊形要素之間的疊置，根據(jù)兩組多邊形邊界的交點(diǎn)來(lái)建立具有多重屬性的多邊形（合成疊置）或進(jìn)行多邊形范圍內(nèi)的屬性特性的統(tǒng)計(jì)分析（統(tǒng)計(jì)疊置）。合成疊置需要進(jìn)行屬性合并。方法可用加、減、乘、除，也可取平均值、最大最小值，或取邏輯運(yùn)算的結(jié)果等。統(tǒng)計(jì)疊置是確定一個(gè)多邊形中含有其它多邊形的屬性類型的面積等，即把其它圖上的多邊形的屬性信息提取到本多邊形中來(lái)。2）應(yīng)用：尋求和確定同時(shí)具有幾種屬性的分布區(qū)域。例如，土壤類型圖（1，2）與城市功能分區(qū)圖（a,b）疊置，可得出土壤與分區(qū)合成圖，也可得出新屬性統(tǒng)計(jì)表（屬性面積）。2、多邊形與多邊形的疊置1）定義：2、多邊形與多邊形的疊置115矢量與矢量疊合適合要求精確、相對(duì)簡(jiǎn)單的事物點(diǎn)——面：公共設(shè)施的分布（和空間關(guān)系查詢類似）線——面：道路網(wǎng)密度計(jì)算、停水停電范圍分析面——面：用地適宜性評(píng)價(jià)矢量疊合練習(xí)：洪水淹沒(méi)、公園服務(wù)水平、道路網(wǎng)密度計(jì)算矢量與矢量疊合適合要求精確、相對(duì)簡(jiǎn)單的事物116a）對(duì)原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓?fù)潢P(guān)系。b)多層多邊形數(shù)據(jù)的空間疊置，形成新層。c）對(duì)新層中的多邊形重建拓?fù)洹）刪除多余多邊形（或處理意義多邊形）提取感興趣的部分。4)難點(diǎn)a）疊置后會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)用戶無(wú)關(guān)的多邊形，在用戶做提取前仍需建拓?fù)?，工作量大。且新層的多邊形?shù)目不僅與原多邊形數(shù)目有關(guān)，還與其復(fù)雜程度有關(guān)，越復(fù)雜，多邊形數(shù)目越多。b）由于疊置的多邊形往往是不同類型或不同比例尺的地圖，在疊置時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一系列無(wú)意義的多邊形，即產(chǎn)生多邊形疊置的位置誤差，需要進(jìn)行處理。c）建新多邊形拓?fù)浜投噙呅闻c新屬性的連接，工作量大。3）實(shí)施步驟a）對(duì)原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓?fù)潢P(guān)系。4)難點(diǎn)3）實(shí)施步驟1175.2.3操作1、內(nèi)容圖層疊加分析。屬性計(jì)算、分析適宜性分析2、目的掌握?qǐng)D層的疊加并對(duì)疊加后的圖層進(jìn)行分析，能在實(shí)際中解決問(wèn)題3、圖層疊加分析為計(jì)算洪水淹沒(méi)區(qū)域，假設(shè)該問(wèn)題只與地形高程和土地利用有關(guān)，再假設(shè)地形高程值大于

500米

的范圍不受洪水淹沒(méi)，由高程多邊形的最大高程屬性決定；土地利用為住宅用地的考慮對(duì)象，地塊多邊形的土地利用屬性（Landuse＝R*的住宅用地）決定。步驟：（1）加載地學(xué)處理模塊（Geoprocessing）。（2）加載數(shù)據(jù)。（3）選擇“View/Geoprocessing”命令，在“Geoprocessing”對(duì)話框中選中"UnionTwoTheme"按鈕完成疊加。（4）打開(kāi)工具欄的屬性表，利用查詢語(yǔ)句，可以查出被洪水淹沒(méi)的區(qū)域。5.2.3操作1、內(nèi)容1184、屬性計(jì)算、分析利用現(xiàn)有的屬性數(shù)據(jù)，建立和計(jì)算新字段。Wp.shp屬性表中字段Area（面積）是用平方米度量的，實(shí)驗(yàn)者要把面積度量單位轉(zhuǎn)化成英畝；主要是屬性的計(jì)算和分析及屬性表格的關(guān)聯(lián)和鏈接等。步驟：（1）加載數(shù)據(jù)，并打開(kāi)其屬性表成編輯狀態(tài)。（2）選擇"Table/Starting"命令，開(kāi)始編輯。（3）選擇"Filed/Calculation"命令，對(duì)選定字段進(jìn)行表達(dá)式計(jì)算。（4）選擇"Table/Stoping"命令停止編輯，保存編輯結(jié)果。（5）激活項(xiàng)目視窗，選擇Table/Add命令，弄清源表和目標(biāo)表。（6）選擇"Table/Link"命令，使用ID碼聯(lián)接兩個(gè)表。地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件1195、適宜性分析用指定指標(biāo)選擇尋找一個(gè)新的大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室的適宜地點(diǎn)：要求條件如下：首選土地利用為灌木林地（如Landuse.shp中的Lucode=300）。選擇適宜開(kāi)發(fā)的土壤類型（如Soils.shp中的Suit>=2）。地點(diǎn)必須離下水道管線300米范圍之內(nèi)。步驟：1)土地實(shí)驗(yàn)需求的緩沖分析（1）選中地學(xué)處理（Geoprocessing）模塊。（2）加載數(shù)據(jù)，并設(shè)置地圖單位和距離單位。（3）選擇"Theme/CreateBuffers"命令創(chuàng)建緩沖區(qū)，完成緩沖分析。2）土地適宜性疊加分析（1）選中地學(xué)處理（Geoprocessing）模塊。（2）加載數(shù)據(jù)，并設(shè)置地圖單位和距離單位。（3）選擇"View/Geoprocessing"命令，在"Geoprocessing"對(duì)話框中選中"IntersectTwoTheme"，完成疊加分析。3）土地適宜性查詢分析打開(kāi)屬性表，在字段定義框中設(shè)置字段并賦值完成查詢。4）AvenueScript在土地適宜性分析中的應(yīng)用（1）選擇"Edit/DeleteField"命令，把表格中多余的周長(zhǎng)和面積刪除。（2）選擇"Help/HelpTopic"命令，查找宏語(yǔ)言的源代碼。復(fù)制，粘貼。（3）運(yùn)行腳本文件。（4）選擇"Field/Staticstic"命令，對(duì)符合條件的查詢。（5）選擇"View/Geoprocessing"命令，在"Geoprocessing"對(duì)話框中選中"DissolveFeaturesBasedonAnArribute"，進(jìn)行疊加分析。5、適宜性分析1205.3緩沖區(qū)分析1、緩沖區(qū)及其作用

緩沖區(qū)是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍，具體指在點(diǎn)、線、面實(shí)體的周圍，自動(dòng)建立的一定寬度的多邊形。數(shù)學(xué)表達(dá)為：

其中,R為

緩沖寬度，或緩沖半徑。作用：緩沖區(qū)分析是GIS的基本空間操作功能之一，一般應(yīng)用于求地理實(shí)體的影響范圍，即鄰近度問(wèn)題。如道路噪聲影響范圍就是沿道路建一定寬度的緩沖區(qū)，車流量決定緩沖區(qū)半徑。如某地區(qū)有危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)，要分析一旦倉(cāng)庫(kù)爆炸所涉及的范圍，這就需要進(jìn)行點(diǎn)緩沖區(qū)分析等等。

5.3緩沖區(qū)分析1、緩沖區(qū)及其作用緩沖區(qū)是地理空間目1212、基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的建立1、線的重采樣，對(duì)線進(jìn)行化簡(jiǎn)，以加快緩沖區(qū)建立的速度。----線的矢量數(shù)據(jù)壓縮算法。2、建立線緩沖區(qū)，在線的兩邊按一定的距離（緩沖距）繪平行線，并在線的端點(diǎn)處繪半圓，連成緩沖區(qū)多邊形。3、重疊處理：對(duì)緩沖區(qū)邊界求交，并判斷每個(gè)交點(diǎn)是出點(diǎn)還是入點(diǎn)，以決定交點(diǎn)之間的線段保留或刪除。這樣就可得到島狀的緩沖區(qū)。點(diǎn)的緩沖區(qū)面的緩沖線的緩沖區(qū)以線狀地物為例：多個(gè)實(shí)體的緩沖區(qū)，各實(shí)體緩沖區(qū)的并，半徑可以不同

2、基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的建立1、線的重采樣，對(duì)線進(jìn)行化簡(jiǎn)，1223、基于柵格的緩沖區(qū)建立算法比較簡(jiǎn)單，核心問(wèn)題是距離變換。柵格數(shù)據(jù)距離變換提取一定寬度的多邊形緩沖區(qū)3、基于柵格的緩沖區(qū)建立算法比較簡(jiǎn)單，核心問(wèn)題是距離變換。123Buffer分析在城市規(guī)劃中的應(yīng)用：洪水淹沒(méi)區(qū)、歷史建筑保護(hù)區(qū)、噪聲范圍…Buffer分析在城市規(guī)劃中的應(yīng)用：洪水淹沒(méi)區(qū)、歷史建筑保護(hù)124地理信息系統(tǒng)gis第5章-GIS空間分析-課課件1254、操作根據(jù)地理對(duì)象點(diǎn)、線和面的空間特性，自動(dòng)建立對(duì)象周圍一定距離的區(qū)域范圍（緩沖區(qū)域），綜合分析某地理要素（主體）對(duì)鄰近對(duì)象的影響程度和影響范圍。（1）利用ArcView進(jìn)行緩沖區(qū)分析假設(shè)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，沿著鐵路的兩側(cè)20米、40米范圍內(nèi)，進(jìn)行環(huán)境整治、植樹，要求提供專題地圖步驟：1）加載數(shù)據(jù)，并設(shè)置地圖單位和距離單位都為"米"。2）激活鐵路專題，選擇"Theme/CreateBuffers"命令。3）利用創(chuàng)建緩沖區(qū)對(duì)話框，針對(duì)專題要素作緩沖分析。4）選擇"Field/Calculation"命令，在字段計(jì)算器中完成字段計(jì)算。（2）利用MapInfo進(jìn)行查詢和緩沖區(qū)分析是查找最近的消防站和從城市任何地點(diǎn)到消防站的最快途徑。旅行時(shí)間的估算考慮鏈路阻抗、轉(zhuǎn)彎阻抗和單行道1）加載"NetworkAnalyst"模塊，加載數(shù)據(jù)并設(shè)置地圖單位和距離單位。2）激活街道，選擇"Network/FindClosestFacility"命令，單擊Properties設(shè)置成本字段。3）確定某一地點(diǎn)。4）查找到最近的設(shè)施和最短路徑。5）激活fac1，打開(kāi)屬性表，讀取總成本4、操作根據(jù)地理對(duì)象點(diǎn)、線和面的空間特性，（1）利用ArcV1261、概念網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)是圖論和運(yùn)籌學(xué)。

5.4

網(wǎng)絡(luò)分析1、概念網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)是圖論和運(yùn)籌學(xué)。5.4網(wǎng)絡(luò)分析1272、網(wǎng)絡(luò)的組成（1）網(wǎng)絡(luò)：是一系列聯(lián)結(jié)的弧段，形式物質(zhì)，信息流通的通道。（2）網(wǎng)絡(luò)基本要素：1）結(jié)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點(diǎn)。2）鏈，連通路線，連結(jié)兩點(diǎn)的段要素，是資源運(yùn)移的通道。結(jié)點(diǎn)站點(diǎn)3）轉(zhuǎn)彎：在連通路線相連的結(jié)點(diǎn)處，資源運(yùn)移方向可能轉(zhuǎn)變，從一條鏈上經(jīng)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向另一條鏈。4）?？奎c(diǎn)（站點(diǎn)）：網(wǎng)絡(luò)中資源的上、下結(jié)點(diǎn)。5）中心：收發(fā)資源的結(jié)點(diǎn)處的設(shè)施，如河流網(wǎng)絡(luò)中的水庫(kù)，公共汽車停車場(chǎng)。6）障礙：資源不能通過(guò)的結(jié)點(diǎn)。（3）屬性1）阻礙：資源在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的阻力。2）資源需求量：網(wǎng)絡(luò)中與弧段和?？奎c(diǎn)相聯(lián)系資源的數(shù)量，如某條街所住的學(xué)生數(shù)。3）資源容量：網(wǎng)絡(luò)中心為弧段的需求能容納或提供的資源總數(shù)量，如接收的學(xué)生總數(shù)。2、網(wǎng)絡(luò)的組成（1）網(wǎng)絡(luò)：是一系列聯(lián)結(jié)的弧段，形式物質(zhì)，信128（4）網(wǎng)絡(luò)要素的表示1）鏈弧4255352)轉(zhuǎn)彎：M條弧相連共有轉(zhuǎn)彎個(gè)數(shù)N：34L1L2L3?？奎c(diǎn)（4）網(wǎng)絡(luò)要素的表示1）鏈弧4255352)轉(zhuǎn)彎：1293）停靠點(diǎn)、中心的屬性停靠點(diǎn)：直接在相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)上附上需求量屬性，負(fù)為下卸，正值為裝載，中心：資源最大容量、服務(wù)范圍和服務(wù)延遲數(shù)（在其它中心達(dá)到某個(gè)數(shù)量時(shí)才提供服務(wù)）。學(xué)校3）停靠點(diǎn)、中心的屬性?？奎c(diǎn)：直接在相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)上附上需求量屬1303、網(wǎng)絡(luò)分析（一）路徑分析（1）最短路徑分析含義：在網(wǎng)絡(luò)中從起點(diǎn)經(jīng)一系列特定的結(jié)點(diǎn)至終點(diǎn)的資源運(yùn)移的最佳路線，即阻力最小的路徑。（2）路徑分析包括：1）靜態(tài)求最佳路徑：在給定每條鏈上的屬性后，求最佳路徑。一般分析從p1到p2共有n條路徑，計(jì)算各路徑上的權(quán)數(shù)之和，取最小者為最佳路徑。2）N條最佳路徑給定起點(diǎn)、終點(diǎn)，求代價(jià)最小的N條路徑，事實(shí)上，理論上只有一條，實(shí)際上需選擇N條近似最佳路徑。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)的中間點(diǎn)、鏈，求最短或耗費(fèi)最小路徑。4）動(dòng)態(tài)最佳路徑分析實(shí)際中權(quán)數(shù)可能是變化的，可能會(huì)臨時(shí)產(chǎn)生一些障礙點(diǎn)，要?jiǎng)討B(tài)計(jì)算最佳路徑。（3）核心算法求兩點(diǎn)間的權(quán)數(shù)最小路徑，常用的算法是Dijkstra。3、網(wǎng)絡(luò)分析（一）路徑分析131（二）連通分析---最小生成樹（1）含義：連通圖：如果一個(gè)圖中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都存在一條路。樹：若一個(gè)連通圖中不存在任何回路，則稱為樹。最小生成樹：生成樹是圖的極小連通子圖。生成樹T的權(quán)數(shù)：設(shè)T為圖G的一個(gè)生成樹，若把T中