第九講空間疊置分析

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1第四節(jié)空間疊置分析

空間疊置概念：

空間疊置分析(SpatialOverlayAnalysis)是指在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個(gè)地理對(duì)象的圖層進(jìn)行疊置，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。Page

2第四節(jié)空間疊置分析

一、視覺(jué)信息復(fù)合面狀圖、線狀圖和點(diǎn)狀圖之間的復(fù)合；面狀圖區(qū)域邊界之間或一個(gè)面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的復(fù)合；遙感影像與專題地圖的復(fù)合；專題地圖與數(shù)字高程模型復(fù)合顯示立體專題圖；遙感影像與DTM復(fù)合生成三維地物景觀。Page

3面狀圖、線狀圖和點(diǎn)狀圖之間的復(fù)合第四節(jié)空間疊置分析

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4面狀圖與專題區(qū)域邊界之間的復(fù)合第四節(jié)空間疊置分析

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5遙感影像與專題地圖的復(fù)合第四節(jié)空間疊置分析Page

6專題地圖與數(shù)字高程模型復(fù)合第四節(jié)空間疊置分析

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7遙感影像與DTM復(fù)合第四節(jié)空間疊置分析

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8第四節(jié)空間疊置分析

二、基于矢量數(shù)據(jù)的疊置分析基于矢量數(shù)據(jù)的疊置分析是參與分析的兩個(gè)圖層的要素均為矢量數(shù)據(jù)。點(diǎn)面疊置分析線面疊置分析面面疊置分析Page

9第四節(jié)空間疊置分析

矢量疊置分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（空間邏輯運(yùn)算）為討論方便將空間圖層A，B，C定義為二值圖象

3、空間邏輯差運(yùn)算；A-B=XX∈A且

X∈B1、空間邏輯并（或）運(yùn)算；A∪B=XX∈A或X∈B2、空間邏輯交（與）運(yùn)算；A∩B=XX∈A且X∈B4、空間包含；ABPage

10第四節(jié)空間疊置分析點(diǎn)與多邊形的疊置是確定一個(gè)圖層上的點(diǎn)落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層上的點(diǎn)建立新的屬性。例如將水井與規(guī)劃區(qū)圖層相疊置，可確定每口井所屬的規(guī)劃區(qū)范圍。(1)點(diǎn)與多邊形的疊置*1*3*4*2ADBC點(diǎn)屬性1234多邊形屬性1屬性2ABCD點(diǎn)多邊形點(diǎn)屬性面屬性1面屬性21A2D3C4BPage

11例如：看看某行政區(qū)劃內(nèi)有多少個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)？Page

12第四節(jié)空間疊置分析

線與多邊形的疊置是將線狀要素層或網(wǎng)狀要素層和多邊形疊置，對(duì)線和多邊形求交運(yùn)算，根據(jù)每個(gè)線要素同多邊形的關(guān)系，以形成新的空間目標(biāo)集、新的屬性表，得到線與多邊性聯(lián)合的屬性表。線與多邊形疊合的目的是確定某一線狀圖層上的弧段落在另一多變形圖層上的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每條弧段建立新的屬性。(2)線與多邊形的疊置Page

13第四節(jié)空間疊置分析例如：當(dāng)確定某一行政區(qū)內(nèi)各種等級(jí)道路的里程數(shù)時(shí)，就需要將道路圖與境界圖相疊置，計(jì)算弧段與多邊形邊界的交點(diǎn)，在交點(diǎn)處截?cái)嗷《?，并?duì)弧段重新編號(hào)，建立弧段與多邊形的歸屬關(guān)系。線與多邊形疊置分析Page

14路網(wǎng)密度？——疊加！第四節(jié)空間疊置分析

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15各種道路長(zhǎng)=830KM區(qū)域面積=2797KM2結(jié)果？第四節(jié)空間疊置分析

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16第四節(jié)空間疊置分析

多邊形與多邊形的疊置是指將兩個(gè)不同圖層的多邊形要素相疊加，根據(jù)兩組多邊形的交點(diǎn)來(lái)建立多重屬性的多邊形或進(jìn)行多邊形范圍內(nèi)的屬性特征的統(tǒng)計(jì)分析。

多邊形疊置過(guò)程分幾何求交過(guò)程和屬性確定過(guò)程，算法的核心是多邊形求交。①對(duì)兩個(gè)多邊形進(jìn)行邊界求交和弧段分割運(yùn)算，并以新弧段為單位重建拓?fù)潢P(guān)系；②判斷重建多邊形落在原始多邊形層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，從而建立新疊置多邊形與原始多邊形的關(guān)系，并抽取屬性。(3)多邊形與多邊形的疊置Page

17第四節(jié)空間疊置分析新多邊形的屬性多邊形之間的疊置ID屬性101AID屬性1X2Y3Z新多邊形ID層1多邊形屬性層2多邊形屬性10A20X3AX40X5A06A07AY8AZ90Y100Z110Y12Z0AXYZ379101456112層1層2新層12Page

18第四節(jié)空間疊置分析取本底多邊形取上疊多邊形兩個(gè)多邊形相交？?jī)蓚€(gè)多邊形是包含關(guān)系？多邊形求交，重建拓?fù)潢P(guān)系屬性抽取，建立關(guān)聯(lián)連接上疊多邊形結(jié)束？本底多邊形結(jié)束？ynnn建立包含關(guān)系屬性抽取yyy結(jié)束多邊形的疊置流程圖Page

19第四節(jié)空間疊置分析多邊形與多邊形的疊置分析功能并(Union)：保留兩個(gè)輸入層中所有多邊形；交(Intersect)：保留兩個(gè)輸入層中的公共區(qū)域判斷(Identity)：以輸入圖層為界，保留邊界內(nèi)的所有多邊形Page

20第四節(jié)空間疊置分析多邊形與多邊形的疊置分析功能Erase:進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為保留其中一輸入圖層為控制邊屆之外的所有多邊形。Clip:進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為按一個(gè)圖層的邊界，對(duì)另一個(gè)圖層的內(nèi)容要素進(jìn)行截取后的結(jié)果。Uptate:進(jìn)行多邊形疊合，輸出層為一個(gè)經(jīng)刪除處理后的圖層與一個(gè)新特征圖層進(jìn)行合并后的結(jié)果。Page

21第四節(jié)空間疊置分析日喀則地區(qū)沙漠化類型分布圖日喀則地區(qū)行政區(qū)界線圖疊置分析實(shí)例一：有日喀則地區(qū)的行政界線圖層和通過(guò)遙感技術(shù)提取的該區(qū)沙漠化類型分布圖層，求日喀則地區(qū)各縣沙漠化類型統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。圖層1圖層2Page

22第四節(jié)空間疊置分析行政區(qū)界圖屬性表圖層1：圖形，屬性表日喀則地區(qū)行政區(qū)界線圖Page

23第四節(jié)空間疊置分析日喀則地區(qū)沙漠化類型分布圖屬性表圖層2：圖形，屬性表日喀則地區(qū)沙漠化類型分布圖Page

24第四節(jié)空間疊置分析空間疊置圖疊置圖屬性表使用IDENTITY命令，進(jìn)行兩圖層空間疊置，得到疊置圖Page

25第四節(jié)空間疊置分析疊置圖層屬性表圖層1屬性表圖層2屬性表Page

26分析目的和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：1）估計(jì)住宅用地被洪水淹設(shè)而造成的損失；2）洪水水位的相對(duì)高程為500米；3）損失大小和居民的財(cái)產(chǎn)、地基穩(wěn)定性有關(guān)；疊置分析實(shí)例二：洪水淹沒(méi)損失分析第四節(jié)空間疊置分析Page

27獲取數(shù)據(jù)：1）數(shù)字化的地塊多邊形地圖。每個(gè)地塊均有土地使用、可遭損失的財(cái)產(chǎn)狀況（簡(jiǎn)稱估計(jì)財(cái)產(chǎn)）、不同地基類型等屬性。2）地塊多邊形屬性表中有地均財(cái)產(chǎn)這一項(xiàng)，地均財(cái)產(chǎn)=估計(jì)財(cái)產(chǎn)/地塊面積。3）對(duì)每一類地基，可估計(jì)其穩(wěn)定性，并估計(jì)房屋倒坍的可能性，稱損失系數(shù)（見表）4）數(shù)字化的等高線地形圖。Page

28空間分析過(guò)程將地塊多邊形和高程多邊形疊合，產(chǎn)生地塊—高程多邊形地圖和對(duì)應(yīng)的屬性表。在地塊—高程屬性表中選擇高程小于等于500，土地使用性質(zhì)為住宅（R1、R2）的記錄和地基—損失系數(shù)對(duì)照表連接，獲得新的地塊—高程屬性表。估計(jì)損失=面積×地均財(cái)產(chǎn)×損失系數(shù)。從表可知，當(dāng)洪水淹沒(méi)了500米以下的地區(qū)時(shí)，每個(gè)地塊財(cái)產(chǎn)的大致?lián)p失狀況。對(duì)地塊——高程圖按對(duì)應(yīng)屬性進(jìn)行分類，得到洪水淹沒(méi)損失分布圖。Page

29地塊多邊形圖地塊屬性表Page

30地形等高線及其組成的多邊形地形高程表Page

31疊合后地塊-高程屬性表的數(shù)據(jù)項(xiàng)（內(nèi)容略）地基類型——損失系數(shù)對(duì)照表Page

32地塊和地形疊合后的多邊形

洪水淹沒(méi)損失分布將地塊多邊形和高程多邊形疊合，產(chǎn)生地塊—高程多邊形地圖和對(duì)應(yīng)的屬性表。估計(jì)損失=面積×地均財(cái)產(chǎn)×損失系數(shù)。Page

33損失估計(jì)表從表可知，當(dāng)洪水淹沒(méi)了500米以下的地區(qū)時(shí)，每個(gè)地塊財(cái)產(chǎn)的大致?lián)p失狀況。Page

34分析結(jié)論表

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35第四節(jié)空間疊置分析三、基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析

特點(diǎn)：柵格數(shù)據(jù)的疊置算法，雖然數(shù)據(jù)存貯量比較大，但運(yùn)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單。疊置分析方法：（1）布爾邏輯運(yùn)算（2）重分類（3）點(diǎn)變換（4）區(qū)域變換方法（5）鄰域變換方法基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析是參與分析的兩個(gè)圖層的要素均為柵格數(shù)據(jù)。Page

36柵格數(shù)據(jù)一般可以按屬性數(shù)據(jù)的布爾邏輯運(yùn)算來(lái)檢索，即這是一個(gè)邏輯選擇的過(guò)程。第四節(jié)空間疊置分析（1）布爾邏輯運(yùn)算Page

37設(shè)有A、B、C三個(gè)層面的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)，一般可以用布爾邏輯算子以及運(yùn)算結(jié)果的文氏圖表示其一般的運(yùn)算思路和關(guān)系。布爾邏輯為AND、OR、XOR、NOT，如下圖所示。布爾邏輯算子文氏圖A.AND.(B.OR.C)A.AND.B.OR.CA.NOT.(B.AND.C)A.XOR.B.XOR.CA.OR.B.OR.CA.AND.B.AND.C第四節(jié)空間疊置分析Page

38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。重分類時(shí)必須保證多個(gè)相鄰接的同一類別的圖形單元應(yīng)獲得相同的名稱，并將圖形單元合并，從而形成新的圖形單元。

重分類的過(guò)程 第四節(jié)空間疊置分析（2）重分類Page

39第四節(jié)空間疊置分析（3）點(diǎn)變換

點(diǎn)變換只依據(jù)參與疊置圖層相應(yīng)點(diǎn)的屬性值進(jìn)行新的運(yùn)算，既與各圖層的鄰域點(diǎn)的屬性無(wú)關(guān)，也不受區(qū)域內(nèi)一般特征的影響。運(yùn)算方法包括：算術(shù)運(yùn)算，指數(shù)運(yùn)算，三角函數(shù)運(yùn)算等Page

40第四節(jié)空間疊置分析244633463377225423643366-=0-21-2-102-200-1-1點(diǎn)變換示意結(jié)果特征：運(yùn)算后得到的新屬性值可能與原圖層的屬性意義完全不同。Page

41第四節(jié)空間疊置分析(4)區(qū)域變換方法

指在計(jì)算新圖層相應(yīng)的屬性值時(shí)，不僅與原圖層對(duì)應(yīng)的柵格的屬性值有關(guān)，而且要顧及原圖層所在區(qū)域的集合特征（區(qū)域長(zhǎng)度、面積、周長(zhǎng)等）。(5)鄰域變換方法

指在計(jì)算新圖層相應(yīng)的屬性值時(shí)，不僅考慮原圖層對(duì)應(yīng)的柵格及其屬性，而且還應(yīng)顧及與該柵格相關(guān)聯(lián)的鄰域或者影響半徑內(nèi)的柵格屬性值的影響。Page

42第四節(jié)空間疊置分析101060601010206030303060101060601010306030303060-=0000001000000點(diǎn)變換實(shí)例1：土地利用變化區(qū)域探測(cè)80年遙感影像90年遙感影像點(diǎn)變換后影像點(diǎn)變換后影像分析通過(guò)80和90年兩期影像的相減運(yùn)算后得到變換影像，如果：變換影像值＝0；說(shuō)明該區(qū)未發(fā)生變化變換影像值≠0；說(shuō)明該區(qū)已發(fā)生變化10耕地20居民點(diǎn)30水域40草地50未利用地60林地Legend注意：此處的遙感影像可以是分類結(jié)果，也可以是原始的遙感影像。在一般應(yīng)用中，多使用原始的遙感影像，可提高變化探測(cè)速度。Page

43第四節(jié)空間疊置分析信息獲取研究方法變化過(guò)程分析機(jī)制分析點(diǎn)變換實(shí)例2：土地利用變化分析更新土地利用圖社經(jīng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化研究變化信息的解譯與制圖變化數(shù)據(jù)管理原始遙感信息專題圖件數(shù)據(jù)預(yù)處理空間操作與分析圖像預(yù)處理影像分類變化信息探測(cè)結(jié)果比較變化信息分類高分辨率圖像融合

土地利用/覆蓋動(dòng)態(tài)變化研究框架Page

44第四節(jié)空間疊置分析1985年(TM)1995年(TM)1998年(SPOT)2000年(TM)

不同時(shí)期土地利用圖信息獲取Page

45第四節(jié)空間疊置分析土地類型轉(zhuǎn)移矩陣:根據(jù)兩個(gè)不同時(shí)間（t和t+△t）的土地利用圖計(jì)算從一種類型到另