第06章+空間分析(第二版)

長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地理信息系統(tǒng)原理

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somethingGIS原理1緒論2空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入4地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理5空間數(shù)據(jù)管理6空間分析

7數(shù)字高程模型8GIS的輸出與地圖可視化9地理信息系統(tǒng)工程與標(biāo)準(zhǔn)10地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

6空間分析

空間分析是綜合分析空間數(shù)據(jù)的技術(shù)的通稱?？臻g分析有著十分豐富的內(nèi)涵，它是構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的核心部分之一，在整個(gè)地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用中發(fā)揮著舉足輕重的作用，也是GIS區(qū)別與其它信息系統(tǒng)的一個(gè)顯著標(biāo)志。6空間分析

空間分析：是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地學(xué)原理為依托，通過(guò)分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對(duì)象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間形成、空間演變等信息。它具有很強(qiáng)的目的性。是一種面向應(yīng)用的空間處理方法?？臻g分析目的：是通過(guò)對(duì)空間數(shù)據(jù)的深加工和分析，獲取新的信息。是為了解決實(shí)際問(wèn)題，是面對(duì)用戶的?？臻g分析結(jié)果：圖形、屬性數(shù)據(jù)。6空間分析6.1空間分析的內(nèi)容與步驟6.2空間度量算法6.3數(shù)據(jù)檢索與表格分析6.4疊置分析6.5緩沖分析6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.7三維空間關(guān)系6.8GIS的數(shù)學(xué)模型6.1空間分析的內(nèi)容與步驟6.1.1空間分析的內(nèi)容

1、拓?fù)浞治霭ǎ嚎臻g圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)溥\(yùn)算，即旋轉(zhuǎn)變換、比例尺變換、三維及三維顯示、幾何元素計(jì)算。6.1空間分析的內(nèi)容與步驟2、屬性的分析包括：數(shù)據(jù)檢索、邏輯與數(shù)學(xué)運(yùn)算、重分類、統(tǒng)計(jì)分析等。

3、拓?fù)渑c屬性的聯(lián)合分析包括與拓?fù)湎嚓P(guān)的數(shù)據(jù)檢索、疊置處理、區(qū)域分析、鄰域分析、網(wǎng)絡(luò)分析、形狀探測(cè)、瘦化處理、空間內(nèi)插等。6.1空間分析的內(nèi)容與步驟6.1.2空間分析的步驟

1、確定分析目的和標(biāo)準(zhǔn)分析的目的定義了你打算利用地理數(shù)據(jù)庫(kù)回答什么問(wèn)題，而標(biāo)準(zhǔn)則具體規(guī)定了你將如何利用GIS回答你所提出的問(wèn)題。例：建一新公園進(jìn)行選址（目的）標(biāo)準(zhǔn)：

·交通便利、環(huán)境優(yōu)雅

·設(shè)計(jì)成環(huán)繞一個(gè)天然小河

·可利用面積大

·應(yīng)很少或沒(méi)有沿河流分布的沼澤地6.1空間分析的內(nèi)容與步驟2、準(zhǔn)備空間操作的數(shù)據(jù)即收集、輸入空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。例如：地理底圖數(shù)據(jù)、地籍?dāng)?shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等。

3、進(jìn)行空間分析作空間位置的處理和分析（包括檢索、提取、緩沖區(qū)分析、疊置分析等），以滿足第一步提出的標(biāo)準(zhǔn)；作屬性數(shù)據(jù)的處理和分析（加所需的屬性項(xiàng)）。6.1空間分析的內(nèi)容與步驟4、準(zhǔn)備表格分析的數(shù)據(jù)大多數(shù)分析都要求利用空間操作得到一個(gè)（或一組）最終的數(shù)據(jù)層，然后就必須準(zhǔn)備用于分析的數(shù)據(jù)，包括空間和屬性數(shù)據(jù)。所生成的層的屬性表包括了利用邏輯表達(dá)式和算術(shù)表達(dá)式進(jìn)行表格分析的信息。通常必須將進(jìn)行分析時(shí)所需要的數(shù)據(jù)項(xiàng)加到屬性表中。例如，你想根據(jù)地塊數(shù)據(jù)層中的地塊面積、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和土壤類型來(lái)計(jì)算地塊財(cái)產(chǎn)值，那么就要在屬性表中加入一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)（取名可能是“VALUE”）來(lái)存放財(cái)產(chǎn)值。6.1空間分析的內(nèi)容與步驟5、進(jìn)行表格分析利用邏輯表達(dá)式和算術(shù)表達(dá)式，可以對(duì)在步驟三中進(jìn)行的空間操作所獲得的新的屬性關(guān)系進(jìn)行分析。在本步驟中，將利用步驟一中所確定的標(biāo)準(zhǔn)，定義一系列邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算，來(lái)對(duì)所得到的地理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。

6、結(jié)果評(píng)價(jià)和解釋當(dāng)你通過(guò)表格分析獲得了一個(gè)答案，你就必須對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定其有效性，該結(jié)果是否提供了可靠而又有意義的答案？6.1空間分析的內(nèi)容與步驟7、如有必要，改進(jìn)分析解釋和評(píng)價(jià)結(jié)果，若不滿意（如果感到你的分析還有局限性和缺點(diǎn)，你可以進(jìn)一步改善），返回適當(dāng)?shù)牟襟E重新分析。

8、產(chǎn)生最終的結(jié)果圖和表格報(bào)告6.2空間度量算法

空間度量是GIS的一項(xiàng)基本內(nèi)容和主要功能，也是GIS的常用工具。長(zhǎng)度量算角度量算任意多邊形面積量算分布中心的計(jì)算6.2空間度量算法6.2.1長(zhǎng)度量算兩點(diǎn)之間的距離（歐幾里德距離）點(diǎn)到直線的距離三維空間中線到線的空間距離線目標(biāo)的長(zhǎng)度計(jì)算P1P2P3P4P56.2.2角度量算兩直線的夾角（二維）

求矢量A（xa,ya,za）與矢量B（xb,yb,zb）的夾角（三維）6.2空間度量算法6.2空間度量算法6.2.3任意多邊形面積量算12345XYx1x2x3x4x5y1y2y3y4y5abcde矢量數(shù)據(jù)多邊形的面積計(jì)算基于求梯形面積公式。6.2空間度量算法6.2.4分布中心的計(jì)算空間分析中常用分布中心來(lái)概括地表示空間的總體分布位置，用來(lái)跟蹤某些地理分布的變化，如人口的變遷、土地利用的變化。假設(shè)有n個(gè)離散點(diǎn)（X1,X2）(X2,Y2)…(Xn,Yn),可用下列不同的方法來(lái)表示分布中心。算術(shù)平均中心、加權(quán)平均中心、中位中心、極值中心6.2.4分布中心的計(jì)算假設(shè)有n個(gè)離散點(diǎn)（X1,X2）(X2,Y2)…(Xn,Yn),可用下列不同的方法來(lái)表示分布中心。算術(shù)平均中心加權(quán)平均中心中位中心極值中心6.2空間度量算法（Cx,Cy）表示算術(shù)平均中心坐標(biāo)點(diǎn)。算術(shù)平均中心中沒(méi)有考慮不同點(diǎn)在分析問(wèn)題時(shí)重要性之間的差異，實(shí)際中各點(diǎn)的重要性是不同的，為此需要進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。6.2空間度量算法6.2.4分布中心的計(jì)算假設(shè)有n個(gè)離散點(diǎn)（X1,X2）(X2,Y2)…(Xn,Yn),可用下列不同的方法來(lái)表示分布中心。算術(shù)平均中心加權(quán)平均中心中位中心極值中心Wi為第i點(diǎn)的權(quán)重，通常以該離散點(diǎn)表示的統(tǒng)計(jì)量來(lái)表示，如在研究土地利用時(shí)用它表示的面積值作為權(quán)重，在研究變遷時(shí)用它表示的人口數(shù)作為權(quán)重。6.2空間度量算法6.2.4分布中心的計(jì)算假設(shè)有n個(gè)離散點(diǎn)（X1,X2）(X2,Y2)…(Xn,Yn),可用下列不同的方法來(lái)表示分布中心。算術(shù)平均中心加權(quán)平均中心中位中心極值中心中位中心是指到各個(gè)離散點(diǎn)的距離和為最小的一個(gè)點(diǎn)（Xm,Ym）,表示為下式的值為最小：大量用在選址設(shè)計(jì)中，如當(dāng)n個(gè)離散點(diǎn)表示居民點(diǎn)時(shí)，為確定商業(yè)布點(diǎn)就要用到中位中心。6.2空間度量算法6.2.4分布中心的計(jì)算假設(shè)有n個(gè)離散點(diǎn)（X1,X2）(X2,Y2)…(Xn,Yn),可用下列不同的方法來(lái)表示分布中心。算術(shù)平均中心加權(quán)平均中心中位中心極值中心極值中心是指到各個(gè)離散點(diǎn)中最大距離為最小的一個(gè)點(diǎn)（Xe,Ye）,表示為下式的值為最大：極值中心的地理意義在于該點(diǎn)離n個(gè)離散點(diǎn)中的所有點(diǎn)都不太遠(yuǎn)。6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析

檢索對(duì)象：

1）屬性數(shù)據(jù)（如全部區(qū)域的總?cè)丝冢?/p>

2）依據(jù)空間拓樸關(guān)系（如與湖北相鄰的省份有哪些）

3）聯(lián)合空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)（如某區(qū)域周邊有哪些地為水澆地）檢索分析的結(jié)果：

1）統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2）將結(jié)果作為一個(gè)新屬性域添加到屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中

3）生成新的數(shù)據(jù)層6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析屬性查詢6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析地理位置查詢6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析相對(duì)位置查詢——離超市200米6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析相對(duì)位置查詢——穿越河流的城鐵6.3.1屬性統(tǒng)計(jì)分析單純對(duì)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)分析包括單屬性統(tǒng)計(jì)、單屬性函數(shù)變換、雙屬性分類統(tǒng)計(jì)、雙屬性數(shù)學(xué)運(yùn)算等。

單屬性統(tǒng)計(jì)是對(duì)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中的某個(gè)字段，如統(tǒng)計(jì)總和、最大值、最小值及平均值，給出字段值落在各個(gè)區(qū)間內(nèi)或等于各個(gè)離散值的記錄數(shù)，并據(jù)此繪制各類統(tǒng)計(jì)圖（折線、直方圖、餅圖等）。如“管網(wǎng)總長(zhǎng)是多少？”6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析

單屬性函數(shù)變換是對(duì)選定的初等函數(shù)，將屬性字段作為函數(shù)自變量，將字段值依次代入初等函數(shù)，得到變換結(jié)果。用來(lái)做計(jì)算的函數(shù)可以是冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)等。

雙屬性分類統(tǒng)計(jì)除了要選擇分類字段并劃分處各類范圍外，還需要指定統(tǒng)計(jì)字段和統(tǒng)計(jì)方式。統(tǒng)計(jì)方式分計(jì)數(shù)方式和累計(jì)方式，其中計(jì)數(shù)方式是累計(jì)各類圖元素，而累計(jì)方式則是將每一類的累計(jì)字段值相加。如要統(tǒng)計(jì)各村每類用地的面積（累計(jì)方式）和數(shù)目（計(jì)數(shù)方式）。6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.2布爾邏輯查詢用布爾邏輯的規(guī)則對(duì)屬性及空間特性進(jìn)行運(yùn)算操作來(lái)檢索數(shù)據(jù)，使GIS在檢索功能方面有了極大的靈活性，因?yàn)樗试S用戶按屬性數(shù)據(jù)、空間特性形成任意的組合條件來(lái)查詢數(shù)據(jù)。布爾邏輯運(yùn)算有：與（AND）、或（0R）、異或（XOR）、非（NOT）等。6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析ANOTAABAANDBAORBAORB

例：在地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)中，設(shè)A為埋深小于3米的煤氣管；B為長(zhǎng)度小于300米的煤氣管。

AANDB：檢索出埋深小于3米且長(zhǎng)度小于300米的所有煤氣管；條件A:為埋深小于3米的煤氣管條件B:為長(zhǎng)度小于300米的煤氣管AND和（與）6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析

AORNOTB：檢索出埋深小于3米及長(zhǎng)度大于或等于300米的所有煤氣管；A為埋深小于3米的煤氣管B為長(zhǎng)度小于300米的煤氣管OR

NOT

或非6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析

AXORB：檢索出埋深小于3米而長(zhǎng)度大于或等于300米的煤氣管道、長(zhǎng)度小于300米而埋深大于或等于3米的煤氣管道；A為埋深小于3米的煤氣管B為長(zhǎng)度小于300米的煤氣管XOR（異或）6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.3空間定位檢索用光標(biāo)選擇一個(gè)圖元或多個(gè)圖元，則系統(tǒng)檢索出這些圖元的屬性數(shù)據(jù)。圖查屬性6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.4圖元間關(guān)系檢索

1）面-面檢索例如：與某個(gè)多邊形相鄰的多邊形是哪些？

2）面-線檢索例如：某個(gè)多邊形的邊界是哪些線（弧段）？

3）線-面檢索例如，某弧段的左右區(qū)域分別是什么？6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.4圖元間關(guān)系檢索

4）線-線檢索例如，與某條河流相連的支流有哪些？

5）線-點(diǎn)檢索例如，某條道路上有哪些橋梁？

6）點(diǎn)-線檢索例如，某個(gè)結(jié)點(diǎn)由哪些線（弧段）相交而成？6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.4圖元間關(guān)系檢索面-面檢索例：與某個(gè)多邊形相鄰的多邊形是哪些？請(qǐng)點(diǎn)擊“河南省”6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.5空間數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言

GIS中的查詢首先是數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，SQL作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)查詢語(yǔ)言，因其非過(guò)程化描述和簡(jiǎn)潔性而倍受青睞，為許多GIS所采用。

SQL語(yǔ)句的基本結(jié)構(gòu)如下：

SELECT<屬性名>FROM<屬性表>WHERE<條件>

空間數(shù)據(jù)庫(kù)因其包含空間概念是一種特殊的數(shù)據(jù)庫(kù)，而標(biāo)準(zhǔn)SQL語(yǔ)言不支持空間概念，目前多數(shù)GIS系統(tǒng)是在SQL的基礎(chǔ)上擴(kuò)展空間概念描述、空間函數(shù)或空間操作等方式來(lái)解決。如增加WITHIN算子（SELECT<目標(biāo)>WITHIN<區(qū)域>）6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.5空間數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言

例如：查詢?nèi)龒{地區(qū)長(zhǎng)江流域人口大于50萬(wàn)的市或縣

Select*From縣或市

Where縣或市人口>50萬(wàn)

andCross（河流名稱=“長(zhǎng)江”）6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析6.3.6重分類、邊界消除與合并重分類或再分類（Reclassification）：根據(jù)不同的需要對(duì)原始數(shù)據(jù)再次進(jìn)行分類和提取的過(guò)程。

1）屬性按區(qū)間分類統(tǒng)計(jì)例：城市人口密度分為高、中、低三類。

2）間接分類例：按房屋建造年代分類，作為是否保留這些建筑的參考依據(jù)。

3）地理區(qū)域分類例：北京分為三個(gè)區(qū)域，二環(huán)內(nèi)、二環(huán)至三環(huán)、三環(huán)以外。6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析

例：希望從一個(gè)數(shù)據(jù)層中得到土壤類型分布圖，原始數(shù)據(jù)層中的多邊形是根據(jù)更細(xì)的類別劃分的.6.3數(shù)據(jù)檢索及表格分析

步驟：

(1)按照土壤類型這個(gè)屬性項(xiàng)對(duì)原始數(shù)據(jù)層重分類(Reclassify)。

(2)如果兩相鄰多邊形具有相同土壤類型，則刪除它們間的分界弧段，這就是邊界消除(dissolve)。

(3)重建拓?fù)洌瑢](méi)有分界弧段的相鄰多邊形合并(merge)成一個(gè)。6.4疊置分析

地圖疊置原理：就是將兩幅或多幅地圖重疊在一起，產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層和新數(shù)據(jù)層上的屬性（即提取感興趣的數(shù)據(jù)），新數(shù)據(jù)層或新空間位置上的屬性就是各疊置地圖上相應(yīng)位置處各屬性的函數(shù)。

目的：尋找和確定同時(shí)具有幾種地理屬性的地理要素的分布，或是按照確定的地理指標(biāo)，對(duì)疊加后產(chǎn)生的具有不同屬性級(jí)的多邊形進(jìn)行分類或分級(jí)。如了解某區(qū)域的森林覆蓋面積(行政區(qū)與植被圖層的疊加)、一個(gè)縣的公路里程、一個(gè)地區(qū)的河流密度、降雨與溫度的關(guān)系等。6.4疊置分析6.4疊置分析6.4.1柵格系統(tǒng)的疊加分析柵格數(shù)據(jù)來(lái)源復(fù)雜，包括各種遙感數(shù)據(jù)、航測(cè)數(shù)據(jù)等，疊加分析操作的前提是要將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的柵格數(shù)據(jù)格式，且各個(gè)疊加層必須具有統(tǒng)一的地理空間，即具有統(tǒng)一的空間空間參考（包括地圖投影、橢球體、基準(zhǔn)面等）、統(tǒng)一的比例尺及統(tǒng)一的分辨率。6.4疊置分析

柵格疊加的作用：數(shù)理統(tǒng)計(jì)，如行政區(qū)劃和土地利用類型疊加，可計(jì)算出某一行政區(qū)劃內(nèi)的土地利用類型個(gè)數(shù)及各種土地利用類型的面積；成本分析，如城市土地利用圖與大氣污染指數(shù)分布圖、道路分布圖疊加，可進(jìn)行土地價(jià)格的評(píng)估與預(yù)測(cè)；類型疊加，如土壤圖和植被圖疊加，可得出土壤與植被分布之間的關(guān)系圖；6.4疊置分析

柵格疊加的作用：動(dòng)態(tài)變化分析，通過(guò)對(duì)同一地區(qū)、相同屬性、不同時(shí)間的柵格數(shù)據(jù)的疊置，分析由時(shí)間引起的變化；幾何提取,通過(guò)與所需提取的范圍的疊置運(yùn)算，快速地進(jìn)行范圍內(nèi)信息的提取

。6.4疊置分析

在柵格系統(tǒng)中，層間疊加可通過(guò)像元之間的各種運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。新屬性值的計(jì)算可由下式表示：

U＝f(A,B,C,……)

其中，A，B，C等表示第一、二、三等各層上同一坐標(biāo)處的屬性值，f函數(shù)表示各層上屬性與用戶需要之間的關(guān)系，U為疊置后屬性輸出層的屬性值。6.4疊置分析

運(yùn)算：（1）各層屬性數(shù)據(jù)的平均值（算術(shù)平均或加權(quán)平均）（2）各層屬性數(shù)據(jù)的最大值或最小值（3）算術(shù)運(yùn)算（4）邏輯條件組合6.4疊置分析20112302323112基于不同的運(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算基于像元與像元之間的對(duì)應(yīng)的運(yùn)算，每個(gè)像元都基于它自身的運(yùn)算，不考慮其他與之相鄰的像元。60336906969336×3＝輸入柵格輸出柵格單層局部變換2011230232311220222604669238×＝

輸入柵格乘數(shù)柵格輸出柵格多層局部變換11221222223323346.4疊置分析以某一像元為中心，將周圍像元的值作為算子，進(jìn)行簡(jiǎn)單求和、平均值、最大值、最小值等。201123023231127874101312910121395787（鄰域求和）＝輸入柵格輸出柵格鄰域變換基于不同的運(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析將具有相同屬性值的像元作為整體進(jìn)行分析運(yùn)算。例：通過(guò)識(shí)別輸入柵格層中具有相同像元值的格網(wǎng)在分帶柵格中的最大值，將這個(gè)最大值賦給輸入層中這些網(wǎng)格并存儲(chǔ)到輸出柵格層中。2011230202110287558678785578

＝

輸入柵格分帶柵格輸出柵格分帶變換1234567812345555基于不同的運(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析

基于研究區(qū)內(nèi)所有像元的運(yùn)算，輸出柵格的每一個(gè)像元值是基于全區(qū)的柵格運(yùn)算，這里像元是具有或沒(méi)有屬性值的柵格。一般指在同一網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行像元與像元之間距離的量測(cè)。

自然距離量測(cè)運(yùn)算或歐幾里得幾何距離運(yùn)算屬于全局變換。歐幾里得幾何距離運(yùn)算分為2種情況：一種是以連續(xù)距離對(duì)源像元建立緩沖，在整個(gè)格網(wǎng)上建立一系列波狀距離帶；另一種是對(duì)格網(wǎng)中的每個(gè)像元確定與其最近的源像元的自然距離，該方式在距離量測(cè)中比較常見?；诓煌倪\(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析

首先定義源像元，然后計(jì)算區(qū)域內(nèi)各個(gè)像元到最近的源像元的距離。水平或垂直方向的相鄰像元之間的距離為像元尺寸大小，若對(duì)角線相鄰，為像元尺寸大小的1.4倍。

輸入柵格輸出柵格11122.01.00.00.01.41.01.00.01.00.01.01.01.41.01.42.0（歐幾里得距離）＝基于不同的運(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析設(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。（布爾邏輯的運(yùn)算有和（AND）、或（OR）、異或（XOR）、非（NOT）等）A.AND.B.AND.CA.XOR.B.XOR.CA.NOT.B.OR.CA.OR.B.OR.CA.AND.B.OR.CA.AND.(B.OR.C)基于不同的運(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析例：布爾邏輯與運(yùn)算（AND）：10111100001011020010110000101100&＝

輸入柵格1輸入柵格2輸出柵格布爾邏輯“與”運(yùn)算0230514012305550基于不同的運(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析例：有土壤厚度（大于和小于50厘米）和土壤類型（紅壤和其他類型）兩個(gè)二值化圖層，不同的邏輯運(yùn)算結(jié)果如下：

AND關(guān)系：結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，且土壤為紅壤的土壤單元顯示出來(lái)；

OR關(guān)系：結(jié)果將土層厚度大于50厘米，或者土壤為紅壤的土壤單元顯示出來(lái)；

XOR：結(jié)果將土層厚度小于50厘米，或者土壤不是紅壤的土壤單元顯示出來(lái)；

NOT:如結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，但土壤不是紅壤的土壤單元顯示出來(lái)?；诓煌倪\(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析運(yùn)算關(guān)系以一定的關(guān)系為基礎(chǔ)，符合條件的為真，賦予1值；不符合條件的為假，賦予0值。關(guān)系運(yùn)算符包括6種：＝、<、>、<>、>=、<=。下圖為關(guān)系“>”運(yùn)算:15111300041012021101010001000001>＝

輸入柵格1輸入柵格2輸出柵格關(guān)系“>”運(yùn)算0230514012305550基于不同的運(yùn)算方式和疊加方式，柵格疊加變換包括如下幾種類型：（1）局部變換（2）鄰域變換（3）分帶變換（4）全局變換（5）柵格邏輯疊加（6）柵格關(guān)系運(yùn)算6.4疊置分析6.4.1柵格系統(tǒng)的疊加分析優(yōu)點(diǎn)：容易實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)：圖元間拓?fù)潢P(guān)系信息丟失6.4疊置分析6.4.2矢量系統(tǒng)的疊加分析（拓?fù)浏B加）拓?fù)浏B加之前，假設(shè)每一層都是平面增強(qiáng)的（已建立了完整的拓?fù)潢P(guān)系），當(dāng)兩層數(shù)據(jù)疊加時(shí)，結(jié)果也必然是平面增強(qiáng)的。拓?fù)浏B加能夠把輸入特征的屬性合并到一起，實(shí)現(xiàn)特征屬性在空間上的連接；拓樸疊加時(shí)，新的組合圖關(guān)系將被更新。6.4疊置分析6.4疊置分析1、矢量系統(tǒng)疊置分析的步驟（1）對(duì)原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓?fù)潢P(guān)系（2）多層多邊形數(shù)據(jù)的空間疊置，形成新的層（3）對(duì)新層中的多邊形重新進(jìn)行拓?fù)浣M建（4）剔除多余的多邊形，提取出感興趣的部分6.4疊置分析2、疊加分析的主要內(nèi)容（1）多邊形與多邊形疊加：生成多邊形數(shù)據(jù)層（2）線對(duì)多邊形疊加：生成線數(shù)據(jù)層（3）點(diǎn)對(duì)多邊形疊加:生成點(diǎn)數(shù)據(jù)層（4）多邊形對(duì)點(diǎn)疊加：生成多邊形數(shù)據(jù)層（5）點(diǎn)對(duì)線疊加：生成點(diǎn)數(shù)據(jù)層6.4疊置分析（1）多邊形對(duì)多邊形疊加

由于兩個(gè)多邊形疊加時(shí)其邊界在相交處分開，因此輸出多邊形的數(shù)目可能大于輸入多邊形的總和。在多邊形疊加操作中往往會(huì)產(chǎn)生許多較小的多邊形，其中有些并不代表實(shí)際的空間變化，這些小而無(wú)用的多邊形稱為碎多邊形或偽多邊形，他們是多邊形疊加的主要問(wèn)題。6.4疊置分析多邊形疊加的整個(gè)過(guò)程為：

1）計(jì)算交叉點(diǎn)；

2）形成節(jié)點(diǎn)和鏈；

3）建立拓?fù)浜托聦?duì)象/新標(biāo)識(shí)符；

4）如果需要的話，去除大量的碎多邊形，融合相似多邊形；

5）連接新屬性，并添加到屬性表中。（1）多邊形對(duì)多邊形疊加6.4疊置分析（1）多邊形對(duì)多邊形疊加：合并、相交、相減、判別等。

指兩個(gè)不同圖層的多邊形要素相疊加，產(chǎn)生輸出層的新多邊形要素，用以解決地理變量的多準(zhǔn)則分析、區(qū)域多重屬性的模擬分析、地理特征的動(dòng)態(tài)變化分析，以及圖幅要素更新、相鄰圖幅拼接、區(qū)域信息提取等（結(jié)果仍為多邊形）。合并union相交intersect相減

Substraction

判別Identity6.4疊置分析6.4疊置分析6.4疊置分析6.4疊置分析6.4疊置分析（1）多邊形對(duì)多邊形疊加6.4疊置分析（2）線對(duì)多邊形疊加:相交、判別、相減等。

確定一圖層上的弧段落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每個(gè)弧段建立新的屬性。線與多邊形疊置的算法就是線的多邊形裁剪。應(yīng)用：如河流圖與政區(qū)圖疊置，可得到每個(gè)政區(qū)中河流的長(zhǎng)度。6.4疊置分析（2）線對(duì)多邊形疊加:相交、判別、相減等。6.4疊置分析線對(duì)區(qū)疊加(判別)分析（2）線對(duì)多邊形疊加6.4疊置分析（3）點(diǎn)對(duì)多邊形疊加（Point-in-polygonoverlay）

確定一圖層上的點(diǎn)落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每個(gè)點(diǎn)建立新的屬性。它實(shí)質(zhì)是點(diǎn)與面之間的包含關(guān)系。疊加結(jié)果是一串帶有附加屬性的點(diǎn)要素。

相交：落在多邊形內(nèi)的點(diǎn)個(gè)數(shù)

判別：區(qū)域內(nèi)所有的點(diǎn)個(gè)數(shù)

相減：區(qū)域外所有的點(diǎn)個(gè)數(shù)應(yīng)用：如一幅圖表示郵政信箱的位置，另一幅圖表示城市街區(qū)。兩幅圖疊置后可得出每個(gè)街區(qū)有多少郵政信箱，也可知道每個(gè)郵政信箱是位于城市的哪個(gè)街區(qū)。

6.4疊置分析（3）點(diǎn)對(duì)多邊形疊加（Point-in-polygonoverlay）6.4疊置分析（4）多邊形對(duì)點(diǎn)疊加

多邊形對(duì)點(diǎn)疊加的結(jié)果是多邊形，但只保留那些有點(diǎn)落在上面的多邊形，這種疊加不做屬性連接，結(jié)果多邊形的屬性和原始多邊形的屬性相同。6.4疊置分析（5）點(diǎn)對(duì)線疊加點(diǎn)對(duì)線疊加的結(jié)果為點(diǎn)要素，它保留所有點(diǎn)，找到距離某點(diǎn)最近的線并計(jì)算出點(diǎn)線之間的距離，然后將線號(hào)和點(diǎn)線距離記錄到該點(diǎn)的屬性中。6.5緩沖分析

緩沖分析是GIS的基本空間操作功能之一。用以識(shí)別實(shí)體或主體對(duì)鄰近對(duì)象的輻射范圍或影響度，以便為某項(xiàng)分析或決策提供依據(jù)。它是GIS中重要的和基本的空間操作功能之一。公共設(shè)施（商場(chǎng)，郵局，銀行，醫(yī)院，車站，學(xué)校等）的服務(wù)半徑大型水庫(kù)建設(shè)引起的搬遷鐵路、公路以及航運(yùn)河道對(duì)其所穿過(guò)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性6.5緩沖分析

緩沖分析就是在點(diǎn)、線、面實(shí)體（緩沖目標(biāo)）周圍建立一定寬度范圍的多邊形。換言之，任何目標(biāo)所產(chǎn)生的緩沖區(qū)總是一些多邊形，這些多邊形將構(gòu)成新的數(shù)據(jù)層。如：城市噪音污染源所影響的一定空間范圍；交通線兩側(cè)劃定的綠化帶等。6.5.1緩沖分析概念6.5緩沖分析(1)點(diǎn)的緩沖區(qū)(2)線的緩沖區(qū)(3)面的緩沖區(qū)6.5緩沖分析

如：在城市研究中，當(dāng)改變某個(gè)轄區(qū)的行政界限時(shí)，需要通知周圍一定距離范圍內(nèi)（如150米）的住戶。禽流感疫情發(fā)生所影響的范圍？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。如果要分析因道路拓寬而需拆除的建筑物和需搬遷的居民，則需進(jìn)行線緩沖區(qū)分析；而在對(duì)野生動(dòng)物棲息地的評(píng)價(jià)中，動(dòng)物的活動(dòng)區(qū)域往往是在距它們生存所需的水源或棲息地一定距離的范圍內(nèi)，為此可用面緩沖區(qū)進(jìn)行分析等等。6.5緩沖分析6.5.2建立緩沖區(qū)的算法建立緩沖區(qū)的實(shí)質(zhì)是作點(diǎn)、線、面狀地物的擴(kuò)展距離圖。1、點(diǎn)緩沖區(qū)算法等距離的點(diǎn)緩沖區(qū)是一個(gè)圓。6.5緩沖分析2、線緩沖區(qū)和面緩沖區(qū)的基本算法（1）角平分線法在線的兩邊按一定距離（稱為緩沖距）作平行線，在線的端點(diǎn)畫半圓相連。（2）凸角圓弧法對(duì)線的拐點(diǎn)求出凹凸性，凸側(cè)用圓弧彌合法，以防角平分線法中出現(xiàn)尖角；凹側(cè)用角平分法建立。線的窄緩沖區(qū)線的寬緩沖區(qū)6.5緩沖分析3、復(fù)雜緩沖區(qū)的生成對(duì)復(fù)雜曲線、曲面建立緩沖區(qū)時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)緩沖區(qū)重疊問(wèn)題，這時(shí)需要通過(guò)對(duì)緩沖區(qū)邊界求交，除去重疊部分，或通過(guò)對(duì)緩沖區(qū)邊界求交，對(duì)建立緩沖區(qū)所生成的圖形進(jìn)行判斷，除去緩沖區(qū)內(nèi)部線，將緩沖區(qū)組成連通區(qū)。6.5緩沖分析緩沖區(qū)分析應(yīng)用商場(chǎng)的市場(chǎng)區(qū)位（服務(wù)服務(wù)→中心地理論）林業(yè)規(guī)劃：距河流一定縱深的范圍來(lái)確定森林的砍伐區(qū)地震帶：按斷裂線的危險(xiǎn)等級(jí)繪出每一斷裂線的不同寬度的緩沖帶作為警戒線土地評(píng)價(jià)：根據(jù)距離交通線的遠(yuǎn)近進(jìn)行成本估算→地價(jià)評(píng)估6.5緩沖分析

實(shí)例分析：市區(qū)擇房分析滿足條件:離主要交通要道200米以外，減少噪音污染商業(yè)中心的服務(wù)范圍內(nèi)距名牌高中750米內(nèi)距名勝古跡500米內(nèi)，環(huán)境幽雅同時(shí)滿足上面4個(gè)條件的為最佳選擇。6.5緩沖分析

實(shí)現(xiàn)步驟:1）對(duì)每一個(gè)條件進(jìn)行緩沖區(qū)范圍生成；

2）將4個(gè)要素生成公共最佳擇房區(qū)(intersect，erase)；

3）給每一個(gè)緩沖條件添加一個(gè)條件判斷字段(addfield)；

4）將4個(gè)要素union生成合成圖；

5）對(duì)union后圖添加class字段，作為住房分類依據(jù)；

6）對(duì)結(jié)果圖進(jìn)行分類分級(jí)顯示。6.5緩沖分析6.5緩沖分析6.6網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)示例：鐵路、公路電力網(wǎng)、電訊網(wǎng)煤氣管網(wǎng)各種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)航空網(wǎng)絡(luò)街道網(wǎng)絡(luò)6.6網(wǎng)絡(luò)分析

網(wǎng)絡(luò)是地理信息系統(tǒng)中一類獨(dú)特的數(shù)據(jù)實(shí)體，它由若干個(gè)線性實(shí)體通過(guò)結(jié)點(diǎn)連結(jié)而成。

網(wǎng)絡(luò)分析是空間分析的一個(gè)重要方面，是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓樸關(guān)系（線性實(shí)體之間、線性實(shí)體與結(jié)點(diǎn)之間、結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)之間的連結(jié)和連通關(guān)系），通過(guò)考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間和屬性數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面的分析計(jì)算。6.6網(wǎng)絡(luò)分析

為什么要使用網(wǎng)絡(luò)分析？從甲地到乙地的最短路徑是什么？如何設(shè)定一個(gè)服務(wù)中心？特定位置的服務(wù)中心的服務(wù)范圍？從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的通行程度如何？從出發(fā)地到目的地，有多少條可行路線？如何在街道圖上定位一個(gè)發(fā)生的事件？6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6.1網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型及基本概念

1）網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)是由若干線性實(shí)體互連而成的一個(gè)系統(tǒng)，資源經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，實(shí)體間的聯(lián)絡(luò)也經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)來(lái)達(dá)成。構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的最基本元素是上述線性實(shí)體以及這些實(shí)體的連接交匯點(diǎn)。前者常被稱為網(wǎng)線或鏈（link），后者一般稱為結(jié)點(diǎn)（node）。6.6網(wǎng)絡(luò)分析2）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型是真實(shí)世界中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如交通網(wǎng)、通迅網(wǎng)、自來(lái)水管網(wǎng)、煤氣管網(wǎng)等）的抽象表示。6.6網(wǎng)絡(luò)分析3）網(wǎng)絡(luò)組成要素基本要素

a.結(jié)點(diǎn)（Node）——結(jié)點(diǎn)是網(wǎng)線的端點(diǎn)，又是網(wǎng)線匯合點(diǎn)，可以表示交叉路口、中轉(zhuǎn)站、河流匯合點(diǎn)等。

b.鏈或弧段（網(wǎng)線）（link）——是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的骨架，是資源傳輸或通訊聯(lián)絡(luò)的通道，可以代表街道、公路、鐵路、航線、水管、煤氣管、河流等等。6.6網(wǎng)絡(luò)分析附屬要素

a.站點(diǎn)（stop）或（?？奎c(diǎn)）——是在路徑分析中用來(lái)表示途經(jīng)地點(diǎn)的可以進(jìn)行資源裝卸的結(jié)點(diǎn)；（如車站、碼頭等）

b.中心（center）——是在資源分配中用來(lái)表示資源發(fā)散地點(diǎn)或資源匯聚地點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)；位于總站位置，如管道、煤氣總站6.6網(wǎng)絡(luò)分析附屬要素

c.障礙（barrier）——對(duì)資源傳輸或通訊聯(lián)絡(luò)起阻斷作用。如被破壞的橋梁和禁止通行的關(guān)口。即禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動(dòng)的點(diǎn)。

d.拐角（turn）——在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)處，資源運(yùn)移方向可能轉(zhuǎn)變，從一個(gè)鏈經(jīng)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向另一個(gè)鏈。如在十字路口禁止車輛左拐，便構(gòu)成拐角。6.6網(wǎng)絡(luò)分析4）特殊的屬性數(shù)據(jù)

a.網(wǎng)線的阻礙強(qiáng)度——阻強(qiáng)即資源受到阻力的大小。為了實(shí)施路徑分析和資源分配，網(wǎng)線數(shù)據(jù)應(yīng)包含正反兩個(gè)方向上的阻礙強(qiáng)度（如流動(dòng)時(shí)間、耗費(fèi)等）；如：交通系統(tǒng)中紅燈停情況，地面粗糙度、資源的種類（運(yùn)的是什么），來(lái)回的方向等等，在網(wǎng)絡(luò)分析中非常重要但又很難確定。6.6網(wǎng)絡(luò)分析4）特殊的屬性數(shù)據(jù)

b.網(wǎng)線的資源需求量網(wǎng)線的資源需求量即網(wǎng)絡(luò)中弧度。?？奎c(diǎn)所能容納的資源量（如一個(gè)年級(jí)段學(xué)生人數(shù)），如學(xué)生人數(shù)、水流量、顧客量等；3人10人5人學(xué)校6.6網(wǎng)絡(luò)分析c.結(jié)點(diǎn)資源需求量

d.結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)可以更加細(xì)致地模擬資源流動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向特性，具體地說(shuō)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以擁有一個(gè)轉(zhuǎn)向表（turntable），其中的每一項(xiàng)說(shuō)明了資源從某一網(wǎng)線經(jīng)該結(jié)點(diǎn)到另一網(wǎng)線時(shí)所受的阻礙強(qiáng)度。6.6網(wǎng)絡(luò)分析5)與中心相聯(lián)系的數(shù)據(jù)

a.中心的資源容量（如年級(jí)在教室中的座位，能夠容納多少學(xué)生。）

b.阻礙限度即資源流出或流向該中心所能克服的最大累積阻礙；

c.延遲量延遲量表達(dá)該中心相對(duì)于其它中心進(jìn)行資源分配的優(yōu)先程度。6.6網(wǎng)絡(luò)分析6)與站點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)與站點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)一般有傳輸量，即資源裝卸量、阻礙強(qiáng)度。6.6網(wǎng)絡(luò)分析3人10人5人學(xué)校8路公共汽車起點(diǎn)站8路公共汽車終點(diǎn)站6人路徑站點(diǎn)中心拐點(diǎn)障礙點(diǎn)段6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6.2常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)分析功能1、路徑分析(pathanalysis)

其核心是最佳路徑和最短路徑的求解。常用于旅游、交通、消防、信息傳輸、救災(zāi)、搶險(xiǎn)等。6.6網(wǎng)絡(luò)分析a.最短路徑在最短路徑分析需要計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中從起點(diǎn)到終點(diǎn)所有可能的路徑，從中選擇一條到起點(diǎn)距離最短的一條。用于最短路徑分析的算法很多，其中最著名的是Dijkstra算法(Dijkstra，1959)。該算法可用于計(jì)算一個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑。主要特點(diǎn)是以起始點(diǎn)為中心向外層層擴(kuò)展，直到擴(kuò)展到終點(diǎn)為止。Dijkstra算法能得出最短路徑的最優(yōu)解，但由于它遍歷計(jì)算的節(jié)點(diǎn)很多，所以效率低。6.6網(wǎng)絡(luò)分析最短路徑(NetworkAnalyst)6.6網(wǎng)絡(luò)分析b.最佳路徑在指定網(wǎng)絡(luò)中兩結(jié)點(diǎn)間找一條阻礙強(qiáng)度最小的路徑，最佳路徑的產(chǎn)生基于網(wǎng)線和結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的阻礙強(qiáng)度。當(dāng)網(wǎng)線在順逆兩個(gè)方向上的阻礙強(qiáng)度都是該網(wǎng)線的長(zhǎng)度，而結(jié)點(diǎn)無(wú)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)（阻礙強(qiáng)度）或轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)為零，最佳路徑與最短路徑是一致的。6.6網(wǎng)絡(luò)分析c.最佳游歷方案求解

網(wǎng)線最佳游歷方案——給定一個(gè)網(wǎng)線集合和一個(gè)結(jié)點(diǎn)，求解最佳路徑，使之由指定結(jié)點(diǎn)出發(fā)至少經(jīng)過(guò)每條網(wǎng)線一次而回到起始結(jié)點(diǎn)。

結(jié)點(diǎn)最佳游歷方案——給定一個(gè)起始結(jié)點(diǎn)、一個(gè)終止結(jié)點(diǎn)和若干中間結(jié)點(diǎn)，求解最佳路徑使之由起始點(diǎn)出發(fā)遍歷全部中間結(jié)點(diǎn)而到達(dá)終點(diǎn)。6.6網(wǎng)絡(luò)分析

實(shí)例應(yīng)用：一輛送貨車從起點(diǎn)出發(fā)，到20個(gè)點(diǎn)送貨，貨車返回起點(diǎn)，按最優(yōu)次序最短時(shí)間送貨。（1）給出送貨路線圖（2）計(jì)算送貨總時(shí)間（3）給出送貨車的行駛導(dǎo)引（如左拐，進(jìn)入XX路，右拐……）6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6網(wǎng)絡(luò)分析2、資源分配(Allocation)

就是為網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)線和結(jié)點(diǎn)尋找最近（遠(yuǎn)近按阻礙強(qiáng)度的大小來(lái)確定）的中心（資源發(fā)散或匯集地）。例如：資源分配能為城市中的每一條街道上的學(xué)生確定最近的學(xué)校；為水庫(kù)提供其供水區(qū)等等。資源分配根據(jù)中心容量以及網(wǎng)線和結(jié)點(diǎn)的需求將網(wǎng)線和結(jié)點(diǎn)分配給中心，分配是沿最佳路徑進(jìn)行的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元素被分配給某個(gè)中心，該中心擁有的資源量就依據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素的需求而縮減，當(dāng)中心的資源耗盡，分配就停止。6.6網(wǎng)絡(luò)分析圖書館設(shè)在哪兒合適呢？居民分布點(diǎn)公共設(shè)施6.6網(wǎng)絡(luò)分析1和2那個(gè)去合適呢？12居民分布點(diǎn)服務(wù)點(diǎn)6.6網(wǎng)絡(luò)分析例1：負(fù)荷設(shè)計(jì)、時(shí)間與距離損耗估算電能從電站產(chǎn)生，并通過(guò)電網(wǎng)傳送到客戶那里去。在這里，電站就是網(wǎng)絡(luò)模型中的“Center”,因?yàn)樗梢蕴峁╇娏?yīng)。電能的客戶沿電網(wǎng)的線路(網(wǎng)絡(luò)模型中的Link)分布，他們產(chǎn)生了“Demand”。在這種情況下，資源是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)由供方傳輸?shù)叫璺絹?lái)實(shí)現(xiàn)資源分配?？捎脕?lái)分析輸電系統(tǒng)是否超載；停電的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響估計(jì)等。6.6網(wǎng)絡(luò)分析例2：學(xué)校選址學(xué)校與學(xué)生的關(guān)系也構(gòu)成一種在網(wǎng)絡(luò)中供需分配關(guān)系。學(xué)校是資源提供方，它負(fù)責(zé)提供名額供適齡兒童入學(xué)。適齡兒童是資源的需求方，他們要求入學(xué)。作為需求方的適齡兒童沿街道網(wǎng)絡(luò)分布，他們產(chǎn)生了對(duì)作為供給方的學(xué)校的資源--學(xué)生名額的需求。這種情況下，“資源”的流向是由適齡兒童前往學(xué)校。6.6網(wǎng)絡(luò)分析例3：服務(wù)區(qū)域現(xiàn)有某區(qū)域道路交通圖，假設(shè)所有郵局的服務(wù)距離約為2500米，給出每個(gè)郵局的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算：（1）所有郵局的服務(wù)總距離；（2）給出每個(gè)郵局的的服務(wù)區(qū)域，計(jì)算所有郵局的服務(wù)總面積。6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6網(wǎng)絡(luò)分析3、連通分析欲知道從某一結(jié)點(diǎn)或網(wǎng)線出發(fā)能夠到達(dá)的全部結(jié)點(diǎn)或網(wǎng)線，這一類問(wèn)題稱為連通分量求解。如從某一結(jié)點(diǎn)/網(wǎng)線出發(fā)能到達(dá)所有結(jié)點(diǎn)/網(wǎng)線，或費(fèi)用最少。6.6網(wǎng)絡(luò)分析

例1：當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，救災(zāi)指揮部需要知道，把所有被破壞的公路和橋梁考慮在內(nèi)，救災(zāi)物質(zhì)能否從集散地出發(fā)送到每個(gè)居民點(diǎn)，如果有若干居民點(diǎn)與物質(zhì)集散地不在一個(gè)連通分量之內(nèi)，指揮部就不得不采用特殊的救援方式（如派遣直升機(jī)）。6.6網(wǎng)絡(luò)分析

例2：公路部門擬修建足夠數(shù)量的公路，使某個(gè)縣的五個(gè)鎮(zhèn)直接或間接地相互連接，如何使費(fèi)用最?。咳绻衙恳粭l可能修建的公路作為網(wǎng)線，把相應(yīng)的預(yù)算費(fèi)用作為網(wǎng)線的耗費(fèi)，上述問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為求一個(gè)網(wǎng)線集合，使全部節(jié)點(diǎn)連通且耗費(fèi)最少。6.6網(wǎng)絡(luò)分析4、流分析所謂流，就是將資源由一個(gè)地點(diǎn)運(yùn)送到另一個(gè)地點(diǎn)。流分析的問(wèn)題主要是按照某種最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)（如時(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)運(yùn)送方案。6.6網(wǎng)絡(luò)分析

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。如把中心分為發(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)貨中心的容量就代表待運(yùn)送資源量，收貨中心的容量代表它所需的資源量。網(wǎng)線的相關(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，就要設(shè)定網(wǎng)線的傳輸能力；如果目標(biāo)是使用費(fèi)用最低，則要為網(wǎng)線設(shè)定傳輸費(fèi)用（在該網(wǎng)線上運(yùn)送一個(gè)單位的資源所需的費(fèi)用）。6.6網(wǎng)絡(luò)分析5、選址該功能涉及在某一指定區(qū)域內(nèi)選擇服務(wù)性設(shè)施的位置。例如：市郊商業(yè)區(qū)、消防站、工廠、飛機(jī)場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)等的最佳位置的確定。6.6網(wǎng)絡(luò)分析

在網(wǎng)絡(luò)分析中的選址問(wèn)題一般限定設(shè)施必須位于某個(gè)結(jié)點(diǎn)或位于某條網(wǎng)線上，或者限定在若干候選地點(diǎn)中選擇位置。存在種類繁多的選址問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)方法和技巧也多種多樣，不同GIS系統(tǒng)在這方面各有特色。造成這種多樣性的原因主要在于：對(duì)“最佳位置”的解釋（即用什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量一個(gè)位置的優(yōu)劣）以及要定位的是一個(gè)設(shè)施還是多個(gè)設(shè)施。6.6網(wǎng)絡(luò)分析

（1）中心點(diǎn)選址問(wèn)題使最佳選址位置所在的頂點(diǎn)與圖中其他頂點(diǎn)之間的最大距離達(dá)到最小——適宜于學(xué)校、醫(yī)院、消防站點(diǎn)等一類服務(wù)設(shè)施的布局問(wèn)題。（2）中位點(diǎn)選址問(wèn)題使最佳選址位置所在的頂點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)圖中其他頂點(diǎn)的距離（或加權(quán)距離）總和達(dá)到最小——例如超市要確定一個(gè)配送中心。6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6.3網(wǎng)絡(luò)分析的實(shí)際應(yīng)用路徑分析6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6.3網(wǎng)絡(luò)分析的實(shí)際應(yīng)用電力設(shè)施管理6.6網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)區(qū)域6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6.3網(wǎng)絡(luò)分析的實(shí)際應(yīng)用交通網(wǎng)絡(luò)分析6.6網(wǎng)絡(luò)分析6.6.3網(wǎng)絡(luò)分析的實(shí)際應(yīng)用污染源分析與追蹤6.7.1三維空間拓?fù)潢P(guān)系（1）點(diǎn)－點(diǎn)空間關(guān)系（2種）（2）點(diǎn)－線空間關(guān)系（3種）

（3）點(diǎn)－面空間關(guān)系（3種）

6.7三維空間關(guān)系6.7三維空間關(guān)系（4）點(diǎn)－體空間關(guān)系（3種）

（5）線－線空間關(guān)系（7種）

6.7三維空間關(guān)系（6）線－面空間關(guān)系（5種）（7）線－體空間關(guān)系（5種）

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