空间分析原理与方法.pptx

2024/4/14 周日 0:021第五章空间分析的 原理与方法地理信息系统地理信息系统22024/4/14 周日 0:02第五章第五章 空间分析的原理和方法空间分析的原理和方法数字地面模型分析数字地面模型分析数字地面模型分析数字地面模型分析空间叠合分析空间叠合分析空间叠合分析空间叠合分析空间邻近度分析空间邻近度分析空间网络分析空间网络分析空间网络分析空间网络分析地理信息系统地理信息系统32024/4/14 周日 0:02n18541854年年8 8月到月到9 9月英国伦敦霍乱流行时，当局始月英国伦敦霍乱流行时，当局始终找不到发病的原因，后来医生约翰终找不到发病的原因，后来医生约翰斯诺斯诺(John Snow)(John Snow)说：说：“我们画一张图吧我们画一张图吧”。n他在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用他在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的水机井等内容的1 1：65006500比例尺地图上，标出比例尺地图上，标出了每个霍乱病死者的住家位置，得到了霍乱病了每个霍乱病死者的住家位置，得到了霍乱病死者居住分布图。死者居住分布图。地理信息系统地理信息系统42024/4/14 周日 0:02n斯诺博士分析了这斯诺博士分析了这张分布图，马上明张分布图，马上明白了霍乱病源之所白了霍乱病源之所在死者住家都在死者住家都集中于饮用集中于饮用“布洛布洛多斯托多斯托”井水井水的地的地方及周围。方及周围。地理信息系统地理信息系统52024/4/14 周日 0:02n根据斯诺博士的分析和请示，当局于根据斯诺博士的分析和请示，当局于9 9月月8 8日摘日摘下了这个水井的泵，禁止使用该水泵吸水，从下了这个水井的泵，禁止使用该水泵吸水，从这天以后，新的霍乱病患者就再也没有出现了。这天以后，新的霍乱病患者就再也没有出现了。n在这个例子中，患者的在这个例子中，患者的居住地与饮用水井居住地与饮用水井之间之间的的空间位置关系空间位置关系提示了霍乱病的发病根源。提示了霍乱病的发病根源。n因此空间分析是基于事物的空间特性的分析。因此空间分析是基于事物的空间特性的分析。地理信息系统地理信息系统62024/4/14 周日 0:02n空间分析源于空间分析源于6060年代地理和区域科学的计量革命，在开年代地理和区域科学的计量革命，在开始阶段，主要是应用定量（主要是统计）分析手段用于始阶段，主要是应用定量（主要是统计）分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式。后来更多的是强调地分析点、线、面的空间分布模式。后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。实际上自有地图以来，人们就始终在空演化过程分析。实际上自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。如在地图自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例，而后者实质上已属较高层次上的空间空间分析的实例，而后者实质上已属较高层次上的空间分析分析。地理信息系统地理信息系统72024/4/14 周日 0:02nGIS 的特点在于空间分析GIS不但实现自动制图，更主要的目的是分析空间数据，提供空间决策信息。区别于其他系统的最主要特征。n空间分析目的：通过对空间数据的深加工，获取新的信息。n空间分析：根据地学原理，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间演变等信息。n常用空间分析方法数字地面模型分析；空间叠置分析；缓冲区分析；空间网络分析；空间统计分析；空间几何分析；空间数据查询。地理信息系统地理信息系统82024/4/14 周日 0:02空间分析空间分析的概念的概念 空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成和空间演变等信息。空间形成和空间演变等信息。地理信息系统地理信息系统92024/4/14 周日 0:02分类（按照空间数据的形式）分类（按照空间数据的形式）n矢量数据空间分析：矢量叠合分析、矢量临近矢量数据空间分析：矢量叠合分析、矢量临近性分析、网络分析等性分析、网络分析等n栅格数据空间分析：数字地形模型分析、栅格栅格数据空间分析：数字地形模型分析、栅格叠合分析、栅格临近性分析、栅格统计分析等叠合分析、栅格临近性分析、栅格统计分析等地理信息系统地理信息系统102024/4/14 周日 0:02分类（分类（Goodchild）v产生式分析产生式分析(product mode)(product mode)：数字地面模型：数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析、空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析分析、空间统计分析v查询式分析查询式分析(query mode)(query mode)：空间集合分析、：空间集合分析、空间数据查询空间数据查询地理信息系统地理信息系统112024/4/14 周日 0:02第一节第一节 数字地形模型分析数字地形模型分析n数字地形模型（数字地形模型（DTM,Digital Terrain DTM,Digital Terrain ModelModel）最初是为了高速公路的自动设计提出）最初是为了高速公路的自动设计提出来的（来的（MillerMiller，19561956）。此后，它被用于各种）。此后，它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算，任意两点各种工程的面积、体积、坡度计算，任意两点间的通视判断及任意断面图绘制间的通视判断及任意断面图绘制n在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。地理信息系统地理信息系统122024/4/14 周日 0:02定义：定义：数字地形模型（数字地形模型（Digital Terrain ModelDigital Terrain Model，简称，简称DTMDTM）是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，）是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。在形式上分：在形式上分：l规则格网（规则格网（GridGrid）：最常见）：最常见l不规则三角网（不规则三角网（TINTIN）l数字等高线、等深线、地形特征线（如山脊线、数字等高线、等深线、地形特征线（如山脊线、谷底线、坡度变换线等）谷底线、坡度变换线等）地理信息系统地理信息系统132024/4/14 周日 0:02n按平面上等间距规则采样，或内插所建按平面上等间距规则采样，或内插所建立的数字地形模型，称为基于栅格的数立的数字地形模型，称为基于栅格的数字地形模型。字地形模型。DTM=DTM=Z Zi,ji,j ,i=1,2,3,i=1,2,3,m-1,m;,m-1,m;j=1,2,3,j=1,2,3,n-1,n,n-1,n。l Z Z为栅格点（为栅格点（i i，j j）上的地面属性数据）上的地面属性数据地理信息系统地理信息系统142024/4/14 周日 0:02p 数字高程模型（数字高程模型（Digital Elevation Digital Elevation Model Model，简称，简称DEM DEM）它是用一组有序数值阵）它是用一组有序数值阵列形式表示地列形式表示地 面高程的一种实体地面模型，面高程的一种实体地面模型，是是DTMDTM的一个分支，其它各种地形特征值均可的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。由此派生。p DEMDEM是构成是构成DTMDTM的基础，的基础，DTMDTM的其他元素均的其他元素均由由DEMDEM导出。显然，导出。显然，DEMDEM的质量好坏直接决定的质量好坏直接决定着着DTMDTM的精确性。的精确性。地理信息系统地理信息系统152024/4/14 周日 0:02DEMDEM的生成的生成高程数据数据获取生成DEM野外测量野外测量地形图地形图摄影测量摄影测量激光雷达激光雷达GIS软件软件算法实现算法实现地理信息系统地理信息系统162024/4/14 周日 0:021.地形因子的自动提取地形因子的自动提取坡度计算坡度计算坡向分析坡向分析曲面面积计算曲面面积计算地表粗糙度计算地表粗糙度计算高程及变异分析高程及变异分析谷脊特征分析谷脊特征分析日照强度的分析日照强度的分析淹没边界的计算淹没边界的计算数字高程模型应用数字高程模型应用地理信息系统地理信息系统172024/4/14 周日 0:022.地表形态的自动分类地表形态的自动分类v拟定地形分类决策表拟定地形分类决策表v建立地形类型分类系统建立地形类型分类系统v输出地形类型图输出地形类型图数字高程模型应用数字高程模型应用地形自动分类地形自动分类拟定地形分类决策表拟定地形分类决策表DEM计算地表形态要素计算地表形态要素H，H，坡度，坡向，坡度，坡向地理信息系统地理信息系统182024/4/14 周日 0:02平地平地岗丘岗丘丘陵丘陵低山低山中山中山绝对高度绝对高度H/m H/m 400 400800 800相对高度相对高度H/m H/m 100 100 200 200 200坡度坡度s s 3地形分类决策表地理信息系统地理信息系统192024/4/14 周日 0:023.地学剖面的绘制和分析地学剖面的绘制和分析建立数字高程模型建立数字高程模型确定地形剖面线的位置确定地形剖面线的位置剖面线交点的内插计算剖面线交点的内插计算地形剖面线及相关地理信息（地质、土壤、地形剖面线及相关地理信息（地质、土壤、土地利用等）的叠加表示和输出土地利用等）的叠加表示和输出数字高程模型应用数字高程模型应用地理信息系统地理信息系统202024/4/14 周日 0:024、DEM的通视分析的通视分析用于架设通信基战等的工程设计、旅游景点规划等。典用于架设通信基战等的工程设计、旅游景点规划等。典型的例子是观察哨所的设定，显然观察哨的位置应该设型的例子是观察哨所的设定，显然观察哨的位置应该设在能监视某一感兴趣的区域，视线不能被地形挡住。这在能监视某一感兴趣的区域，视线不能被地形挡住。这就是通视分析中典型的点对区域的通视问题。就是通视分析中典型的点对区域的通视问题。数字高程模型应用数字高程模型应用p视线通视分析：两点之间的通视性视线通视分析：两点之间的通视性(Intervisibility)(Intervisibility)p视域通视分析：可视域视域通视分析：可视域(ViewShed)(ViewShed)地理信息系统地理信息系统212024/4/14 周日 0:02视线通视视线通视地理信息系统地理信息系统222024/4/14 周日 0:02可视域判断可视域判断观察点观察点地理信息系统地理信息系统232024/4/14 周日 0:02第二节第二节 空间叠合分析空间叠合分析2.1 2.1 空间叠合分析的概念空间叠合分析的概念空间叠合分析的概念空间叠合分析的概念空间叠合分析空间叠合分析（spatial overlay analysisspatial overlay analysis）是指在）是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域以产生空间区域的多重属性特征的多重属性特征，或，或建立地理对象之间的空间对应关建立地理对象之间的空间对应关系系。地理信息系统地理信息系统242024/4/14 周日 0:0212AB2A1A2B1B地貌图地貌图土壤图土壤图合成图合成图空间合成叠合空间合成叠合地理信息系统地理信息系统252024/4/14 周日 0:02abcdef 区域区域 类型数类型数 面面 积积 a b 10 4 11 3 111210行政图行政图土壤图土壤图统计表统计表空间统计叠合地理信息系统地理信息系统262024/4/14 周日 0:02根据采用的数据结构的不同分根据采用的数据结构的不同分基于矢量数据的叠合分析基于矢量数据的叠合分析根据叠合对象图形特征的不同，分为根据叠合对象图形特征的不同，分为点与多边形的叠合点与多边形的叠合线与多边形的叠合线与多边形的叠合多边形与多边形的叠合多边形与多边形的叠合基于栅格数据的叠合分析基于栅格数据的叠合分析算法简单，算法简单，但数据量大。但数据量大。算法复杂，但数据算法复杂，但数据量小、精度较高。量小、精度较高。地理信息系统地理信息系统272024/4/14 周日 0:022.2 基于矢量数据的叠合分析基于矢量数据的叠合分析矢量数据叠加分析的步骤：矢量数据叠加分析的步骤：几何求交几何求交拓扑重构拓扑重构属性传递属性传递矢量叠置算法的主要时间矢量叠置算法的主要时间消耗在前两个步骤上。消耗在前两个步骤上。地理信息系统地理信息系统282024/4/14 周日 0:02n n点与多边形的叠合分析点与多边形的叠合分析 将一个含有点的图层（目标图层将一个含有点的图层（目标图层输入特征）叠）叠加在另一个含有多边形的图层（操作图层）上，加在另一个含有多边形的图层（操作图层）上，以确定每个点落在哪个区域内。以确定每个点落在哪个区域内。n 地理信息系统地理信息系统292024/4/14 周日 0:02n计算多边形对点的包含关系，即判断点落在哪计算多边形对点的包含关系，即判断点落在哪个多边形内。个多边形内。n进行属性数据处理。最简单的方式是将多边形进行属性数据处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上（或将点的属性叠属性信息叠加到其中的点上（或将点的属性叠加到多边形上，用于标识该多边形）。加到多边形上，用于标识该多边形）。n通过叠加可以计算出每个多边形类型里有多少通过叠加可以计算出每个多边形类型里有多少个点，以及这些点的属性信息。个点，以及这些点的属性信息。地理信息系统地理信息系统302024/4/14 周日 0:02点与多边形叠加分析点与多边形叠加分析BACID名称名称产量产量1铁铁2铜铜3铝铝4镁镁ID名称名称人口人口面积面积A鞍山鞍山B本溪本溪C辽阳辽阳D大连大连矿产矿产ID名名称称产产量量政区政区ID名称名称人人口口面面积积1铁铁A鞍山鞍山2铜铜C辽阳辽阳3铝铝B本溪本溪4镁镁D大连大连叠加结果：叠加结果：改变点属性内容改变点属性内容地理信息系统地理信息系统312024/4/14 周日 0:02当input features是不同的要素类型时（如point和polygon、line和polygon），输出的结果默认是维数较低的类型，如line和polygon的默认结果是line，point与line的默认结果是point。结果类型可以降低维数，比如polygon和polygon的默认结果是polygon，但可指定为line或point。地理信息系统地理信息系统322024/4/14 周日 0:02线与多边形的叠合分析线与多边形的叠合分析线与多边形的叠合分析线与多边形的叠合分析将线的图层（目标图层）叠加在多边形的图层（操作将线的图层（目标图层）叠加在多边形的图层（操作图层）上，以确定一条线落在哪个或哪些多图层）上，以确定一条线落在哪个或哪些多边形内。边形内。河流图河流图政区图政区图可查询任意区域内的可查询任意区域内的河流长度及河网密度河流长度及河网密度+地理信息系统地理信息系统332024/4/14 周日 0:02n比较线坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在比较线坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。通常是计算线与多边形的交点，只要相多边形内。通常是计算线与多边形的交点，只要相交就产生一个结点，将原线打断成一条条弧段，并交就产生一个结点，将原线打断成一条条弧段，并将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。n重建线的属性表。重建线的属性表。n叠加的结果产生一个新的数据层面，每条线被它穿叠加的结果产生一个新的数据层面，每条线被它穿过的多边形打断成新弧段图层，同时，产生一个相过的多边形打断成新弧段图层，同时，产生一个相应的属性数据表记录原线和多边形的属性信息。应的属性数据表记录原线和多边形的属性信息。地理信息系统地理信息系统342024/4/14 周日 0:02 线与多边形叠加分析线与多边形叠加分析1123线号线号 原线号原线号原线属性原线属性 多边形号多边形号 多边形属性多边形属性 1 2 3 4 BCCC叠加结果：叠加结果：产生新弧段产生新弧段改变线属性内容改变线属性内容地理信息系统地理信息系统352024/4/14 周日 0:02多边形与多边形的叠合分析多边形与多边形的叠合分析多边形与多边形的叠合分析多边形与多边形的叠合分析多边形与多边形的叠合分析是指将两个不同多边形与多边形的叠合分析是指将两个不同图层的多边形要素相叠合图层的多边形要素相叠合，产生一个新的多产生一个新的多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来所有叠加分割成新要素，新要素综合了原来所有叠加图层的属性。图层的属性。地理信息系统地理信息系统362024/4/14 周日 0:02几何求交过程：首先求出所有多边形边界线的交几何求交过程：首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些交点重新进行多边形拓扑运算，点，再根据这些交点重新进行多边形拓扑运算，每个多边形赋予唯一标识码，判断新生的多边形每个多边形赋予唯一标识码，判断新生的多边形分别落在每个参与叠加的多边形层的哪个多边形分别落在每个参与叠加的多边形层的哪个多边形内，建立新生多边形与原多边形的关系。内，建立新生多边形与原多边形的关系。属性分配过程：典型的方法是将输入图层对象的属性分配过程：典型的方法是将输入图层对象的属性拷贝（或关联）到新对象的属性表中。属性拷贝（或关联）到新对象的属性表中。地理信息系统地理信息系统372024/4/14 周日 0:02ID土壤类型土壤类型1112AB土地利用层土地利用层土壤类型层土壤类型层坡度层坡度层ID土地利用类别土地利用类别123011021031叠加结果层叠加结果层ID坡度坡度21226812345678AB68011021031ID地地类类ID类别类别土壤土壤ID土壤土壤类型类型坡度坡度ID坡度坡度12345678331113220310310110110110310210211212121111111111BBBAAAAA222221212222212288668868地理信息系统地理信息系统382024/4/14 周日 0:02多边形叠加分析多边形叠加分析地理信息系统地理信息系统391 空间叠加分析概述多边形叠合方式：多边形叠合方式：并操作（并操作（UnionUnion）交操作（交操作（IntersectIntersect）擦除操作（擦除操作（EraseErase）裁剪操作（裁剪操作（ClipClip）地理信息系统地理信息系统402024/4/14 周日 0:02多边形和多边形的叠合n布尔计算（Boolean），交集、并集、补集nclip与intersect区别地理信息系统地理信息系统411 空间叠加分析概述并操作并操作(A B)保留两个图层的所有图形要素和属性数据。保留两个图层的所有图形要素和属性数据。A BAB地理信息系统地理信息系统421 空间叠加分析概述交操作交操作(AB)(AB)保留两个图层共同的部分，其余部分将被消除。保留两个图层共同的部分，其余部分将被消除。ABAB地理信息系统地理信息系统431 空间叠加分析概述擦除操作擦除操作(A-AB)输出层保留以第二个图层为控制边界之外输出层保留以第二个图层为控制边界之外的所有多边形。的所有多边形。A-ABAB地理信息系统地理信息系统441 空间叠加分析概述裁剪操作裁剪操作 输出层保留以第二个图层为边界，对输入输出层保留以第二个图层为边界，对输入图层的内容要素进行截取的结果。和擦除图层的内容要素进行截取的结果。和擦除操作相反。操作相反。A-ABAB地理信息系统地理信息系统452024/4/14 周日 0:02地理信息系统地理信息系统462024/4/14 周日 0:02叠合案例洪水淹没区分析n按地块面积平均计算财产密度。n叠合处理（叠合处理（Union），），生成的叠合多边形（Union1）具有高程、土地使用、地基类型、地块财产密度等属性。n计算叠合后的多边形面积。n将地基损失参数表（found.dbf）连接到Union1，以地基类型（Class）为关键字n计算每个多边形的估计损失=财产密度 叠合后的多边形面积 损失系数n在View中对Union1的要素进行过滤，只有高程小于等于500、土地使用为住宅的多边形才进入估计其损失的选择集，据此，显示按损失密度的高低分类的专题地图，汇总估计损失值。地理信息系统地理信息系统472024/4/14 周日 0:02q2.3 基于栅格数据的叠合分析基于栅格数据的叠合分析 栅格数据的叠合算法可以有栅格数据的叠合算法可以有多个多个空间特征数据空间特征数据参与分析。参与分析。叠合分析的条件：要具备两个或多个相同地区的叠合分析的条件：要具备两个或多个相同地区的相同行列数的栅格数据，栅格单元的大小也相同。相同行列数的栅格数据，栅格单元的大小也相同。栅格分析的结果：是一个新生成的栅格数据，其栅格分析的结果：是一个新生成的栅格数据，其中的每一个栅格的数值都是由参与计算的原栅格中的每一个栅格的数值都是由参与计算的原栅格数据计算得到的，栅格叠合通过计算产生新的空数据计算得到的，栅格叠合通过计算产生新的空间信息。间信息。地理信息系统地理信息系统482024/4/14 周日 0:02栅格数据之间的叠合 n图层之间的对应单元数值进行数学运算。n叠合之后的图层中单元的数值是对应单元数值进行数学运算的结果，n原理上比较简单（相对矢量的叠合）n在ArcView中，使用 菜单map calculator（地图运算器）nArcGIS中使用Raster Calculator（栅格运算器）地理信息系统地理信息系统492024/4/14 周日 0:02栅格图层叠合分析栅格图层叠合分析栅栅格格图图层层叠叠合合地理信息系统地理信息系统502 空间叠加分析方法 栅格数据的叠合分析方法栅格数据的叠合分析方法数学运算数学运算算术运算符：，算术运算符：，*，/逻辑运算符：逻辑运算符：andand（与），（与），oror（或），（或），xorxor（异或），（异或），notnot（反）（反）关系运算符：（相等），（大于），（小于），（不等于）关系运算符：（相等），（大于），（小于），（不等于）函数运算函数运算指数、对数函数：指数、对数函数：exp（以（以e为底的指数），为底的指数），log（以（以e为底的对数）为底的对数）算术函数：算术函数：abs（绝对值），（绝对值），isnull（是否为空）（是否为空）三角函数：三角函数：sin（正弦），（正弦），cos（余弦），（余弦），tan（正切）（正切）幂函数：幂函数：pow（乘方），（乘方），sqrt（开方）（开方）统计运算统计运算统计函数：统计函数：majoritymajority（众数），（众数），maximummaximum（最大值）（最大值）,mean,mean（平均值）（平均值）地理信息系统地理信息系统512 空间叠加分析方法1 11 11 11 11 11 11 1A A A AB B B BC C C CD D D D1 1 1 1 1 11 1 1 11 1 1 1 1 11 11 11 11 11 11 11 11 1D D D DD=A+B+CD=A+B+CD=A+B+CD=A+B+C1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 12 22 22 22 23 31 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 12 22 22 22 23 31 11 11 11 11 1E E1 1 1 1 1 11 11 11 1 1 1 1 13 3F=D-EF=D-EF=D-EF=D-E1 11 11 11 11 11 11 11 1地理信息系统地理信息系统522024/4/14 周日 0:02叠加后属性的赋值方法叠加后属性的赋值方法点变换方法：点变换方式只对各图上相应的点变换方法：点变换方式只对各图上相应的点的属性值进行运算。实际上，点变换方式假点的属性值进行运算。实际上，点变换方式假定独立图元的变换不受其邻近点上的属性值的定独立图元的变换不受其邻近点上的属性值的影响，也不受区域内一般特征的影响。影响，也不受区域内一般特征的影响。地理信息系统地理信息系统532024/4/14 周日 0:02地理信息系统地理信息系统542024/4/14 周日 0:02叠加后属性的赋值方法叠加后属性的赋值方法区域变换方法：区域变换方法：是在计算新层图元是在计算新层图元值时，不仅考虑原值时，不仅考虑原始图层上相应图元始图层上相应图元本身的值，而且还本身的值，而且还要考虑原图层图元要考虑原图层图元所在区域的几何特所在区域的几何特性或原图层同名图性或原图层同名图元的个数。元的个数。地理信息系统地理信息系统552024/4/14 周日 0:02叠加后属性的赋值方法叠加后属性的赋值方法邻域变换方法：是在计算新层图元值时，不邻域变换方法：是在计算新层图元值时，不仅考虑原始图层上相应图元本身的值，而且还仅考虑原始图层上相应图元本身的值，而且还要考虑与该图元有领域关联的其他图元值影响。要考虑与该图元有领域关联的其他图元值影响。地理信息系统地理信息系统562024/4/14 周日 0:02中学的选址结果 R_land R_popu R_school使用性质得分工业或绿地0（不能建设）商业1居住2（可以建设）人口密度得分0-500（无需建设）50-1001100-2002200-3003（需要建设）距离得分0500米0（不必建设）5001000米110001500米21500米3（必须建设）R_landR_popuR_school)为什么采用乘法叠合为什么采用乘法叠合？地理信息系统地理信息系统572024/4/14 周日 0:02地理信息系统地理信息系统582024/4/14 周日 0:02 实例练习实例练习-为某小区建设项目选址为某小区建设项目选址目的：找出适宜小区建设的地址目的：找出适宜小区建设的地址标准：标准：在道路沿线在道路沿线10001000米以内米以内;在商业中心在商业中心10001000米以内米以内;在医院在医院15001500米以内米以内;在名牌高中在名牌高中800800米以内米以内;地理信息系统地理信息系统592024/4/14 周日 0:02 准备进行分析的数据：准备进行分析的数据：n network.shpnetwork.shp：城市市区交通网络图：城市市区交通网络图;nMarketplace.shpMarketplace.shp：商业中心分布图：商业中心分布图;nschool.shpschool.shp：名牌高中分布图：名牌高中分布图;nhospital.shphospital.shp：医院分布图：医院分布图;地理信息系统地理信息系统602024/4/14 周日 0:02地理信息系统地理信息系统612024/4/14 周日 0:02道路道路道路缓冲区道路缓冲区10001000米米bufferbuffer商业中心商业中心商业中心缓冲区商业中心缓冲区10001000米米bufferbuffer名牌高中名牌高中名牌高中缓冲区名牌高中缓冲区800800米米bufferbuffer医院医院医院缓冲区医院缓冲区15001500米米bufferbuffer叠合分析叠合分析适适宜宜区区域域 分析过程：分析过程：地理信息系统地理信息系统622024/4/14 周日 0:02道路道路适宜区域适宜区域10001000米米bufferbuffer地理信息系统地理信息系统632024/4/14 周日 0:02商业中心商业中心适宜区域适宜区域10001000米米bufferbuffer地理信息系统地理信息系统642024/4/14 周日 0:02名牌高中名牌高中适宜区域适宜区域800800米米bufferbuffer地理信息系统地理信息系统652024/4/14 周日 0:02医院医院适宜区域适宜区域15001500米米bufferbuffer地理信息系统地理信息系统662024/4/14 周日 0:02城市市区道路、商业中心、名牌高中、医院的缓冲区的叠加层城市市区道路、商业中心、名牌高中、医院的缓冲区的叠加层地理信息系统地理信息系统672024/4/14 周日 0:02红色区域红色区域为同为同时满足：时满足：道路条件道路条件、商业中心条件商业中心条件、名牌高中条件名牌高中条件、医院条件医院条件。地理信息系统地理信息系统682024/4/14 周日 0:02第三节第三节 空间邻近度分析空间邻近度分析n空间邻近度（空间邻近度（ProximityProximity）描述了地理）描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，临空间中两个地物距离相近的程度，临近度分析是空间分析的一个重要手段。近度分析是空间分析的一个重要手段。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一分析工具之一。地理信息系统地理信息系统692024/4/14 周日 0:02?公共设施（商场，邮局，银行，医公共设施（商场，邮局，银行，医院，车站，学校等）的服务半径院，车站，学校等）的服务半径?铁路，公路以及航运河道对其所穿铁路，公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性过区域经济发展的重要性?野生动物的栖息地如何评价野生动物的栖息地如何评价问题：问题：地理信息系统地理信息系统702024/4/14 周日 0:023.1空间缓冲区分析的概念空间缓冲区分析的概念空间缓冲区分析空间缓冲区分析（spatial buffer analysis spatial buffer analysis）是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周）是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。某项分析或决策提供依据。地理信息系统地理信息系统712024/4/14 周日 0:023.2 3.2 缓冲区分析的类型缓冲区分析的类型点的缓冲区点的缓冲区线的缓冲区线的缓冲区面的缓冲区面的缓冲区1233.2.1 矢量缓冲区矢量缓冲区地理信息系统地理信息系统722024/4/14 周日 0:023.2 3.2 缓冲区分析的类型缓冲区分析的类型3.2.2 栅格缓冲区栅格缓冲区对需要做缓冲区的栅格单元做距离扩散，即计对需要做缓冲区的栅格单元做距离扩散，即计算其他栅格到需要做缓冲区的栅格的距离算其他栅格到需要做缓冲区的栅格的距离按照设定的缓冲区距离提取出符合要求的栅格按照设定的缓冲区距离提取出符合要求的栅格单元单元地理信息系统地理信息系统732024/4/14 周日 0:02栅格点栅格点2.82.22.02.22.82.21.41.01.42.22.01.00.01.02.02.21.41.01.42.22.82.22.02.22.8栅格距离扩散栅格距离扩散2.82.22.02.22.82.21.41.01.42.22.01.00.01.02.02.21.41.01.42.22.82.22.02.22.8按距离按距离2求出缓冲区栅格求出缓冲区栅格地理信息系统地理信息系统742024/4/14 周日 0:02空间缓冲区的三大要素：空间缓冲区的三大要素：主体：表示分析的主要目标，分为点源、线主体：表示分析的主要目标，分为点源、线源和面源源和面源邻近对象：表示受主体影响的客体邻近对象：表示受主体影响的客体作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度影响条件或强度地理信息系统地理信息系统752024/4/14 周日 0:023.3 空间缓冲区分析的模型空间缓冲区分析的模型（根据主体对邻近对象作用性质的不同）（根据主体对邻近对象作用性质的不同）v线性模型：线性模型：用于当主体对邻近对象的影响度用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈线性形式衰减时随距离的增大而呈线性形式衰减时。lF Fi i=f=f0 0(1-r(1-ri i)r ri i=d=di i/d/d0 0 00ri11lFiFi：主体对邻近对象的实际影响度：主体对邻近对象的实际影响度lf f0 0：主体自身的综合规模指数：主体自身的综合规模指数ld di i：邻近对象离开主体的实际距离：邻近对象离开主体的实际距离ld d0 0：主体对邻近对象的最大影响距离：主体对邻近对象的最大影响距离ri10010050500.50.51.01.00 0Fi地理信息系统地理信息系统762024/4/14 周日 0:02v二次模型：二次模型：用于当主体对邻近对象的影响度随用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈二次形式衰减时距离的增大而呈二次形式衰减时。Fi=f0(1-ri)2ri=di/d00ri110010050500.50.51.01.00 0riFi地理信息系统地理信息系统772024/4/14 周日 0:02v指数模型：指数模型：用于当主体对邻近对象的影用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指数形式衰减时响度随距离的增大而呈指数形式衰减时。Fi=f0(1-ri)ri=di/d00ri110010050500.50.51.01.00 0riFi地理信息系统地理信息系统782024/4/14 周日 0:02缓冲区分析涉及两步操作缓冲区分析涉及两步操作：第一步是建立缓冲区图；第二步是进行叠置分析。地理信息系统地理信息系统792024/4/14 周日 0:02n缓冲区分析在日常工作中极为普遍，如铁路部门要新修一条铁路，它必须了解新的铁路要占用多少耕地、多少房屋等，以便进行工程预算和损失赔偿；n军队需要新建军事基地，由于保密的需要，需要划定军事隔离带；n某城市要新引进一个化工厂，需要评估工厂对周围20公里范围的影响情况，机场附近1公里范围不能有高层建筑，经免飞机的起降等。n河流的防洪。假定为了评估某河流受洪水水灾影响范围，需要计算受灾面积，假定此次受灾范围一般在距河流2公里范围以内。地理信息系统地理信息系统80空间叠加分析、缓冲区应空间叠加分析、缓冲区应用案例用案例地理信息系统地理信息系统813 空间缓冲区分析应用汶川大地震相关损失估算汶川大地震相关损失估算需解决的问题需解决的问题确定汶川地震的确定汶川地震的 分级影响范围分级影响范围计算汶川地震所计算汶川地震所 涉及人口数量涉及人口数量估算汶川地震中估算汶川地震中 道路的损失情况道路的损失情况地理信息系统地理信息系统823 空间缓冲区分析应用u地震等级及分布等相关数据；地震等级及分布等相关数据；u四川省的行政边界图、道路分布图。四川省的行政边界图、道路分布图。1、准备空间数据准备空间数据 四川地震等级分布图（四川地震等级分布图（4.5级以上）级以上）地理信息系统地理信息系统833 空间缓冲区分析应用空间操作流程空间操作流程2、进行进行空间操作空间操作地地震震源源buffer分级分级地震缓冲区地震缓冲区overlay叠置层叠置层行行政政边边界界损失估算损失估算属性数据属性数据道路数据道路数据地理信息系统地