地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型課件

1、主講人：趙 萍,合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院 Email： QQ:526091899,第六章 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,主要內(nèi)容,本章重點：一般的GIS應(yīng)用模型及其構(gòu)建過程和方法,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,第一節(jié) GIS應(yīng)用模型概述,一、概念 GIS的應(yīng)用模型，就是根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)和問題，借助于GIS自身的技術(shù)優(yōu)勢，使觀念世界中形成的概念模型，具體化為信息世界中可操作的機理和過程。這種模型的構(gòu)建，不僅是解決實際復(fù)雜問題的必要途徑，而且也是GIS取得經(jīng)濟和社會效益的重要保證,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二、作用和特點,GIS應(yīng)用模型是聯(lián)系GIS應(yīng)用系統(tǒng)與常規(guī)專業(yè)研究的紐帶 G

2、IS應(yīng)用模型是綜合利用GIS應(yīng)用系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)的工具 GIS應(yīng)用模型是GIS應(yīng)用系統(tǒng)解決各種實際問題的武器 GIS應(yīng)用模型是GIS應(yīng)用系統(tǒng)向更高技術(shù)水平發(fā)展的基礎(chǔ),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,三、GIS應(yīng)用模型的分類 根據(jù)所表達的空間對象的不同，可分為： 數(shù)學(xué)模型：基于理化原理的理論模型，是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法建立的數(shù)學(xué)表達式，反映地理過程本質(zhì)的理化規(guī)律。如地表徑流模型、海洋和大氣環(huán)流模型； 經(jīng)驗?zāi)Ｐ停夯谧兞恐g的統(tǒng)計關(guān)系或啟發(fā)式關(guān)系的模型，是通過理化統(tǒng)計方法和觀測實驗建立的模型，如水土流失模型、適宜性分析等； 混合模型：基于原理和經(jīng)驗的混合模型，它既有基于理論原理的確定性變量，也有應(yīng)用經(jīng)驗加以確定的不

3、確定性變量，如資源分配模型、位置選擇模型等,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,按研究對象的時間狀態(tài)和發(fā)展過程，可分為： 靜態(tài)模型：用于分析地理現(xiàn)象及要素相互作用的格局； 半靜態(tài)模型：用于評價應(yīng)用目標(biāo)的變化影響； 動態(tài)模型：用于預(yù)測研究目標(biāo)的時空動態(tài)演變及趨勢,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,根據(jù)模型的空間特性，可分為: 非空間模型：主要是對系統(tǒng)中的各種屬性數(shù)據(jù)進行運算。常用的方法有投入產(chǎn)出、計量經(jīng)濟、經(jīng)濟控制論及系統(tǒng)動力學(xué)等 空間模型：需要同時對系統(tǒng)中的圖形和屬性兩類數(shù)據(jù)進行運算，一般要比非空間模型復(fù)雜些,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二、GIS應(yīng)用模型的構(gòu)建 目的導(dǎo)向分析以目標(biāo)為導(dǎo)向的規(guī)劃定義過程： 將要解決的問題

4、與專業(yè)知識相結(jié)合，從問題開始，一步步推導(dǎo)出解決問題所需要的原始數(shù)據(jù)、精度標(biāo)準、模型的邏輯結(jié)構(gòu)和方法步驟。 數(shù)據(jù)導(dǎo)向操作以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的的實際操作過程： 將已形成的模型邏輯結(jié)構(gòu)與GIS技術(shù)相結(jié)合，從各類數(shù)據(jù)開始，一步步將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成問題答案，必要時還需要進行反饋和修改，直到取得滿意的結(jié)果，最后以圖形或圖表形式輸出最終結(jié)果,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,需要解決的問題,多元數(shù)據(jù)收集,規(guī)劃定義過程,應(yīng)用操作過程,問題的定義 分析/聯(lián)合,問題的實質(zhì) 證據(jù)/數(shù)據(jù)/假設(shè),問題的概念 概念/要素/方法,解決問題的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源/數(shù)據(jù)集,數(shù)據(jù)庫建立 數(shù)據(jù)輸入/格式化,問題數(shù)據(jù)子集 提取/綜合,問題求解 統(tǒng)計計算/模型分析/

5、空間分析,問題答案 驗證/解釋/表達,用GIS求解問題的基本流程（陳述彭,2021/1/25,9,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,一）應(yīng)用模型的建模步驟 明確分析的目的和評價準則 準備分析數(shù)據(jù) 空間分析操作 結(jié)果分析 解釋、評價結(jié)果（如有必要，返回第步） 結(jié)果輸出,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,Eg1：道路拓寬改建過程中的拆遷指標(biāo)計算 （1）明確分析的目的和標(biāo)準 分析目的：計算由于道路拓寬而需拆遷的建筑物的房產(chǎn)價值 道路拓寬改建的標(biāo)準： 道路從原有的20m拓寬至60m； 拓寬道路應(yīng)盡量保持直線； 部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的10層以上的建筑不拆除,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,2）準備分析數(shù)據(jù) 本例需要涉及兩類信息:一類是

6、道路現(xiàn)狀圖；另一類為分析區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖及相關(guān)信息。 （3）進行空間分析操作 選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖 區(qū)，形成緩沖區(qū)多邊形圖層。 將此緩沖區(qū)多邊形圖層與建筑物分布圖層進行拓撲疊加，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位于拓寬區(qū)內(nèi)的建筑物信息,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,4）進行結(jié)果分析 首先對全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進行選擇，然后將部分落入拆遷區(qū)且樓層高于10層以上的建筑物從選擇組中去掉，并對道路的拓寬邊界進行局部調(diào)整。最后對所有需拆遷的建筑物進行拆遷指標(biāo)計算。 （5）將分析結(jié)果以地圖和表格的形式打印輸出,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,Eg2：洪水淹沒損失分析 （1）明確

7、分析的目的和標(biāo)準 分析目的：估計住宅用地被洪水淹沒而造成的損失； 分析標(biāo)準： 洪水水位的相對高程為500米； 損失的大小和居民的財產(chǎn)、地基的穩(wěn)定性有關(guān),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,2）準備分析數(shù)據(jù) 數(shù)字化的地塊多邊形地圖。每個地塊均有土地使用、可遭損失的財產(chǎn)狀況（簡稱估計財產(chǎn)）、不同地基類型等屬性。地塊多邊形屬性表中有地均財產(chǎn)這一項，地均財產(chǎn)=估計財產(chǎn)/地塊面積。對每一類地基，可估計其穩(wěn)定性，并估計房屋倒坍的可能性，稱損失系數(shù)。 數(shù)字化的等高線地形圖,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,3）進行空間分析操作 將地塊多邊形和高程多邊形疊合，產(chǎn)生地塊高程多邊形圖和對應(yīng)的屬性表； 在地塊高程屬性表中選擇高程500，

8、土地使用性為住宅（R1、R2）的記錄和地基損失系統(tǒng)對照表連接，獲得新的地塊高程屬性表。估計損失=面積地均財產(chǎn)損失系數(shù)； 從表可知，當(dāng)洪水淹沒了500米以下的地區(qū)時，每個地塊財產(chǎn)的大致?lián)p失狀況； 對地塊 高程圖按對應(yīng)屬性進行分類，得到洪水淹沒損失分布圖,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地塊多邊形圖 地塊屬性表,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地形等高線及其組成的多邊形 地形高程表,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地基穩(wěn)定性損失表,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地塊和地形疊合后的多邊形 洪水淹沒損失估計,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,損失估計表 分析結(jié)論表,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二）應(yīng)用模型建模的途徑 利用GIS系統(tǒng)內(nèi)部的建模工具

9、：利用GIS軟件的宏語言（VBA等）、應(yīng)用函數(shù)庫（API）或功能組件（COM）等開發(fā)所需的空間分析模型。這種建模方法充分利用GIS軟件本身的資源，模型建造和開發(fā)的效率比較高； 利用GIS系統(tǒng)外部的建模工具：如利用Matlab和IDL等； 獨立開發(fā)實現(xiàn)一個GIS應(yīng)用軟件系統(tǒng),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,三）應(yīng)用模型建模的方法制圖建模,通過作用于原始數(shù)據(jù)和派生數(shù)據(jù)的一組順序的、交互的空間分析操作命令，對一個空間分析過程進行的實現(xiàn)模擬。 制圖建模的結(jié)果是一個應(yīng)用模型，它是對空間分析過程及其數(shù)據(jù)的一種圖形或符號表示，目的是幫助分析人員組織和規(guī)劃所要完成的分析過程，并逐步指定完成這一分析過程所需的數(shù)據(jù)。制圖

10、建模也可用于研究說明文檔，作為分析研究的參考和素材。 制圖建模的實現(xiàn)方法采用空間分析流程的逆過程，即從空間分析的最終結(jié)果開始，反向一步步分析為得到最終結(jié)果，需要采用哪些空間分析方法？哪些數(shù)據(jù)是必需的？并確定每一步要輸入的數(shù)據(jù)及這些數(shù)據(jù)是如何派生的,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,公園選址模型：人口密度，現(xiàn)有公園位置,ArcGIS可視化制圖建模工具,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,根據(jù)城鎮(zhèn)土地的經(jīng)濟和自然屬性及其在社會經(jīng)濟活動中的地位和作用，對其使用價值進行綜合分析，揭示土地質(zhì)量的地域差異，評定城鎮(zhèn)土地級別，以及以土地級別為基礎(chǔ)，選擇適宜的樣點資料和估價方法，分別測算商業(yè)、住宅和工業(yè)用地基準地價，為合理利用城鎮(zhèn)

11、土地提供依據(jù),第二節(jié) 土地定級估價模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,一、技術(shù)路線,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二、土地定級估價模型,土地定級空間單元的生成方法 采用基于柵格的評價單元，大小一般可選實地距離為10m10m。 土地定級空間單元分值的產(chǎn)生方法 土地定級的影響因素和因子很多，除部分因子可以根據(jù)外業(yè)調(diào)查資料的區(qū)域劃分直接賦值外，大部分因子需要利用GIS空間分析方法。 土地理論級別分級界限的確定方法 首先依次計算1100間各分值的柵格個數(shù)和頻率數(shù)，形成定級總分值頻率直方圖；然后依據(jù)其曲線變化趨勢，選用等差、等比、標(biāo)準差、樣本分級、有序聚類分級等方法，由計算機自動分級，最后輸出土地級別圖,地理信息系

12、統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,三、應(yīng)用實例江蘇省鎮(zhèn)江市土地定級信息系統(tǒng),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,第三節(jié) 適宜性分析模型,適宜性分析是指土地針對某種特定開發(fā)活動的分析，這些開發(fā)活動包括農(nóng)業(yè)應(yīng)用、城市化選址、作物類型布局、道路選址、選擇重新造林的最適宜的土地等。 因此，建立適宜性分析模型，首先確定具體的開發(fā)活動，其次選擇其影響因子，然后評價某一地域的各個因子對這種開發(fā)活動的適宜程度，以作為土地利用規(guī)劃決策的依據(jù),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,設(shè)有某項評價目標(biāo)或開發(fā)活動T，該T對應(yīng)一組影響因素X1,X2,Xm；每個因素對應(yīng)一組參評因子x1,x2,xl，每個因子有一組屬性v1

13、,v2,vn; 因此，每個因素對應(yīng)一個屬性集Vi: 顯然，每個因素的屬性集都是一個對指定的T從優(yōu)到劣的全序集，且滿足： 各個參評因子及其屬性值的取得由數(shù)據(jù)庫提取或由GIS空間分析軟件生成,一、一般形式,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,式中: P為Xi對T的貢獻函數(shù)值；W為Xi對T的權(quán)重值。P值的確定方法為：將各因子最適宜的指標(biāo)值定為貢獻函數(shù)值l00，將各因子最不適宜的指標(biāo)值定為貢獻函數(shù)值0，在這之間，指標(biāo)值與函數(shù)值按線性關(guān)系計算和確定,各個因素按其屬性集的優(yōu)劣，可用下列矩陣表示,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,有了上述矩陣數(shù)據(jù)和GlS功能的支持，可以求取基于柵格單元的評價分值： 然后，根據(jù)使G(Pji)=1-

14、|R(T)-Pji/100 |的值為最大時的P所對應(yīng)的j,即為所求的某個T的適宜級Sj。顯然，當(dāng)適宜級為S2或S3時，必須同時確定其限制性因子。限制性因子的計算公式為,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二、應(yīng)用實例某地區(qū)的玉米種植用地評價,評價對象 通過評價將研究區(qū)分出不同的適宜等級：S1（最適宜）、S2（次適宜）、S3（臨界適宜）和N(（不適宜）。 評價方法 采用基于GIS的土地質(zhì)量評價法，即將玉米作物生長有關(guān)主導(dǎo)生態(tài)條件與土地質(zhì)量（供水、供肥）相比照，從而評定土地的適宜性等級,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,評價過程 評價對象生態(tài)條件調(diào)查。評價對象玉米屬于禾本科，為一年生草本，其主導(dǎo)生態(tài)條件例如：性喜高溫，

15、需水量大，要求土壤肥沃和土層疏松，其根系伸展要求防止土壤侵蝕等。 確定評價對象的影響因素和因子。根據(jù)將玉米作物生長有關(guān)的生態(tài)條件與土地質(zhì)量相比照，除了溫度可通過季節(jié)調(diào)節(jié)外，其他影響因素和因子如圖所示,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,利用GIS生成影響因素數(shù)據(jù)。 例如供水有效性，其影響因子為水源和土層厚度，它們對供水和保水有效性的屬性集如下方左表所示。根據(jù)左表和相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)，通過下方右圖所示的GIS操作過程，可以有效生成基于柵格單元的供水條件等級數(shù)據(jù)文件Q1。同理，可以生成供肥條件數(shù)據(jù)文件Q2、供氧條件等級數(shù)據(jù)文件Q3和土壤侵蝕等級數(shù)據(jù)文件Q4,供水影響因子及屬性分級,GIS生成供水供水因素數(shù)據(jù)的操作

16、過程,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,計算各因素的權(quán)重和貢獻函數(shù)值。 權(quán)重Wi的計算方法為： 首先將各影響因素按其對評價對象重要性的不同，進行由小到大的排隊；其次確定Qi+1對Qi的重要性程度Vi+1,i用倍數(shù)表示，并令V1,0 1，其結(jié)果如下表所示。最后按下列公式計算各因素的權(quán)重,式中， U1 = V1,0 , U2 = V2,1V1,0 , ，Ui = Vi,i-1Vi-1,i-2 V1,0 所以和土地質(zhì)量影響因素Qi對應(yīng)的權(quán)重分別為w1=0.67 ,w2=0.17, w3=0.08, w4=0.08,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,貢獻函數(shù)值可以按照影響因素的級別來確定。 例如，如果將各因子最適宜的指標(biāo)

17、值定為貢獻函數(shù)值100，將各因子最不適宜的指標(biāo)值定為貢獻函數(shù)值0，當(dāng)影響因素分為4級時，則各因素的P值分別為:P1i=100, P2i=67, P3i=33, P4i=0 根據(jù)各因素的權(quán)重與貢獻函數(shù)值的關(guān)系式，可以建立各因素的評價指標(biāo)表，該指標(biāo)表與不同土地質(zhì)量的數(shù)據(jù)文件Ri相結(jié)合，為土地適宜性評價提供依據(jù),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,計算機適宜性評級 按照上表將柵格各因素級別轉(zhuǎn)換為指標(biāo)值（貢獻函數(shù)值），求出各柵格貢獻函數(shù)值總和R（T）。 根據(jù)使G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|的值為最大時的P所對應(yīng)的j，即為所求的對T的適宜性等級Sj,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,第

18、四節(jié) 發(fā)展預(yù)測模型,一、一般介紹 概念：發(fā)展預(yù)測是指利用已有的存儲數(shù)據(jù)與系統(tǒng)提供的手段，對事物進行科學(xué)的數(shù)量分析，探索某一事物在今后可能的發(fā)展趨勢，并做出評價和估計，以調(diào)節(jié)、控制計劃或行動。如人口預(yù)測、資源預(yù)測、社會經(jīng)濟發(fā)展預(yù)測等。 預(yù)測方法：分為定性、定量、定時和概率預(yù)測。地理信息系統(tǒng)一般采用定量預(yù)測。它利用系統(tǒng)存儲的多目標(biāo)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由一個或幾個變量的值，來預(yù)測或控制另一個研究變量的取值。具體的數(shù)學(xué)方法有：移動平均數(shù)法、指數(shù)平滑法、趨勢分析法、時間序列分析法、回歸分析法、灰色理論預(yù)測法等,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二、應(yīng)用實例城市人口和勞動力預(yù)測,一）人口預(yù)測模型,式中：Pt第t年人口數(shù)；Pt

19、-1第 t-1年人口數(shù)； 人口出生率； 人口死亡率；W凈遷入人口數(shù)。 設(shè)根據(jù)研究地區(qū)一組人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析，得12.5%,6.5，將基年定為1985年，并且P0=612.7萬人。設(shè)每年凈遷入該研究地區(qū)的人口數(shù)為W=5萬人。則 于是可得到規(guī)劃期的人口預(yù)測數(shù),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,同理，根據(jù)勞動力預(yù)測方程: 式中: L(t)為第t年勞動力狀態(tài)向量；LW(t)為第t年勞動力遷移向量；LR(t)為勞動力存留系數(shù)矩陣，即 式中下標(biāo)表示勞動力的年齡; r代表分年齡層的勞動力存留比率,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,于是，得到研究地區(qū)規(guī)劃期勞動力的預(yù)測數(shù) 將這些結(jié)果與表示每個鎮(zhèn)、市中心點的x、y坐標(biāo)聯(lián)系起來，便得

20、到一組點的數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)加上研究地區(qū)的邊界數(shù)據(jù)，輸入GIS軟件，便可輸出一幅人口發(fā)展預(yù)測圖,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,美國各州1980,1990,2000年的人口分布及2005年人口預(yù)測柱狀圖,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,美國各州1979,1989,2000年的家庭收入及2005年家庭收入預(yù)測柱狀圖,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,美國各州2005年年齡結(jié)構(gòu)預(yù)測柱狀圖,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,第五節(jié) 區(qū)位選擇模型,一、一般介紹 區(qū)位選擇是指按照規(guī)定的標(biāo)準，通過空間分析的方法，確定廠址、電站、管線，或者交通路線等的最佳位址或路徑。 區(qū)位選擇考慮的標(biāo)準一般包括環(huán)境、工程和經(jīng)濟三個方面。 一般建立的區(qū)位選擇模型分

21、為： 數(shù)據(jù)準備階段 因子研究和綜合影響的評價階段 選址分析階段,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二、一般的區(qū)位選擇模型,一）數(shù)據(jù)準備階段 在數(shù)據(jù)準備階段，要建立專家咨詢組，明確選址的要求，選擇影響因子，進行區(qū)位選擇的數(shù)據(jù)準備。確定區(qū)位分析的格網(wǎng)單元的數(shù)據(jù)記錄如圖所示：V1,V2,Vn分別表示高程、土壤、表面地質(zhì)、水域、易泛區(qū)、濕地、森林覆蓋等,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二）綜合影響評價階段 綜合評價階段的任務(wù)是按照工程和經(jīng)濟可行性的要求，建立選址條件、綜合評價的標(biāo)準和算法。如： 式中：S為坡度5%；C為開發(fā)成本適宜；F為離開居民區(qū)遠近；L為地耐力堅固；E為環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良。 于是，根

22、據(jù)各個影響因子可以進行綜合影響評價,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,開發(fā)成本的計算根據(jù)區(qū)域單元的影響因子和選址路線的距離進行。如：CA到CB的成本，可按下式計算: 成本=DAA區(qū)因子+ DBB區(qū)因子,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,三）區(qū)位選擇分析階段 任務(wù)：實施區(qū)位的選擇，并對結(jié)果進行分析評價。 運行過程： 根據(jù)綜合影響的評價數(shù)據(jù)建立相鄰單元關(guān)系圖，由相鄰單元關(guān)系圖，通過交點之間數(shù)據(jù)的比較，建立頂點連接圖； 由頂點連接圖可以算出各邊的權(quán)值，由此可以建立對應(yīng)于頂點連接圖的權(quán)矩陣W=Wij，其中：元素Wij為圖中邊eij的權(quán)，當(dāng)i，j間有邊連接時，Wij0；無邊連接時，Wij=；當(dāng)i=j時，Wij=0；對于無向

23、圖，Wij=0（ij）， 輸入W，并設(shè)待確定的最短路徑的起始節(jié)點為K，終點為L，可根據(jù)Dijkstra算法進行最短路徑計算，從而得到最低成本的路徑I-B-K-D-M-F-O-H； 通過區(qū)域單元的連接，得到路徑位置，再經(jīng)過裁直處理，得到優(yōu)化后路徑位置,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,第六節(jié) 交通規(guī)劃模型,城市交通模型包括城市交通發(fā)生量預(yù)測，出行分布預(yù)測和交通量最優(yōu)分配三個部分。目前，普通采用的是OD（出行端點）調(diào)查的方式了解城市交通的發(fā)生、分布和規(guī)劃分析,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,該模型采用因果分析法，綜合考慮影響交通發(fā)生量發(fā)生的各因

24、素，用回歸分析法建造多因素相關(guān)回歸方程。 設(shè)有n個居民小區(qū)，m種出行目的，L個影響因素。rij為區(qū)域i居民第j類出行目的的出行發(fā)生率， 為區(qū)域i居民第j類出行目的的第k個影響因素，則構(gòu)造回歸方程： 及出行交通發(fā)生量： 其中，第j種出行目的的交通發(fā)生量： i小區(qū)的交通發(fā)生量即為： 式中：a0，ak由回歸分析確定； 可以取平均每戶就業(yè)率、到出行目的地距離、家庭收入水平等,一、交通發(fā)生量預(yù)測模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,出行分布包括出行方向、出行數(shù)量以及出行工具的空間分配。以下主要考慮以居民區(qū)為出發(fā)點的出行分布情況。 設(shè) 為從i居民區(qū)到j(luò)出行目的地用k種交通工具的交通量。則一般的出行分布預(yù)測模型為：

25、 式中：Ai為與i居住區(qū)有關(guān)的比例因子； Bj為與j居住區(qū)有關(guān)的比例因子； Oi為與i居住區(qū)的總出行量； Dj為與j區(qū)域的吸引力測度； 為i與j區(qū)域間的離散性測定,二、出行分布預(yù)測模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,交通量在交通網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)分配，對于客流，往往采用最短路徑算法，以出行距離最小為原則，求出各居住小區(qū)到各出行目的地的出行量。對于貨流，一般采用線性規(guī)劃中的運輸模型,三、交通量最優(yōu)分配規(guī)劃,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,一）平衡運輸模型與不平衡運輸模型 以Xij表示待求的從地點i到j(luò)的最佳運輸量并由模型求解得出。Dj表示地點貨物可供數(shù)量或生產(chǎn)量，Cij表示從i地運到j(luò)地的單位產(chǎn)品運輸成本。給出以下

26、約束： 生產(chǎn)量約束： 消費量約束： 目標(biāo)函數(shù)，總運費最省： 由于假定生產(chǎn)量嚴格等于消費量，稱為平衡運輸模型。 如果 即要求全部消費量小于生產(chǎn)量；全部生產(chǎn)量大于消費量，稱為不平衡模型,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,二）交通量分配模型,是以引力模型為基礎(chǔ)的分配模型，建模時需要考慮以下因素： 道路功能的合理劃分 交通流對速度的要求 道路使用的經(jīng)濟性 對交叉道路流量的限制,地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,城市綜合交通規(guī)劃分析，是以交通工程理論為依據(jù)，進行現(xiàn)狀交通調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和遠期交通流的模擬預(yù)測，為確定城市用地布局和優(yōu)選規(guī)劃路網(wǎng)提供定量的決策依據(jù),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型,第七節(jié) 地球科學(xué)模擬模型,一、一般介紹 地球科學(xué)模擬模型是應(yīng)用計算機、數(shù)字模擬技術(shù)及綜合分析方法來模擬地理過程或現(xiàn)象，如氣候變遷，沙漠化過程、土地退化過程、湖泊沼澤化、河道沖淤、沙嘴發(fā)育，以及土壤侵蝕等，使受多個因素共同影響，且需要經(jīng)過若干年才能完成的地理過程，采用計算機模擬模型，只需幾分鐘就能得出類似的結(jié)果，為資源開發(fā)、國土整治、水土保持、工程論證等提供依據(jù),地理信