GIS應(yīng)用模型的建立

1、主要內(nèi)容1 gis應(yīng)用模型的概述1 . 1定義1.2 gis應(yīng)用模型分類1. 3 gis應(yīng)用模型的構(gòu)建2 gis應(yīng)用模型舉例35/251 gis應(yīng)用模型的概述1.1 定義： gis應(yīng)用模型是根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)和問(wèn)題，借助gis自身的 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，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(jī)理和過(guò)程。1 gis應(yīng)用模型的概述1.2 gis應(yīng)用模型分類1.3 , 1按照表達(dá)對(duì)象不同，可分為1）理論（數(shù)學(xué)）模型：應(yīng)用數(shù)學(xué)分析方法建立的數(shù)學(xué)表達(dá)式, 反映地理過(guò)程本質(zhì)的理化規(guī)律“例如地表徑流模型、海洋和大氣環(huán)流模型等2）經(jīng)臉模型：通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法和大量觀測(cè)實(shí)驗(yàn)建立的模型。 如水土流失模型、適

2、宜性分析模型等3）混合模型：既有基于理論原理的確定性變量，也有應(yīng)用經(jīng) 臉加以確定的不確定性變量。例如位置選擇模型1 gis應(yīng)用模型的概述1.2 gis應(yīng)用模型分類1. 2. 2按照瞬間狀態(tài)和發(fā)展過(guò)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(píng)價(jià)應(yīng)用目標(biāo)的變化影響。動(dòng)態(tài)模型用于預(yù)測(cè)研究目標(biāo)的時(shí)空動(dòng)態(tài)演變及趨勢(shì)11) )2) )3)4)5)6)二gis應(yīng)用模型的構(gòu)建準(zhǔn)備分析數(shù)據(jù)應(yīng)用模型建模的步驟： 明確分析目的和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 空間分析操作結(jié)果分析 解譯、評(píng)價(jià)結(jié)果 結(jié)果輸出2應(yīng)用模型的構(gòu)建途徑空間數(shù)據(jù)庫(kù)宏語(yǔ)言建立專業(yè)模型gis環(huán)境內(nèi)部的模型建造 利用gis軌件的宏語(yǔ)言，將 其

3、模型部件進(jìn)行有機(jī)組合gis環(huán)境外部的模型建造 自行開(kāi)發(fā)或用其它系統(tǒng)的 軟件構(gòu)造，gis用于空間數(shù) 據(jù)操作(i/o)(3)混合型模型建造結(jié)合上述兩種方法.盡可能利用gis提 供的功能，又具有外部建模的靈活性應(yīng)用模型建模的方法制圖建模(b)多過(guò)及怏理，可視化的gis建模輔助工具;model edit yirr rindw kelp二1）啟動(dòng)arctoolbox;引昌港 蟹3|：|：|。心值 到,2）右鍵單擊toolbox,選 擇new toolbox,生成 toolboxl3）右鍵單擊toolboxl, 在new中選擇model,則 生成model;王筋拓海澳舐三真一 一;三、土地適宜性模型l目的

4、：找出適宜種植的可用林地2 .標(biāo)準(zhǔn)：在道路沿線300英尺范圍內(nèi)不能種植在河流沿線500英尺范圍內(nèi)不能種植3 .準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)， 道路圖 河流圖 森林覆蓋圖三、土地適宜性模型三、土地適宜性模型4 .空間操作:2 gis應(yīng)用模型舉例實(shí)例：某一單位準(zhǔn)備建立一個(gè)養(yǎng)殖試驗(yàn)室，請(qǐng)利用 gis空間分析方法確定適合建立養(yǎng)殖試驗(yàn)室的 侯選區(qū)域.需參考的條件是,距離排水管道在 300米之內(nèi)，是灌木林地（土地利用類型），且是 濕地（土壤類型）.分析目的：解決養(yǎng)殖試驗(yàn)室的選址問(wèn)題，即確定合適的區(qū)域評(píng)價(jià)準(zhǔn)則:土地利用類型為灌木林地;適宜開(kāi)發(fā)的土壤類型為濕地;距離排水管道在300米之內(nèi)。所需數(shù)據(jù)：土地利用類型圖、土壤

5、類型圖、排 水管網(wǎng)具體步驟：1將土地利用類型圖和土壤類型圖進(jìn)行疊置分析（合 并分析或相交分析）；2按給定距離建立距離為300米的排水管道緩沖區(qū)；3利用合并后的圖層與排水管道緩沖區(qū)進(jìn)行疊置分析 （裁剪分析）；4 sql查詢滿足“土地利用類型=灌木林地”且“土壤 類型=濕地”的區(qū)域，所選擇的區(qū)域即為適合建立實(shí) 驗(yàn)室的候選區(qū)域.實(shí)例二：某市準(zhǔn)備建立一公園，請(qǐng)利用gis空間分析方 法確定適合建立公園的區(qū)域.要求該公園必須相對(duì)安 靜（離公路0. 2公里之外）且交通方便（離公路0. 8 公里之內(nèi)），公園最好依附在大小適中的天然河流上 （即河流分等級(jí)，河流分為1-3等，等級(jí)為2的河流 才適合建公園），要避免

6、沼澤地.分析目的：確定建立公園的合適區(qū)域評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：1）相對(duì)安靜（離公路0. 2公里之外）且交通方便（離公路 0, 8公里之內(nèi)）2）依附在大小適中的天然河流上，即等級(jí)為2的河流才適 合建公園,3）公園選址要避免沼澤地，即土地利用圖中非沼澤地的適 合建公園5所需數(shù)據(jù)：交通圖水系圖（帶有分級(jí)屬性的水系圖）土地利用圖具體步驟：1）對(duì)交通圖中的公路分別建立0. 8, 0. 2公里緩沖區(qū)2）將兩緩沖區(qū)進(jìn)行空間疊置（擦除分析）得到公園候選區(qū) 域zones3）通過(guò)賦屬性再分類，將土地利用圖分成沼澤地及非沼澤 地兩類（1為非沼澤地，0為沼澤地）；4）合并土地利用圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界，得到 marsh

7、層；5）將marsh層和zones進(jìn)行多邊形空間疊置分析（相 交分析 設(shè)裁.剪分析），得到zones內(nèi)的土地利用區(qū)域zmarsh;6）將stream層與zmarsh進(jìn)行空間登置（相交分析）7）查詢輸出所選中的區(qū)域。查詢“土地利用類型工且“河流等級(jí)=2，”的區(qū)域，該區(qū)域即為公園建立的 候選地址6具體步驟（部分操作）：1 ）建緩沖區(qū)將交通圖層添加到新的map中，點(diǎn)layers的propert ies,在 general欄中的uni t設(shè)置為meters1）建緩沖區(qū)buffer fizordif，口1 f./ vmm 電 prwitily 0 slltlluci 4 cssmytooh caximi

8、mkhah 0csv” 中 i tali- 電 andyiis- fitraet- s orerluy，erettyid懷qiw，ihurueto ufag update&hrgietqy3）查詢選擇 select ion 菜單下的 select by attributes,在彈出 的對(duì)話框中輸入態(tài)詢語(yǔ)句如下圖圖上顯示的即為滿足條件的備選地址，即距公路0.2 0. 8km的區(qū)域（ins ide值為2表示），穿過(guò)非沼澤地 （typ#ij&99）,分類級(jí)別為2的河流（class為2）實(shí)例：設(shè)某藥用植物的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)條件是：（1） 地面坡度在15。 25間、（2） 土壤為堿性 土壤。請(qǐng)利用gis空間分析

9、方法確定某流域交 通線兩側(cè)5 00米范圍內(nèi)的適種區(qū)域。分析目的：確定植物的適種區(qū)域評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：坡度在15。 25。間堿性土壤交通線兩側(cè)500米范圍內(nèi)數(shù)據(jù)源:dem;土壤分布圖；交通線圖；具體步驟：利用dem生成坡度圖,對(duì)坡度圖進(jìn)行重分類,將坡度圖分為兩類(1 為15。 25 , 0為其他坡度)(2)通過(guò)賦屬性再分類，將上壤分布圖分成堿性及非堿性兩類(1為堿性, 。為非堿性)t(3)合并上壤分類圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界t(4)合并后的上壤分類圖進(jìn)行矢量轉(zhuǎn)柵格*(5)建立交通線周圍500米寬的緩沖區(qū)?(6)交通線緩沖區(qū)進(jìn)行矢量轉(zhuǎn)柵格(7)將1、4、6進(jìn)行柵格疊加；(8)滿足“坡度=1”且“上壤

10、=1 h 緩沖區(qū)=99”的區(qū)域，即為適合植 物種植的區(qū)域.作業(yè)：為了在某地建立一森林公園旅游點(diǎn)，需 參考一定的旅游條件，假設(shè)該旅游點(diǎn)須滿足 距公路、鐵路0. 5km以外10km以內(nèi)，非市區(qū) （城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖），有林地（森林分布圖）， 要求在行政區(qū)劃圖上選出該旅游點(diǎn)位置。分析目的：確定建立森林公園的區(qū)域評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：距公路、鐵路0. 5km以外10km以內(nèi)城鎮(zhèn)行政區(qū)劃為非市區(qū)森林分布為有林地?cái)?shù)據(jù)源:公路及鐵路分布圖；森林分布圖；城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖；具體步驟：(1)通過(guò)賦屬性再分類，將森林分布圖分成林地及非林地兩類(1為林地,0為非林地)；(2)合并森林分類圖中屬性相同的相鄰多邊形的邊界；(3)建立公路和

11、鐵路周圍0. 5km寬的緩沖區(qū)；(4)建立公路和鐵路周圍10km寬的緩沖區(qū)；(5)將城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖重新分類，生成市區(qū)、非市區(qū)兩類；(6)合并城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖屬性相同的相鄰多邊形的邊界；具體步驟：將森林分布圖與城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖進(jìn)行疊置分析(合并分析 或相交分析)；(8)將中疊置分析結(jié)果與中緩沖區(qū)進(jìn)行疊置分析(裁剪 分析)；(9)將(8)中疊置分析與(3)中緩沖區(qū)進(jìn)行疊置分析(擦除分析)(10) sql查詢滿足“森林分布類型=有林地”且“城鎮(zhèn)行政區(qū) 劃類型非市區(qū)”的區(qū)域，所選擇的區(qū)域即為適合建立森 林公園的候選區(qū)域.，排水窗。米的緩沖區(qū)土地利用圖土壤圖結(jié)果 圖二 (至至0707元元 *2-2400.3

12、0死100； 哂 一瑜300:道路拓寬改建中拆遷賠償計(jì)算-要解決的問(wèn)題及約束條件-計(jì)算由于道路拓寬而需拆遷的建筑而積和房產(chǎn)價(jià)值；道路拓寬改建的標(biāo)準(zhǔn)是： 道路從原有的20米拓寬到60米； 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；-所需資料現(xiàn)狀道路圖；區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖；拆遷賠償計(jì)算-空間操作-選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩 沖區(qū)；-將緩沖區(qū)圖與建筑物分布圖進(jìn)行拓?fù)浏B加，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；-統(tǒng)計(jì)分析-選擇落入拆遷區(qū)內(nèi)的樓層高為10層以上的建筑物， 將其排除掉，其余為拆遷建筑物；-對(duì)所需拆遷的建筑物進(jìn)行拆遷指標(biāo)計(jì)算，包括建筑

13、物面積、房產(chǎn)價(jià)值。j 輔助建設(shè)項(xiàng)目選址需解決的問(wèn)題和約束條件-需解決的問(wèn)題：為一個(gè)輕度污染工廠的可能建設(shè)位置選址。約束條件：(1)地塊建設(shè)用地面積不小于10000m2 ；(2)地塊的地價(jià)不超過(guò)1萬(wàn)元/rrp ；(3)地塊周圍不能有幼兒園、學(xué)校等公共設(shè)施。輔助建設(shè)項(xiàng)目選址所需數(shù)據(jù)全市所有地塊信息的數(shù)據(jù)層-全市公共設(shè)施的分布圖-空間分析-從地塊圖中選取所有滿足條件(1)(2)的地塊.與公共設(shè)施層數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浏B加 對(duì)疊加的結(jié)果進(jìn)行鄰域分析和特征提取，選擇出滿足 要求的地塊 將選擇的地塊及相關(guān)信息以地圖和表格形式打印輸出地學(xué)模擬模型(p216) 模擬地理過(guò)程或現(xiàn)象氣候變遷，沙漠化，土地退 化，沼澤化，

14、河道發(fā)育，壤侵蝕， 例：土壤侵蝕數(shù)值分析a確定數(shù)值模型m設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理流程e輸出土壤侵蝕圖實(shí)例木材毀壞量回歸預(yù)測(cè)模型根據(jù)多年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字和經(jīng)驗(yàn)方程，本例是一個(gè)林場(chǎng)砍 伐木材時(shí)木材毀壞量回歸預(yù)測(cè)模型。模型的因變量有坡度，樹(shù)徑，樹(shù)高，蓄積量，樹(shù)木缺 矢量。公式如下：y = -2.490+1.670x + 0.424x2 - 0.007x3-1.120x4-5.090x5分析目的：對(duì)某林場(chǎng)砍伐木材時(shí)木材毀壞量進(jìn)行預(yù)測(cè)。約束條件：預(yù)測(cè)公式模型數(shù)據(jù)（公式中各因子）：數(shù)字高程模型（坡度），樹(shù)徑，樹(shù)高，蓄積量，樹(shù)木缺矢量具體步驟：1）提取各因子2）進(jìn)行要素疊合運(yùn)算（柵格運(yùn)算）：注意權(quán)重該模型可以表示成下面的形式

15、:因?yàn)?zāi)依（圖）字程型 數(shù)高?；貧w系數(shù)權(quán)笊圖適宜性分析模型用途：土地利用規(guī)劃方法：e確定具體的開(kāi)發(fā)活動(dòng)8選擇影響因子e確定各影響因子的權(quán)重及度量方法e獲取各因子取值8按適宜性模型計(jì)算各單元適宜程度的分值 國(guó)劃分適宜性等級(jí)適宜性分析模型應(yīng)用實(shí)例評(píng)價(jià)對(duì)象：玉米種植用地評(píng)價(jià)方法：基于gis的土地質(zhì)量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)過(guò)程a生態(tài)條件調(diào)查e確定評(píng)價(jià)對(duì)象的影響因素y利用gis生成影響因素?cái)?shù)據(jù)舊計(jì)算各因素權(quán)重和貢獻(xiàn)函數(shù)值cw適宜性評(píng)級(jí)g生成適宜性等級(jí)圖發(fā)展預(yù)測(cè)模型 定量預(yù)測(cè)e利用系統(tǒng)的多目標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由一個(gè)或兒個(gè)變量的值 來(lái)預(yù)測(cè)或控制另一個(gè)研究變量的取值 常用數(shù)學(xué)方法：e移動(dòng)平均法e指數(shù)平滑法8趨勢(shì)分析法e時(shí)間序列分析法8回歸分析法e灰色系統(tǒng)模型發(fā)展預(yù)測(cè)模型應(yīng)用實(shí)例 人n發(fā)展預(yù)測(cè)模型pf= poe（5） 預(yù)測(cè)結(jié)果表示e把預(yù)測(cè)結(jié)果與市鎮(zhèn)中心 點(diǎn)坐標(biāo)相聯(lián)系m繪制人口密度等值線單，1友同加吟州1兜9冬人“友腐僧山解( n.uxwim. s.1ei專家系統(tǒng) 模擬專家的推理思維過(guò)程e知識(shí)庫(kù)e推理機(jī)制用戶 基本構(gòu)成|用戶接口解釋模塊推理機(jī)知識(shí)庫(kù)知識(shí)獲取數(shù)據(jù)跖專家系統(tǒng)的基本組成gis應(yīng)用農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃中國(guó)氣象局提出