GIS空間分析方法研究_圖文

1、浙江大學碩士學位論文GIS空間分析方法研究姓名:李曉軍申請學位級別:碩士專業(yè):地圖學與地理信息系統(tǒng)指導教師:劉南;劉仁義20070520 來(通過運用矢量數(shù)據(jù)柵格化技術,把矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)。這種情況通常是為了有利于GIS中的某些操作,如疊加分析等,或者是為了有利于輸出及由手工方法獲取。其中手工獲取是在專題圖上均勻劃分網(wǎng)格,逐個網(wǎng)格地確定其屬性代碼的值,最后形成柵格數(shù)據(jù)文件。 圖2-4柵格數(shù)據(jù)的圖形表示柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示:將柵格數(shù)據(jù)看做一個數(shù)據(jù)矩陣,逐行(或逐列記錄代碼,可以每行都從左到右記錄,也可以奇數(shù)行從左到右,偶數(shù)行從右到左。這種記錄柵格數(shù)據(jù)的文件常稱為柵格文件,且常在文件中存有該柵

2、格數(shù)據(jù)的長和寬,即行數(shù)和列數(shù)。這樣,具體的像元值就可連續(xù)存儲了。其特點是處理方便,但沒有壓縮。由于地理數(shù)據(jù)往往有較強的相關性,也就是說相鄰像元的值往往是相同的。因此,為了節(jié)省存儲空間,需要進行柵格數(shù)據(jù)的壓縮存儲。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過坐標值來精確地表示點、線、面等地理實體的。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以表示現(xiàn)實世界中各種復雜的實體,當問題可描述成線和邊界時,特別有效。矢量數(shù)據(jù)冗余度低,結(jié)構(gòu)緊湊,并具有空間實體的拓撲信息,便于深層次分析。矢量數(shù)據(jù)的輸出質(zhì)量好,精度高。獲取矢量數(shù)據(jù)的方式有多種形式。由測量獲得:可利用測量儀器自動記錄測量成果(常稱為電子手簿,然后轉(zhuǎn)到地理數(shù)據(jù)庫中;由柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得:利用柵格數(shù)據(jù)矢

3、量化技術,把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù);跟蹤數(shù)字化:用跟蹤數(shù)字化的方法,把地圖變成離散的矢量數(shù)據(jù)。在GIS中,矢量數(shù)據(jù)表示應考慮的問題:(1矢量數(shù)據(jù)自身的存儲和處理;(2與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)系;(3矢量數(shù)據(jù)之間的空間關系(拓撲關系。1.簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)的簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有拓撲關系,主要用于矢量數(shù)據(jù)的顯示、輸出以及一般的查詢和檢索,可分別按點、線、面三種基本形式來描述。(1點的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)點的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可由標識碼、X坐標和Y坐標組成。標識碼通常按一定的原則編碼,簡單情況下可順序編號。標識碼具有惟一性,是聯(lián)系矢量數(shù)據(jù)和與其對應的屬性數(shù)據(jù)的關鍵字,屬性數(shù)據(jù)單獨存放在數(shù)據(jù)庫中。 基于面向目標的圖形語言建模法

4、相對其他幾種方法來說更加方便和直觀,也更容易掌握,而且所有建模過程都在GIS系統(tǒng)內(nèi)部進行,其中所使用的函數(shù)、邏輯操作和條件操作等都來源于GIS系統(tǒng),因而有更好的可靠性和邏輯一致性。一些GIS軟件提供了高級的可視化的地圖建模輔助工具,用戶只需使用其提供的工具在窗口中繪出模型的流程圖,指定流程圖的意義、所用的參數(shù),矩陣等即可完成地圖模型的設計,而無需書寫復雜的命令程序。模型生成器(Modd Builder是ArcGIS9所提供的構(gòu)造地理處理工作流和腳本的圖形化建模工具。模型生成器如圖3.3所示。 圖3-3模型生成器模型的形成過程實際上就是解決問題的過程,不論是簡單的或復雜的模型,都需要經(jīng)過如圖所示

5、的幾個步驟。向模型生成器中添加數(shù)據(jù)和空間分析工具,并將一個個空間模型要素有機地連接起來,就能組成一個完整的空間分析圖解模型,其流程圖如圖3.4所示。1.明確問題:分析問題的背景和建模的目的,掌握所分析對象的信息,即明確實際問題的實質(zhì)所在。2.分解問題:找出與實際問題有關的因素,對所研究的問題進行分解、簡化,明確模型中需要考慮的因素以及它們在過程中的作用,并準備相關的數(shù)據(jù)集。3.組建模型:運用數(shù)學知識和GIS空間分析工具來描述問題中的變量間的關系。4.檢驗模型結(jié)果:運行所得到的模型、解釋模型的結(jié)果或把運行結(jié)果與實際觀測進行對比。如果基本一致,表明模型是符合實際問題的;否則,模型與實際不相符,不能

6、將模型運用到實際問題中。這就需要返回到建模前關于問題的分解,對假設作出修正,重復建模過程,直到模型的結(jié)果符合實際為止。5.應用分析結(jié)果:在對模型的結(jié)果滿意的前提下,運用模型來得到對結(jié)果的分析。 浙江大學碩士學位論文GIs空間分析方法研究具箱“My Toolbox”。(2右鍵單擊“My Toolbox”,在New中選擇Model,則生成模型生成器Model,如圖3-6所示。 圖3-6新建模型(3設置模型屬性,修改Name為“Park Position”,修改Label為“Park_Position”,如圖3.7所示,并保存修改后的模型屬性。 圖3-7修改模型屬性(4保存模型,關閉模型生成器。移浙

7、江大學碩士學位論文0Is空間分析方法研究模型生成器采用類似于所見即所得的可視化方法編輯空間分析模型。在此以圖解模型工作流程圖(圖3.5為藍圖。1.對公園點作緩沖區(qū)(1從圖層樹中拖動圖層Parks Point到模型生成器中,如圖3.8所示。(2拖動觚1如lbox下的Buffer工具到模型生成器中。如圖3-9所示,Buffer工具在模型生成器中顯示為一個代表工具的矩形和一個代表分析處理后的新數(shù)據(jù)的組合。(3根據(jù)數(shù)據(jù)流的先后順序,連接相應的圖形要素。連接數(shù)據(jù)Parks Point到緩沖區(qū)分析工具Buffer。如圖3.10所示,連接后緩沖區(qū)分析工具被激活,工具顯示為土黃色,新數(shù)據(jù)顯示為綠色。 圖3-8

8、向模型生成器中加入數(shù)據(jù) 圖3-9向模型中加入分析1:具 圖3.10連接數(shù)據(jù)到處理工具(4設置Buffer的各種參數(shù),確定Input Features和Output Feature Class,設置Distance的Linear unit中緩沖距離為lkm,設置Dissolve Type為All,如圖3-11所示。 圖3-11Buffer工具參數(shù)設置以上對公園點圖層緩沖的設計完成了空間分析模型的一個單元,如圖3.12所示。 圖3一12緩沖區(qū)分析效果圖2.與居民地層疊加(1從圖層樹中拖動圖層Res_Polygon到模型生成器中,作為疊加操作的數(shù)據(jù)源。(2拖動Intersect工具到模型生成器中,將

9、Res_Polygon和Parks_Buf作為數(shù)據(jù)源,.36.連接到疊加分析工具Intersozt,如圖3.13所示。(3設置Intersect工具的參數(shù),指定輸出Output Feature Class輸出特征類為工作目錄下Proj的Rcs_Atfected,完成Intersect工具設置。 圖3.13疊加圖層(4保存模型,完成模型設計,完成的模型如圖3.14所示。 設計完成的模型可以在模型生成器中運行,也可以在ArcToolbox中調(diào)用。通過模型生成器,可以把任何一個中間結(jié)果打開顯示在地圖中。1.運行和使用模型。(1運行已經(jīng)設計完成的模型,觀察系統(tǒng)彈出的運行窗口中的提示信息,模型運行結(jié)束后關閉運行窗口。(2在地圖中打開輸出數(shù)據(jù),查看運行結(jié)果,如圖3.15所示?？梢酝ㄟ^修改模型,來達到滿意的結(jié)果。 圖3.15公園所影響的范圍2.轉(zhuǎn)換模型建立好的模型可以轉(zhuǎn)換為腳本使用,腳本的形式有:Python,Jscript和VBStript。用模型生成器將模型導出為腳本并報存到腳本文件Par