第六章 空間分析

1、2022-5-71空間分析教師：楊勇華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院22022-5-7引言引言n所謂空間分析空間分析，就是運(yùn)用一組數(shù)字模型，對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和操作，從而得到新的空間和屬性數(shù)據(jù)，以幫助解決現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問(wèn)題。通常，GIS提供一系列空間分析工具，用戶可以將它們組合成一個(gè)操作系列，從已有模型來(lái)求得一個(gè)新模型，這個(gè)新模型就有可能展現(xiàn)出數(shù)據(jù)集內(nèi)部或數(shù)據(jù)集之間新的或未曾明確的關(guān)系，從而深化我們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的理解。 32022-5-71 空間分析的內(nèi)容與步驟空間分析的內(nèi)容與步驟n內(nèi)容：n 屬性數(shù)據(jù)的分析n 條件檢索、統(tǒng)計(jì)分析、分類與合并。n 空間與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析n 圖形和屬性的相

2、互檢索，圖元間關(guān)系檢索,疊置分析,緩沖區(qū)分析,網(wǎng)絡(luò)分析等42022-5-7n 1. 確定分析目的和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)n 例：建一公園進(jìn)行選址（目的）標(biāo)準(zhǔn)：n 交通便利、環(huán)境優(yōu)雅 n 設(shè)計(jì)成環(huán)繞一個(gè)天然小河 n 可利用面積大、少沼澤地n 2. 收集、輸入空間和屬性數(shù)據(jù)n 包括地理底圖數(shù)據(jù)、地籍?dāng)?shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等。n 3. 作空間位置的處理和分析n 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）；n 作屬性數(shù)據(jù)的處理和分析（加所需的屬性項(xiàng)、好地價(jià)）。n 4. 獲得簡(jiǎn)要分析結(jié)果（包括地圖和表格）n 5. 解釋和評(píng)價(jià)結(jié)果n 解釋和評(píng)價(jià)結(jié)果，若不滿意，返回1、2、3任一處重做。n 6. 以專題地圖

3、，文字報(bào)表形式作為正式結(jié)果，供決策用。步驟步驟52022-5-71 空間分析的內(nèi)容與步驟空間分析的內(nèi)容與步驟n理想狀態(tài)下，空間分析功能應(yīng)該獨(dú)立于數(shù)據(jù)模型。即無(wú)論是何種數(shù)據(jù)模型，都能完成相應(yīng)的空間分析功能，只不過(guò)技術(shù)路線和速度有差異。n與柵格方式相比，矢量方式下的一些操作比較精確和快捷，而另外一些操作則較為復(fù)雜或要慢得多。62022-5-72 數(shù)據(jù)檢索數(shù)據(jù)檢索n數(shù)據(jù)的檢索可能只是單純地針對(duì)屬性數(shù)據(jù)；也可能是單純依據(jù)空間拓樸關(guān)系；但更多、更有意義的情況是將空間數(shù)據(jù)與屬性聯(lián)合起來(lái)實(shí)施檢索。 n 檢索對(duì)象n 1. 屬性數(shù)據(jù)n 2. 依據(jù)空間拓樸關(guān)系n 3. 聯(lián)合空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)72022-5-72.

4、1 屬性統(tǒng)計(jì)分析屬性統(tǒng)計(jì)分析n屬性數(shù)據(jù)的集中特征數(shù)3 3、數(shù)學(xué)期望：、數(shù)學(xué)期望：反映數(shù)據(jù)分布的集中趨勢(shì)。反映數(shù)據(jù)分布的集中趨勢(shì)。4 4、中數(shù)：、中數(shù)：有序數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)頻率占半數(shù)的數(shù)據(jù)值。有序數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)頻率占半數(shù)的數(shù)據(jù)值。5 5、眾數(shù)、眾數(shù)：眾數(shù)是具有最大可能出現(xiàn)的數(shù)值。：眾數(shù)是具有最大可能出現(xiàn)的數(shù)值。1 1、頻數(shù)和頻率、頻數(shù)和頻率將變量將變量x xi i（i i1,2,1,2,，n n）按大小順序排列，并按一定的間距分組。）按大小順序排列，并按一定的間距分組。頻數(shù)：頻數(shù)：變量在各組出現(xiàn)或發(fā)生的次數(shù)；變量在各組出現(xiàn)或發(fā)生的次數(shù)；頻率：頻率：各組頻數(shù)與總頻數(shù)之比；各組頻數(shù)與總頻數(shù)之比；用以表示用

5、以表示事件出現(xiàn)事件出現(xiàn)的的次數(shù)次數(shù)和和頻率頻率，事件的，事件的分布狀況分布狀況。2 2、平均數(shù)：、平均數(shù)：反映了數(shù)據(jù)反映了數(shù)據(jù)取值取值的的集中位置集中位置，通常有簡(jiǎn)單，通常有簡(jiǎn)單算術(shù)平均數(shù)算術(shù)平均數(shù)和和加權(quán)算術(shù)平均數(shù)加權(quán)算術(shù)平均數(shù)。82022-5-7屬性數(shù)據(jù)的離散特征數(shù)屬性數(shù)據(jù)的離散特征數(shù)n極差n離差、平均離差與離差平方和n方差與標(biāo)準(zhǔn)差n變差系數(shù)92022-5-72.2 布爾邏輯查詢布爾邏輯查詢n使用布爾規(guī)則對(duì)屬性以及空間特征進(jìn)行運(yùn)算操作來(lái)檢索數(shù)據(jù)，使GIS在檢索功能方面具有極大的靈活性，因?yàn)樗试S用戶按屬性數(shù)據(jù)和空間特性形成任意的組合條件來(lái)查詢數(shù)據(jù)：n和（AND）：兩個(gè)條件都為真，才為真，否

6、則為假n或（OR）：兩個(gè)條件都為假才為假，否則為真n異或（XOR）：兩個(gè)條件只有一個(gè)為真才為真，否則為假n非（NOT）：對(duì)一個(gè)條件的真假性取反102022-5-72.2 布爾邏輯查詢布爾邏輯查詢 A AND B：檢索出埋深小于3米且長(zhǎng)度小于300米的所有煤氣管；A OR NOT B： 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 XOR B：檢索出埋深小于3米而長(zhǎng)度大于或等于300米的煤氣管道和長(zhǎng)度小于300米而埋深大于或等于3米的煤氣管道；112022-5-72.3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言空間數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言nSQL查詢語(yǔ)句：nSELECTFROMWHEREn目前空間擴(kuò)展的SQL語(yǔ)句

7、形式：nSELECTWITHINn查詢結(jié)果顯示：查詢結(jié)果要突出顯示出來(lái)。122022-5-7圖元間關(guān)系檢索圖元間關(guān)系檢索 n 面一面檢索n 例如，與某個(gè)多邊形相鄰的多邊形是哪些？n 面一線檢索n 例如，某個(gè)多邊形的邊界是哪些線（弧段）？n 線一面檢索n 例如，某弧段的左右區(qū)域分別是什么？n 線一線檢索n 例如，與某條河流相連的支流有哪些？n 線一點(diǎn)檢索n 例如，某條道路上有哪些橋梁？n 點(diǎn)一線檢索n 例如，某個(gè)結(jié)點(diǎn)由哪些線（弧段）相交而成？132022-5-7數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 n 1. 單個(gè)圖元：線長(zhǎng)度、兩點(diǎn)間距離、區(qū)域面積、區(qū)域重心等。n 2. 圖元的某屬性項(xiàng)：總和、最大值、最小

8、值、平均值、字段在某范圍內(nèi)的記錄數(shù)、四則運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等。n 3. 空間量算：填、挖土方體積等。142022-5-73 疊置分析疊置分析n疊置分析疊置分析是將是將同一地區(qū)同一地區(qū)的的兩組兩組或或兩組以上兩組以上的要素（地圖）進(jìn)行的要素（地圖）進(jìn)行疊置疊置，產(chǎn)生，產(chǎn)生新的特征新的特征（新的空間圖形或空間位置上的新屬性的（新的空間圖形或空間位置上的新屬性的過(guò)程）的過(guò)程）的分析方法分析方法。n地圖的疊置就是將兩幅或多幅地圖重疊在地圖的疊置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)）。（即提取感興趣的數(shù)據(jù)）。 152022-5

9、-73 疊置分析疊置分析一般來(lái)說(shuō)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)都是分層管理，但經(jīng)常要將各數(shù)據(jù)層綜合起來(lái)進(jìn)行分析，這類問(wèn)題就需要對(duì)多層數(shù)據(jù)實(shí)施疊置來(lái)產(chǎn)生具有新特征的數(shù)據(jù)層162022-5-73.1 柵格系統(tǒng)的置加分析柵格系統(tǒng)的置加分析 n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)。 n運(yùn)算n（1）各層屬性數(shù)據(jù)的平均值（算術(shù)平均或加權(quán)平均）n（2）各層屬性數(shù)據(jù)的最大值或最小值n（3）算術(shù)運(yùn)算 n（4）邏輯條件組合n 優(yōu)點(diǎn)：容易實(shí)現(xiàn)n 缺點(diǎn)：圖元間拓?fù)潢P(guān)系信息丟失 172022-5-73.2 矢量系統(tǒng)的疊加分析矢量系統(tǒng)的疊加分析 n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)

10、疊加時(shí)，結(jié)果也必然是平面增強(qiáng)的。n拓?fù)浏B加能夠把輸入的特征屬性合并到一起，實(shí)現(xiàn)特征屬性在空間上的連接；拓?fù)浏B加時(shí)，新的組合圖關(guān)系將被更新。182022-5-7疊置分析的主要內(nèi)容疊置分析的主要內(nèi)容n1. 多邊形與多邊形分析：合并、相交、相減、判別 n2. 線對(duì)多邊形分析：相交、判別 n3. 點(diǎn)對(duì)多邊形分析：相交、判別 n4. 多邊形對(duì)點(diǎn)分析：相減、相交 n5. 點(diǎn)對(duì)線分析：點(diǎn)與線的距離192022-5-7多邊形與多邊形疊加多邊形與多邊形疊加 是指不同圖幅或不同圖層多邊形要素之間的是指不同圖幅或不同圖層多邊形要素之間的疊置，根據(jù)兩組多邊形邊界的交點(diǎn)來(lái)建立疊置，根據(jù)兩組多邊形邊界的交點(diǎn)來(lái)建立具有多重

11、屬性的多邊形，每個(gè)多邊形內(nèi)都具有多重屬性的多邊形，每個(gè)多邊形內(nèi)都具有兩個(gè)以上屬性。具有兩個(gè)以上屬性。疊加時(shí)要注意疊加時(shí)要注意偽多邊形偽多邊形202022-5-7多邊形與多邊形疊加多邊形與多邊形疊加n多邊形與多邊形的疊加可以有合并、相交、相減和判別等方式。它們的區(qū)別在于輸出數(shù)據(jù)層中的要素不同：n合并：保留兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)層中的所有多邊形(a)；n相交：保留公共區(qū)域(b) ；n相減：從一個(gè)數(shù)據(jù)層中剔除另一個(gè)數(shù)據(jù)層的全部區(qū)域(c) n判別：將一個(gè)層作為模板，而將另一個(gè)輸入層疊加在它上面，落在模板層邊界范圍內(nèi)的要素被保留，而落在模板層邊界范圍外的要素則被剪切掉(d)abcd212022-5-7線對(duì)多邊形的

12、疊加線對(duì)多邊形的疊加n線對(duì)多邊形疊加的結(jié)果是一些弧段，這些弧段也具有它們所在的多邊形的屬性。n相交：穿過(guò)多邊形的線要素部分(a)；n判別：所有線要素（被多邊形切斷） (b) ；n相減：多邊形以外的線要素(c)abc222022-5-7點(diǎn)對(duì)多邊形疊加點(diǎn)對(duì)多邊形疊加n點(diǎn)對(duì)多邊形疊加實(shí)質(zhì)上上計(jì)算包含關(guān)系，疊加結(jié)果是一串帶有附加屬性的點(diǎn)要素，點(diǎn)所在的多邊形的屬性被連接到了點(diǎn)的屬性中。n相交：落在多邊形內(nèi)的點(diǎn)要素n判別：所有點(diǎn)要素（落在不同多邊形的結(jié)果）n相減：多邊形以外的點(diǎn)要素232022-5-7多邊形對(duì)點(diǎn)疊加多邊形對(duì)點(diǎn)疊加n多變形對(duì)點(diǎn)的疊加結(jié)果只保留那些有點(diǎn)落在上面的多邊形242022-5-7點(diǎn)對(duì)線

13、疊加點(diǎn)對(duì)線疊加n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pl1l2l3l4DP：（ l4，D ）252022-5-74 緩沖分析緩沖分析n緩沖區(qū)緩沖區(qū)是地理空間目標(biāo)的一種是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍影響范圍或或服務(wù)范服務(wù)范圍圍，具體指在點(diǎn)、線、面實(shí)體的周?chē)?，自?dòng)建立，具體指在點(diǎn)、線、面實(shí)體的周?chē)詣?dòng)建立的的一定寬度一定寬度的的多邊形多邊形。n數(shù)學(xué)表達(dá)數(shù)學(xué)表達(dá)為：為：n n其中其中,R為為 緩沖寬度緩沖寬度，或，或緩沖半徑緩沖半徑。n作用作用： 緩沖區(qū)分析是緩沖區(qū)分析是GIS的基本空間操作功能之的基本空間操作功能之一，一般

14、應(yīng)用于求地理實(shí)體的影響范圍，即一，一般應(yīng)用于求地理實(shí)體的影響范圍，即鄰近鄰近度問(wèn)題度問(wèn)題。n 如如道路噪聲道路噪聲影響范圍就是沿道路建一定寬度的影響范圍就是沿道路建一定寬度的緩沖區(qū)，車(chē)流量決定緩沖區(qū)半徑。如某地區(qū)有緩沖區(qū)，車(chē)流量決定緩沖區(qū)半徑。如某地區(qū)有危危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)，要分析一旦倉(cāng)庫(kù)爆炸所涉及的范圍，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)分析等等。這就需要進(jìn)行點(diǎn)緩沖區(qū)分析等等。262022-5-74 緩沖分析緩沖分析n緩沖分析就是在點(diǎn)、線、面實(shí)體（或稱緩沖目標(biāo)）周?chē)⒁欢▽挾确秶亩噙呅我欢▽挾确秶亩噙呅?。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

15、的數(shù)據(jù)層。 272022-5-74 緩沖分析緩沖分析n建立緩沖區(qū)的兩個(gè)依據(jù)：n建立對(duì)象幾何類型與緩沖區(qū)寬度對(duì)于點(diǎn)對(duì)象來(lái)說(shuō)，緩沖區(qū)是圍繞點(diǎn)對(duì)象的具有一定半徑的圓，這個(gè)半徑就是緩沖區(qū)的寬度282022-5-74 緩沖分析緩沖分析對(duì)于線對(duì)象來(lái)說(shuō)，緩沖區(qū)是以該線為中心的多邊形矩形，多邊形的邊界到該線的距離相等，這個(gè)距離就是緩沖區(qū)寬度292022-5-74 緩沖分析緩沖分析對(duì)于多邊形對(duì)象來(lái)說(shuō)，緩沖區(qū)是該多邊形膨脹一定寬度的新多邊形，膨脹的寬度就是緩沖區(qū)寬度302022-5-74 緩沖分析緩沖分析n建緩沖區(qū)可分單元素緩沖分析和多元素緩沖分析兩種。如果緩沖目標(biāo)是多個(gè)點(diǎn)（或多個(gè)線、多個(gè)面），則緩沖分析的結(jié)果是

16、各單個(gè)點(diǎn)（線、面）的緩沖區(qū)的合并，碰撞到一起的多邊形將被合并為一個(gè) 312022-5-74 緩沖分析緩沖分析 n緩沖區(qū)建立方法：n依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，有不同的緩沖區(qū)建立方法n基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)建立（以線為例）n1、線的重采樣、線的重采樣，對(duì)線進(jìn)行化簡(jiǎn)，以加快緩沖區(qū)，對(duì)線進(jìn)行化簡(jiǎn)，以加快緩沖區(qū)建立的速度。建立的速度。-線的矢量數(shù)據(jù)壓縮算法。線的矢量數(shù)據(jù)壓縮算法。n2、建立線緩沖區(qū)、建立線緩沖區(qū)，在線的兩邊按一定的距離，在線的兩邊按一定的距離（緩沖距）繪平行線，并在線的端點(diǎn)處繪半圓，（緩沖距）繪平行線，并在線的端點(diǎn)處繪半圓，連成緩沖區(qū)多邊形。連成緩沖區(qū)多邊形。n3、重疊處理、重疊處理：對(duì)緩沖區(qū)邊

17、界求交，并判斷每個(gè)：對(duì)緩沖區(qū)邊界求交，并判斷每個(gè)交點(diǎn)是交點(diǎn)是出點(diǎn)出點(diǎn)還是還是入點(diǎn)入點(diǎn)，以決定交點(diǎn)之間的線段，以決定交點(diǎn)之間的線段保保留留或或刪除刪除。這樣就可得到島狀的緩沖區(qū)。這樣就可得到島狀的緩沖區(qū)。 322022-5-74 緩沖分析緩沖分析基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)建立基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)建立（以線為例）（以線為例）332022-5-74 緩沖分析緩沖分析n基于柵格數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)建立 柵格數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)距離變換距離變換提取一定寬度的多邊形提取一定寬度的多邊形緩沖區(qū)緩沖區(qū)342022-5-75 網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析352022-5-75.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型及其基本概念網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型及其基本概念n對(duì)于網(wǎng)絡(luò)分析系

18、統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制者而言，重要的問(wèn)題在于建立一個(gè)抽象的、具有相當(dāng)適應(yīng)面的，并且也是便于實(shí)現(xiàn)分析任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)模型；而對(duì)于這一系統(tǒng)的使用者而言，關(guān)鍵之處在于：深入理解現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個(gè)組成部分的特點(diǎn)及其相互關(guān)系，明確自身的管理分析任務(wù)，在此基礎(chǔ)上，用網(wǎng)絡(luò)模型中的不同元素合理地表示這些組成成分。 362022-5-75.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型及其基本概念網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型及其基本概念n網(wǎng)絡(luò)n網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型n網(wǎng)線n節(jié)點(diǎn)n附屬元素n特殊的附屬元素n與中心相聯(lián)系的數(shù)據(jù)n與站點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)372022-5-7網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)n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

19、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（網(wǎng)線或鏈（link），后者一般稱為結(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)（node）。 382022-5-7網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型n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。 392022-5-7網(wǎng)線和節(jié)點(diǎn)網(wǎng)線和節(jié)點(diǎn)n網(wǎng)線網(wǎng)線是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的線性實(shí)體，是資源傳輸或通訊聯(lián)絡(luò)的通道，可以代表公路、鐵路、航線、水管、煤氣管、河流等等。 n結(jié)點(diǎn)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。 402022-5-7附屬元素附屬元素n （1）站點(diǎn)（）站點(diǎn)（stop）n 站點(diǎn)（站點(diǎn)（stop）

20、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)；n （2）中心（）中心（center）n 中心（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)；n （3）障礙（）障礙（barrier）n 障礙（障礙（barrier）對(duì)資源傳輸或通訊聯(lián)絡(luò)起阻斷作用。412022-5-7特殊的附屬元素特殊的附屬元素n （1）網(wǎng)線的阻礙強(qiáng)度）網(wǎng)線的阻礙強(qiáng)度n 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)度阻礙強(qiáng)度（如流動(dòng)時(shí)間、耗費(fèi)等）；n （2）網(wǎng)線的資源需求量）網(wǎng)線的資源需求量n 如學(xué)生人數(shù)、水流量、顧客量等；n （3）結(jié)點(diǎn)資源需求量）結(jié)點(diǎn)資源需求量n （4

21、）結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)）結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)n 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。422022-5-7與中心相聯(lián)系的數(shù)據(jù)與中心相聯(lián)系的數(shù)據(jù)n （1）中心的資源容量n 能容納或提供的資源總數(shù)量，如學(xué)生數(shù)能容納或提供的資源總數(shù)量，如學(xué)生數(shù)n （2）阻礙限度n 即資源流出或流向該中心所能克服的最大累積阻礙；n （3）延遲量n 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。 432022-5-7與站點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)與站點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)n與站點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)與站

22、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。 442022-5-7452022-5-75.2 常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)分析功能常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)分析功能n 常規(guī)網(wǎng)絡(luò)分析功能有:n 1. 路徑分析n 最佳路徑n 最短路徑n 網(wǎng)線最佳游歷方案n 結(jié)點(diǎn)最佳游歷方案n 2. 資源分配n 3. 連通分析n 4. 流分析n 5.選址462022-5-7路徑分析路徑分析n最佳路徑：n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。n 例如：救護(hù)車(chē)需要了解從醫(yī)院到病人家里走哪條路最快，此時(shí)阻礙強(qiáng)度為預(yù)先設(shè)定的通過(guò)網(wǎng)線或在結(jié)點(diǎn)處轉(zhuǎn)彎所花費(fèi)的時(shí)間；又比如，旅客往往要在眾多航線中找到費(fèi)用最

23、小的中轉(zhuǎn)方案，此時(shí)阻礙強(qiáng)度就應(yīng)該是費(fèi)用。n最短路徑n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，最佳路徑就成為最短路徑。472022-5-7482022-5-7路徑分析路徑分析n網(wǎng)線最佳游歷方案n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)。 n 例如：警察需要了解巡查完他擔(dān)任巡邏的各個(gè)街道的最有效線路。492022-5-7路徑分析路徑分析n節(jié)點(diǎn)最佳游歷方案n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)。n 例如：推銷員可以利用求解結(jié)果，以

24、盡可能最少的旅程遍訪其所分配的每一座城市。502022-5-7資源分配資源分配n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）。n 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。n 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。512022-5-7資源分配示意圖資源分配示意圖522022-5-7連通分析連通分析n 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

25、問(wèn)題稱為連通分量求解。n 例如：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（如派遺直升機(jī)）。532022-5-7連通分析示意圖連通分析示意圖542022-5-7流分析流分析n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現(xiàn)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。n 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)允網(wǎng)絡(luò)模型。要把中心分為發(fā)貸中心和收貸中心，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

26、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)允，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。）552022-5-7選址選址n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。n 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。n 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

27、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。562022-5-7總結(jié)總結(jié)n本章首先敘述了空間分析的內(nèi)容和步驟。介紹了數(shù)據(jù)檢索及表格分析，包括屬性統(tǒng)計(jì)分析、布爾邏輯查詢、空間數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言以及重分類和合并。介紹了柵格系統(tǒng)的疊置分析和矢量系統(tǒng)的疊置分析。最后敘述了網(wǎng)絡(luò)分析的內(nèi)容，主要包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型及相關(guān)概念、常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)分析功能。 572022-5-7練習(xí)練習(xí)n本章第一節(jié)中所舉例子中列出了以下公園選址的標(biāo)準(zhǔn)： n （1）公園的位置既要交通便利又要環(huán)境安靜，也就是說(shuō)距主要公路的距離要適當(dāng)。 n （2）公園應(yīng)設(shè)計(jì)成環(huán)繞一個(gè)天然的小河流。 n （3）使公園的可利用

28、面積最大，公園中應(yīng)很少或沒(méi)有沿河流分布的沼澤地。n 假設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好了下面幾層數(shù)據(jù)：穿過(guò)研究區(qū)的公路（線要素層）、位于研究區(qū)內(nèi)的河段（線要素層，用分類級(jí)別CLASS標(biāo)識(shí)，CLASS為2的河段，其特性適合于建立公園）、位于研究區(qū)內(nèi)的沼澤地（區(qū)要素層）。 我們的目的是確定一些具體的河段，作為建立公共郊游公園的可能位置。為了達(dá)到上述三條選址標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)行哪些空間操作？ 582022-5-7練習(xí)答案練習(xí)答案n（1）需要對(duì)公路進(jìn)行緩沖區(qū)分析，以求得與公路適當(dāng)距離的區(qū)域；（2）將這些區(qū)域與CLASS=2的河流段的緩沖區(qū)進(jìn)行相交疊加分析，與沼澤緩沖區(qū)進(jìn)行相減疊加分析；（3）對(duì)所得區(qū)域進(jìn)行面積計(jì)算，并找到最大的區(qū)

29、域?yàn)樗媒Y(jié)果。 592022-5-7練習(xí)答案練習(xí)答案602022-5-7練習(xí)答案練習(xí)答案612022-5-7練習(xí)練習(xí)2n某市要建設(shè)一療養(yǎng)院，要求如下：（1）療養(yǎng)院依水而建；（2）療養(yǎng)院應(yīng)原理噪聲，即離公路至少200米遠(yuǎn)；（3）療養(yǎng)院用地面積至少5000平方米；（4）不得占用農(nóng)業(yè)用地。n假設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好了下面幾層數(shù)據(jù)：市區(qū)水系圖層，包括線狀的河流和面狀的湖泊；市區(qū)道路線狀圖層；市區(qū)土地利用面狀圖層（圖層中土地類別用CLASS標(biāo)識(shí)，CLASS為1的為農(nóng)業(yè)用地，為2的為非農(nóng)業(yè)用地）；市區(qū)學(xué)校面狀圖層；市區(qū)商場(chǎng)點(diǎn)狀圖層。為了達(dá)到上述四條選址要求，應(yīng)進(jìn)行哪些空間操作？622022-5-7練習(xí)練習(xí)2 答案答

30、案n（1）以200米為寬度建立道路圖層的緩沖區(qū)，結(jié)果為buffer_road圖層；n（2）用buffer_road圖層與土地利用圖層中CLASS為1的面域做相交疊加分析，結(jié)果為overlap_buffer_road_ soill。n（3）從overlap_buffer_road_ soill中選取面積大于或等于5000平方米的面域，存儲(chǔ)成圖層select5000。n（4）判斷圖層select5000哪些面域距離水域最近，選取最近的那個(gè)為候選地址。如果有多個(gè)，則選取在水域一側(cè)面積較大且大于5000平方米的作為候選地址。632022-5-7練習(xí)練習(xí)3n在某地建立一個(gè)國(guó)家森林旅游點(diǎn)。n選址要求和條件： 在1：25000地圖上確定出旅游點(diǎn)的范圍，并繪制成圖，最后提交決策者參考。要求為林地、非市區(qū)、距公路或鐵路 0.5km 到 1.0km之內(nèi)、面積大于5km2 。n提供的數(shù)據(jù)如下表所示：642022-5-7練習(xí)練習(xí)3圖層名稱圖層內(nèi)容幾何屬性圖層說(shuō)明比例尺RoadLayer公路及鐵路分布圖線包含公路線和鐵路線1：25000ForestLayer森林分布圖面包含該區(qū)域森林分布范圍1：25000RegionLayer城鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖面包含該區(qū)域市區(qū)和非市區(qū)分布范圍，屬性列“SQ”