疊置分析3多邊形與多邊形疊加

1、2008-11不不 動動 產(chǎn)產(chǎn) 學(xué)學(xué) 院院主講教師：胡嘉驄地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析22008-11空空 間間 分分 析析 類類 型型基本的空間分析包括：基本的空間分析包括： 空間查詢空間查詢 空間量算空間量算 緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析 疊置分析疊置分析 網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析 空間統(tǒng)計分析空間統(tǒng)計分析 空間插值空間插值 地形分析地形分析 空間分析模型空間分析模型簡單的空間分析簡單的空間分析復(fù)雜的空間分析復(fù)雜的空間分析面向應(yīng)用的空間分析面向應(yīng)用的空間分析地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析32008-11疊疊 置置 分分 析析疊置分析疊置分析是將是將同一地區(qū)同一地區(qū)

2、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（新的空空間圖形間圖形或空間位置上的或空間位置上的新屬性新屬性的過程）的的過程）的分析方法分析方法。 參加疊置分析的空間要素必須具有參加疊置分析的空間要素必須具有相同的尺度相同的尺度及及統(tǒng)一的空間參照系統(tǒng)，統(tǒng)一的空間參照系統(tǒng)，疊加的結(jié)果將會使疊加的結(jié)果將會使幾幾何形狀和屬性都發(fā)生改變。何形狀和屬性都發(fā)生改變。疊置分析的類型包括：疊置分析的類型包括：視覺信息的疊加：視覺信息的疊加：將多個圖層內(nèi)容放在一起進(jìn)行顯示將多個圖層內(nèi)容放在一起進(jìn)行顯示矢量要素類型疊加矢量要素類型疊加點與多邊形的疊加

3、點與多邊形的疊加線與多邊形的疊加線與多邊形的疊加多邊形疊加多邊形疊加最常用的疊加分析。最常用的疊加分析。柵格圖層疊加：柵格圖層疊加：利用某種計算模型對不同柵格圖層中相同位置像元的值進(jìn)行計算，得到新利用某種計算模型對不同柵格圖層中相同位置像元的值進(jìn)行計算，得到新的柵格圖層。的柵格圖層。疊置分析疊置分析地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析42008-11疊疊 置置 分分 析析1 1、點與多邊形疊加、點與多邊形疊加實際上是計算實際上是計算多邊形對點的包含關(guān)系。多邊形對點的包含關(guān)系。它通過點是否在多邊形內(nèi)的判別來完成。在完成點與多它通過點是否在多邊形內(nèi)的判別來完成。在完成點與多邊形的幾何

4、關(guān)系計算之后，還要進(jìn)行邊形的幾何關(guān)系計算之后，還要進(jìn)行屬性信息的處理。屬性信息的處理。最簡單的方式是將多邊形屬性信息疊加最簡單的方式是將多邊形屬性信息疊加到其中的點上（或?qū)Ⅻc的屬性疊加到多邊形上，用于標(biāo)識該多邊形）。到其中的點上（或?qū)Ⅻc的屬性疊加到多邊形上，用于標(biāo)識該多邊形）。通過疊加可以計算出每個多邊形類型里有多少個點，以及這些點的屬性信息。通過疊加可以計算出每個多邊形類型里有多少個點，以及這些點的屬性信息。AB121A2B+=輸出地圖包含輸入地圖相同的點要素，但點的屬性已為其落入的多邊形的屬性輸出地圖包含輸入地圖相同的點要素，但點的屬性已為其落入的多邊形的屬性地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉

5、驄GIS基本空間分析52008-11疊疊 置置 分分 析析1 1、點與多邊形疊加、點與多邊形疊加點號點號名稱名稱編碼編碼功能功能所屬轄區(qū)所屬轄區(qū)1 1A A2 2C C3 3C C4 4B B5 5B B6 6B B疊加結(jié)果：改變點屬性內(nèi)容疊加結(jié)果：改變點屬性內(nèi)容123456ABCABC123456+ +地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析62008-11疊疊 置置 分分 析析2 2、線與多邊形疊加、線與多邊形疊加實際上實際上是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。判斷線是否落在多邊形內(nèi)。通常是計算線與多邊通常是計算線與多邊形的

6、交點，只要相交就產(chǎn)生一個結(jié)點，將原線打斷成一條條弧段，并形的交點，只要相交就產(chǎn)生一個結(jié)點，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生一個新的數(shù)據(jù)層面疊加的結(jié)果產(chǎn)生一個新的數(shù)據(jù)層面：每條線被它穿過的多邊形打斷成每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段圖層新弧段圖層，同時，產(chǎn)生，同時，產(chǎn)生一個一個相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表記錄原線和多邊形的屬性信息記錄原線和多邊形的屬性信息。輸出地圖包含新的弧段層，且產(chǎn)生新的屬性數(shù)據(jù)表輸出地圖包含新的弧段層，且產(chǎn)生新的屬性數(shù)據(jù)表AB11A1B+=地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本

7、空間分析72008-11疊疊 置置 分分 析析2 2、線與多邊形疊加、線與多邊形疊加線號線號原線號原線號名稱名稱等級等級所屬轄區(qū)所屬轄區(qū)1 11 1B B2 22 2C C3 33 3C C4 43 3A A5 51 1C CABCABC12315234+疊加結(jié)果：產(chǎn)生新弧段疊加結(jié)果：產(chǎn)生新弧段, ,改變線屬性內(nèi)容改變線屬性內(nèi)容地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析82008-11疊疊 置置 分分 析析3 3、多邊形與多邊形疊加、多邊形與多邊形疊加實際上多邊形與多邊形的疊加是指將兩個不同圖層的多邊形要素疊合，實際上多邊形與多邊形的疊加是指將兩個不同圖層的多邊形要素疊合，根據(jù)兩組多邊

8、形邊界的交根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來點來建立具有多重屬性的多邊形（合成疊置）建立具有多重屬性的多邊形（合成疊置）或或進(jìn)行多邊形范圍內(nèi)的屬性特性的統(tǒng)計分析（統(tǒng)計進(jìn)行多邊形范圍內(nèi)的屬性特性的統(tǒng)計分析（統(tǒng)計疊置），疊置），以解決地理變量的多準(zhǔn)則分析、區(qū)域多重屬性的模擬分析、地理特征的動態(tài)變化分析、以解決地理變量的多準(zhǔn)則分析、區(qū)域多重屬性的模擬分析、地理特征的動態(tài)變化分析、區(qū)域信息提取等問題。區(qū)域信息提取等問題。疊合后產(chǎn)生輸出新圖層的屬性信息與原多邊性的繼承關(guān)系，疊合后產(chǎn)生輸出新圖層的屬性信息與原多邊性的繼承關(guān)系，要根據(jù)疊合的不同方式而定。要根據(jù)疊合的不同方式而定。合成疊置合成疊置需要進(jìn)行需要進(jìn)行屬性

9、合并屬性合并。方法可用方法可用加、減、乘、除加、減、乘、除，也可取，也可取平均值、最大最小值平均值、最大最小值，或，或取邏輯取邏輯運算的結(jié)果運算的結(jié)果等。等。統(tǒng)計疊置統(tǒng)計疊置是確定一個多邊形中含有其它多邊形的屬性類型的面積等，即把其它圖上的多邊形的屬是確定一個多邊形中含有其它多邊形的屬性類型的面積等，即把其它圖上的多邊形的屬性信息性信息提取到提取到本多邊形中來。本多邊形中來。地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析92008-11疊疊 置置 分分 析析3 3、多邊形與多邊形疊加、多邊形與多邊形疊加邏輯疊加方法包括：邏輯疊加方法包括：布爾計算（布爾計算（BooleanBoolean）：

10、交集、并集、補集和分割）：交集、并集、補集和分割注意：注意：ClipClip與與IntersectIntersect的區(qū)別的區(qū)別地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析102008-11疊疊 置置 分分 析析3 3、多邊形與多邊形疊加、多邊形與多邊形疊加+=(輸入地圖輸入地圖) AND () AND (疊加地圖疊加地圖) OR () OR (輸入地圖輸入地圖) )層的疊加（補集）層的疊加（補集）地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析112008-11疊疊 置置 分分 析析操作步驟：操作步驟：a a）對原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成對原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓?fù)潢P(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系。b)

11、b) 多層多邊形數(shù)據(jù)的多層多邊形數(shù)據(jù)的空間疊置空間疊置，形成新層。，形成新層。c c）對新層中的多邊形對新層中的多邊形重建拓?fù)?。重建拓?fù)?。d d）刪除多余多邊形刪除多余多邊形（或處理意義多邊形）提取感興趣的部分。（或處理意義多邊形）提取感興趣的部分。操作難點：操作難點：a a）疊置后會產(chǎn)生疊置后會產(chǎn)生大量大量對用戶對用戶無關(guān)無關(guān)的多邊形，在用戶做提取前仍需建拓?fù)?，工作量大。且新層的的多邊形，在用戶做提取前仍需建拓?fù)洌ぷ髁看?。且新層的多邊形?shù)目不僅與原多邊形數(shù)目有關(guān)，還與其復(fù)雜程度有關(guān)，越復(fù)雜，多邊形數(shù)目越多。多邊形數(shù)目不僅與原多邊形數(shù)目有關(guān)，還與其復(fù)雜程度有關(guān)，越復(fù)雜，多邊形數(shù)目越多。b b

12、）由于疊置的多邊形往往是不同類型或不同比例尺的地圖，在疊置時就會產(chǎn)生一系列無意義的由于疊置的多邊形往往是不同類型或不同比例尺的地圖，在疊置時就會產(chǎn)生一系列無意義的多邊形，即產(chǎn)生多邊形疊置的多邊形，即產(chǎn)生多邊形疊置的位置誤差，位置誤差，需要進(jìn)行處理。需要進(jìn)行處理。c c）建新多邊形拓?fù)浜投噙呅闻c新屬性的建新多邊形拓?fù)浜投噙呅闻c新屬性的連接連接，工作量大。，工作量大。3 3、多邊形與多邊形疊加、多邊形與多邊形疊加地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析122008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析一、多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置一、多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置實際上是對

13、圖層之間的實際上是對圖層之間的對應(yīng)單元數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)運算對應(yīng)單元數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)運算，疊合之后的圖層中單元的數(shù)值是對應(yīng)單元，疊合之后的圖層中單元的數(shù)值是對應(yīng)單元數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的結(jié)果，原理上比較簡單（相對矢量的疊合）。數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的結(jié)果，原理上比較簡單（相對矢量的疊合）。A A，B B，C C等表示各層上等表示各層上的屬性值，的屬性值，f f函數(shù)取決函數(shù)取決于疊置的要求。于疊置的要求。+.U Uf(A,B,C,f(A,B,C,) )柵格地圖計算器柵格地圖計算器地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析132008-11疊疊 置置 分分 析析距離距離得分得分0 0500500米米0 0（不

14、必建設(shè)）（不必建設(shè)）50050010001000米米1 11000100015001500米米2 215001500米米3 3（必須建設(shè)）（必須建設(shè)） 人口密度人口密度得分得分0 - 500 - 500 0（無需建設(shè)）（無需建設(shè)）50 - 100 50 - 100 1 1100 - 200 100 - 200 2 2200 - 300 200 - 300 3 3（需要建設(shè)）（需要建設(shè)）基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析 R_schoolR_school 使用性質(zhì)使用性質(zhì)得分得分工業(yè)或綠地工業(yè)或綠地0 0（不能建設(shè)）（不能建設(shè)）商業(yè)商業(yè)1 1居住居住2 2（可以建設(shè)）（可以建設(shè)） R_

15、popuR_popu R_landR_land 中學(xué)的選址結(jié)果中學(xué)的選址結(jié)果 R_landR_land R_popuR_popu R_schoolR_school 乘法運算乘法運算需要進(jìn)行哪種運算？需要進(jìn)行哪種運算？地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析142008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析為什么用權(quán)重為什么用權(quán)重 ？為什么要數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化？為什么要數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化？地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析152008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析二、柵格數(shù)二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換據(jù)的空間變換類型

16、：類型：局部運算（點運算）局部運算（點運算）鄰域運算鄰域運算掩模格網(wǎng)掩模格網(wǎng)即把柵格數(shù)據(jù)分析局限于不含即把柵格數(shù)據(jù)分析局限于不含無數(shù)據(jù)單元（無數(shù)據(jù)單元（No DataNo Data）的一種格網(wǎng)范圍的一種格網(wǎng)范圍數(shù)據(jù)查詢和再分類數(shù)據(jù)查詢和再分類可實現(xiàn)掩模格網(wǎng)可實現(xiàn)掩模格網(wǎng) Map Query: Map Query: 排除分析之外的單元排除分析之外的單元= =特定值特定值 ReclassifyReclassify：No Data = No Data = 特定值特定值無數(shù)據(jù)不是零無數(shù)據(jù)不是零，零是有效數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)區(qū)域是指格網(wǎng)單元缺乏數(shù)據(jù)。，零是有效數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)區(qū)域是指格網(wǎng)單元缺乏數(shù)據(jù)。地 理 信 息

17、 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析162008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換局部運算（點運算）局部運算（點運算）定義：定義：只將單個對應(yīng)柵格單元的屬性作某種運算得到新圖層屬性，而只將單個對應(yīng)柵格單元的屬性作某種運算得到新圖層屬性，而不受其鄰近單元不受其鄰近單元的影響，的影響，不涉不涉及位置運算及位置運算。算術(shù)運算算術(shù)運算三角函數(shù)三角函數(shù)對數(shù)對數(shù)冪冪U= f (A, B,)AABCUU地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析172008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的

18、疊置分析二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換局部運算（點運算）局部運算（點運算）應(yīng)用舉例：通用土壤流失方程應(yīng)用舉例：通用土壤流失方程A A = = R K L S C P R K L S C P ，其中，其中，A A：平均土壤流失量；：平均土壤流失量；R R：降雨強度；：降雨強度；K K：土壤可蝕性；：土壤可蝕性；L L：坡長：坡長S S：坡度；：坡度；C C：耕作因子；：耕作因子；P P：水土保持措施因素：水土保持措施因素地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析182008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換二、柵格

19、數(shù)據(jù)的空間變換鄰域運算鄰域運算定義：定義：計算新圖層屬性時，不僅考慮原始圖上對應(yīng)柵格本身的值，還需考慮計算新圖層屬性時，不僅考慮原始圖上對應(yīng)柵格本身的值，還需考慮該圖元鄰域關(guān)聯(lián)的其他該圖元鄰域關(guān)聯(lián)的其他圖元值的影響。圖元值的影響。鄰域運算一般在單個圖層上進(jìn)行鄰域運算一般在單個圖層上進(jìn)行, ,通過所確定的鄰域類型掃描整個格網(wǎng)。通過所確定的鄰域類型掃描整個格網(wǎng)。鄰域運算要素鄰域運算要素 中心點中心點 鄰域大小與類型鄰域大小與類型 鄰域運算函數(shù)鄰域運算函數(shù)地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析192008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析二、柵格數(shù)據(jù)

20、的空間變換二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換鄰域運算鄰域運算miminjnjijijijcfC)(統(tǒng)計：統(tǒng)計： 最大值、最小值最大值、最小值 平均值、標(biāo)準(zhǔn)差平均值、標(biāo)準(zhǔn)差 值域、總和、模、值域、總和、模、測度：測度： 多數(shù)、少數(shù)、種類、多數(shù)、少數(shù)、種類、 地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析202008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換鄰域運算鄰域運算低通濾波低通濾波平均值平均值高通濾波高通濾波原圖原圖- -低通濾波低通濾波鄰域運算的運用鄰域運算的運用濾波濾波地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析2

21、12008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換二、柵格數(shù)據(jù)的空間變換鄰域運算鄰域運算鄰域運算的運用鄰域運算的運用地形分析地形分析地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析222008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析三、柵格數(shù)據(jù)的距離量算三、柵格數(shù)據(jù)的距離量算定義：定義：計算與源單元（制定格網(wǎng)單元）的距離。計算與源單元（制定格網(wǎng)單元）的距離。同層格網(wǎng)同層格網(wǎng)全局運算，全局運算，擴(kuò)展鄰域運算擴(kuò)展鄰域運算距離種類：距離種類：自然距離自然距離成本距離成本距離1.414 X Grid Cell1.4

22、14 X Grid CellGrid CellGrid Cell地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析232008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析自然距離量算：自然距離量算：單位：格網(wǎng)單元單位：格網(wǎng)單元類型：類型：連續(xù)距離對源單元建立緩沖，形成距離帶連續(xù)距離對源單元建立緩沖，形成距離帶對格網(wǎng)中每個單元確定于最近源單元的自然距離對格網(wǎng)中每個單元確定于最近源單元的自然距離ArcViewArcView實現(xiàn)實現(xiàn)連續(xù)：連續(xù)：Find DistanceFind Distance最近：最近：Assign proximityAssign proximity地

23、 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析242008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離量算：成本距離量算：定義：定義：移經(jīng)每個單元的移經(jīng)每個單元的成本或阻抗成本或阻抗作為距離單位的距離量測分析方法，在成本距離中，直線距作為距離單位的距離量測分析方法，在成本距離中，直線距離不一定是最佳的通道。離不一定是最佳的通道。類型：類型：最小成本表面最小成本表面最小成本路徑最小成本路徑地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析252008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析自然距離與成本距離的對比：自然距離與成

24、本距離的對比：地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析262008-112124153673365.74.54.9 3.5 4.2疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：源單元矩陣、成本矩陣、連接成本矩陣源單元矩陣、成本矩陣、連接成本矩陣成本矩陣構(gòu)成：成本矩陣構(gòu)成：不同成本之和不同成本之和例：選址例：選址 源地到目的地的距離源地到目的地的距離+ +地形（坡度等級）地形（坡度等級）+ +地質(zhì)地質(zhì)+ +河流河流+ +用低成本用低成本+ +居住中心距離居住中心距離連接成本矩陣計算連接成本矩陣計算 橫向：平均值橫向：平均值 對角線：平

25、均值對角線：平均值X1.414X1.4141212141523671344地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析272008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：目標(biāo)：最小累計成本路徑目標(biāo)：最小累計成本路徑方法：循環(huán)迭代方法：循環(huán)迭代最小累計成本計算最小累計成本計算示例：示例： 源點格網(wǎng)矩陣源點格網(wǎng)矩陣 成本格網(wǎng)矩陣成本格網(wǎng)矩陣 連接格網(wǎng)矩陣連接格網(wǎng)矩陣 指派格網(wǎng)矩陣指派格網(wǎng)矩陣 輸出格網(wǎng)矩陣輸出格網(wǎng)矩陣BA1212141523671344源點矩陣源點矩陣成本矩陣成本矩陣地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間

26、分析282008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：31212141526713442.834.92.553.55.72.8連接矩陣連接矩陣地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析292008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：1.5B4.211.52.8A211.51.52.02.84.21212141523671344地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析302008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置

27、分析成本距離的計算：成本距離的計算：1.5B4.211.52.86.74.5A2411.51.52.02.84.21.51.52.02.84.06.74.51212141523671344地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析312008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：3.51.5B35.74.011.52.86.74.5A21.51.52.02.84.04.56.72.02.84.05.74.56.73.03.51212141523671344地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析322008-1

28、1疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：3.51.5B35.74.011.52.86.74.5A25.52.84.05.74.56.73.03.512121415236713442.02.84.05.74.56.73.03.55.5地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析332008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：3.51.5B35.74.011.52.86.74.5A25.52.84.05.74.56.73.03.512121415236713445.

29、54.05.74.56.73.03.55.5地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析342008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：43.51.5B35.74.011.52.86.74.5A25.512121415236713444.05.74.56.73.03.55.54.05.54.56.73.55.55.5地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析352008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：43.51.5B35.74.011.52.

30、86.74.5A25.59.5311B35173487A55712345678最小累計成本矩陣最小累計成本矩陣單元指派矩陣單元指派矩陣地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析362008-11疊疊 置置 分分 析析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析成本距離的計算：成本距離的計算：ArcViewArcView中最小累計成本實現(xiàn)中最小累計成本實現(xiàn)CostDistanceCostDistance: : aGrid.CostDistanceaGrid.CostDistance ( (costGrid,DirectionFNcostGrid,DirectionFN, , alloca

31、tionFNallocationFN, , maxDistancemaxDistance) )CostPathCostPath aGrid.CostPathaGrid.CostPath ( (distanceGriddistanceGrid, , directionGriddirectionGrid, , ByZoneByZone) )地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析372008-11地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析382008-11緩緩 沖沖 區(qū)區(qū) 分分 析析定義：緩沖區(qū)定義：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)范圍服務(wù)范

32、圍，具體指在點、線、面實體的周圍，具體指在點、線、面實體的周圍，自動建立的自動建立的一定寬度一定寬度的的多邊形。多邊形。緩沖把地圖分為兩個區(qū)域，一個區(qū)域在所選地圖要素制定距離緩沖把地圖分為兩個區(qū)域，一個區(qū)域在所選地圖要素制定距離之內(nèi)，另一個在制定距離之外。在指定距離之內(nèi)的區(qū)域稱為緩沖區(qū)。之內(nèi)，另一個在制定距離之外。在指定距離之內(nèi)的區(qū)域稱為緩沖區(qū)。數(shù)學(xué)表達(dá)為：數(shù)學(xué)表達(dá)為：其中其中,R,R為為緩沖寬度緩沖寬度，或，或緩沖半徑。緩沖半徑。作用：作用：緩沖區(qū)分析是緩沖區(qū)分析是GISGIS的基本空間操作功能之一，一般應(yīng)用于求地理實體的影響范圍，即的基本空間操作功能之一，一般應(yīng)用于求地理實體的影響范圍，即

33、鄰近鄰近度問題。度問題。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緩沖區(qū)，車流量決定緩沖區(qū)半徑。如某地區(qū)有影響范圍就是沿道路建一定寬度的緩沖區(qū)，車流量決定緩沖區(qū)半徑。如某地區(qū)有危危險品倉庫險品倉庫，要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍，這就需要進(jìn)行點緩沖區(qū)分析等等。，要分析一旦倉庫爆炸所涉及的范圍，這就需要進(jìn)行點緩沖區(qū)分析等等。 地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析392008-11緩緩 沖沖 區(qū)區(qū) 分分 析析基本緩沖區(qū)類型：基本緩沖區(qū)類型：點：圓形緩沖區(qū)點：圓形緩沖區(qū)線：長條緩沖區(qū)線：長條緩沖區(qū) 面：向內(nèi)、外的緩沖帶面：向內(nèi)、外的緩沖帶地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基

34、本空間分析402008-11緩緩 沖沖 區(qū)區(qū) 分分 析析緩沖區(qū)變形：緩沖區(qū)變形：緩沖距離不一定為常數(shù)：主流用緩沖距離不一定為常數(shù)：主流用200200米，支流用米，支流用100100米米可形成緩沖環(huán)：核電站：可形成緩沖環(huán)：核電站：5km, 10km, 20km, 50km5km, 10km, 20km, 50km單側(cè)緩沖區(qū)單側(cè)緩沖區(qū)單個緩沖區(qū)與完整緩沖區(qū)單個緩沖區(qū)與完整緩沖區(qū)地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析412008-11緩緩 沖沖 區(qū)區(qū) 分分 析析矢量緩沖區(qū)建立：矢量緩沖區(qū)建立：多個實體的緩沖區(qū)，各多個實體的緩沖區(qū)，各實體緩沖區(qū)的并，半徑實體緩沖區(qū)的并，半徑可以不同可以不同

35、 1 1、線的重采樣，對線進(jìn)行化簡，以加快緩沖區(qū)建立的速度。、線的重采樣，對線進(jìn)行化簡，以加快緩沖區(qū)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。2 2、建立線緩沖區(qū)，在線的兩邊按一定的距離（緩沖距）繪平、建立線緩沖區(qū)，在線的兩邊按一定的距離（緩沖距）繪平行線，并在線的端點處繪半圓，連成緩沖區(qū)多邊形。行線，并在線的端點處繪半圓，連成緩沖區(qū)多邊形。3 3、重疊處理：對緩沖區(qū)邊界求交，并判斷每個交點是出點還、重疊處理：對緩沖區(qū)邊界求交，并判斷每個交點是出點還是入點，以決定交點之間的線段保留或刪除。這樣就可得到是入點，以決定交點之間的線段保留或刪除。這樣就可得到島狀的緩沖區(qū)。島狀的緩沖區(qū)

36、。 以線狀地物為例以線狀地物為例地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析422008-11緩緩 沖沖 區(qū)區(qū) 分分 析析柵格緩沖區(qū)建立：柵格緩沖區(qū)建立：算法比較簡單，核心問題是算法比較簡單，核心問題是距離變換距離變換。 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)地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析432008-11地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析442008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析什么是網(wǎng)絡(luò)分析？什么是網(wǎng)絡(luò)分析？很多自然界及人類的社會、經(jīng)濟(jì)活動都是以網(wǎng)絡(luò)形式運作，網(wǎng)絡(luò)的形式、容量和效率與我們的生很多自然界及人

37、類的社會、經(jīng)濟(jì)活動都是以網(wǎng)絡(luò)形式運作，網(wǎng)絡(luò)的形式、容量和效率與我們的生活息息相關(guān)，例如鐵路、公路、電力網(wǎng)、電訊網(wǎng)、煤氣管網(wǎng)、各種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、航空網(wǎng)絡(luò)和街道網(wǎng)活息息相關(guān)，例如鐵路、公路、電力網(wǎng)、電訊網(wǎng)、煤氣管網(wǎng)、各種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、航空網(wǎng)絡(luò)和街道網(wǎng)絡(luò)等。絡(luò)等。我們需要知道：我們需要知道：從甲地道乙地的最短路徑是什么？從甲地道乙地的最短路徑是什么？如何設(shè)定一個服務(wù)中心？如何設(shè)定一個服務(wù)中心？特定位置的服務(wù)中心是的服務(wù)范圍？特定位置的服務(wù)中心是的服務(wù)范圍？從一個位置到另一個位置的通行程度如何？從一個位置到另一個位置的通行程度如何？從出發(fā)地到目的地，有多少條可行路線？從出發(fā)地到目的地，有多少條可行路線？如何在

38、街道圖上定位一個發(fā)生的事件？如何在街道圖上定位一個發(fā)生的事件？ 地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析452008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析數(shù)學(xué)定義：數(shù)學(xué)定義：以以圖論和運籌學(xué)圖論和運籌學(xué)為基礎(chǔ)，通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的為基礎(chǔ)，通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動和分配流動和分配情況，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及資源等的情況，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及資源等的優(yōu)化優(yōu)化問題進(jìn)行研究問題進(jìn)行研究GISGIS定義：定義：依據(jù)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間與屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對網(wǎng)，通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間與屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)的性

39、能特征進(jìn)行多方面的絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面的分析計算技術(shù)分析計算技術(shù)網(wǎng)絡(luò)分析的定義網(wǎng)絡(luò)分析的定義地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析462008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析網(wǎng)絡(luò)類型：網(wǎng)絡(luò)類型： 平面網(wǎng)絡(luò)平面網(wǎng)絡(luò)：除節(jié)點外，網(wǎng)絡(luò)鏈不相交，如公路網(wǎng)；：除節(jié)點外，網(wǎng)絡(luò)鏈不相交，如公路網(wǎng)； 非平面網(wǎng)絡(luò)：非平面網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)鏈可相交，如航空網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)鏈可相交，如航空網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層次：網(wǎng)絡(luò)層次： 精細(xì)尺度網(wǎng)絡(luò)：精細(xì)尺度網(wǎng)絡(luò)：如街道網(wǎng)絡(luò)如街道網(wǎng)絡(luò) 中尺度網(wǎng)絡(luò)：中尺度網(wǎng)絡(luò)：如交通規(guī)劃如交通規(guī)劃 粗尺度網(wǎng)絡(luò)：粗尺度網(wǎng)絡(luò)：如高速公路網(wǎng)如高速公路網(wǎng)地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析472008-1

40、1網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析網(wǎng)絡(luò)的組成：網(wǎng)絡(luò)的組成： 1 1、網(wǎng)絡(luò)：、網(wǎng)絡(luò)：是一系列是一系列聯(lián)結(jié)的弧段聯(lián)結(jié)的弧段，是形式，是形式物質(zhì)、信息物質(zhì)、信息流通的通道。流通的通道。2 2、網(wǎng)絡(luò)基本要素：、網(wǎng)絡(luò)基本要素：結(jié)點結(jié)點網(wǎng)絡(luò)中分布的中間點、交點網(wǎng)絡(luò)中分布的中間點、交點等，弧段交點等，弧段交點鏈鏈連接節(jié)點并具有運輸能力的連接節(jié)點并具有運輸能力的線段（弧段）線段（弧段）地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析482008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析3人10人5人學(xué)校8 8路路公共汽車起點站公共汽車起點站8 8路路公共汽車終點站公共汽車終點站6人路徑路徑站點站點中心中心拐點拐點障礙障礙點點段段地

41、理網(wǎng)絡(luò)的特殊要素地理網(wǎng)絡(luò)的特殊要素地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析492008-11結(jié)點結(jié)點站點站點網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析站點：站點：網(wǎng)絡(luò)中資源的網(wǎng)絡(luò)中資源的上下上下結(jié)點，但不一定在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點上。結(jié)點，但不一定在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點上。如公交路線的汽車站、郵政網(wǎng)絡(luò)的郵筒等。如公交路線的汽車站、郵政網(wǎng)絡(luò)的郵筒等。中心：中心：網(wǎng)絡(luò)中具有集中或分散資源的網(wǎng)絡(luò)中具有集中或分散資源的結(jié)點結(jié)點。如公交系統(tǒng)的汽車總站、水系中的水庫、街道網(wǎng)絡(luò)中的學(xué)校等如公交系統(tǒng)的汽車總站、水系中的水庫、街道網(wǎng)絡(luò)中的學(xué)校等障礙點：障礙點：網(wǎng)絡(luò)中限制資源流通的點，如河流的閘門網(wǎng)絡(luò)中限制資源流通的點，如河流的閘門拐點：拐點：網(wǎng)

42、絡(luò)中資源網(wǎng)絡(luò)中資源方向發(fā)生改變方向發(fā)生改變的點，有的點，有方向控制方向控制功能功能段：段：弧或弧的一部分，由起點和終點，可通過百分比形式衡量弧或弧的一部分，由起點和終點，可通過百分比形式衡量路徑：具有屬性的有序弧段的集合，路徑：具有屬性的有序弧段的集合，表示一線型特征，如公交系統(tǒng)中北師大到中山大學(xué)路段表示一線型特征，如公交系統(tǒng)中北師大到中山大學(xué)路段路徑系統(tǒng)：路徑和段的集合路徑系統(tǒng)：路徑和段的集合，常用來管理具有相同屬性的多個線形特征。如城市公交系統(tǒng)中的行，常用來管理具有相同屬性的多個線形特征。如城市公交系統(tǒng)中的行車路線。路徑系統(tǒng)要使用統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)車路線。路徑系統(tǒng)要使用統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)地理網(wǎng)絡(luò)的

43、特殊要素地理網(wǎng)絡(luò)的特殊要素地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析502008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析阻抗阻抗：資源在網(wǎng)絡(luò)中資源在網(wǎng)絡(luò)中運行的運行的阻力阻力大小，用時間、成本等衡量。它大小，用時間、成本等衡量。它與鏈的長度、方向、屬性、結(jié)點與鏈的長度、方向、屬性、結(jié)點類型有關(guān)類型有關(guān)，不同類型的阻抗要具有統(tǒng)一的量綱不同類型的阻抗要具有統(tǒng)一的量綱。適用對象適用對象：鏈（弧段、段鏈（弧段、段）、結(jié)點（拐點結(jié)點（拐點）資源需求量：資源需求量：網(wǎng)絡(luò)鏈或結(jié)點能收集的或可提供給某一中心的資源量。如水網(wǎng)中水管的供水量、沿網(wǎng)絡(luò)鏈或結(jié)點能收集的或可提供給某一中心的資源量。如水網(wǎng)中水管的供水量、沿街

44、道學(xué)生分布等。街道學(xué)生分布等。適用對象：適用對象：弧段、結(jié)點、弧段、結(jié)點、 站點站點資源需求量（上、下資源需求量（上、下）網(wǎng)絡(luò)要素的屬性網(wǎng)絡(luò)要素的屬性3 3人人1010人人5 5人人學(xué)校學(xué)校地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析512008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析資源容量資源容量：中心中心為滿足各弧段要求而能提供的為滿足各弧段要求而能提供的資源總量資源總量，或從一中心流向（接收）另一中心的資，或從一中心流向（接收）另一中心的資源總量，如水庫容量、學(xué)校最大學(xué)生數(shù)等源總量，如水庫容量、學(xué)校最大學(xué)生數(shù)等適用范圍：適用范圍：中心點中心點最大容量、服務(wù)范圍、服務(wù)延遲數(shù)等最大容量、服務(wù)范圍

45、、服務(wù)延遲數(shù)等事件：路徑系統(tǒng)事件：路徑系統(tǒng)中某一路徑的中某一路徑的分段屬性分段屬性，其屬性由用戶定義，用路徑的度量表示，其屬性由用戶定義，用路徑的度量表示其類型包括：其類型包括：點事件：與一個位置對應(yīng)，一個度量點事件：與一個位置對應(yīng)，一個度量線事件：區(qū)段，兩個度量線事件：區(qū)段，兩個度量連續(xù)事件連續(xù)事件網(wǎng)絡(luò)要素的屬性網(wǎng)絡(luò)要素的屬性地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析522008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析1 1、網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有圖的結(jié)構(gòu)具有圖的結(jié)構(gòu)結(jié)點結(jié)點/ /結(jié)點集：圖中任意兩條線段交點結(jié)點集：圖中任意兩條線段交點邊邊/ /邊集：圖中的任意一條邊（弧段）邊集：圖

46、中的任意一條邊（弧段）圖：有限結(jié)點和邊的集合圖：有限結(jié)點和邊的集合網(wǎng)絡(luò)：有向圖網(wǎng)絡(luò)：有向圖具有一般地理數(shù)據(jù)的內(nèi)容具有一般地理數(shù)據(jù)的內(nèi)容 拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系 空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要素的表達(dá)網(wǎng)絡(luò)要素的表達(dá)地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析532008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析2 2、鏈弧、鏈弧網(wǎng)絡(luò)要素的表達(dá)網(wǎng)絡(luò)要素的表達(dá)鏈弧號鏈弧號起起結(jié)點結(jié)點終結(jié)點終結(jié)點長度長度(km)(km)正方向阻強正方向阻強(km/h)(km/h)反方向阻強反方向阻強(km/h)(km/h)資源需求量資源需求量20202 24 4145.3145.335355555（-1:-1:表示不通，

47、單行道）表示不通，單行道）2 2555535354 43 3、轉(zhuǎn)彎：、轉(zhuǎn)彎：M M條弧相連共有轉(zhuǎn)彎個數(shù)條弧相連共有轉(zhuǎn)彎個數(shù)結(jié)點號結(jié)點號從從弧段弧段至至弧段弧段角度角度時間阻強時間阻強(s)(s)3434L2L2L1L1909060603434L1L1L1L118018030303434L2L2L3L3-90-90-1(-1(不允許拐彎）不允許拐彎）3434L1L1L3L30 00(0(無阻強無阻強) )34L1L1L2L2L3L3停靠點?？奎c地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析542008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析網(wǎng)絡(luò)要素的表達(dá)網(wǎng)絡(luò)要素的表達(dá)4 4、?？奎c、中心、停靠點、中心停

48、靠點：?？奎c：直接在相應(yīng)的結(jié)點上附上需求量屬性，直接在相應(yīng)的結(jié)點上附上需求量屬性，負(fù)為下卸，正值為裝載。負(fù)為下卸，正值為裝載。中心：中心：資源最大容量、服務(wù)范圍和服務(wù)延遲數(shù)（在其它中心達(dá)到某個數(shù)量時才提供服務(wù)）。資源最大容量、服務(wù)范圍和服務(wù)延遲數(shù)（在其它中心達(dá)到某個數(shù)量時才提供服務(wù)）。結(jié)點號結(jié)點號需求量需求量454535354646-20-20結(jié)點號結(jié)點號資源最大容量資源最大容量服務(wù)范圍服務(wù)范圍服務(wù)延遲數(shù)服務(wù)延遲數(shù)2424100010002002000 0中心：學(xué)校中心：學(xué)校停靠點?？奎c地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析552008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析一、路徑分析一、路

49、徑分析二、資源分配與定位二、資源分配與定位三、連通分析三、連通分析四、流分析四、流分析五、爆管分析五、爆管分析網(wǎng)絡(luò)分析的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析的應(yīng)用地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析562008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析1 1、最短（最佳）路徑分析含義：、最短（最佳）路徑分析含義：在網(wǎng)絡(luò)中從起點經(jīng)一系列特定的結(jié)點至終點的資源運移的最佳在網(wǎng)絡(luò)中從起點經(jīng)一系列特定的結(jié)點至終點的資源運移的最佳路線，即路線，即阻力最小阻力最小的路徑。的路徑。2 2、路徑分析包括：、路徑分析包括：1 1）靜態(tài)求最佳路徑：靜態(tài)求最佳路徑：在給定每條鏈上的屬性后，求最佳路徑。在給定每條鏈上的屬性后，

50、求最佳路徑。一般分析從一般分析從p1p1到到p2p2共有共有n n條路徑，計算各路徑上的權(quán)數(shù)之和，取最小者為最佳路徑。條路徑，計算各路徑上的權(quán)數(shù)之和，取最小者為最佳路徑。2 2）N N條最佳路徑條最佳路徑給定起點、終點，求代價最小的給定起點、終點，求代價最小的N N條路徑，事實上，理論上只有一條，實際上需選擇條路徑，事實上，理論上只有一條，實際上需選擇N N條近似最條近似最佳路徑。佳路徑。3 3）最短路徑或最低耗費路徑最短路徑或最低耗費路徑確定起點、終點和要經(jīng)過的中間點、鏈，求最短或耗費最小路徑。確定起點、終點和要經(jīng)過的中間點、鏈，求最短或耗費最小路徑。4 4）動態(tài)最佳路徑分析動態(tài)最佳路徑分析

51、實際中權(quán)數(shù)可能是變化的，可能會臨時產(chǎn)生一些障礙點，要動態(tài)計算最佳路徑。實際中權(quán)數(shù)可能是變化的，可能會臨時產(chǎn)生一些障礙點，要動態(tài)計算最佳路徑。3 3、核心算法：、核心算法：求兩點間的權(quán)數(shù)最小路徑，常用的算法是求兩點間的權(quán)數(shù)最小路徑，常用的算法是DijkstraDijkstra算法。算法。 地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析572008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析最佳路徑的數(shù)學(xué)模型：最佳路徑的數(shù)學(xué)模型：最佳路徑求解的依據(jù)：最佳路徑求解的依據(jù)：1 1、最佳矩陣計算：、最佳矩陣計算： 最佳含義要求最佳含義要求 兩點之間直接相連，不直接相連著為不通兩點之間直接相連，不直接相連著為不通2

52、2、簡單路徑，即互不相交、簡單路徑，即互不相交3 3、整體最優(yōu)則局部最優(yōu)：、整體最優(yōu)則局部最優(yōu)：即若兩點即若兩點S S和和T T之間有一條最佳路徑，則該路徑上任何點到之間有一條最佳路徑，則該路徑上任何點到S S的路徑都是最佳的。的路徑都是最佳的。 路徑分析路徑分析jkp k,jwdddjkjk;, 2 , 1 ),min(01直接求解比較困難，目前主要采用直接求解比較困難，目前主要采用戴克斯徒拉戴克斯徒拉在在19591959年提出的算法。年提出的算法。地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析582008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析DijkstraDijkstra算法步驟：算法步驟：尋

53、找從尋找從1 1點到其他點的最短路徑點到其他點的最短路徑路徑分析路徑分析地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析592008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析DijkstraDijkstra算法例解：算法例解：尋找從尋找從0 0點到其他點的最短路徑點到其他點的最短路徑01234501234501030100050500102006004301521006020301050510地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析602008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析DijkstraDijkstra算法例解：算法例解：尋找從尋找從0 0點到其他點的最短路徑點到

54、其他點的最短路徑 第一步：初始化相關(guān)數(shù)組第一步：初始化相關(guān)數(shù)組 X = 0X = 0 Y = 1,2,3,4,5 Y = 1,2,3,4,5 D = 0, , 10, D = 0, , 10, , 30, 100, 30, 100 P = 0, 0, 0, 0, 0, 0 P = 0, 0, 0, 0, 0, 0 第二步：在第二步：在Y Y中尋找到中尋找到0 0的最佳路徑的最佳路徑 X = X + 2 = 0, 2X = X + 2 = 0, 2 Y = Y Y = Y 2 = 1, 3, 4, 5 2 = 1, 3, 4, 5 D =0, , D =0, , 1010, , 6060, 30

55、, 100 , 30, 100 P = 0, 0, 0, 2, 0, 0 P = 0, 0, 0, 2, 0, 04301521006020301050510地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析612008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析DijkstraDijkstra算法例解：算法例解：尋找從尋找從0 0點到其他點的最短路徑點到其他點的最短路徑 第三步：在第三步：在Y Y中尋找從中尋找從0 0到其余點的最佳路徑到其余點的最佳路徑 X = X + 4 = 0, 2, 4X = X + 4 = 0, 2, 4 Y = Y Y = Y 4 = 1, 3, 5 4 = 1,

56、 3, 5 D =0, , 10, D =0, , 10, 5050, , 3030, , 9090 P = 0, 0 ,0, P = 0, 0 ,0, 4 4, 0, , 0, 4 4 4301521006020301050510地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析622008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析DijkstraDijkstra算法例解：算法例解：尋找從尋找從0 0點到其他點的最短路徑點到其他點的最短路徑 第四步：在第四步：在Y Y中尋找從中尋找從0 0經(jīng)由經(jīng)由4 4到其余點的最佳到其余點的最佳路徑路徑 X = X + 3 = 0, 2, 4, 3X =

57、 X + 3 = 0, 2, 4, 3 Y = Y Y = Y 3 = 1, 5 3 = 1, 5 D =0, , 10, D =0, , 10, 5050, 30, 90 , 30, 90 P = 0, 0, 0, 4, 0, 4 P = 0, 0, 0, 4, 0, 44301521006020301050510地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析632008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析DijkstraDijkstra算法例解：算法例解：尋找從尋找從0 0點到其他點的最短路徑點到其他點的最短路徑 第五步：在第五步：在Y Y中尋找從中尋找從0 0經(jīng)由經(jīng)由3 3到

58、其余點的最佳到其余點的最佳路徑路徑 X = X + 5 = 0, 2, 4, 3, 5X = X + 5 = 0, 2, 4, 3, 5 Y = Y Y = Y 5 = 1 5 = 1 D =0, , 10, 50, 30, D =0, , 10, 50, 30, 6060 P = 0, 0, 0, 4, 0, P = 0, 0, 0, 4, 0, 3 3 4301521006020301050510地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析642008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析DijkstraDijkstra算法例解：算法例解：尋找從尋找從0 0點到其他點的最短路徑

59、點到其他點的最短路徑 第六步：在第六步：在Y Y中尋找從中尋找從0 0經(jīng)由經(jīng)由5 5到其余點的最佳到其余點的最佳路徑路徑 由于由于1 1中的值為中的值為，故退出，故退出4301521006020301050510地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析652008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析路徑分析路徑分析DijkstraDijkstra算法例解：算法例解：尋找從尋找從0 0點到其他點的最短路徑點到其他點的最短路徑開始點開始點到結(jié)點到結(jié)點最佳路經(jīng)最佳路經(jīng)最佳值最佳值01無無無無020，21003P(3)=4,P(4)=00,4,350040,43005P(5)=3,P(3)=4,P(

60、4)=00,4,3,5604301521006020301050510地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析662008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析最佳路徑算法評價：最佳路徑算法評價： 對每個點重復(fù)對每個點重復(fù)DrikstraDrikstra步驟步驟 運算復(fù)雜，速度較慢運算復(fù)雜，速度較慢 算法復(fù)雜度算法復(fù)雜度O(n3)O(n3) FloydFloyd算法算法 鄰接矩陣計算鄰接矩陣計算 繼續(xù)加強新算法的設(shè)計繼續(xù)加強新算法的設(shè)計 大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理能力大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理能力路徑分析路徑分析地 理 信 息 系 統(tǒng)胡 嘉 驄GIS基本空間分析672008-11網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 分分 析析資源定位與分