疊加分析以及應(yīng)用

1、關(guān)于疊加分析及應(yīng)用2022/10/8韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)1第1頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/82韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)一、空間疊置概念在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個地理對象的圖層進行疊置，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。以尋找和確定同時具有幾種地理屬性的地理要素的分布，或是按照確定的地理指標，對疊加后產(chǎn)生的具有不同屬性級的多邊形進行分類或分級。 二、疊置分析的分類一種是根據(jù)兩組多邊形邊界的交點來建立具有多重屬性的多邊形，稱為合成疊置；另一種是進行多邊形范圍的屬性特征的統(tǒng)計分析，稱為統(tǒng)計疊置

2、。第2頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/83韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)柵格數(shù)據(jù)的算術(shù)運算 1)算術(shù)運算：指兩層以上的對應(yīng)網(wǎng)格值經(jīng)加、減運算，而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。 三、疊加分析的數(shù)學(xué)運算疊加法第3頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/84韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)算術(shù)運算以灰度(亮度)賦值柵格為例（乘除運算）105050100201001002002（圖像反差增大）陽光砂巖頁巖花崗巖陽坡陰坡波 段MSS4MSS5MSS4/MSS5陽 坡34510.67陰 坡22340.65砂巖對陽光的反射情況乘法案例除法案

3、例0.670.65第4頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/85韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)無數(shù)據(jù)置換算術(shù)運算賦值柵格的算術(shù)條件疊加比較后取最大值比較后取最小值算術(shù)運算賦值柵格的算術(shù)條件疊加數(shù)據(jù)置換第5頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/86韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)2)函數(shù)運算：指兩個以上層面的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)以某種函數(shù)關(guān)系作為復(fù)合分析的依據(jù)進行逐網(wǎng)格運算，從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的過程。 一個地區(qū)土壤侵蝕量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、坡度(S)、坡長（L）、土壤抗蝕性(SR)等因素的函數(shù) 在Arc View中，

4、使用Map Calculator可以很方便地實現(xiàn)柵格圖層的復(fù)合（疊加）運算土壤侵蝕多因子函數(shù)運算復(fù)合分析示意圖 函數(shù)運算露點第6頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/87韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)1、視覺信息疊加 面狀圖、線狀圖和點狀圖之間的疊加；面狀圖區(qū)域邊界之間或一個面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的疊加；遙感影像與專題地圖的疊加；專題地圖與數(shù)字高程模型疊加顯示立體專題圖；遙感影像與DEM疊加生成真三維地物景觀。 疊加分析分為以下五類：視覺信息疊加；點與多邊形疊加； 線與多邊形疊加 ；多邊形疊加。面狀圖、線狀圖和點狀圖之間的疊加面狀圖與專題區(qū)域邊界之間的疊

5、加遙感影像與專題地圖的疊加專題地圖與數(shù)字高程模型疊加遙感影像與DTM疊加第7頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/88韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)2、點與多邊形的疊加疊加圖層：將一個含有點的圖層（目標圖層）疊加在另一個含有多邊形的圖層（操作圖層）上，以確定每個點落在哪個區(qū)域內(nèi)。 例如將水井與規(guī)劃區(qū)圖層相疊置，可確定每口井所屬的規(guī)劃區(qū)范圍。*1 *3 *4 *2A DB C點 屬性1234多邊形 屬性1 屬性2ABCD點 多邊形 點屬性 面屬性1 面屬性21 A2 D3 C4 Bpointnamepoly1農(nóng)行取款機A2建行取款機B3農(nóng)行取款機C4工行取款機C

6、ABC自動取款機位置圖居民區(qū)分布圖疊加圖層2134polynamepointA進德小區(qū)1B陽光小區(qū)2C花園小區(qū)3,4第8頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/89韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)3、線與多邊形的疊加疊加圖層：將線的圖層（目標圖層）疊加在多邊形的圖層（操作圖層）上，以確定一條線落在哪個多邊形內(nèi)。疊加后每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段，要將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。Line IDOld IDPoly11C22C32B43C53A63B124ABC123356政區(qū)圖河流圖新弧段圖層123第9頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分

7、，星期四2022/10/810韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)4、多邊形與多邊形的疊加 多邊形與多邊形的疊置是指將兩個不同圖層的多邊形要素相疊加，根據(jù)兩組多邊形的交點來建立多重屬性的多邊形或進行多邊形范圍內(nèi)的屬性特征的統(tǒng)計分析。原來多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來兩層或多層的屬性。多邊形的不同疊加方式第10頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/811韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)新多邊形的屬性多邊形之間的疊置ID屬性101AID屬性1X2Y3Z新多邊形ID層1多邊形屬性層2多邊形屬性10A20X3AX40X5A06A07AY8AZ90Y100Z110Y1

8、2Z0AXYZ379101456112層1層2新層12第11頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/812韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)101060601010206030303060101060601010306030303060-=0000001000000空間疊加分析實例1：土地利用變化區(qū)域探測80年遙感影像90年遙感影像點變換后影像點變換后影像分析通過80和90年兩期影像的相減運算后得到變換影像，如果：變換影像值 0；說明該區(qū)未發(fā)生變化變換影像值 0；說明該區(qū)已發(fā)生變化10 耕地20 居民點30 水域40 草地50 未利用地60 林地Legend注意：此

9、處的遙感影像可以是分類結(jié)果，也可以是原始的遙感影像。在一般應(yīng)用中，多使用原始的遙感影像，可提高變化探測速度。第12頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/813韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)汶川大地震相關(guān)損失估算需解決的問題1、確定汶川地震的 分級影響范圍2、計算汶川地震所 涉及人口數(shù)量3、估算汶川地震中 道路的損失情況第13頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/814韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)地震等級及分布等相關(guān)數(shù)據(jù)； 四川省的行政邊界圖、道路分布圖。準備空間數(shù)據(jù) 四川地震等級分布圖（4.5級以上）第14頁，共33頁，20

10、22年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/815韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)空間操作流程進行空間操作地震源buffer分級地震緩沖區(qū)overlay疊置層行政邊界損失估算屬性數(shù)據(jù)道路數(shù)據(jù)第15頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/816韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)四川地震等級分布圖（4.5級以上）汶川北川青川建立地震源緩沖區(qū)五級緩沖帶，從內(nèi)到外表示地震影響程度由高到低。最后得到圖就是線地震源分級緩沖區(qū)圖。第16頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/817韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)進行空間操作 地震緩沖區(qū)和行政

11、邊界疊加第17頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/818韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)地震緩沖區(qū)和道路疊加第18頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/819韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)統(tǒng)計地震所涉及的具體縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)及它們的破壞程度。進行統(tǒng)計分析 統(tǒng)計地震所涉及的人口總數(shù)。結(jié)合一些經(jīng)濟指標可以進行地震損失估算。統(tǒng)計受地震影響的道路及破壞程度。1、利用地震緩沖區(qū)和行政邊界疊加圖層，統(tǒng)計出地震所涉及的具體縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)及它們的破壞程度。2、利用地震緩沖區(qū)和人口數(shù)據(jù)疊加圖層，統(tǒng)計出地震所涉及的人口總數(shù)。3、利用地震緩沖區(qū)和道路疊加圖層，統(tǒng)

12、計出受地震影響的道路及破壞程度。4、結(jié)合一些經(jīng)濟指標可以進行地震損失估算。比如統(tǒng)計出北地震破壞的道路的數(shù)量，根據(jù)每條道路的造價，就可以估算交通方面的損失了。第19頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/820韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)實例：市區(qū)擇房分析如何找到環(huán)境好、購物方便、小孩上學(xué)方便的居住區(qū)地段是購房者對關(guān)心的問題，因此購房者就需要從總體上對商品房的信息進行研究分析，選擇最適宜的購房地段。條件為： a在商業(yè)中心的服務(wù)范圍之內(nèi)，服務(wù)范圍以商業(yè)中心規(guī)模的大小來確定 b距名牌高中在750米之內(nèi)，以便小孩上學(xué)便捷 c距名勝古跡500米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅 d離主要交

13、通要道200米之外，以減少噪音污染運用空間疊合分析解決以下兩個問題 （1）找出滿足以上4個條件的最適宜的購房地段。 （2）對整個城市區(qū)域從以上4個條件的住房條件進行評價，劃定不同等級，以供購房者進行參考第20頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/821韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)第一個問題找出滿足以上4個條件的最適宜的購房地段。步 驟：（1）明確目的和標準：在商業(yè)中心的服務(wù)范圍之內(nèi)；距名牌高中在750米之內(nèi)，以便小孩上學(xué)便捷；距名勝古跡500米之內(nèi)，環(huán)境優(yōu)雅；離主要交通要道200米之外，以減少噪音污染（2）空間數(shù)據(jù)準備：商業(yè)中心服務(wù)數(shù)據(jù)、名牌高中750米之內(nèi)

14、數(shù)據(jù)、名勝古跡500米之內(nèi)、主要交通要道200米之外（3）空間操作：進行疊合分析（4）輸出結(jié)果并進行分析第21頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/822韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)第二個問題對整個城市區(qū)域從以上4個條件的住房條件進行評價，劃定不同等級，以供購房者進行參考找出滿足以上4個條件的最適宜的購房地段。分級標準為：A滿足其中四個條件為第一等級B滿足其中三個條件為第二等級C滿足其中兩個條件為第三等級D滿足其中一個條件為第四等級E完全不滿足條件得為第五等級步 驟：（1）明確目的和標準：（2）空間數(shù)據(jù)準備：商業(yè)中心服務(wù)數(shù)據(jù)、名牌高中750米之內(nèi)數(shù)據(jù)、名勝古

15、跡500米之內(nèi)、主要交通要道200米之外（3）空間操作：進行疊合分析（4）對結(jié)果進行分析和評價第22頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/823韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)GIS在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用一、GIS在醫(yī)療衛(wèi)生的主要應(yīng)用：1、用GIS對傳染病分析其傳播途徑和規(guī)律，對地方病探討其局部的自然和社會條件。2、用GIS在一個區(qū)域內(nèi)合理分布醫(yī)療設(shè)施（醫(yī)院、診所、急救中心等）有利于資源的有效利用。3、急救中心對高危病人的及時搶救，用GIS實施快速高效的調(diào)度和跟蹤指揮。二、GIS在流行病研究方面的應(yīng)用1、流行病數(shù)據(jù)的可視化案例美賓夕法尼亞州艾滋病傳播擴散情況；案例

16、香港2003年非典型肺炎分布情況。第23頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/824韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)一、GIS在醫(yī)療衛(wèi)生的主要應(yīng)用：二、GIS在流行病研究方面的應(yīng)用1、流行病數(shù)據(jù)的可視化2、對疾病傳播作空間疊置分析1954年8月到9月英國倫敦霍亂病流行時，當局始終找不到發(fā)病原因。瓊 斯諾博士將霍亂流行趨勢與道路、房屋、飲用水機井等內(nèi)容，在地圖上作疊置分析發(fā)現(xiàn)了病源。多數(shù)霍亂病死者住家都飲用“布洛多斯托”機井的水。根據(jù)斯諾博士的分析和請求，當局于9月8日摘下了這個水井的水泵，霍亂病便停止傳播。 3、對地方病作空間疊置分析例如：世界80%的鼻咽癌發(fā)生

17、在中國，其中幾乎絕大部分集中在廣東和廣西等南方省份。第24頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/825韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)一、GIS在醫(yī)療衛(wèi)生的主要應(yīng)用二、GIS在流行病研究方面的應(yīng)用三、GIS與醫(yī)療設(shè)施分布：當今世界不主張過濫投資大型醫(yī)療基地，而代之以建造更多面向小社區(qū)的全科診所，以方便大眾?？梢酝ㄟ^GIS統(tǒng)計分析人口和發(fā)病率的詳細資料，可進行這種醫(yī)療設(shè)施的合理定位。在英國的西-蘇塞克斯（west Sussex）地區(qū)，通過確定病人到醫(yī)生的流量，從而對該地區(qū)醫(yī)療設(shè)施進行合理定位。在規(guī)劃醫(yī)療設(shè)施，還需要用GIS對醫(yī)院選址作可達性分析。對于一些疾?。ń煌?/p>

18、事故、心梗腦梗）迅速送往醫(yī)院對于病人的搶救至關(guān)重要。第25頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/826韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)思考與討論1、什么是空間疊置分析？GIS疊加分析可以分哪些類別？2、多邊形疊加分析是如何實現(xiàn)的？3、在一個區(qū)域內(nèi)，欲為一公園選址，要求在人口密度較大的地區(qū)，且距離已有公園較遠，在主干路旁，河流流經(jīng)，有林地分布。需要的數(shù)據(jù)有哪些？怎樣制作選址圖？說明其步驟，并畫出操作流程圖 ？4、由于城市的發(fā)展，韶關(guān)需要增加一個垃圾填埋場，要求該填埋場避開良田，交通便捷，地形坡度小于5，地質(zhì)條件安全，并避開居民區(qū)，試以GIS方法，用框圖表示其運行過程，并說明需要的相關(guān)數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)采集與組織方法，說出空間分析過程？第26頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/827韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)賓西法尼亞州1981-1988年愛滋病的擴散情況 圖上灰色的區(qū)域成幾何級數(shù)增長生動地表現(xiàn)了愛滋病的擴散情況 第27頁，共33頁，2022年，5月20日，3點10分，星期四2022/10/828韶關(guān)學(xué)院旅游與地理學(xué)院 陳世發(fā)全球愛滋病毒感染人數(shù) 1.澳州：1.5萬 2.加勒比海：42萬 ； 3.北非及中東：44萬 4.西歐：56萬 ； 5.北