空間分析技術(shù)演示

（優(yōu)選）空間分析技術(shù)現(xiàn)在是1頁\一共有130頁\編輯于星期日1、概述空間分析是GIS的主要特征。GIS與一般的計算機(jī)輔助制圖（CAC/CAD）系統(tǒng)的主要區(qū)別在于GIS具有空間分析功能。

GIS的空間分析是指以地理事物的空間位置和形態(tài)為基礎(chǔ)，以地學(xué)原理為依托，以空間數(shù)據(jù)運算、為特征，提取與產(chǎn)生新的空間信息的技術(shù)和過程，如獲取關(guān)于空間分布、空間形成以及空間演變的信息。空間分析功能是GIS的主要特征與評價GIS軟件的主要指標(biāo)之一其運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數(shù)理統(tǒng)計分析，代數(shù)運算等數(shù)學(xué)手段

現(xiàn)在是2頁\一共有130頁\編輯于星期日基本的空間分析包括以下方面：空間查詢空間量算緩沖區(qū)分析疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析空間統(tǒng)計分析空間插值數(shù)字高程模型（數(shù)字地形模型）空間建模與空間決策支持系統(tǒng)面向應(yīng)用的分析簡單的空間分析復(fù)雜的空間分析1、概述另一種分類：①基于空間圖形數(shù)據(jù)的分析運算；②基于非空間屬性的數(shù)據(jù)運算；③空間和非空間數(shù)據(jù)的聯(lián)合運算?，F(xiàn)在是3頁\一共有130頁\編輯于星期日2、圖形基本量算

圖形量算是GIS空間分析技術(shù)中最基本的分析內(nèi)容之一?；镜膱D形量算功能包括圖形的長度量算、面積量算、等高線地形圖中的體積量算。2.1質(zhì)（重）心量算：描述地理目標(biāo)空間分布最有用的單一量算量，質(zhì)心是保持目標(biāo)均勻分布的平衡點。在幾何中心基礎(chǔ)上的加權(quán)計算。質(zhì)心的量算，可以跟蹤某些地理分布的變化，例如人口的變遷、土地類型的變化，也可以簡化某些復(fù)雜目標(biāo)，在某些情況下，可以方便的導(dǎo)出某些預(yù)測模型。

式中，i為離散目標(biāo)物，Wi為該目標(biāo)權(quán)重，Xc、Yc為目標(biāo)?，F(xiàn)在是4頁\一共有130頁\編輯于星期日空間量算是指對空間信息的自動化量算，是地理信息系統(tǒng)所具有的重要功能，也是進(jìn)行其它空間分析的定量化基礎(chǔ)

幾何量算對點、線、面、體四類目標(biāo)物而言，其含義是不同的：

·點狀目標(biāo)：坐標(biāo)；

·線狀目標(biāo)：長度、曲率、方向；

·面狀目標(biāo)：面積、周長等；

·體狀目標(biāo)：表面積、體積等。2.2幾何量算現(xiàn)在是5頁\一共有130頁\編輯于星期日長度量算:線由點組成，矢量圖形的長度量算基于直線段的兩點之間距離公式，設(shè)空間兩點p1（x1，y1）和p2（x2，y2），則直線段的長度為

由此不難得出折線與多邊形周長的長度量算公式

式中，i為折線或多邊形的頂點數(shù)，含義為依次求出組成折線或多邊形的所有線段長度，然后累加求和

2.2幾何量算現(xiàn)在是6頁\一共有130頁\編輯于星期日

多邊形面積計算及其應(yīng)用：辛普森（Simposion）面積計算公式

在GIS中，梯形法是求面積的主要方法之一。其基本思想是：按照多邊形的頂點順序依次求出多邊形所有邊與X軸或Y軸組成的梯形面積，然后求其代數(shù)和已知條件：為多邊形頂點坐標(biāo)，凸、凹多邊形均可，頂點順序順時針方向、逆時針方向均可。2.2幾何量算現(xiàn)在是7頁\一共有130頁\編輯于星期日現(xiàn)在是8頁\一共有130頁\編輯于星期日求證：現(xiàn)在是9頁\一共有130頁\編輯于星期日由推證過程可看出，順時針坐標(biāo)點排列面積為正值，逆時針坐標(biāo)點排列面積為負(fù)值，考慮到面積可能為負(fù)值，因而最終取絕對值辛普森面積計算公式現(xiàn)在是10頁\一共有130頁\編輯于星期日辛普森求積公式的應(yīng)用

判斷多邊形頂點的走向（逆時針或順時針旋轉(zhuǎn)面積s為正則為順時針走向面積s為負(fù)則為逆時針走向

辛普森面積公式的應(yīng)用現(xiàn)在是11頁\一共有130頁\編輯于星期日對于凸多邊形事實上任意順次取3個頂點坐標(biāo)，計算此3點組成的圖形面積s’，即可判斷出此多邊形的頂點的走向。對于一般的多邊形（包括凹多邊形）取一個方向坐標(biāo)的極值點前后兩點組成的三角形面積，即可判斷出此多邊形的頂點的走向。多邊形頂點走向的簡單判別

任意三點（x2,

y2）、（x1,

y1）、（x3,

y3）組成的三角形面積為：

St=x1(y2-y3)+x2(y3-y1)+x3(y1-y2)

現(xiàn)在是12頁\一共有130頁\編輯于星期日

判斷點與矢量線段的空間拓?fù)潢P(guān)系P在AB的右邊；P在AB直線上；P在AB的左邊；辛普森面積公式的應(yīng)用現(xiàn)在是13頁\一共有130頁\編輯于星期日

圖形查詢：圖形查屬性是根據(jù)圖形的空間位置來查詢有關(guān)屬性信息；或者實體之間的空間關(guān)系查詢，實體的屬性信息查詢等。屬性查詢：根據(jù)一定的屬性條件來查詢滿足條件的空間實體的位置，是基于實體的屬性信息進(jìn)行查詢，與一般的數(shù)據(jù)庫查詢相同，只不過最后查詢的結(jié)果需要再與圖形關(guān)聯(lián)起來。圖形屬性互查：將空間關(guān)系和屬性結(jié)合起來進(jìn)行查詢，并將最后結(jié)果以圖形和屬性兩種方式顯示出來。如：查詢京九線沿線人口大于100萬的城市及各種屬性信息。地址匹配：根據(jù)一個地理名字（如學(xué)校名字）來定位相關(guān)實體并獲得其屬性信息。其基礎(chǔ)是地理編碼，即將一個地理名字與一個或若干個空間實體關(guān)聯(lián)起來、或者與實體的某個屬性關(guān)聯(lián)起來、或者與某個地理坐標(biāo)關(guān)聯(lián)起來。3.空間查詢現(xiàn)在是14頁\一共有130頁\編輯于星期日例如：查詢?nèi)龒{地區(qū)長江流域人口大于50萬的市或縣

Select*From縣或市

Where縣或市人口>50萬

andCross（河流名稱=“長江”）3.空間查詢現(xiàn)在是15頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

柵格數(shù)據(jù)的分析處理方法可以概括為聚類聚合分析、多層面復(fù)合疊置分析、窗口分析及追蹤分析等幾種基本的分析模型類型。4.1柵格數(shù)據(jù)的聚類、聚合分析

聚類分析

柵格數(shù)據(jù)的聚類是根據(jù)設(shè)定的聚類條件對原有數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行有選擇的信息提取而建立新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法?，F(xiàn)在是16頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

圖6—1(a)為一個柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)樣圖，1、2、3、4為其中的四種類型要素，圖6—1(b)為提取其中要素“2”的聚類結(jié)果?，F(xiàn)在是17頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

聚合分析

柵格數(shù)據(jù)的聚合分析是指根據(jù)空間分辨力和分類表，進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的合并或轉(zhuǎn)換以實現(xiàn)空間地域的兼并。

空間聚合的結(jié)果往往將較復(fù)雜的類別轉(zhuǎn)換為較簡單的類別，并且常以較小比例尺的圖形輸出。當(dāng)從地點、地區(qū)到大區(qū)域的制圖綜合變換時常需要使用這種分析處理方法?，F(xiàn)在是18頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

對于圖6—1(a)，如給定聚合的標(biāo)準(zhǔn)為1、2類合并為b，3、4類合并為a，則聚合后形成的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)如圖6—2(a)所示,如給定聚合的標(biāo)準(zhǔn)為2、3類合并為c，1、4類合并為d，則聚合后形成的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)如圖6—2(b)所示。

現(xiàn)在是19頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

聚類、聚合分析應(yīng)用

柵格數(shù)據(jù)的聚類聚合分析處理法在數(shù)字地形模型及遙感圖象處理中的應(yīng)用是十分普遍的。例如，由數(shù)字高程模型轉(zhuǎn)換為數(shù)字高程分級模型便是空間數(shù)據(jù)的聚合，而從遙感數(shù)字圖象信息中提取其一地物的方法則是柵格數(shù)據(jù)的聚類現(xiàn)在是20頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

4.2柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合（疊加）分析

能夠極為便利地進(jìn)行同地區(qū)多層面空間信息的自動復(fù)合疊置分析，是柵格數(shù)據(jù)一個最為突出的優(yōu)點。正因為如此，柵格數(shù)據(jù)常被用來進(jìn)行區(qū)域適應(yīng)性評價、資源開發(fā)利用、規(guī)劃等多因素分析研究工作。在數(shù)字遙感圖象處理工作中，利用該方法可以實現(xiàn)不同波段遙感信息的自動合成處理；還可以利用不同時間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行某類現(xiàn)象動態(tài)變化的分析和預(yù)測。因此該方法在計算機(jī)地學(xué)制圖與分析中具有重要的意義。

信息復(fù)合模型(overlay)包括兩類，簡單的視覺信息復(fù)合和較為復(fù)雜的疊加分類模型

現(xiàn)在是21頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

4.2.1視覺信息復(fù)合：將不同專題的內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件上，以便系統(tǒng)使用者判斷不同專題地理實體的相互空間關(guān)系，獲得更為豐富的信息。簡單視覺信息復(fù)合之后，參加復(fù)合的平面之間沒發(fā)生任何邏輯關(guān)系，仍保留原來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

面狀圖、線狀圖和點狀圖之間的復(fù)合；面狀圖區(qū)域邊界之間或一個面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的復(fù)合；遙感影像與專題地圖的復(fù)合；專題地圖與數(shù)字高程模型復(fù)合顯示立體專題圖；遙感影像與DEM復(fù)合生成真三維地物景觀。

現(xiàn)在是22頁\一共有130頁\編輯于星期日現(xiàn)在是23頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

4.2.2疊加分類模型

：根據(jù)參加復(fù)合的柵格數(shù)據(jù)層不同類別的空間關(guān)系重新劃分空間區(qū)域，每個空間區(qū)域內(nèi)各空間點的屬性組合一致。

疊加結(jié)果生成新的數(shù)據(jù)層，該數(shù)據(jù)層圖形數(shù)據(jù)記錄了重新劃分的區(qū)域，而屬性數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中則包含了原來的幾個參加復(fù)合的數(shù)據(jù)層的屬性數(shù)據(jù)庫中所有的數(shù)據(jù)項。疊加分類模型用于多要素綜合分類，以劃分最小地理景觀單元，進(jìn)一步可進(jìn)行綜合評價以確定各景觀單元的等級序列。

現(xiàn)在是24頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

邏輯判斷復(fù)合法

設(shè)有A、B、C三個層面的柵格數(shù)據(jù)，一般可以用布爾邏輯算子以及運算結(jié)果的文氏圖（見圖6-3）表示其一般的運算思路和關(guān)系

現(xiàn)在是25頁\一共有130頁\編輯于星期日例：有土壤厚度（大于50厘米）和土壤類型（紅壤和其他類型）兩個二值化圖層，不同的邏輯運算結(jié)果如下：AND關(guān)系：結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，且土壤為紅壤的土壤單元顯示出來；OR關(guān)系：結(jié)果將土層厚度大于50厘米，或者土壤為紅壤的土壤單元顯示出來；XOR：結(jié)果將土層厚度小于50厘米，或者土壤不是紅壤的土壤單元顯示出來；NOT:如結(jié)果是將土層厚度大于50厘米，但土壤不是紅壤的土壤單元顯示出來；邏輯關(guān)系運算例現(xiàn)在是26頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

數(shù)學(xué)運算復(fù)合法

指不同層面的柵格數(shù)據(jù)逐網(wǎng)格按一定的數(shù)學(xué)法則進(jìn)行運算,從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。其主要類型有以下幾種:

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。這種復(fù)合分析法具有很大的應(yīng)用范圍。圖6-4給出了該方法在柵格數(shù)據(jù)編輯中的應(yīng)用例證。現(xiàn)在是27頁\一共有130頁\編輯于星期日算術(shù)運算現(xiàn)在是28頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

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(jìn)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。這種復(fù)合疊置分析方法被廣泛地應(yīng)用到地學(xué)綜合分析、環(huán)境質(zhì)量評價、遙感數(shù)字圖像處理等領(lǐng)域中。只要得到對于某項事物關(guān)系及發(fā)展變化的函數(shù)關(guān)系式，便可運用以上方法完成各種人工難以完成的極其復(fù)雜的分析運算。這也是目前信息自動復(fù)合疊置分析法受到廣泛應(yīng)用的原因。

現(xiàn)在是29頁\一共有130頁\編輯于星期日函數(shù)運算現(xiàn)在是30頁\一共有130頁\編輯于星期日

利用土壤侵蝕通用方程式計算土壤侵蝕量時，就可利用多層面柵格數(shù)據(jù)的函數(shù)運算復(fù)合分析法進(jìn)行自動處理。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ArcView中，使用MapCalculator可以很方便地實現(xiàn)柵格圖層的復(fù)合（疊加）運算現(xiàn)在是31頁\一共有130頁\編輯于星期日4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

值得注意是，信息的復(fù)合法只是處理地學(xué)信息的一種手段，而其中各層面信息關(guān)系模式的建立對分析工作的完成及分析質(zhì)量的優(yōu)劣具有決定性作用。這往往需要經(jīng)過大量的試驗研究，而計算機(jī)自動復(fù)合分析法的出現(xiàn)也為獲得這種關(guān)系模式創(chuàng)造了有利的條件?，F(xiàn)在是32頁\一共有130頁\編輯于星期日4.3追蹤分析

追蹤分析一般都是基于柵格數(shù)據(jù)的，由某一個或多個起點，按照一定的追蹤線索進(jìn)行追蹤目標(biāo)或者追蹤軌跡信息提取的空間分析方法。

如柵格所記錄的是地面點的海拔高程值，根據(jù)地面水流必然向最大坡度方向，由追蹤法提取地面水流的路徑流動的基本追蹤線索，可以得出地面水流的基本軌跡追蹤分析法在掃描圖件的矢量化、利用數(shù)字高程模型自動提取等高線、污染源的追蹤分析等方面都發(fā)揮著十分重要的作用。ArcView中的水文分析及生成等高線的功能就是利用了追蹤分析的原理。4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

現(xiàn)在是33頁\一共有130頁\編輯于星期日追蹤分析

現(xiàn)在是34頁\一共有130頁\編輯于星期日4.4鄰域分析（窗口分析）

鄰域分析主要應(yīng)用于柵格數(shù)據(jù)模型。地學(xué)信息除了在不同層面的因素之間存在著一定的制約關(guān)系之外,還表現(xiàn)在空間上存在著一定的關(guān)聯(lián)性。對于柵格數(shù)據(jù)所描述的某項地學(xué)要素，其中的(I，J)柵格往往會影響其周圍柵格的屬性特征

窗口分析是指對于柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的一個、多個柵格點或全部數(shù)據(jù)，開辟一個有固定分析半徑的分析窗口，并在該窗口內(nèi)進(jìn)行諸如極值、均值等一系列統(tǒng)計計算，或與其它層面的信息進(jìn)行必要的復(fù)合分析，從而實現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)有效的水平方向擴(kuò)展分析。4.柵格數(shù)據(jù)分析的基本類型

現(xiàn)在是35頁\一共有130頁\編輯于星期日分析窗口的類型按照分析窗口的形狀，可以將分析窗口劃分為以下類型：矩形窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，分別向周圍八個方向擴(kuò)展一層或多層?xùn)鸥?，從而形成矩形分析區(qū)域，如3×3、5×5、7×7的矩形窗口。圓型窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，向周圍作一等距離搜索區(qū)，構(gòu)成一圓型分析窗口。環(huán)型窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，按指定的內(nèi)外半徑構(gòu)成環(huán)型分析窗口。扇型窗口：是以目標(biāo)柵格為起點，按指定的起始與終止角度構(gòu)成扇型分析窗口。4.4鄰域分析（窗口分析）

現(xiàn)在是36頁\一共有130頁\編輯于星期日4.4鄰域分析（窗口分析）

現(xiàn)在是37頁\一共有130頁\編輯于星期日窗口內(nèi)統(tǒng)計分析的類型

柵格分析窗口內(nèi)的空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析類型一般有以下幾種類型：（1）Mean；(2)Maximum；(3)Minimum；（4）Median；（5）Sum；（6）Range；（7）Majority；（8）Minority；（9）Variety。在ArcView軟件中，窗口分析的功能是Neighborhoodstatistic命令

在實際工作中，為解決某一個具體的應(yīng)用命題，以上4種柵格數(shù)據(jù)的分析模式往往綜合使用。

4.4鄰域分析（窗口分析）

現(xiàn)在是38頁\一共有130頁\編輯于星期日5.矢量數(shù)據(jù)分析的基本方法

與柵格數(shù)據(jù)分析處理方法相比，矢量數(shù)據(jù)一般不存在模式化的分析處理方法，而表現(xiàn)為處理方法的多樣性與復(fù)雜性。

5.1包含分析

5.2疊置（加）分析5.3緩沖區(qū)分析

現(xiàn)在是39頁\一共有130頁\編輯于星期日5.1包含分析

確定要素之間是否存在著直接的聯(lián)系，即矢量點、線、面之間是否存在在空間位置上的聯(lián)系，這是地理信息分析處理中常要提出的問題，也是在地理信息系統(tǒng)中實現(xiàn)圖形—屬性對應(yīng)檢索的前提條件與基本的分析方法。

例如是否相鄰或包含

，要確定某個井位屬于哪個行政區(qū)；要測定某條斷裂線經(jīng)過哪些城市建筑;在計算機(jī)屏幕上利用鼠標(biāo)點擊對應(yīng)的點狀、線狀或面狀圖形，查詢其對應(yīng)的屬性信息；在包含分析的具體算法中，點與點、點與線的包含分析一般均可以分別通過先計算點到點，點到線之間的距離，然后，利用最小距離閾值判斷包含的結(jié)果。

現(xiàn)在是40頁\一共有130頁\編輯于星期日5.1包含分析

點與面之間的包含分析，或稱為Point-Polygon分析，具有較為典型的意義。可以通過著名的鉛垂線算法來解決，如圖6-9所示，由Pt點作一條鉛垂線?，F(xiàn)在要測試Pt是在該多邊形之內(nèi)或之外。其基本算法的思路是，如果該鉛垂線與某一圖斑有奇數(shù)交點，則該Pt點必位于該圖斑內(nèi)（某些特殊條件除外）

現(xiàn)在是41頁\一共有130頁\編輯于星期日5.1包含分析

利用這種包含分析方法，還可以解決：地圖的自動分色地圖內(nèi)容從面向點的制圖綜合面狀數(shù)據(jù)從矢量向柵格格式的轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)容的自動計數(shù)(例如某個設(shè)定的森林砍伐區(qū)內(nèi)，某一樹種的顆數(shù))等等。例如，確定某區(qū)域內(nèi)礦井的個數(shù)，這是點與面之間的包含分析，確定某一縣境內(nèi)公路的類型以及不同級別道路的里程，是線與面之間的包含分析。分析的方法是：首先對這些礦井、公路要點、線要素數(shù)字化，經(jīng)處理后形成具有拓?fù)潢P(guān)系的相應(yīng)圖層，然后和已經(jīng)存放在系統(tǒng)中的多邊形進(jìn)行點與面、線與面的疊加；最后對這個多邊形或區(qū)域進(jìn)行這些點或線段的自動計數(shù)或歸屬判斷。

現(xiàn)在是42頁\一共有130頁\編輯于星期日原理：就是把同一地區(qū)的兩幅或兩幅以上的圖層重疊在一起進(jìn)行圖形運算和屬性運算（關(guān)系運算），產(chǎn)生新的空間圖形和屬性的過程目的：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(biāo)，對疊加后產(chǎn)生的具有不同屬性級的多邊形進(jìn)行分類或分級如了解某區(qū)域的森林覆蓋面積(行政區(qū)與植被圖層的疊加)、一個縣的公路里程、一個地區(qū)的河流密度、降雨與溫度的關(guān)系等5.2基于矢量的疊加分析現(xiàn)在是43頁\一共有130頁\編輯于星期日5.2基于矢量的疊加分析現(xiàn)在是44頁\一共有130頁\編輯于星期日

疊加分析是空間信息系統(tǒng)中最常用的提取隱含信息的手段之一。疊加分析不僅包含空間關(guān)系的比較，還包含屬性關(guān)系的比較：點與多邊形的疊加：實質(zhì)上是計算多邊形對點的包含關(guān)系，用于統(tǒng)計或?qū)傩再x值。線與多邊形的疊加：主要用于計算線落在哪些多邊形中以及各自的部分。多邊形疊加：最常用的疊加分析。5.2基于矢量的疊加分析現(xiàn)在是45頁\一共有130頁\編輯于星期日

至少涉及兩個圖層，其中必有一個圖層是多邊形圖層，稱基礎(chǔ)圖層疊加類型：5.2.1點與多邊形的疊加5.2.2線與多邊形的疊加5.2.3多邊形與多邊形的疊加5.2.4ARC/INFO常用疊加分析命令5.2基于矢量的疊加分析現(xiàn)在是46頁\一共有130頁\編輯于星期日AB123451B2B1A2A4A3A5B3B4B降雨量土壤類型適宜農(nóng)作物矢量圖層疊加分析現(xiàn)在是47頁\一共有130頁\編輯于星期日5.2.1點與多邊形的疊加疊加圖層：將一個含有點的圖層（目標(biāo)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)。

疊加方法：通過點在多邊形內(nèi)的點位判別完成。通常得到一張新的屬性表，該屬性表除了原有屬性外，還含有落在那個多邊形的目標(biāo)標(biāo)識，如果必要的話，還可以在多邊形的屬性表中提取一些附加屬性?，F(xiàn)在是48頁\一共有130頁\編輯于星期日5.2.2線與多邊形的疊加疊加圖層：將線的圖層（目標(biāo)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)。疊加原理：與前面不同的是，往往一個線目標(biāo)跨越多個多邊形，這時需要先進(jìn)行線與多邊形的求交，并將線目標(biāo)進(jìn)行切割，形成一個新的空間目標(biāo)（新的線目標(biāo)）的結(jié)果集現(xiàn)在是49頁\一共有130頁\編輯于星期日5.2.3多邊形與多邊形的疊加疊加過程：多邊形與多邊形的疊加操作要比前面兩種復(fù)雜得多。需要將兩層多邊形的邊界全部進(jìn)行邊界求交的運算和切割。然后根據(jù)切割的弧段重新建立拓?fù)潢P(guān)系，最后判斷疊加后的多邊形分別落在原始多邊形層的哪個多邊形內(nèi)，建立起新多邊形與原多邊形的關(guān)系下圖是多邊形疊加的過程現(xiàn)在是50頁\一共有130頁\編輯于星期日5.2.4ARC/INFO常用疊加分析命令三個主要疊加分析命令UNION：合并操作（OR）IDENTIFY：識別操作INTERSECT：求交集操作(AND)三個命令的比較現(xiàn)在是51頁\一共有130頁\編輯于星期日UNION合并操作（求并集操作）：只能進(jìn)行多邊形疊加，保留原來兩個Coverage的所有區(qū)域UNION<in_cover><union_cover><out_cover>{fuzzy_tolerance}{JOIN|NOJOIN}現(xiàn)在是52頁\一共有130頁\編輯于星期日現(xiàn)在是53頁\一共有130頁\編輯于星期日

IDENTITY（識別操作）

將點、線或多邊形疊加到多邊形上，保留所有輸入Coverage的特征。輸入圖層的可以是多邊形、點、線，而操作圖層（疊加）要素必須是多邊形。IDENTITY<in_cover><identity_cover><out_cover>{POLY|LINE|POINT}{fuzzy_tolerance}{JOIN|NOJOIN}現(xiàn)在是54頁\一共有130頁\編輯于星期日現(xiàn)在是55頁\一共有130頁\編輯于星期日多邊形識別操作示意現(xiàn)在是56頁\一共有130頁\編輯于星期日現(xiàn)在是57頁\一共有130頁\編輯于星期日線狀要素識別操作示意現(xiàn)在是58頁\一共有130頁\編輯于星期日現(xiàn)在是59頁\一共有130頁\編輯于星期日INTERSECT（求交集操作）將點、線或多邊形疊加到多邊形上，兩個圖層的公共部分予以保留。屬性表同時被更新輸入圖層的可以是多邊形、點、線，而操作圖層（疊加）要素必須是多邊形。INTERSECT<in_cover><intersect_cover><out_cover>{POLY|LINE|POINT}{fuzzy_tolerance}{JOIN|NOJOIN}現(xiàn)在是60頁\一共有130頁\編輯于星期日現(xiàn)在是61頁\一共有130頁\編輯于星期日三個命令的比較相同點：三個命令的執(zhí)行過程中，ArcInfo自動為輸出Coverage創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系，輸出Coverage的特征屬性表中對應(yīng)于每一條記錄，都有關(guān)于相交生成此地物特征的兩個原始Coverage的地物特征的編號信息，如果使用了JOIN選項，輸出Coverage的特征屬性表中附加<in_cover>和<out_cover>的特征屬性表的所有屬性項。不同點：對輸入Coverage的類型有不同的要求。另外輸出Coverage中保留哪些輸入Coverage的特征的處理標(biāo)準(zhǔn)不同?，F(xiàn)在是62頁\一共有130頁\編輯于星期日5.3緩沖區(qū)分析（Buffer）5.3.1緩沖區(qū)分析原理

緩沖區(qū)分析是研究根據(jù)數(shù)據(jù)庫的點、線、面實體，自動建立其周圍一定寬度范圍內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形實體，從而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴(kuò)展的信息分析方法。它是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間操作功能之一。

緩沖區(qū)就是空間實體的一種影響范圍或服務(wù)范圍。緩沖區(qū)分析的基本思想就是給定一個空間實體或集合，確定它們的鄰域，鄰域的大小由領(lǐng)域半徑R來確定。緩沖分析是對一組或一類地物按照緩沖的距離條件，建立緩沖區(qū)多邊形圖，然后將這個圖層與需要進(jìn)行緩沖分析的圖層進(jìn)行疊加分析，得到所需要的結(jié)果.

分析過程：一是建立緩沖區(qū)圖層，二是進(jìn)行疊加分析

現(xiàn)在是63頁\一共有130頁\編輯于星期日5.3.2緩沖區(qū)分析應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理和空間分析的某些過程中需要使用Buffer功能來實現(xiàn)。前者如從單線河生成雙線河或從街道中心線生成雙線街道等；后者如根據(jù)污染源求敏感區(qū)范圍等。城市的噪音污染源所影響的一定空間范圍、交通線兩側(cè)所劃定的綠化帶

BUFFER可以以多邊形、線、點或結(jié)點為輸入數(shù)據(jù)生成緩沖區(qū)，這個緩沖區(qū)必定為多邊形現(xiàn)在是64頁\一共有130頁\編輯于星期日5.3.3緩沖區(qū)的建立地物緩沖區(qū)示意圖

現(xiàn)在是65頁\一共有130頁\編輯于星期日5.3.3緩沖區(qū)的建立

點緩沖區(qū)

以點狀地物為圓心，以緩沖區(qū)距離為半徑繪圓線緩沖區(qū)和面緩沖區(qū)

以線狀地物的邊線為參考線，作它們的平行線，再考慮端點圓弧，即可建立緩沖區(qū)。

地物緩沖區(qū)示意圖

現(xiàn)在是66頁\一共有130頁\編輯于星期日ARC/INFO中緩沖區(qū)的建立現(xiàn)在是67頁\一共有130頁\編輯于星期日5.3.4緩沖區(qū)模型緩沖因素

1）主體。分析的目標(biāo)，點源、面源、線源2）臨近對象。受主體影響的客體，如行政變更涉及的居民區(qū)，森林砍伐涉及的水土流失范圍

3）作用條件。主體對鄰近對象施加作用的影響條件或強度分析模型

線性模型：隨距離增大影響呈線性衰減二次模型：隨距離增大影響呈二次形式衰減指數(shù)模型：隨距離增大影響呈指數(shù)形式衰減

現(xiàn)在是68頁\一共有130頁\編輯于星期日5.4.5緩沖區(qū)分析實例道路通達(dá)性

條件：研究區(qū)域內(nèi)三條道路，道路為主體，附近的居民出行為為鄰近對象要求：三條道路的通達(dá)性

分析過程：1）計算道路的綜合規(guī)?；笖?shù)（標(biāo)準(zhǔn)化處理）2）計算道路的最大影響距離（與道路的級別與長度有關(guān)）3）實施緩沖區(qū)操作，經(jīng)過分析道路的影響特點，選擇指數(shù)模型

現(xiàn)在是69頁\一共有130頁\編輯于星期日6.網(wǎng)絡(luò)分析(NetWork)

網(wǎng)絡(luò)是用于實現(xiàn)資源運輸和信息交流的一系列相互聯(lián)接的線性特征組合。

6.1什么是網(wǎng)絡(luò)分析?

在GIS中，網(wǎng)絡(luò)分析是指依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（結(jié)點與弧段拓?fù)洹⒒《蔚倪B通性），通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間及屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面研究的一種分析計算?，F(xiàn)在是70頁\一共有130頁\編輯于星期日6.2網(wǎng)絡(luò)分析主要內(nèi)容6.2.1網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型6.2.2網(wǎng)絡(luò)分析功能網(wǎng)絡(luò)跟蹤(Trace)路徑分析(PathFinding)資源分配(Allocation)其他網(wǎng)絡(luò)分析6.網(wǎng)絡(luò)分析(NetWork)現(xiàn)在是71頁\一共有130頁\編輯于星期日6.2.1網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型

網(wǎng)絡(luò)模型是對現(xiàn)實世界網(wǎng)絡(luò)的抽象。在模型中，網(wǎng)絡(luò)由鏈(Link)、結(jié)點(Node)、站點(Stop)、中心(Center)和轉(zhuǎn)向點(Turn)組成。建立一個好的網(wǎng)絡(luò)模型的關(guān)鍵是清楚地認(rèn)識現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)的各種特性與以網(wǎng)絡(luò)模型的要素(Link,Node,Stop,Center,Turn)表示的特性之間的關(guān)系?，F(xiàn)在是72頁\一共有130頁\編輯于星期日網(wǎng)絡(luò)組成要素結(jié)點(Node)：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點，屬性如資源數(shù)量等鏈(Link)：連接兩個結(jié)點的弧段。供物體運營的通道，鏈間的連接關(guān)系由弧段-結(jié)點拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達(dá)。屬性如資源流動的時間、速度等中心(Center)：網(wǎng)絡(luò)中位于結(jié)點處，具有沿著鏈?zhǔn)占桶l(fā)放資源能力的設(shè)施，如郵局、電站、水庫等站點(Stop)：資源沿著網(wǎng)絡(luò)路徑流動時被分配或收集的位置，如郵件投放點、公共汽車站，屬性如資源需求量轉(zhuǎn)向點(拐點，Turn)：鏈路相交處，資源流向發(fā)生改變的點現(xiàn)在是73頁\一共有130頁\編輯于星期日網(wǎng)絡(luò)組成要素現(xiàn)在是74頁\一共有130頁\編輯于星期日6.2.2網(wǎng)絡(luò)分析功能

6.2.2.1網(wǎng)絡(luò)跟蹤

6.2.2.2路徑分析

6.2.2.3資源分配

6.2.2.4定位配置分析

6.2.2.5地址地理編碼現(xiàn)在是75頁\一共有130頁\編輯于星期日6.2.2.1網(wǎng)絡(luò)跟蹤(Trace)概念：網(wǎng)絡(luò)中用于研究網(wǎng)絡(luò)中資源和信息的流向就是網(wǎng)絡(luò)跟蹤的過程。

在點污染研究中，可以跟蹤污染物從污染源開始，沿河流向下游擴(kuò)散的過程。在電網(wǎng)應(yīng)用中，可以根據(jù)不同開關(guān)的開、關(guān)狀態(tài)，確定電力的流向。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浠A(chǔ)：網(wǎng)絡(luò)跟蹤中涉及的一個重要概念是“連通性”(Connectivity)，這定義了網(wǎng)絡(luò)中弧段與弧段的連接方式，也決定了資源與信息在網(wǎng)絡(luò)中流動時的走向。現(xiàn)在是76頁\一共有130頁\編輯于星期日6.2.2.2路徑分析

在網(wǎng)絡(luò)分析過程中，路徑系統(tǒng)起著相當(dāng)重要的作用。事實上很多網(wǎng)絡(luò)分析的結(jié)果都是以路徑系統(tǒng)的形式體現(xiàn)出來的。內(nèi)容：路徑分析是用于模擬兩個或兩個以上地點之間資源流動的路徑尋找過程。當(dāng)選擇了起點、終點和路徑必須通過的若干中間點后，就可以通過路徑分析功能按照指定的條件尋找最優(yōu)路徑現(xiàn)在是77頁\一共有130頁\編輯于星期日

路徑選擇(PathFinding)應(yīng)用：在遠(yuǎn)距離送貨、物資派發(fā)、急救服務(wù)和郵遞等服務(wù)中，經(jīng)常需要在一次行程中同時訪問多個站點(收貨方、郵件主人、物資儲備站等)，如何尋找到一個最短和最經(jīng)濟(jì)的路徑，保證訪問到所有站點，同時最快最省地完成一次行程，這是很多機(jī)構(gòu)經(jīng)常遇到的問題。這類分析中，道路網(wǎng)絡(luò)的不同弧段(網(wǎng)絡(luò)模型中的Link)有不同的影響物流通過的因素，路徑選擇分析必須充分考慮到這些因素，在保證遍歷需要訪問的站點的同時，為用戶尋找出一條最佳(距離、時間或費用等)的運行路徑。

現(xiàn)在是78頁\一共有130頁\編輯于星期日

路徑選擇(PathFinding)兩種方式(Path和Tour)。ArcInfo有兩個路徑選擇分析命令：Path和Tour。共同點：都是在網(wǎng)絡(luò)中尋找遍歷所有站點最經(jīng)濟(jì)的路徑。

區(qū)別：在遍歷網(wǎng)絡(luò)的所有站點過程中，處理站點的順序有所不同。

PATH：必須按照指定的順序訪問網(wǎng)站中的所有站點。

例如，救護(hù)車必須從急救中心(STOP1)出發(fā)，然后前往事故地點(STOP2)，然后負(fù)責(zé)將傷員送往最近的醫(yī)院(STOP3),最后返回急救中心(STOP4).現(xiàn)在是79頁\一共有130頁\編輯于星期日TOUR：進(jìn)行路徑選擇分析時，在保證在一次行程中訪問所有站點的前提下，訪問站點的次序是由TOUR自己決定的。因此TOUR分析的結(jié)果既包括所選擇的路徑，也包括它所確定的最優(yōu)的訪問次序。例如：卡車司機(jī)要在一天時間內(nèi)向若干個站點送貨，只要保證在當(dāng)天內(nèi)將貨物送到每一個站點就可以了，先送哪個站點，后送哪個站點，完全由司機(jī)本人決定。TOUR就負(fù)責(zé)完成確定訪問次序，并尋找最經(jīng)濟(jì)路徑的任務(wù)。

路徑選擇(PathFinding)現(xiàn)在是80頁\一共有130頁\編輯于星期日6.2.2.3資源分配(Allocation)反映現(xiàn)實世界網(wǎng)絡(luò)中資源的供需關(guān)系模型?？梢越鉀Q資源的有效利用和合理分配；確定最近中心，實現(xiàn)最佳服務(wù)“供(Supply)”代表一定數(shù)量的資源或貨物，它們位于被稱之為“CENTER”的設(shè)施中?！靶?Demand)”指對資源的利用。Allocate分析就是在空間中的一個或多個點之間分配資源的過程。為了實現(xiàn)供需關(guān)系，在網(wǎng)絡(luò)中必然存在資源的運輸和流動。資源要么由供方送到需方，要么由需需方到供方索取?，F(xiàn)在是81頁\一共有130頁\編輯于星期日關(guān)于Allocate的兩個例子Supply-To-Demand的例子：負(fù)荷設(shè)計、時間與距離損耗估算電能從電站產(chǎn)生，并通過電網(wǎng)傳送到客戶那里去。在這里，電站就是網(wǎng)絡(luò)模型中的“Center”,因為它可以提供電力供應(yīng)。電能的客戶沿電網(wǎng)的線路(網(wǎng)絡(luò)模型中的Link)分布，他們產(chǎn)生了“Demand”。在這種情況下，資源是通過網(wǎng)絡(luò)由供方傳輸?shù)叫璺絹韺崿F(xiàn)資源分配?？捎脕矸治鲚旊娤到y(tǒng)是否超載；停電的社會、經(jīng)濟(jì)影響估計等?，F(xiàn)在是82頁\一共有130頁\編輯于星期日關(guān)于Allocate的兩個例子Demand-To-Supply的例子：學(xué)校選址學(xué)校與學(xué)生的關(guān)系也構(gòu)成一種在網(wǎng)絡(luò)中供需分配關(guān)系。學(xué)校是資源提供方，它負(fù)責(zé)提供名額供適齡兒童入學(xué)。適齡兒童是資源的需求方，他們要求入學(xué)。作為需求方的適齡兒童沿街道網(wǎng)絡(luò)分布，他們產(chǎn)生了對作為供給方的學(xué)校的資源--學(xué)生名額的需求。這種情況下，“資源”的流向是由適齡兒童前往學(xué)?，F(xiàn)在是83頁\一共有130頁\編輯于星期日Location-Allocation(選址和分區(qū))分析

Location-allocation分析是決定一個或多個服務(wù)設(shè)施的最優(yōu)位置的過程，它的定位力求保證服務(wù)設(shè)施可以以最經(jīng)濟(jì)有效的方式為它所服務(wù)的人群提供服務(wù)。在此分析中，即有定位過程，也有資源分配過程。6.2.2.4定位配置分析(選址和分區(qū))現(xiàn)在是84頁\一共有130頁\編輯于星期日定位配置分析的實質(zhì)是線性規(guī)劃問題。主要的算法包括：p-中心問題：在m個候選點中，選擇p個供應(yīng)點，為n個需求點服務(wù)，并使得從服務(wù)中心到需求點之間的距離（或時間、費用）最小。中心服務(wù)范圍的確定：中心服務(wù)范圍是指一個服務(wù)設(shè)施在給定的時間或距離內(nèi)，能夠到達(dá)的區(qū)域。中心資源的分配范圍：資源分配就是將空間網(wǎng)絡(luò)的邊或者結(jié)點，按照中心的供應(yīng)量及網(wǎng)絡(luò)邊和結(jié)點的需求量，分配給一個中心的過程，用來模擬空間網(wǎng)絡(luò)上資源的供需關(guān)系(Allocation）。定位配置分析(選址和分區(qū))現(xiàn)在是85頁\一共有130頁\編輯于星期日地址編碼與匹配(GeoCoding)

利用人們習(xí)慣的地址(街道門牌號)信息確定它在地圖上的確切位置的技術(shù).地址編碼與匹配就是在含地址的表格數(shù)據(jù)與相關(guān)圖層之間建立聯(lián)系，并為表格數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個相應(yīng)的點要素層。當(dāng)對表格數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，就可以對表格數(shù)據(jù)進(jìn)行空間定位查詢和分析地址編碼與匹配(GeoCoding)現(xiàn)在是86頁\一共有130頁\編輯于星期日7.空間插值分析概念：從存在的觀測數(shù)據(jù)中找到一個函數(shù)關(guān)系式，使該關(guān)系式最好地逼近這些已知的空間數(shù)據(jù)，并能根據(jù)函數(shù)關(guān)系式推求出區(qū)域范圍內(nèi)其它任意點或任意分區(qū)的值，這種根據(jù)已知點或分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點或任意分區(qū)的值的方法稱為空間數(shù)據(jù)內(nèi)插?？臻g插值分析是GIS中數(shù)據(jù)處理常用方法之一，廣泛應(yīng)用于等值線自動制圖、DEM模型建立、不同區(qū)域界限現(xiàn)象的相關(guān)分析這一過程實際上是把樣本點置于三維空間中，點屬性為Z坐標(biāo)，擬合構(gòu)造一個連續(xù)的光滑曲面函數(shù)，任意一點的屬性值通過函數(shù)求解，因此也稱為面插值分析現(xiàn)在是87頁\一共有130頁\編輯于星期日7.空間插值分析原因：空間數(shù)據(jù)往往是根據(jù)自己的要求獲取采樣的觀測值，諸如土地類型、地面高程等。這些點的分布往往是不規(guī)則的，在用戶感興趣或模型復(fù)雜區(qū)域可能采樣點多，在其它地區(qū)則采樣點少，由此而導(dǎo)致所形成的多邊形的內(nèi)部變化不可能表達(dá)得更精確、更具體，而只能達(dá)到一般的平均水平。但用戶在某些時候卻欲獲知未觀測點的某種感興趣特征的更精確值，這就導(dǎo)致了空間內(nèi)插技術(shù)的誕生。

現(xiàn)在是88頁\一共有130頁\編輯于星期日通常，在以下幾種情況下要做空間插值：現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分辨率不夠，如遙感圖象從一種分辨率轉(zhuǎn)換到另一種分辨率?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與所需結(jié)構(gòu)不同，如將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到TIN數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)沒有完全覆蓋整個區(qū)域，如只有一些離散點數(shù)據(jù)。需要進(jìn)行空間插值處理的原始數(shù)據(jù)包括：航片/衛(wèi)片、野外測量采樣數(shù)據(jù)、等值線圖等。7.空間插值分析現(xiàn)在是89頁\一共有130頁\編輯于星期日連續(xù)空間與離散空間現(xiàn)實空間可以分為具有漸變特征的連續(xù)空間和具有跳躍特征的離散空間。舉例來講，土地類型分布屬離散空間，而地形表面分布則是連續(xù)空間

7.空間插值分析現(xiàn)在是90頁\一共有130頁\編輯于星期日空間插值的理論假設(shè)是空間位置上越靠近的點，越可能具有相似的特征值，而距離越遠(yuǎn)的點，其特征值相似的可能性越小。離散空間數(shù)據(jù)內(nèi)插

對于離散空間，假定任何重要變化發(fā)生在邊界上，則在邊界內(nèi)的變化是均勻的，同質(zhì)的，即在各個方面都是相同的。對于這種空間的最佳內(nèi)插方法是鄰近元法，即以最鄰近圖元的特征值表征未知圖元的特征值。這種方法在邊界會產(chǎn)生一定的誤差，但在處理大面積多邊形時，則十分方便。在ArcView中，無離散數(shù)據(jù)的內(nèi)差功能，只有把矢量的離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GRID數(shù)據(jù)的功能。連續(xù)表面的內(nèi)插技術(shù)必須采用連續(xù)的空間漸變模型實現(xiàn)這些連續(xù)變化，可用一種平滑的數(shù)學(xué)表面加以描述。分為整體插值方法和部分（局部）插值方法兩類。7.空間插值分析現(xiàn)在是91頁\一共有130頁\編輯于星期日

整體插值：用研究區(qū)域所有采樣點的數(shù)據(jù)進(jìn)行全區(qū)域特征擬合，如邊界內(nèi)插法、趨勢面分析等。這種內(nèi)插技術(shù)的特點是不能提供內(nèi)插區(qū)域的局部特性，因此，該模型一般用于模擬大范圍內(nèi)的變化

部分（局部）插值：僅僅用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計未知點的值，如最鄰近點法（泰森多邊形方法）、移動平均插值方法（距離倒數(shù)插值法）、樣條函數(shù)插值方法、空間自協(xié)方差最佳插值方法（克里金插值）等。局部擬合技術(shù)則是僅僅用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計未知點的，因此可以提供局部區(qū)域的內(nèi)插值，而不致受局部范圍外其它點的影響

7.空間插值分析現(xiàn)在是92頁\一共有130頁\編輯于星期日概述具有離散樣本點的問題分析

通過對于具有專業(yè)屬性的離散樣本點分析，如地下水深度、土壤有機(jī)質(zhì)含量，降雨量等。求解在該研究區(qū)任意點的專業(yè)屬性數(shù)據(jù)值。解決方法

等值面解決思路——泰森多邊形思路構(gòu)造曲面函數(shù)思路——面插值，模擬解析函數(shù)

泰森多邊形現(xiàn)在是93頁\一共有130頁\編輯于星期日泰森多邊形算法思路

（1）用樣本點連成三角形，盡量生成銳角三角形，即樣本點之間最近樣本點的連線（2）對每個三角形作外心（3）相鄰三角形外心的連線或三角形邊垂直平分線與圖廓線構(gòu)成泰森多邊形現(xiàn)在是94頁\一共有130頁\編輯于星期日泰森多邊形性質(zhì)與應(yīng)用性質(zhì)每個泰森多邊形包圍一個樣本點泰森多邊形內(nèi)任意一點與其包圍樣本點的距離為最近應(yīng)用構(gòu)建等值區(qū)，由點的研究擴(kuò)展到面研究條件

樣本點需要相當(dāng)數(shù)量，并且必須有代表性

現(xiàn)在是95頁\一共有130頁\編輯于星期日8數(shù)字地面分析與DEM模型概念：數(shù)字地面（地形）模型（DTM，DigitalTerrainModel）是通過地表點集的空間坐標(biāo)及其屬性數(shù)據(jù)表示表面特征的地學(xué)模型。是帶有空間位置特征和地面屬性特征的數(shù)字描述。DTM中屬性為高程的要素叫數(shù)字高程模型（DEMDigitalElevationModel）。許多大型GIS系統(tǒng)都有專門的DEM模塊，如ArcInfo中的TIN、GRID模塊現(xiàn)在是96頁\一共有130頁\編輯于星期日DEM的應(yīng)用在數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)庫中存貯高程數(shù)據(jù)；解決道路設(shè)計和其他民用及軍用工程中的一些與高程有關(guān)的問題；三維地形顯示及風(fēng)景設(shè)計和規(guī)劃；剖面視覺分析；道路規(guī)劃、大壩選址等；不同地形之間的靜態(tài)分析和比較；產(chǎn)生坡度圖、坡向、及坡度剖面圖，輔助地貌分析（淹沒分析、土方計算等）或建立侵蝕圖；作為專題信息的顯示背景或?qū)⒌匦螖?shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)如土壤、土地利用或植被等進(jìn)行疊加；為景觀的圖像模擬和景觀處理提供數(shù)據(jù)；通過將高程替換為其他連續(xù)變化的屬性，DEM能表示傳播時間、費用、人口、污染程度、地下水深等信息現(xiàn)在是97頁\一共有130頁\編輯于星期日

DEM的數(shù)據(jù)采集與表示

DEM的數(shù)據(jù)源與采集方法

以航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源

；以地形圖為數(shù)據(jù)源

以地面實測記錄為數(shù)據(jù)源

DEM的表示方法數(shù)學(xué)分塊曲面表示法

規(guī)則格網(wǎng)表示法

不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)表示法

現(xiàn)在是98頁\一共有130頁\編輯于星期日

DEM的數(shù)據(jù)采集以航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源

；

現(xiàn)在是99頁\一共有130頁\編輯于星期日

DEM的數(shù)據(jù)采集以航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源

:這種方法是由航空或航天遙感立體像對，用攝影測量的方法建立空間地形立體模型，量取密集數(shù)字高程數(shù)據(jù)，建立DTM。采集數(shù)據(jù)的攝影測量儀器包括各種解析的和數(shù)字的攝影測量與遙感儀器?，F(xiàn)在是100頁\一共有130頁\編輯于星期日

DEM的數(shù)據(jù)采集以地形圖為數(shù)據(jù)源

:主要以比例尺不大于1：1萬的國家近期地形圖為數(shù)據(jù)源，從中量取中等密度地面點集的高程數(shù)據(jù)，建立DEM。

現(xiàn)在是101頁\一共有130頁\編輯于星期日

DEM的數(shù)據(jù)采集以地面實測記錄為數(shù)據(jù)源

用電子速測儀(全站儀)和電子手簿或測距經(jīng)緯儀配合PC1500等袖珍計算機(jī)，在已知點位的測站上，觀測到目標(biāo)點的方向、距離和高差三個要素。計算出目標(biāo)點的x、y、z三維坐標(biāo)，存儲于電子手簿或袖珍計算機(jī)中，成為建立DEM的原始數(shù)據(jù)。這種方法一般用于建立小范圍大比例尺(比例尺大于1：5000)區(qū)域的DEM，對高程的精度要求較高?，F(xiàn)在是102頁\一共有130頁\編輯于星期日數(shù)學(xué)分塊曲面表示法

這種方法把地面分成若干個塊，每塊用一種數(shù)學(xué)函數(shù)，如傅立葉級數(shù)高次多項式、隨機(jī)布朗運動函數(shù)等，以連續(xù)的三維函數(shù)高平滑度地表示復(fù)雜曲面，并使函數(shù)曲面通過離散采樣點。這種近似數(shù)學(xué)函數(shù)表示的DTM不太適合于制圖，但廣泛用于復(fù)雜表面模擬的機(jī)助設(shè)計系統(tǒng)。高程矩陣（規(guī)則矩形格網(wǎng)）表示方法：將區(qū)域劃分成網(wǎng)格，記錄每個網(wǎng)格的高程；優(yōu)點：計算機(jī)處理以柵格為基礎(chǔ)的矩陣很方便，使高程矩陣稱為最常見的DEM；缺點：在平坦地區(qū)出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)冗余；若不改變格網(wǎng)大小，就不能適應(yīng)不同的地形條件；在視線計算中過分依賴格網(wǎng)軸線。DEM數(shù)據(jù)的表示現(xiàn)在是103頁\一共有130頁\編輯于星期日

高程矩陣（規(guī)則矩形格網(wǎng)）:DTM來源于直接規(guī)則矩形格網(wǎng)采樣點或由規(guī)則或不規(guī)則離散數(shù)據(jù)點內(nèi)插產(chǎn)生。由于計算機(jī)對矩陣的處理比較方便，特別是以柵格為基礎(chǔ)的GIS系統(tǒng)中高程矩陣已成為DTM最通用的形式。

DEM數(shù)據(jù)的表示現(xiàn)在是104頁\一共有130頁\編輯于星期日規(guī)則網(wǎng)格模型將區(qū)域空間分為規(guī)則的網(wǎng)格單元（可以是正方形或三角形），每個單元對應(yīng)一個數(shù)值。917863505363449481645157625099846655646654958466567271589682666380786091796663808062XY現(xiàn)在是105頁\一共有130頁\編輯于星期日規(guī)則網(wǎng)格模型對于每個網(wǎng)格的數(shù)值有兩種不同的解釋。第一種認(rèn)為該格網(wǎng)單元的數(shù)值是其中所有點的高程，即格網(wǎng)單元對應(yīng)的地面面積內(nèi)高程是均一的高度。這種數(shù)字高程模型是一個不連續(xù)的函數(shù)，一般用來表示離散空間。第二種認(rèn)為該格網(wǎng)單元的數(shù)值是網(wǎng)格中心點的高程或該網(wǎng)格單元的平均高程值，這樣則需要用一種插值方法來計算每個點的高程。在ArcView中，每個網(wǎng)格的值被認(rèn)為是柵格中心點的值

現(xiàn)在是106頁\一共有130頁\編輯于星期日

不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)

表示方法：將區(qū)域劃分為相鄰的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點落在三角面頂點、線或三角形內(nèi)，落在頂點其高程與頂點相同，落在線上則由兩個頂點線性插值得到，落在三角形內(nèi)則由三個頂點插值得到生成方法：由不規(guī)則點、矩形格網(wǎng)或等高線轉(zhuǎn)換而得到

TIN允許在地形復(fù)雜地區(qū)收集較多的信息，而在簡單的地區(qū)收集少量信息，避免數(shù)據(jù)冗余對于某些類型的運算比建立在數(shù)字等高線基礎(chǔ)上的系統(tǒng)更有效，如坡度、坡向等DEM數(shù)據(jù)的表示現(xiàn)在是107頁\一共有130頁\編輯于星期日

不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN):TIN表示法利用所有采樣點取得的離散數(shù)據(jù)，按照優(yōu)化組合的原則，把這些離散點(各三角形的頂點)連接成相互連續(xù)的三角面(在連接時，盡可能地確保每個三角形都是銳角三角形或是三邊的長度近似相等)

DEM數(shù)據(jù)的表示現(xiàn)在是108頁\一共有130頁\編輯于星期日TIN模型采用不規(guī)則三角網(wǎng)減少網(wǎng)格方法的數(shù)據(jù)冗余。采用不規(guī)則三角網(wǎng)可根據(jù)情況減少野外作業(yè)量。相對平坦的地方采集點少,地形變化劇烈的地方采集點多.現(xiàn)在是109頁\一共有130頁\編輯于星期日TIN的光照顯示現(xiàn)在是110頁\一共有130頁\編輯于星期日DEM模型在GIS中的應(yīng)用1）、由TIN獲取任意點P的高程已知Q1、Q2、Q3三個頂點，高程線性內(nèi)插求P的Zx y z 1x1 y1 z1 1x2 y2 z2 1x3 y3 z3 1 =0平面方程Z=Z1-（x-x1)(y21z31-y31z21)+(y-y1)(z21x31-z31x21)/(x21y31-x31y21)現(xiàn)在是111頁\一共有130頁\編輯于星期日DEM模型在GIS中的應(yīng)用2）、由TIN進(jìn)行曲面擬合由于在TIN中可以獲取任意點高程,進(jìn)行密集插值可獲得擬合的地形曲面.現(xiàn)在是112頁\一共有130頁\編輯于星期日DEM模型在GIS中的應(yīng)用3）、剖面分析與繪制現(xiàn)在是113頁\一共有130頁\編輯于星期日DEM模型在GIS中的應(yīng)用剖面分析與繪制剖面線現(xiàn)在是114頁\一共有130頁\編輯于星期日DEM模型在GIS中的應(yīng)用3）、剖面分析與繪制確定剖面線。既可以人工輸入，也可