矢量數(shù)據(jù)空間分析

矢量數(shù)據(jù)空間分析第一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@§5矢量數(shù)據(jù)的空間分析矢量數(shù)據(jù)的包含分析矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析矢量數(shù)據(jù)的疊置分析矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析泰森多邊形分析與柵格數(shù)據(jù)相比,矢量數(shù)據(jù)的空間分析一般不存在所謂的模式問題,其表現(xiàn)為處理方法的多樣性與復(fù)雜性.第二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@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(diǎn)、線、面之間是否存在空間位置上的聯(lián)系，這是地理信息分析處理中常要提出的問題，也是在GIS中實(shí)現(xiàn)圖形—屬性對位檢索的前提條件與基本的分析方法。在包含分析的具體算法中：點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與線的包含分析一般均可以分別通過先計(jì)算點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)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；點(diǎn)與面之間的包含分析（Point-Polygon），可以用鉛垂線算法來解決。第三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@由Pt點(diǎn)作鉛垂線，現(xiàn)在要測試Pt是否在多邊形以內(nèi)還是以外。如果該鉛垂線與某圖斑總共有奇數(shù)個(gè)交點(diǎn)，則Pt位于該圖斑內(nèi)；如果總共有偶數(shù)個(gè)交點(diǎn)，則Pt位于該圖斑外。Pt第四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Point-polygon包含關(guān)系的作用空間查詢檢索圖斑的自動(dòng)填充地圖內(nèi)容從面向點(diǎn)的制圖綜合面狀數(shù)據(jù)從矢量向柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)容的自動(dòng)記數(shù)例如：設(shè)定某一個(gè)森林砍伐區(qū)內(nèi)，某種樹的棵數(shù)，某一個(gè)區(qū)域內(nèi)的礦井?dāng)?shù)。第五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@第六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@線-面包含關(guān)系：包含分析的算法求線-面的交點(diǎn)，看是否有交點(diǎn)。如果沒有交點(diǎn)，從線段上任取一點(diǎn)，利用點(diǎn)-面包含關(guān)系分析方法，判斷該點(diǎn)是否位于多邊形內(nèi)，如果在多邊形內(nèi)，則該線段被多邊形包含，否則不被包含。如果有交點(diǎn)，從線段的起點(diǎn)開始，首先判斷起點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)。如果在，求線段與多邊形的第一個(gè)交點(diǎn)，形成第一段被多邊形包含的線段。依次類推，3-4、5-6……之間的線段位于多邊形之內(nèi)。如果不在，則是2-3、4-5、……點(diǎn)間的線段位于多邊形內(nèi)。

注意特殊情況，線段與多邊形邊界的重合。

第七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@第八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@鄰近度（Proximity）描述了地理空間中兩個(gè)地物距離相近的程度，其確定是空間分析的一個(gè)重要手段。交通沿線或河流沿線的地物有其獨(dú)特的重要性，公共設(shè)施（商場，郵局，銀行，醫(yī)院，車站，學(xué)校等）的服務(wù)半徑，大型水庫建設(shè)引起的搬遷，鐵路，公路以及航運(yùn)河道對其所穿過區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性等，均是一個(gè)鄰近度問題。緩沖區(qū)分析是解決鄰近度問題的空間分析工具之一。2.緩沖區(qū)分析2.1概述第九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@概念：根據(jù)地理對象點(diǎn)、線、面的空間特性，自動(dòng)建立對象周圍一定距離的區(qū)域范圍（緩沖區(qū)域），以分析該對象對緩沖區(qū)內(nèi)鄰近對象的影響程度。緩沖區(qū)實(shí)際上是一個(gè)獨(dú)立的多邊形區(qū)域，它的形態(tài)和位置與原來因素有關(guān)。類型：點(diǎn)緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)、面緩沖區(qū)。應(yīng)用：分析某地理要素（主體）對鄰近對象的影響程度、影響范圍。2.緩沖區(qū)分析2.1概述第十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@點(diǎn)線面所謂緩沖區(qū)就是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍。從數(shù)學(xué)的角度看，緩沖區(qū)分析的基本思想是給定一個(gè)空間對象或集合，確定它們的鄰域，鄰域大小由鄰域半徑R決定。2.緩沖區(qū)分析2.1概述第十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@緩沖區(qū)示意圖第十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@

緩沖區(qū)就是根據(jù)點(diǎn)、線、面地理實(shí)體，建立其周圍一定寬度范圍內(nèi)的擴(kuò)展距離圖。緩沖區(qū)實(shí)際上是一個(gè)獨(dú)立的多邊形區(qū)域，它的形態(tài)和位置與原來因素有關(guān)。第十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@另外還有一些特殊形態(tài)的緩沖區(qū)。如點(diǎn)對象有三角形，矩形和圈形等；對于線對象有雙側(cè)對稱，雙側(cè)不對稱或單側(cè)緩沖區(qū)；對于面對象有內(nèi)側(cè)和外側(cè)緩沖區(qū)。這些適合不同應(yīng)用要求的緩沖區(qū)，盡管形態(tài)特殊，但基本原理是一致的。緩沖區(qū)計(jì)算的基本問題是雙線問題。雙線問題有很多另外的名稱，如圖形加粗，加寬線，中心線擴(kuò)張等，它們指的都是相同的操作。2.緩沖區(qū)分析2.1概述第十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@雙線問題最簡單的方法是角分線法（簡單平行線法）。算法是在軸線首尾點(diǎn)處，作軸線的垂線并按緩沖區(qū)半徑R截出左右邊線的起止點(diǎn)；在軸線的其它轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，用與該線所關(guān)聯(lián)的前后兩鄰邊距軸線的距離為R的兩平行線的交點(diǎn)來生成緩沖區(qū)對應(yīng)頂點(diǎn)2.緩沖區(qū)分析2.1概述角分線法的缺點(diǎn)是難以最大限度保證雙線的等寬性，尤其是在凸側(cè)角點(diǎn)在進(jìn)一步變銳時(shí)，將遠(yuǎn)離軸線頂點(diǎn)

第十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@凸角圓弧法：在軸線首尾點(diǎn)處，作軸線的垂線并按雙線和緩沖區(qū)半徑截出左右邊線起止點(diǎn)；在軸線其它轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，首先判斷該點(diǎn)的凸凹性，在凸側(cè)用圓弧彌合，在凹側(cè)則用前后兩鄰邊平行線的交點(diǎn)生成對應(yīng)頂點(diǎn)。這樣外角以圓弧連接，內(nèi)角直接連接，線段端點(diǎn)以半圓封閉。

2.緩沖區(qū)分析2.1概述第十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@MechanicsofPointandLineBuffering第十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@對于簡單情形，緩沖區(qū)是一個(gè)簡單多邊形，但當(dāng)計(jì)算形狀比較復(fù)雜的對象或多個(gè)對象集合的緩沖區(qū)時(shí)，就復(fù)雜得多。為使緩沖區(qū)算法適應(yīng)更為普遍的情況，就不得不處理邊線自相交的情況。當(dāng)軸線的彎曲空間不容許雙線的邊線無壓蓋地通過時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生若干個(gè)自相交多邊形。2.緩沖區(qū)分析2.1概述第十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@自相交多邊形分為兩種情況：島嶼多邊形和重疊多邊形。島嶼多邊形是緩沖區(qū)邊線的有效組成部分；重疊多邊形不是緩沖區(qū)邊線的有效組成，不參與緩沖區(qū)邊線的最終重構(gòu)。對于島嶼多邊形和重疊多邊形的自動(dòng)判別方法，首先定義軸線坐標(biāo)點(diǎn)序?yàn)槠浞较?，緩沖區(qū)雙線分成左右邊線，左右邊線自相交多邊形的判別情形恰好對稱。對于左邊線，島嶼自相交多邊形呈逆時(shí)針方向，重疊自相交多邊形呈順時(shí)針方向；對于右邊線，島嶼多邊形呈順時(shí)針方向，重疊多邊形呈逆時(shí)針方向。2.緩沖區(qū)分析2.1概述第十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@緩沖區(qū)分析模型第二十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@點(diǎn)的緩沖區(qū)的生成比較簡單，是以點(diǎn)實(shí)體為圓心，以測定的距離為半徑繪圓，這個(gè)圓形區(qū)域即為緩沖區(qū)。線和面的緩沖區(qū)生成，實(shí)質(zhì)上是求折線段的平行線。2.緩沖區(qū)分析2.2緩沖區(qū)的建立第二十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@

（1）折線曲率過大時(shí)的相應(yīng)處理 （a）(b)

緩沖區(qū)轉(zhuǎn)角的處理第二十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@

（2）重疊緩沖區(qū)的處理第二十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@

（3）不同緩沖區(qū)寬度時(shí)的處理第二十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@a）目的：找出適宜耕種的地區(qū)b）標(biāo)準(zhǔn)：

道路沿線300m范圍內(nèi)不能種值；河流沿線500m范圍內(nèi)不能種植。c）準(zhǔn)備數(shù)據(jù)：道路分布圖河流分布圖森林分布圖2.緩沖區(qū)分析2.3緩沖區(qū)應(yīng)用：土地適宜性評價(jià)第二十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@d）空間操作河流道路BUFFER500mBUFFER300m河流緩沖區(qū)道路緩沖區(qū)overlay疊置層林地overlay適宜區(qū)域2.緩沖區(qū)分析2.3緩沖區(qū)應(yīng)用：土地適宜性評價(jià)第二十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@2.緩沖區(qū)分析2.3緩沖區(qū)應(yīng)用：土地適宜性評價(jià)第二十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@2.緩沖區(qū)分析2.3緩沖區(qū)應(yīng)用：土地適宜性評價(jià)第二十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@2.緩沖區(qū)分析2.3緩沖區(qū)應(yīng)用：土地適宜性評價(jià)第二十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@2.緩沖區(qū)分析2.3緩沖區(qū)應(yīng)用：土地適宜性評價(jià)第三十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@2.緩沖區(qū)分析2.3緩沖區(qū)應(yīng)用：土地適宜性評價(jià)第三十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@RasterbufferinggeneralizedCitylimitsAreasreachablein5minutesAreasreachablein10minutesOtherareasvarytheobject'sbufferwidthaccordingtoanattributevaluee.g.noisebuffersdependingonroadtrafficvolumeVarythedistancebufferedaccordingtovaluesinafrictionlayer第三十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@緩沖區(qū)分析第三十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@概念：在統(tǒng)一的坐標(biāo)系下將同一區(qū)域、同一比例尺的兩組或兩組以上的多邊形要素的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行疊置，產(chǎn)生新的空間圖形和屬性。以提取具有多重指定屬性特征的區(qū)域，或者根據(jù)區(qū)域的多重屬性進(jìn)行分級、分類。根據(jù)疊置目的的不同可分為合成疊置與統(tǒng)計(jì)疊置兩類。多邊形疊置也稱為Polygon-on-polygon疊置，參加疊置分析的兩個(gè)圖層應(yīng)都是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。若需進(jìn)行多層疊置，也是兩兩疊置后再與第三層疊置，依次類推。其中被疊置的多邊形為本底多邊形，用來疊置的多邊形為上覆多邊形，疊置后產(chǎn)生具有多重屬性的新多邊形。典型應(yīng)用：土地適宜性分析3.疊置分析3.1概述第三十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@合成疊置統(tǒng)計(jì)疊置 第三十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@它是將兩層或多層地圖要素進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新要素的操作，其結(jié)果是將原來的要素分割成新的要素，新要素綜合了原來的兩層或多層要素所具有的屬性。疊加不僅產(chǎn)生新的空間關(guān)系，還將輸入數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來，產(chǎn)生新的屬性關(guān)系。疊加分析是對新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶需要的結(jié)果或回答用戶提出的問題。根據(jù)疊置對象圖形特征的不同，疊置分析可分為三類：點(diǎn)與多邊形疊置：實(shí)質(zhì)是計(jì)算包含關(guān)系。線與多邊形疊置：確定每條弧段落在哪個(gè)多邊形內(nèi)。多邊形疊置3.疊置分析3.1概述第三十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@第三十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@實(shí)施步驟：對原始數(shù)據(jù)（多邊形）形成拓?fù)潢P(guān)系。

多層多邊形數(shù)據(jù)的空間疊置，形成新層。對新層中的多邊形重建拓?fù)洹?/p>

刪除多余多邊形（或處理意義多邊形）提取感興趣的部分。難點(diǎn)：疊置后會(huì)產(chǎn)生大量對用戶無關(guān)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。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(shí)就會(huì)產(chǎn)生一系列無意義的多邊形，即產(chǎn)生多邊形疊置的位置誤差，需要進(jìn)行處理。建新多邊形拓?fù)浜投噙呅闻c新屬性的連接，工作量大。3.疊置分析3.1概述第三十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@矢量圖層疊加分析AB123451B2B1A2A4A3A5B3B4B降雨量土壤類型適宜農(nóng)作物3.疊置分析3.1概述第三十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@矢量結(jié)構(gòu)的GIS能夠通過計(jì)算每個(gè)點(diǎn)相對于多邊形線段的位置，進(jìn)行點(diǎn)是否在一個(gè)多邊形中的空間關(guān)系判斷。在完成點(diǎn)與多邊形的幾何關(guān)系計(jì)算后，還要進(jìn)行屬性信息處理。點(diǎn)與多邊形疊加，實(shí)際上是計(jì)算多邊形對點(diǎn)的包含關(guān)系。通過點(diǎn)與多邊形疊加，可以計(jì)算出每個(gè)多邊形類型里有多少個(gè)點(diǎn)，不但要區(qū)分點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，還要描述在多邊形內(nèi)部的點(diǎn)的屬性信息。a）點(diǎn)與多邊形疊置3.疊置分析3.2點(diǎn)、線與多邊形疊置第四十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@

點(diǎn)與多邊形疊置--據(jù)黃杏元等（2001）第四十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@b）

線與多邊形疊置

線與多邊形的疊置是比較線坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，確定一圖層上的弧段落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每條弧段建立新的屬性。計(jì)算過程通常是計(jì)算線與多邊形的交點(diǎn)，只要相交，就產(chǎn)生一個(gè)結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段圖層，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表記錄原線和多邊形的屬性信息。3.疊置分析3.2點(diǎn)、線與多邊形疊置第四十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@線與多邊形疊置

--據(jù)黃杏元等（2001）第四十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@線與多邊形疊加：應(yīng)用

根據(jù)疊加的結(jié)果可以確定每條弧段落在哪個(gè)多邊形內(nèi)，可以查詢指定多邊形內(nèi)指定線穿過的長度如果線狀圖層為河流，疊加的結(jié)果是多邊形將穿過它的所有河流打斷成弧段，可以查詢?nèi)我舛噙呅蝺?nèi)的河流長度，進(jìn)而計(jì)算它的河流密度等如果線狀圖層為道路網(wǎng)，疊加的結(jié)果可以得到每個(gè)多邊形內(nèi)的道路網(wǎng)密度，內(nèi)部的交通流量，進(jìn)入、離開各個(gè)多邊形的交通量，相鄰多邊形之間的相互交通量第四十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@

多邊形與多邊形疊置是將兩個(gè)或兩個(gè)以上多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新的多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來多邊形要素分割成新多邊形，新多邊形要素綜合了原來所有疊置圖層的屬性，用于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(dòng)態(tài)變化分析，以及區(qū)域信息提取等。3.疊置分析3.3多邊形與多邊形疊置第四十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@疊置過程可分為幾何求交過程和屬性分配過程兩步。幾何求交過程首先求出所有多邊形邊界線的交點(diǎn)，再根據(jù)這些交點(diǎn)重新進(jìn)行多邊形拓?fù)溥\(yùn)算，對新生成的拓?fù)涠噙呅螆D層的每個(gè)對象賦一多邊形唯一標(biāo)識(shí)碼，同時(shí)生成一個(gè)與新多邊形對象一一對應(yīng)的屬性表。由于矢量結(jié)構(gòu)的有限精度原因，幾何對象不可能完全匹配，疊置結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)一些碎屑多邊形（SilverPolygon），通?？梢栽O(shè)定一模糊容限以消除它。

多邊形與多邊形疊置第四十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@矢量疊加（Vectoroverlay）calculatenewnodes,arcsandpolygons第四十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@根據(jù)疊置結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟件都提供了5種類型的多邊形疊置操作。Clip運(yùn)算：3.疊置分析3.4多邊形疊置類型第四十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Erase運(yùn)算：與Clip運(yùn)算相反，Erase運(yùn)算保留了Clip運(yùn)算去掉的特征(點(diǎn)、線和面)，而去掉了Clip運(yùn)算保留的部分。Erase運(yùn)算的輸出結(jié)果來自于被擦除的數(shù)據(jù)集的屬性表，是其部分子集。3.疊置分析3.4多邊形疊置類型第四十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Union運(yùn)算：

求兩個(gè)數(shù)據(jù)集的并集的操作，只限于兩個(gè)面數(shù)據(jù)集之間。在操作時(shí)，兩個(gè)面數(shù)據(jù)集內(nèi)的所有多邊形都被輸出到數(shù)據(jù)集中，在相交的點(diǎn)處多邊形將被分裂。

3.疊置分析3.4多邊形疊置類型第五十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Intersect運(yùn)算：

Intersect運(yùn)算是求兩個(gè)數(shù)據(jù)集的交集的操作，兩個(gè)數(shù)據(jù)集中共同的部分將被輸出到結(jié)果數(shù)據(jù)集中，其余部分將被排除。3.疊置分析3.4多邊形疊置類型第五十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Identity運(yùn)算：

Identity運(yùn)算類似于Union運(yùn)算，要對兩個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行相交計(jì)算。不同之處在于，Union運(yùn)算保留了兩個(gè)數(shù)據(jù)集的所有部分，而Identity運(yùn)算只保留第一個(gè)數(shù)據(jù)集的所有部分，去掉第二個(gè)數(shù)據(jù)集(稱為Identity數(shù)據(jù)集)中與第一個(gè)數(shù)據(jù)集沒有重疊的部分。3.疊置分析3.4多邊形疊置類型第五十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@SpatialAnalysistoolsinArcToolBoxVectordataanalysis:Shapefile&Featureclass/tableRasterdataanalysis更多的功能集成在ArcToolbox中第五十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@DetailsVectorRaster第五十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@矢量數(shù)據(jù)特有的空間分析方法。網(wǎng)絡(luò)模型是現(xiàn)實(shí)世界中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(如交通網(wǎng)、通訊網(wǎng)、自來水管網(wǎng)、煤氣管網(wǎng)等)的抽象表示。網(wǎng)絡(luò)分析的基本思想是人類活動(dòng)總是趨于按一定目標(biāo)選擇達(dá)到最佳效果的空間位置。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(diǎn)與弧段拓?fù)?、弧段的連通性），通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)，以圖論和運(yùn)籌學(xué)為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)的特征、性能進(jìn)行分析和計(jì)算。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.1概述第五十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的基本元素主要包括：鏈(link)：網(wǎng)絡(luò)上的弧段，如街道、水管、一段電力線路等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求；結(jié)點(diǎn)(node)：網(wǎng)絡(luò)上的結(jié)點(diǎn)，如港口、車站、電站等，屬性包括阻力和需求；障礙(barrier)：阻礙流動(dòng)的點(diǎn)；拐角(turn)：網(wǎng)絡(luò)鏈上分割的點(diǎn)，如拐彎的時(shí)間和限制；中心(center)：接受和分配資源的位置，如水庫、商業(yè)中心、電站等。其狀態(tài)屬性包括資源容量，如總的資源量；阻力限額，如中心與鏈之間的最大距離或時(shí)間限制。站點(diǎn)(stop)：在路徑上資源增減的點(diǎn)，如庫房、汽車站等。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.2網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成元素第五十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@

網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成元素：

第五十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@定向網(wǎng)絡(luò)特征：流向由源（Source）至匯（Sink）、網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的資源自身不能決定流向。其對應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的有向圖。非定向網(wǎng)絡(luò)（交通網(wǎng)絡(luò)模型）特征：流向不確定、流動(dòng)的資源可以決定流向。如交通系統(tǒng)中流通介質(zhì)可以自行決定方向、速度和目的地。其對應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的無向圖。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.3網(wǎng)絡(luò)的類型第五十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@第五十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@cost=06002010050010030100其中：cost[i,j]表示有向邊（Vi,Vj）的權(quán)重值，不存在則取。V1V2V3V4V5105020101003060示例：帶權(quán)的有向圖和鄰接矩陣第六十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@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(shí)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：路徑分析是模擬兩個(gè)或兩個(gè)以上地點(diǎn)之間資源流動(dòng)的路徑尋優(yōu)過程。當(dāng)選擇了起點(diǎn)、終點(diǎn)和路徑必須通過的若干中間點(diǎn)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。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.1路徑分析第六十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@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(shí)訪問多個(gè)站點(diǎn)(收貨方、郵件主人、物資儲(chǔ)備站等)，如何尋找到一個(gè)最短和最經(jīng)濟(jì)的路徑，保證訪問到所有站點(diǎn)，同時(shí)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(diǎn)的同時(shí)，為用戶尋找出一條最佳(距離、時(shí)間或費(fèi)用等)的運(yùn)行路徑。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.1路徑分析第六十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@靜態(tài)求最佳路徑：在確定每條弧段的屬性后，當(dāng)需要求最佳路徑時(shí)，讀取路徑的相關(guān)屬性，求最佳路徑。動(dòng)態(tài)分段技術(shù)：給定的一條路徑是由多段弧段組成，要求動(dòng)態(tài)表示（或標(biāo)注）某一點(diǎn)，某一段。N條最佳路徑：確定起點(diǎn)和終點(diǎn)，求幾條代價(jià)較小的路徑。最短路徑：確定起點(diǎn)、終點(diǎn)和中間必須經(jīng)過點(diǎn)的最短路徑。動(dòng)態(tài)最佳路徑：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各弧段、結(jié)點(diǎn)屬性值的變化，以及網(wǎng)絡(luò)中障礙點(diǎn)的情況，求解最佳路徑。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.1路徑分析在最短路徑選擇中，兩點(diǎn)之間的距離可以定義為實(shí)際的距離，也可定義為兩點(diǎn)間的時(shí)間、運(yùn)費(fèi)、流量等，還可定義為使用這條邊所需付出的代價(jià)。第六十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@OptimumPathsFindthebestpathacrossacontinuouscostsurfacebetweendefinedoriginanddestinationtominimizetotalcostcostmaycombineconstruction,environmentalimpact,landacquisition,andoperatingcostusedtolocatehighways,powerlines,pipelinesrequiresarasterrepresentation第六十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@ArcInfo有兩個(gè)路徑選擇分析命令：Path和Tour。共同點(diǎn)：都是在網(wǎng)絡(luò)中尋找遍歷所有站點(diǎn)最經(jīng)濟(jì)的路徑。不同點(diǎn)：在遍歷所有站點(diǎn)的過程中，處理站點(diǎn)的順序不同。

PATH：必須按照指定的順序訪問網(wǎng)站中的所有站點(diǎn)。

如:救護(hù)車必須從急救中心(STOP1)出發(fā)，然后前往事故地點(diǎn)(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).TOUR：在保證在一次行程中訪問所有站點(diǎn)的前提下，訪問站點(diǎn)的次序是由TOUR自己決定。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。

如：卡車司機(jī)在一天內(nèi)向若干站點(diǎn)送貨，只要保證在當(dāng)天內(nèi)將貨物送到每一個(gè)站點(diǎn)就可以了，先/后送哪個(gè)站點(diǎn)，完全由司機(jī)本人決定。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.1路徑分析：路徑選擇的兩種方式(Path和Tour)第六十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@最佳路徑分析第六十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@源分配網(wǎng)絡(luò)模型由中心點(diǎn)（分配中心）及其狀態(tài)屬性和網(wǎng)絡(luò)組成。分配有兩種形式：一種是有分配中心向四周輸出（輻射）；另一種是由四周向中心集中（收斂）。其應(yīng)用包括：消防站點(diǎn)分布和求援區(qū)劃分、學(xué)校選址、垃圾收集站點(diǎn)分布，停水停電對區(qū)域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響估計(jì)等。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.2資源分配第六十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@反映現(xiàn)實(shí)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(shí)現(xiàn)最佳服務(wù)等?！肮?Supply)”代表一定數(shù)量的資源或貨物，它們位于被稱之為“中心”的設(shè)施中?！靶?Demand)”指對資源的利用。資源分配就是在空間中的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間分配資源的過程。為了實(shí)現(xiàn)供需關(guān)系，在網(wǎng)絡(luò)中必然存在資源的運(yùn)輸和流動(dòng)。資源要么由供方送到需方，要么由需需方到供方索取。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.2資源分配第六十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Supply-To-Demand：負(fù)荷設(shè)計(jì)、時(shí)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“中心”,因?yàn)樗梢蕴峁╇娏?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“需求”。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?shí)現(xiàn)資源分配?？捎脕矸治鲚旊娤到y(tǒng)是否超載，停電的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響估計(jì)等。

Demand-To-Supply：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)校是提供方，負(fù)責(zé)提供入學(xué)名額。適齡兒童是需求方，他們要求入學(xué)。適齡兒童沿街道網(wǎng)絡(luò)分布，產(chǎn)生對學(xué)校的需求。這種情況下，“資源”的流向是由適齡兒童前往學(xué)校。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.2資源分配：兩個(gè)例子第六十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@第七十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@定位-配置分析是根據(jù)中心地理論框架，通過對供給系統(tǒng)和需求系統(tǒng)兩者空間行為相互作用的分析，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施布局的最優(yōu)化。定位-配置分析是決定一個(gè)或多個(gè)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。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.3定位-配置(Location-allocation)分析第七十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@第七十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@第七十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@定位-配置分析的實(shí)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(gè)候選點(diǎn)中，選擇p個(gè)供應(yīng)點(diǎn)，為n個(gè)需求點(diǎn)服務(wù)，并使得從服務(wù)中心到需求點(diǎn)之間的距離（或時(shí)間、費(fèi)用）最小。中心服務(wù)范圍的確定：中心服務(wù)范圍是指一個(gè)服務(wù)設(shè)施在給定的時(shí)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(diǎn)，按照中心的供應(yīng)量及網(wǎng)絡(luò)邊和結(jié)點(diǎn)的需求量，分配給一個(gè)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）。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.3定位-配置分析第七十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@聯(lián)通分析：人們常常需要知道從某一結(jié)點(diǎn)或邊出發(fā)能夠到達(dá)的全部結(jié)點(diǎn)或邊，這一類問題稱為連通分量求解。連通分析對應(yīng)圖的生成樹求解，通常采用深度優(yōu)先遍歷或廣度優(yōu)先遍歷生成相應(yīng)的樹。流分析：所謂流，就是資源在結(jié)點(diǎn)間的傳輸。流分析的問題主要是按照某種優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)（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)資源的運(yùn)送方案。4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.4聯(lián)通分析&流分析第七十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@可達(dá)性分析：在人文地理學(xué)領(lǐng)域，可達(dá)性（Accessibility，也稱為通達(dá)度）被用來解釋社會(huì)現(xiàn)象的空間變化?！巴ㄟ^最小的活動(dòng)量，獲得最大的接觸機(jī)會(huì)，是人類活動(dòng)的基本規(guī)律，而通達(dá)性是刻畫這一基本規(guī)律的關(guān)鍵概念”。--Karlqvist4.網(wǎng)絡(luò)分析4.4常見的網(wǎng)絡(luò)分析功能4.4.5可達(dá)性(Accessibility)分析第七十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Accessibility:Basemap第七十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Accessibility:Criticalnodes第七十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Accessibility:Connectivitymatrix第七十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Accessibility:Networkconnectivity第八十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Accessibility:Networkconnectivity第八十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期三2023/6/12河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

zhaoy@Accessibility:Netwo