GIS地理信息系統(tǒng)空間信息模型分析省公開(kāi)課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

Chapter4空間信息模型分析

空間信息模型基本概念

基于域空間信息模型

基于對(duì)象空間信息模型DTM

空間信息分析基本方法

地學(xué)模型分類(lèi)

疊加模型分析

空間定位——配置信息模型空間決議信息模型1/127Section1空間信息模型概念空間信息：相關(guān)地球表面上含有地理坐標(biāo)定位空間實(shí)體之間聯(lián)絡(luò)及其相互作用表征。P1-2地理信息概念對(duì)空間數(shù)據(jù)解釋空間信息模型：經(jīng)過(guò)對(duì)存在于空間實(shí)體之間信息及其改變機(jī)制模擬和分析，來(lái)研究人類(lèi)生存環(huán)境發(fā)展規(guī)律。2/127Section1空間信息模型概念模型和域模型——把一個(gè)域（源域）組成部分表現(xiàn)在另一個(gè)域（目標(biāo)域）中一個(gè)結(jié)構(gòu)。源域中能夠是實(shí)體、關(guān)系、過(guò)程及現(xiàn)象（空間信息）。建立模型目標(biāo)是把源域抽象、簡(jiǎn)單化。如P96圖4-1。建模抽象過(guò)程，如P96圖4-2m(t)om=mot(成立，則建模成功）O表示函數(shù)組織m——建模函數(shù)3/127Section1空間信息模型概念模型和域域模型（DomainModel）——應(yīng)用領(lǐng)域各種現(xiàn)象（連續(xù)）。行政管理區(qū)域供電領(lǐng)域全球環(huán)境領(lǐng)域…4/127Section1空間信息模型概念模型和域域模型（DomainModel）建模步驟物理計(jì)算模型——由系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者構(gòu)建，在特定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯計(jì)算模型——不但要考慮通用計(jì)算任務(wù)，還要考慮特殊實(shí)例情況分析，由信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)者負(fù)責(zé)建立概念計(jì)算模型——考慮計(jì)算環(huán)境，通常由計(jì)算機(jī)科學(xué)和實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域教授合作建立應(yīng)用領(lǐng)域模型應(yīng)用域5/127Section1空間信息模型概念模型質(zhì)量準(zhǔn)確性——模型轉(zhuǎn)換后源域和目標(biāo)域匹配；這方面誤差可用定量（不可預(yù)測(cè)）或定性表示。準(zhǔn)確性——和分辨率（域可被量測(cè)最小單位）相關(guān)，強(qiáng)調(diào)目標(biāo)域中量測(cè)精細(xì)程度。6/127Section1空間信息模型概念模型質(zhì)量——空間信息模型誤差Chrisman1991位置誤差：在一定準(zhǔn)確性水平下，模型中空間要素位置和應(yīng)用域中位置是否一致屬性值誤差：在一定準(zhǔn)確性水平下，模型中要素非空間屬性和其再應(yīng)用域中屬性是否一致邏輯一致性（拓?fù)潢P(guān)系）：模型中空間和非空間要素之間是否一致完整性：目標(biāo)域是否處理了應(yīng)用域中所要處理全部要素7/127Section1空間信息模型概念域VS對(duì)象基于RDB無(wú)法及時(shí)（實(shí)時(shí)）提供數(shù)據(jù)以及快速反應(yīng)空間信息基于域（Field-Based）模型把空間存在信息作為連續(xù)空間分布信息集合來(lái)處理。處理如：地形數(shù)據(jù)、降雨量、溫度場(chǎng)…基于對(duì)象（Object-Based）模型把空間存在信息作為不連續(xù)可被識(shí)別，含有地理參考實(shí)體來(lái)處理。8/127Section1空間信息模型概念域VS對(duì)象解圖4.5、4.6基于域和對(duì)象模型是對(duì)立基于域，空間結(jié)構(gòu)——屬性運(yùn)算——柵格數(shù)據(jù)模型基于對(duì)象，實(shí)體——空間結(jié)構(gòu)——矢量數(shù)據(jù)模型。9/127Section2基于域空間信息模型空間結(jié)構(gòu)特征能夠是規(guī)則（柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）或不規(guī)則（TIN）分辨率和量測(cè)誤差很主要10/127Section2基于域空間信息模型屬性域特征名稱(chēng)：定性，不能進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算序數(shù)：數(shù)字，表達(dá)次序概念，進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算無(wú)意義，可比較大小間隔：數(shù)字，差值有意義比率：數(shù)字，比值計(jì)算，加減乘除均可；如年降雨量、人口自然增加率…能夠?yàn)镹ULL值，表示未知或不確定11/127Section2基于域空間信息模型連續(xù)、可微、離散域假如空間域函數(shù)是**，則空間域也是**?？晌⒁欢ㄟB續(xù)，連續(xù)不一定可微，如圖P1014-8。舉例：連續(xù)、離線現(xiàn)象冰川運(yùn)動(dòng)行政區(qū)劃邊界改變黃河水位改變湖泊水面改變12/127Section2基于域空間信息模型各向同性域和各向異性域各向同性域——域中全部性質(zhì)與方向無(wú)關(guān)各向異性域——域中性質(zhì)和方向相關(guān)示例：P102圖4.1013/127Section2基于域空間信息模型空間自相關(guān)及其它空間模式描述參數(shù)CliffandOrd1981；空間自相關(guān)——空間域中值聚集程度一個(gè)量度；任何事物之間都存在著聯(lián)絡(luò)，距離近事物之間聯(lián)絡(luò)比距離遠(yuǎn)事物之間聯(lián)絡(luò)性更強(qiáng)聚集——正相關(guān)（牛眼狀）排斥——負(fù)相關(guān)（國(guó)際象棋棋盤(pán)）沒(méi)什么關(guān)系——相關(guān)為0只是空間域模式描述參數(shù)之一，便于更加好了解應(yīng)用域14/127Section2基于域空間信息模型域操作——基于域方法分析在域模型基礎(chǔ)上需構(gòu)建一個(gè)適當(dāng)確定空間結(jié)構(gòu)，方便把特定區(qū)域內(nèi)空間目標(biāo)鑲嵌（用TIN或者格網(wǎng)，都無(wú)法完全表示應(yīng)用域，采樣誤差在所難免）在一起而對(duì)區(qū)域進(jìn)行分配。各被分配區(qū)域成為位置區(qū)域（Location）?；谟蚰Ｐ湍軌蛴?jì)算多個(gè)域比較和合并（如若干柵格圖層疊加分析）15/127Section2基于域空間信息模型域操作——基于域方法分析空間結(jié)構(gòu)F=∑fi（i∈[1,n]），fi為任一空間域（Location），是F到有限屬性域Ai計(jì)算函數(shù)。F、fi、Ai必須數(shù)量有限，fi可計(jì)算普通F采取歐幾里德平面（XY），Ai值則給出Z坐標(biāo)16/127Section2基于域空間信息模型域操作——基于域方法分析基于域模型方法總結(jié)采取適當(dāng)空間模型建造空間結(jié)構(gòu)F采取適當(dāng)屬性域Ai（i∈[1,n]）對(duì)于i∈[1,n]，在空間結(jié)構(gòu)中進(jìn)行采樣，構(gòu)建空間域函數(shù)fi經(jīng)過(guò)fi進(jìn)行分析如上所講為概念模型，獨(dú)立于任何應(yīng)用和數(shù)據(jù)物理表示17/127Section2基于域空間信息模型域操作——域操作方法域操作——以一個(gè)多個(gè)域作為輸入，得到一個(gè)結(jié)果域。局部型操作（LocalOperation）聚焦型操作（FocalOperation）區(qū)域型操作（ZoneOperation）18/127Section2基于域空間信息模型域操作——域操作方法鄰域——給定F，鄰域函數(shù)n:F→p(F)是求每一個(gè)位置x相鄰位置集合函數(shù)p（F）是F子集集合，對(duì)于F中任一x，n（x）是F一個(gè)子集，成為x鄰域。如P105圖4.13不一樣鄰域可有交集19/127Section2基于域空間信息模型域操作——域操作方法區(qū)域（Zone）互不相連，由F分割,如P105圖4-14所表示把F分解為A、B、C三個(gè)區(qū)域?qū)τ谌我粁∈F，若f（x）=0，則x∈A若f（x）∈(0,5)，則x∈B若f（x）∈[5,+∞)，則x∈C對(duì)于每一個(gè)Zone，對(duì)應(yīng)一個(gè)空間域函數(shù)f-Zone，為F一個(gè)子集，f-Zone中每一個(gè)元素都滿(mǎn)足f-Zone定義條件由上可知，基于域模型操作方法是以現(xiàn)有空間域函數(shù)為條件，以產(chǎn)生一個(gè)新空間域函數(shù)作為結(jié)果。20/127Section2基于域空間信息模型域操作——域操作分類(lèi)（Tomlin,1990）局部型操作作用于域模型一個(gè)或多個(gè)空間域函數(shù)，以產(chǎn)生一個(gè)新域特點(diǎn)：在任一位置上，新域函數(shù)值只和輸入域函數(shù)在該位置上值相關(guān)，能夠是n元如圖P106圖4.15給出二元組合圖21/127Section2基于域空間信息模型域操作——域操作分類(lèi)（Tomlin,1990）聚焦型操作某一位置x上衍生值不但和輸入域函數(shù)在該位置上取值相關(guān)，還和輸入域函數(shù)在x鄰域n(x)上取值先關(guān)假設(shè)F，鄰域函數(shù)n和輸入域函數(shù)f，對(duì)于任一x計(jì)算n（x），得到x鄰域點(diǎn)集合計(jì)算f在n（x）上各位置取值由第二步得到一個(gè)新域值，而且對(duì)f（x）尤其考慮22/127Section2基于域空間信息模型域操作——域操作分類(lèi)（Tomlin,1990）區(qū)域型操作經(jīng)過(guò)一個(gè)輸入域函數(shù)f對(duì)某一區(qū)域中全部值進(jìn)行綜合給定F，分割F為k個(gè)區(qū)域集合∑Zii∈[1,k]給定x，計(jì)算x所屬區(qū)域Zi計(jì)算f在Zi每個(gè)位置上取值從第二步得到新域值f（Zi），尤其考慮f（x）區(qū)域性操作能夠看作一個(gè)圖層和另一個(gè)區(qū)域性圖層Overlay23/127Section3基于對(duì)象空間信息模型把信息空間分解為對(duì)象（object）或?qū)嶓w（Entity）實(shí)體具備三個(gè)條件可被識(shí)別（大百分比尺下是面，小百分比尺下是點(diǎn)）與問(wèn)題相關(guān)可被描述（焦作）24/127Section3基于對(duì)象空間信息模型實(shí)體可采取各種維度來(lái)定義屬性空間維（點(diǎn)、線、面等形狀）圖形維（制圖表現(xiàn)形式，點(diǎn)型、線型、面型）時(shí)間維（創(chuàng)建時(shí)間）文本/數(shù)字維（屬性數(shù)據(jù)表示）基于對(duì)象建模方法需允許多維混合25/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間對(duì)象（SpatialObject）存在于“嵌入式空間（Embeddingspace）”，定義取決于嵌入空間結(jié)構(gòu)。歐式空間（Euclidean）：坐標(biāo)組量度空間（Metric）：采取距離（可無(wú)方向）拓?fù)淇臻g（Topological）：拓?fù)潢P(guān)系描述（可無(wú)距離和方位）面向集合空間（Set-Oriented）：集合關(guān)系描述定義對(duì)象需定義其狀態(tài)和行為，關(guān)鍵是對(duì)象類(lèi)型確實(shí)立26/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間對(duì)象——連續(xù)歐式平面上類(lèi)型最高級(jí)：Spatial類(lèi)一級(jí)子級(jí)：Point類(lèi)一級(jí)子級(jí)：Extent類(lèi)1-Extent類(lèi)ArcSimpleArc（弧不自相交）LoopSimpleLoop（環(huán)不自相交）2-Extent類(lèi)Area類(lèi)Region類(lèi)（連通Area）Cell類(lèi)（簡(jiǎn)單連通Region，沒(méi)有島、洞）27/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間對(duì)象——?dú)W式平面對(duì)象離散處理歐式空間平面因連續(xù)不可計(jì)算，必須離散化Linesegment：由若干直線段組成Polyline：首尾相連LineBezier、Hermite、B-spline曲線（用于模擬類(lèi)似要求光滑等高線，由控制點(diǎn)控制）Polygon：由一個(gè)或者多個(gè)Polyline及其圍成區(qū)域共同組成28/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作對(duì)象行為由一些操作定義，不一樣操作之間包括操作對(duì)象個(gè)數(shù)不一樣，對(duì)操作對(duì)象影響也會(huì)不一樣靜態(tài)空間操作——不會(huì)改變對(duì)象本身動(dòng)態(tài)空間操作——造成對(duì)象本身發(fā)生改變29/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作——靜態(tài)空間操作P111表4-1表示了靜態(tài)連續(xù)空間對(duì)象操作分類(lèi)四種類(lèi)別通用、Set-Oriented、Topological、Euclidean操作分一元、二元30/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作——靜態(tài)空間操作書(shū)本介紹操作Component(組分），拓?fù)漕?lèi)，一元，作用于AreaExtreme（極點(diǎn)），拓?fù)漕?lèi)，一元，作用于ArcIsWithin（位于），拓?fù)漕?lèi)，兩元，作用于Point和SimpleLoopMeet（相遇）：拓?fù)漕?lèi)，二元，作用于Area和AreaCover（覆蓋）：拓?fù)漕?lèi)，二元，作用于Area和Area，兩個(gè)Area有公共邊界IsInSide（位于內(nèi)部）：拓?fù)漕?lèi)，二元，作用于Area和Area，兩個(gè)Area沒(méi)有公共邊界31/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作——靜態(tài)空間操作書(shū)本介紹操作Overlay（相疊）：拓?fù)漕?lèi)，二元，作用于Area和Area，兩個(gè)Area有共同區(qū)域拓?fù)淇臻g關(guān)系表示比集合空間表示要復(fù)雜集合空間分不清Meet和Overlay，IsInside和Cover表4.1沒(méi)有窮盡拓?fù)淇臻g所相關(guān)系，如P113圖4.24所表示32/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作——靜態(tài)空間操作表4.1給出大部分Area間操作能夠使用邊界（Boundary）、界內(nèi)（Interior）和相鄰（Closure）中任意兩個(gè)組合來(lái)表示簡(jiǎn)便起見(jiàn)，用歐式空間Cell

X、Y來(lái)表示X、YBoundary用ΨX、ΨY表示X、YInterior用Xo，Yo表示解P113表4.2（四相交表）Egenhofer（1991）把四相交方法擴(kuò)充到了“九相交”（普通了解）33/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作——?jiǎng)討B(tài)空間操作三大類(lèi)動(dòng)態(tài)操作：Create、Destroy、UpdateCreate（獨(dú)立、非獨(dú)立）獨(dú)立Create，新對(duì)象不需要參考其它對(duì)象非獨(dú)立Create需要參考已經(jīng)有對(duì)象Reproduce——生成復(fù)制品Generate——參考某對(duì)象生成，可能只參考一部分Split——分割原對(duì)象對(duì)多個(gè)對(duì)象Merge——組合多個(gè)參考對(duì)象，生成一個(gè)新對(duì)象34/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作——?jiǎng)討B(tài)空間操作Destroy——要有Reincarnate與之對(duì)應(yīng)，用于恢復(fù)Update——Transformation（轉(zhuǎn)換）子類(lèi)線性變換Translate：平移（x,y）——(x+a,y+b)Rotate：旋轉(zhuǎn)（x,y)——（xcosθ-ysinθ,xsinθ+ycosθ)怎樣推導(dǎo)？Scale：縮放(x,y)——(ax,by)35/127Section3基于對(duì)象空間信息模型空間操作——空間對(duì)象規(guī)范理論Clarke（1981，1985）提出一個(gè)空間對(duì)象規(guī)范理論若C(X，Y）表示“區(qū)域X、Y相連通”，則滿(mǎn)足1）對(duì)于任一區(qū)域X，有C（X，X）——反射性2）對(duì)任兩區(qū)域X，Y，若有C（X，Y），則有C（Y，X）——對(duì)稱(chēng)性解讀P116上頁(yè)示例36/127Section3基于對(duì)象空間信息模型域模型和對(duì)象模型集成實(shí)現(xiàn)基于對(duì)象模型不一定要用面向?qū)ο蠓椒ǎ嫦驅(qū)ο蠓椒饶軌蜃鰹槊枋鲇蚩臻g模型框架，也能夠作為描述基于對(duì)象模型框架。二者并不相互排斥，能夠各種水平共存。二者各有所長(zhǎng)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)恰當(dāng)綜合利用37/127Section4DEM數(shù)字地面模型——（DigitalTerrainModel），描述地面特征空間分布有序數(shù)值序列。地面特征能夠是地價(jià)、土地類(lèi)型、地下水位等，普通是高程Z，空間分布有X、Y坐標(biāo)來(lái)表示數(shù)字高程模型（DigitalElevationModel）DEM是DTM一個(gè)38/127Section4DEMDTM分類(lèi)——柯正誼，七類(lèi)網(wǎng)格DTM（Grid）散點(diǎn)DTM（TIN）等值線DTM（Contour）曲面DTM線路DTM平面多邊形DTM空間多邊形DTM39/127Section4DEMTIN生成方法——普通三角網(wǎng)任取離散點(diǎn)集一點(diǎn)P1，找離P1最近點(diǎn)P2，連接P1P2組成第一條邊，然后在其余點(diǎn)中找離P1P2邊最近點(diǎn)，找到后組成第一個(gè)三角形T1，再以T1新生成兩邊為邊，分別求出離其最近點(diǎn)組成T2、T3，依次類(lèi)推，直到全部點(diǎn)都參加TIN構(gòu)建。40/127Section4DEMTIN生成方法——普通三角網(wǎng)構(gòu)建過(guò)程注意事項(xiàng)對(duì)P1P2邊左右兩邊都搜索，三角形點(diǎn)序逆時(shí)針?biāo)阉骶嚯x最近點(diǎn)可采取兩種標(biāo)準(zhǔn)：1）距離最近標(biāo)準(zhǔn)2）角度最大標(biāo)準(zhǔn)在搜索時(shí)，找到離散點(diǎn)集最大邊框，分割最大邊框組成矩形區(qū)域?yàn)槿舾蓚€(gè)正方形區(qū)域，確定離散點(diǎn)所屬方框，搜索當(dāng)前邊中點(diǎn)所屬區(qū)域，先在該區(qū)域里找點(diǎn)，若都參加了TIN生成就去找該區(qū)域八方區(qū)域里點(diǎn)。如此則大大提升查詢(xún)速度41/127Section4DEMTIN生成方法——普通三角網(wǎng)構(gòu)建過(guò)程注意事項(xiàng)邊E最多為兩個(gè)T共享，若E已共享，則不參加新T生成，不然則參加生成新T搜索最近點(diǎn)過(guò)程中，若四點(diǎn)共圓現(xiàn)象，則需要判斷新T是否和老T同一或交叉，若是則該T無(wú)效；在判斷時(shí)并不需要與全部T判斷，只需要與當(dāng)前E相關(guān)T判斷即可，如此大大提升查詢(xún)速度。42/127Section4DEMTIN生成方法——泰森三角網(wǎng)（ThiessenTIN）普通三角網(wǎng)存在大量狹長(zhǎng)三角形，不便于數(shù)據(jù)處理，幾何結(jié)構(gòu)不強(qiáng)，不是最優(yōu)三角網(wǎng)泰森三角網(wǎng)——最優(yōu)三角網(wǎng)，對(duì)普通三角網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化確保每個(gè)三角形都是銳角三角形（三角剖分最小內(nèi)角為最大）在生成TIN時(shí)，斷裂線等特征線等要考慮；凌空或穿底而過(guò)都不合乎實(shí)際43/127Section4DEMGrid生成方法采樣點(diǎn)數(shù)量有限，故需內(nèi)插出更多點(diǎn)內(nèi)插算法IDW——反距離權(quán)插值，原始采樣點(diǎn)距離插值點(diǎn)越遠(yuǎn)則影響越小，公式——P119上雙線性插值不規(guī)則采樣點(diǎn)插值：先生成TIN，然后再求落在各個(gè)T內(nèi)網(wǎng)格點(diǎn)高程規(guī)則采樣點(diǎn)插值：方法同上，更易求如圖P119下列圖4.27、圖4.2844/127Section4DEMGrid生成方法內(nèi)插算法趨勢(shì)面插值經(jīng)過(guò)采樣點(diǎn)形成一個(gè)曲面來(lái)模擬地形表面Zp=a*x^2+bxy+cy^2+dx+ey+f，共六個(gè)待定系數(shù)樣條插值（光滑曲線）距離函數(shù)樣條法F（p）=∑ci|p-pi|^3+a+bx+cy，其中ci、a、b、c為待定系數(shù)，p為帶求點(diǎn)高程，pi為已知點(diǎn)高程分片Hermit樣條法45/127Section4DEMGrid生成方法內(nèi)插算法Kriging插值（克呂格）一個(gè)優(yōu)異插值算法，較為復(fù)雜，普通了解，ArcView采取步驟：1）輸入原始采樣點(diǎn)2）數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與分析（去除異常點(diǎn)）3）直方圖計(jì)算，便于對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理4）計(jì)算變異函數(shù)了解變量空間結(jié)構(gòu)5）克里金插值預(yù)計(jì)不一樣插值算法都有自己應(yīng)用范圍，相對(duì)來(lái)說(shuō)Kriging優(yōu)勢(shì)很大，但工作量大46/127Section4DEMGrid生成方法內(nèi)插算法內(nèi)插結(jié)果滿(mǎn)足要求保凸（形）性要求：如模擬曲線和實(shí)際曲線拐點(diǎn)相同且拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置靠近，則保凸性良好逼真性要求：Max|fn(x,y)-f(x,y)|<h容光滑性要求：曲率連續(xù)——函數(shù)二次可導(dǎo)47/127Section4DEM等值線生成TIN——Contour判斷T上有沒(méi)有等值點(diǎn)有以下三種情形1）3VZi相等且Zi=Z2）若3VZi不等，則若（Z-Z1）*（Z-Z2）<=0，則一定存在等值點(diǎn)，如此有且只有另一個(gè)邊存在等值點(diǎn)3）若3VZ1=Z2！=Z3，則等值點(diǎn)必在V1V3、V2V3兩邊上48/127Section4DEM等值線生成TIN——Contour等值點(diǎn)追蹤1）開(kāi)曲線+閉曲線2）找到起點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)中間點(diǎn)，判斷終點(diǎn)和起點(diǎn)是否相等3）等值線光滑4）重復(fù)2）3）5）變換等值線值，重復(fù)2）3）4）49/127Section4DEM等值線生成TIN——Contour三角形曲面插值算法——繪制更精美Contour1）每一個(gè)T細(xì)分為15個(gè)更小T2）若離散點(diǎn)值等于當(dāng)前等值線值，可稍微是Zp±i50/127Section4DEM等值線生成Grid——Contour等值點(diǎn)確實(shí)定等值點(diǎn)追蹤自下而上、自左向右、自上而下、自右至左特殊之處：統(tǒng)一等值線會(huì)碰到同一等值線交叉和分支走向不確定多義性問(wèn)題。處理方法：1）順著原來(lái)等值線方向2）其次是選取距離較近等值點(diǎn)舉例51/127Section4DEM舉例ArcView下Grid（2D、3D）ArcView下TIN（2D、3D）ArcView下等值線（2D、3D）52/127Section5空間信息分析基本方法GIS關(guān)鍵，區(qū)分其它系統(tǒng)標(biāo)志空間信息量算空間信息分類(lèi)疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析緩沖區(qū)（鄰域）分析空間統(tǒng)計(jì)分析53/127Section5空間信息分析基本方法空間信息量算質(zhì)心計(jì)算——目標(biāo)平均位置Xg=∑WiXi/∑Wi,Yg=∑Wiyi/∑Wi能夠跟蹤一些地理分布改變幾何計(jì)算點(diǎn)——坐標(biāo)線——長(zhǎng)度、曲率、方向面——面積、周長(zhǎng)體——表面積、體積54/127Section5空間信息分析基本方法空間信息量算形狀量算膨脹性或者緊湊型R=P/2sqrt(∏)*sqrt(A)R<1——緊湊型R=1——○R>1——膨脹型55/127Section5空間信息分析基本方法空間信息分類(lèi)經(jīng)過(guò)信息分類(lèi)算法，能夠得到不一樣呈圖結(jié)果（如地圖），這些結(jié)果是不會(huì)對(duì)GIS數(shù)據(jù)本身有任何影響。分類(lèi)算法主成份分析法層次分析法系統(tǒng)聚類(lèi)分析判別分析56/127Section5空間信息分析基本方法空間信息分類(lèi)主成份分析法經(jīng)過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，將眾多信息壓縮表示為若干含有代表性合成變量，克服了變量選擇時(shí)冗余和相關(guān)，然后選擇最豐富少數(shù)因子進(jìn)行各類(lèi)聚類(lèi)分析層次分析法（AHP）把相互關(guān)聯(lián)要素按隸屬關(guān)系劃分為若干層次，請(qǐng)教授對(duì)各層次主要性定量打分，綜合得出各層各要素權(quán)值，作為綜合分析基礎(chǔ)57/127Section5空間信息分析基本方法空間信息分類(lèi)系統(tǒng)聚類(lèi)分析對(duì)不一樣要素劃分類(lèi)別往往反應(yīng)不一樣目標(biāo)等級(jí)序列依據(jù)實(shí)體間相同程度，逐步合并為若干類(lèi)別，其相同程度有距離或相同系數(shù)定義判別分析和系統(tǒng)聚類(lèi)都包括分類(lèi)，不一樣處：判別分析預(yù)先確定出等級(jí)序列因子標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)把分析地理實(shí)體安排在適當(dāng)位置58/127Section5空間信息分析基本方法疊加分析兩層或多層疊加產(chǎn)生一個(gè)新層，創(chuàng)建了新空間關(guān)系以及屬性關(guān)系。按照一定數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶(hù)需要結(jié)果或回答提出問(wèn)題。59/127Section5空間信息分析基本方法疊加分析多邊形間疊加多邊形之和——保留兩層里全部多邊形多邊形之積——保留兩層輸入共同覆蓋區(qū)域多邊形疊合——以一層邊界為準(zhǔn)，輸出第一層內(nèi)第二層內(nèi)多邊形點(diǎn)與多邊形疊加——計(jì)算包含關(guān)系線和多邊形疊加——相交關(guān)系確定60/127Section5空間信息分析基本方法網(wǎng)絡(luò)分析運(yùn)籌學(xué)里一個(gè)基本模型根本目標(biāo)：網(wǎng)絡(luò)工程怎樣安排，并使其運(yùn)行效果更加好舉出實(shí)例？基本思想：人類(lèi)活動(dòng)總是趨向于按一定目標(biāo)選擇到達(dá)最正確效果空間位置，意義重大。61/127Section5空間信息分析基本方法網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)基本組成部分及屬性1）鏈（Link）——網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)線，狀態(tài)：阻力與需求2）障礙（Barrier）——禁止網(wǎng)絡(luò)流通點(diǎn)3）拐角點(diǎn)（Turn）——出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)Link中全部分割結(jié)點(diǎn)，狀態(tài)：阻力4）中心（Center）——接收或分配資源位置，狀態(tài)：容量，輻射半徑和時(shí)間限制等5）站點(diǎn)（Stop）：路徑選擇中資源增減站點(diǎn)，狀態(tài)：運(yùn)輸資源需求62/127Section5空間信息分析基本方法網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用一——路徑分析1）靜態(tài)求最正確路徑2）動(dòng)態(tài)分段技術(shù)：把路徑分段，求每段最正確路徑3）N條最正確路徑分析：baidu地圖上北京兩站點(diǎn)公交線路查詢(xún)4）最短路徑5）動(dòng)態(tài)最正確路徑——Link權(quán)值動(dòng)態(tài)改變63/127Section5空間信息分析基本方法網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用二——地址匹配對(duì)地址位置查詢(xún)，包括到地址編碼。應(yīng)用三——資源分配由Center及其狀態(tài)屬性和網(wǎng)絡(luò)組成。分配方式有兩種1）以Center為中心擴(kuò)散2）以Center為中心集中資源分配應(yīng)用范圍：計(jì)算中心地等時(shí)區(qū)、某區(qū)各派出所服務(wù)范圍、等費(fèi)用距離區(qū)、商業(yè)中心確定64/127Section5空間信息分析基本方法緩沖區(qū)分析定義：針對(duì)點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立其周?chē)欢▽挾确秶詢(xún)?nèi)緩沖區(qū)多邊形。點(diǎn)緩沖區(qū)——以點(diǎn)為中心一定半徑圓線緩沖區(qū)——以線為中心軸線，距離軸線一定距離平行條帶多邊形面緩沖區(qū)——基于面要素多邊形邊界緩沖區(qū)應(yīng)用：汽車(chē)服務(wù)區(qū)選擇，道路綠茵帶確實(shí)定等65/127Section5空間信息分析基本方法緩沖區(qū)分析定義：針對(duì)點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立其周?chē)欢▽挾确秶詢(xún)?nèi)緩沖區(qū)多邊形。點(diǎn)緩沖區(qū)——以點(diǎn)為中心一定半徑圓線緩沖區(qū)——以線為中心軸線，距離軸線一定距離平行條帶多邊形面緩沖區(qū)——基于面要素多邊形邊界緩沖區(qū)應(yīng)用：汽車(chē)服務(wù)區(qū)選擇，道路綠茵帶確實(shí)定等66/127Section5空間信息分析基本方法空間統(tǒng)計(jì)分析常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析均值、綜合、方差、頻數(shù)、峰度系數(shù)等參數(shù)確立空間自相關(guān)分析I=（N/Wij)*(∑∑wij*(xi-xa)*(xj-xa))/(xi-xa)N——空間實(shí)體數(shù)目Xi——空間實(shí)體屬性值Xa——為xi平均值Wij=1表示空間實(shí)體i，j相鄰，若為0則表示不鄰I=1表示空間字正相關(guān)（聚合分布），I=-1表示空間自負(fù)相關(guān)（離散分布）；I=0,表示隨機(jī)分布67/127Section5空間信息分析基本方法空間統(tǒng)計(jì)分析回歸分析分析兩組或者多組變量之間相關(guān)關(guān)系，常見(jiàn)分析方程為：線性回歸、指數(shù)回歸、對(duì)數(shù)回歸、多元回歸等趨勢(shì)分析經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)模型模擬地理特征空間分布和時(shí)間過(guò)程，把地理要素時(shí)空分布實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間不足部分內(nèi)插或預(yù)測(cè)出來(lái)68/127Section5空間信息分析基本方法空間統(tǒng)計(jì)分析教授打分模型將各影響原因按其相對(duì)主要性排隊(duì)，給出各原因所占權(quán)重值，對(duì)每一要素內(nèi)部進(jìn)行深入分析，在該類(lèi)中對(duì)要素打分，最終系統(tǒng)復(fù)合，得出排序結(jié)果，以表示對(duì)結(jié)果影響優(yōu)劣程度，以供決議。Gp=WiCip1）Gp——p點(diǎn)最終復(fù)合結(jié)果值2）Wi表示第i個(gè)要素權(quán)重3）Cip表示第i個(gè)要素在p點(diǎn)類(lèi)別教授打分分值69/127Section6地學(xué)模型分類(lèi)三類(lèi)1）基于物理和化學(xué)原理理論模型2）廣泛用于地學(xué)領(lǐng)域基于原理和經(jīng)驗(yàn)混合模型3）基于原理變量【確定】和經(jīng)驗(yàn)變量【不確定】之間統(tǒng)計(jì)關(guān)系或啟發(fā)式關(guān)系模型——>Section7經(jīng)典疊加模型70/127Section7經(jīng)典疊加模型分析二值布爾邏輯模型二值非權(quán)重布爾邏輯模型黑白圖二值權(quán)重布爾邏輯模型灰度圖或彩圖垃圾場(chǎng)選址71/127Section7經(jīng)典疊加模型分析垃圾場(chǎng)選址條件1）表面非密致物質(zhì)大于最小要求厚度2）低滲透率3）坡度平穩(wěn)4）基巖非破碎灰?guī)r5）不發(fā)生洪水6）農(nóng)業(yè)區(qū)7）非優(yōu)等更低8）和市政區(qū)域有一定距離9）和主要道路有一定距離10）非環(huán)境敏感區(qū)11）>0.5km272/127Section7經(jīng)典疊加模型分析二值非權(quán)重模型方程（參看表4.5）C1=class(1)>4–表土厚度級(jí)別大于4C2=class(2)<2–滲透性級(jí)別小于2C3=class(3)<2–坡度級(jí)別小于2C4=class(4)!=4–地址情況基巖非limestoneC5=class(5)!=1-100年內(nèi)無(wú)洪水C6=class(6)>1–為農(nóng)業(yè)區(qū)C7=class(7)>1–非優(yōu)等耕地C8=class(8)<4–與城區(qū)邊界<3kmC9=class(9)<6–與主干路邊界<5kmC10=class(10)==1–非環(huán)境敏感區(qū)73/127Section7經(jīng)典疊加模型分析二值非權(quán)重模型方程（參看表4.5）進(jìn)行C1andC2andC3…andC10=VV為真值為1，假為1，得到如圖4.31圖A所表示兩塊區(qū)域Z1,Z2，其中Area(Z1)=.4km2,Area(Z2)=1.4km2,則選定Z2為垃圾場(chǎng)地址在實(shí)際應(yīng)用中，許多問(wèn)題布爾集合值不是簡(jiǎn)單1、0，而是0-1之間值，而且不能視為全部數(shù)據(jù)層含有同等主要性，應(yīng)依據(jù)各數(shù)據(jù)層主要程度，而給予一定權(quán)值74/127Section7經(jīng)典疊加模型分析二值非權(quán)重模型方程（參看表4.5）進(jìn)行C1andC2andC3…andC10=VV為真值為1，假為1，得到如圖4.31圖A所表示兩塊區(qū)域Z1,Z2，其中Area(Z1)=.4km2,Area(Z2)=1.4km2,則選定Z2為垃圾場(chǎng)地址在實(shí)際應(yīng)用中，許多問(wèn)題布爾集合值不是簡(jiǎn)單1、0，而是0-1之間值，而且不能視為全部數(shù)據(jù)層含有同等主要性，應(yīng)依據(jù)各數(shù)據(jù)層主要程度，而給予一定權(quán)值75/127Section7經(jīng)典疊加模型分析二值權(quán)重布爾邏輯模型針對(duì)目標(biāo)：多個(gè)二值圖層給每個(gè)二值圖層賦以一個(gè)權(quán)重因子對(duì)于每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行多二值圖層布爾邏輯組合運(yùn)算S=∑WiClass（Mapi）/∑Wi1)Wi為第i層數(shù)據(jù)層權(quán)重2）Class（Mapi)是第i類(lèi)數(shù)據(jù)層二值條件值，為1代表滿(mǎn)足第i個(gè)垃圾選址條件，為0則不滿(mǎn)足3）S∈[0,1]76/127Section7經(jīng)典疊加模型分析二值權(quán)重布爾邏輯模型求解步驟1）S1=5，S2=3，S3=3，S4=2，S5=6，S6=8，S7=4，S8=6，S9=6，S10=1；則∑Wi=∑Si2）C11=S1*C1，C22=S2*C2，…,C1010=S10*C103)每一點(diǎn)值求解：Output=（C11+C22+…+C1010)/∑Si4)因Output∈[0,1]，則對(duì)Output進(jìn)行分級(jí)（如按0.2分5個(gè)級(jí)別），并輸出結(jié)果

Final=Classify（Output,.5)

Result(Final）5）如圖4.13B得到適宜性級(jí)別圖，依據(jù)需要對(duì)垃圾場(chǎng)進(jìn)行選址（不一定在適宜性最大區(qū)域）77/127Section7經(jīng)典疊加模型分析圖層權(quán)重—級(jí)別打分疊加模型二值權(quán)重模型限定圖層是二值圖，不過(guò)實(shí)際情況每個(gè)圖層多于兩個(gè)級(jí)別，所以除了給圖層進(jìn)行打分外，還要為單個(gè)圖層不一樣分級(jí)類(lèi)別進(jìn)行打分（參看表4.5）則任意點(diǎn)疊加平均分?jǐn)?shù)計(jì)算公式以下：Wi為圖層權(quán)重Sij是第i層數(shù)據(jù)層第j類(lèi)級(jí)別數(shù)據(jù)打分若Sij=-1，則說(shuō)明不論其它圖層在該點(diǎn)級(jí)別分?jǐn)?shù)怎樣反應(yīng)選址條件適當(dāng)程度，也不能作為最終垃圾處理場(chǎng)址78/127Section7經(jīng)典疊加模型分析圖層權(quán)重—級(jí)別打分疊加模型求解步驟1）SumW=S1+S2+…+S102）C111=S1*table（1，Class（1），“Score”）…10)C999=S9*table(9,Class(9),“Score”）11）C101010=S10*table(10,class(10),“Score”）12)每一位置最終評(píng)分：Out=(C111+C222+…+C999+C101010)/SumW13)考慮分級(jí)打分為-1情況：MINC=Min(C111,C222,…,C101010),if(MINC<0)Out=014)對(duì)Out進(jìn)行分類(lèi)：New=Classify（OUT，‘MULTI’)15)Result(New)注：Table第一個(gè)參數(shù)為圖層號(hào)，第二個(gè)參數(shù)找到當(dāng)前圖層數(shù)據(jù)類(lèi)別，第三個(gè)參數(shù)為該數(shù)據(jù)類(lèi)別對(duì)應(yīng)分值79/127Section7經(jīng)典疊加模型分析圖層權(quán)重—級(jí)別打分疊加模型較如前兩種有更大靈活性，能夠調(diào)整圖層權(quán)重以及各圖層不一樣數(shù)據(jù)分級(jí)分值來(lái)反應(yīng)教授各種判斷不足之處：含有線性附加特征，下一個(gè)“含糊邏輯模型”和其類(lèi)似，不過(guò)更靈活，而且改進(jìn)了線性附加特征80/127Section7經(jīng)典疊加模型分析含糊邏輯方法概述含糊關(guān)系函數(shù)（連續(xù)表示、離散表示）如P138頁(yè)上函數(shù)表示式及表4.6含糊關(guān)系值∈【0,1】和圖層權(quán)重及數(shù)據(jù)級(jí)別分?jǐn)?shù)一樣，反應(yīng)了1）數(shù)據(jù)層對(duì)問(wèn)題處理主要性程度2）同一數(shù)據(jù)層不一樣數(shù)據(jù)級(jí)別相對(duì)主要性81/127Section7經(jīng)典疊加模型分析含糊關(guān)系函數(shù)（每個(gè)圖層都對(duì)應(yīng)一個(gè)）含糊與（FuzzyAnd）MIN（μa，μb，μc…),取當(dāng)前位置在不一樣圖層含糊關(guān)系值中最小值含糊或（FuzzyOr）MAX（μa，μb，μc…),取當(dāng)前位置在不一樣圖層含糊關(guān)系值最大值含糊代數(shù)積（FuzzyAlgebraicProduct)∏μi因?yàn)棣蘨∈[0,1]，在值越×越小82/127Section7經(jīng)典疊加模型分析含糊關(guān)系函數(shù)含糊代數(shù)加和（FuzzyAlgebraicSum)1-∏（1-μi）因?yàn)棣蘨∈[0,1]，在值是越多圖層參加越大含糊Gamma操作（FuzzyalgebraicSum）^r/(FuzzyalgebraicProduct)^(1-r),r∈[0,1]當(dāng)r=0，則為含糊代數(shù)積；r=1，則為含糊代數(shù)加和r值正確選擇有利于加和“增大”和積“減小”兩種趨勢(shì)中取得平衡，參看P140圖4.3383/127Section7經(jīng)典疊加模型分析垃圾場(chǎng)選址含糊邏輯模型程式1）Gamma=.952)C1=table(1,class(1),“Fuzzy”)…11)C10=table(10,class(10),“Fuzzy”）12）計(jì)算積與加和Product=C1*C2*…*C10Sum=1-（（1-C1）*（1-C2）*…*(1-C10)）13）求值：Out=（Sum^Gamma)*(Product^(1-Gamma))84/127Section7經(jīng)典疊加模型分析垃圾場(chǎng)選址含糊邏輯模型程式14)對(duì)輸出Out進(jìn)行分類(lèi)：Member=Classify（OUT，“FUZTAB”）15）Result（Member）85/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型地理位置機(jī)構(gòu)設(shè)施地理位置選擇和確定對(duì)于生產(chǎn)單位和服務(wù)企業(yè)發(fā)展含有直觀主要作用機(jī)構(gòu)設(shè)施區(qū)位評(píng)價(jià)——服務(wù)設(shè)施空間位置分布模式機(jī)構(gòu)設(shè)施區(qū)位優(yōu)化——最正確位置搜尋86/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型地理位置Christaller——中心地理論（圖4.34）古典模型：對(duì)包含單一目標(biāo)、且內(nèi)部需求全部針對(duì)這個(gè)目標(biāo)中心含有均質(zhì)性市場(chǎng)功效區(qū)域進(jìn)行空間分析和模擬當(dāng)代模型：針對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中那些含有不確定性、包括多目標(biāo)消費(fèi)行為和復(fù)雜供給行為市場(chǎng)功效區(qū)域進(jìn)行分析和模擬87/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型地理位置其它模型Reily零售重力模型Batty裂點(diǎn)方程Tobler價(jià)格場(chǎng)和作用風(fēng)基于前三種修正式空間線性?xún)?yōu)化模型88/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式用于處理位置（Location）——分配（Allocation）問(wèn)題由若干需求點(diǎn)（如居民集中點(diǎn)），確定供給點(diǎn)（如公共設(shè)施）以及（或）供給點(diǎn)需求分配，以完成規(guī)劃1）需求點(diǎn)

供給點(diǎn)Location2）供給點(diǎn)

分配給那些需求點(diǎn)Allocation3）同時(shí)求供給及分配Location+Allocation89/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式優(yōu)化模式基本結(jié)構(gòu)一系列邊界條件：求目標(biāo)函數(shù)極大/小值，代表了規(guī)劃目標(biāo)必須滿(mǎn)足規(guī)劃條件以及對(duì)于目標(biāo)規(guī)劃區(qū)域功效基本評(píng)價(jià)。普通一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：代表了一個(gè)最大程度可能到達(dá)規(guī)劃目標(biāo)。邊界條件和目標(biāo)函數(shù)均為線性。90/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)按照7種目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)規(guī)劃時(shí)間范圍問(wèn)題空間類(lèi)型公共設(shè)施服務(wù)方式運(yùn)輸費(fèi)用負(fù)擔(dān)者公共設(shè)施使用類(lèi)型需求點(diǎn)分配類(lèi)型從屬區(qū)域類(lèi)型如圖4.3691/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)By規(guī)劃時(shí)間范圍靜態(tài)優(yōu)化模式（某個(gè)時(shí)間段）慣用動(dòng)態(tài)優(yōu)化模式（多個(gè)時(shí)間段）易于描述處理實(shí)際規(guī)劃問(wèn)題時(shí)，因?yàn)閮?yōu)化目標(biāo)規(guī)模過(guò)大而難以實(shí)現(xiàn)92/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)By問(wèn)題空間類(lèi)型連續(xù)優(yōu)化模式（全部點(diǎn)都是供給點(diǎn)）離散優(yōu)化模式（部分點(diǎn)是供給點(diǎn)）可用來(lái)處理實(shí)際問(wèn)題93/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)By公共設(shè)施服務(wù)方式集中式優(yōu)化模式公共設(shè)施只限于在某個(gè)確認(rèn)地點(diǎn)為需求者提供服務(wù)如：學(xué)校、幼稚園…分布式優(yōu)化模式公共設(shè)施所提供服務(wù)必須從供給點(diǎn)經(jīng)過(guò)某種運(yùn)輸伎倆帶給需求者如消防隊(duì)、120、刑警隊(duì)等94/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)By運(yùn)輸費(fèi)用負(fù)擔(dān)者集中式公共設(shè)施，需求者自行負(fù)擔(dān)前往費(fèi)用社會(huì)公正、機(jī)會(huì)均等分布式公共設(shè)施，需求者支付費(fèi)用與路途距離無(wú)關(guān)工作效率95/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)By公共設(shè)施使用類(lèi)型一些公共設(shè)施不存在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——要求型設(shè)施類(lèi)型強(qiáng)制需求者使用，如小學(xué)、醫(yī)院等規(guī)模能夠預(yù)測(cè)一些自愿使用設(shè)施，如商廈、飯店、賓館、公園等規(guī)模難以預(yù)測(cè)96/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)By需求點(diǎn)分配類(lèi)型在分布式位置-分配系統(tǒng)中，需求點(diǎn)分配類(lèi)型是要求型。這類(lèi)公共設(shè)施確定從屬區(qū)域是確定在集中式位置-分配系統(tǒng)中，需求點(diǎn)分配類(lèi)型是自愿型。這類(lèi)公共設(shè)施確定從屬區(qū)域是不確定97/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型空間優(yōu)化模式分類(lèi)By從屬區(qū)域類(lèi)型需求點(diǎn)要求分配與不相連從屬區(qū)域相對(duì)應(yīng)需求點(diǎn)資源分配與相連從屬區(qū)域相對(duì)應(yīng)98/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型靜態(tài)——離散空間優(yōu)化模式考慮潛在供給點(diǎn)位置和從屬區(qū)域確實(shí)定長(zhǎng)時(shí)間不變符號(hào)定義Sn={i,i=1,2,…,n}需求點(diǎn)數(shù)量bi(i=1,…,n)需求點(diǎn)i對(duì)某種貨物或服務(wù)需求量Sp={j,j=1,2,…,n}潛在供給點(diǎn)Sa={j,j=1,…,mm<=n}供給點(diǎn)數(shù)量Ku(j)j供給點(diǎn)最低容納量（下限）Ko(j)j供給點(diǎn)最高容納量（上限）99/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型靜態(tài)——離散空間優(yōu)化模式符號(hào)定義Xij——j供給點(diǎn)是否滿(mǎn)足需求點(diǎn)i需求，滿(mǎn)足，Xij=1；反之，Xij=0；如圖P147圖4.37∑Xii——供給點(diǎn)數(shù)量biXij——需求點(diǎn)i能夠被供給點(diǎn)j所滿(mǎn)足對(duì)某種貨物或者服務(wù)需求量∑biXij（i∈[1,n]）——供給點(diǎn)j處設(shè)施規(guī)模100/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型靜態(tài)——離散空間優(yōu)化模式可靠近度對(duì)Location-Allocation系統(tǒng)評(píng)價(jià)參數(shù)之一，可看做某處公共設(shè)施對(duì)居民供給程度優(yōu)化程度三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)1）M1(a,c)=∑bi(dij^a)Xij(a>0,c為參數(shù),dij>=c）2）M2(c1)=∑biXij(dij>=c1,c1為參數(shù)）3）M3=maxdijXij其中ij∈Sn，dij為i到j(luò)運(yùn)輸或者路途費(fèi)用M1為通用標(biāo)準(zhǔn)，a值越大，表示距離影響越大；M2為M1在a=0和c=c1是特殊情況；M3是遠(yuǎn)距離最主要可靠近標(biāo)準(zhǔn)101/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型靜態(tài)——離散空間優(yōu)化模式邊界條件（13個(gè)）—對(duì)目標(biāo)規(guī)劃中相關(guān)參數(shù)值約束條件R1——全部需求點(diǎn)得以供給對(duì)于全部i∈Sn，有∑Xij>=1R1a——對(duì)于不相連區(qū)域，對(duì)于全部i∈Sn，有∑Xij=1R2——對(duì)于全部i,j∈Sn,且Xij=1，則有P個(gè)i點(diǎn)i1,i2,…,ip，對(duì)于I∈[1,p-1]，iI和iI+1相鄰，這一條件要求每個(gè)供給點(diǎn)從屬區(qū)域應(yīng)含有一定緊密性R3——對(duì)于全部i,j∈Sn：Xjj>=Xij,要求全部供給點(diǎn)位于各自從屬區(qū)域內(nèi)102/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型靜態(tài)——離散空間優(yōu)化模式邊界條件（13個(gè)）R4——M3<=c0,確保不超出一定運(yùn)輸費(fèi)用，針對(duì)對(duì)距離相當(dāng)敏感用戶(hù)所建設(shè)施以及搶救設(shè)施提出R5——[∑biXij/∑bi]<=a1（dij>c1),該條件要求至多只能是人口一部分a1離分配給他們供給點(diǎn)距離超出已知距離上限C1R6——[∑biXij/∑bi]<=a2(dij>cu,Vj且Xij=1),此時(shí)要求至多只能有居民人口一部分能夠居住在離最近供給點(diǎn)臨界距離Cu內(nèi)（cu<c1，Vj為j供給區(qū)域）R7——mindij(bi>0,Xjj=1）>=c2103/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型靜態(tài)——離散空間優(yōu)化模式邊界條件（13個(gè)）R8——對(duì)設(shè)施絕對(duì)頻繁度最高程度要求加以限制k+∑Xii<=M（M表示設(shè)施數(shù)量，k表示第2、3、4公共設(shè)施總數(shù)）對(duì)潛在供給點(diǎn)及供給點(diǎn)從屬區(qū)域設(shè)施提出限制R9——∑biXij>=Ku(j)R10——∑biXij<=Ko(j)R11——對(duì)于全部i∈Sa，則Xii=1R12——對(duì)于全部i∈S0（排除為供給點(diǎn)集合），則Xii=0104/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型靜態(tài)——離散空間優(yōu)化模式目標(biāo)函數(shù)（5個(gè)，普通只使用一個(gè)）Z1——Z1（Xij）=Ｍ３Z2——Z2（Xij）=1/b*Ｍ２（ｃ１）Z3——Z3（Xij）=Ｍ１（ａ，ｃ）Z4——Z4（Xij）=k+∑XiiZ5——Z5（Xij）=∑XiiZ1-Z3最小化了運(yùn)輸費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)或最大化了定義各異可靠近度Z4使公共設(shè)施絕對(duì)頻繁度最小化Z5最大化了供給點(diǎn)數(shù)量，從而提升公共設(shè)施在當(dāng)?shù)厥褂眯?05/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型基本定位——配置模型沒(méi)有容納量限制L-A模型完全覆蓋模型1）問(wèn)題描述：對(duì)帶有盡可能少供給點(diǎn)區(qū)域做出供給，使需求點(diǎn)和非配供給點(diǎn)之間距離不超出已知程度2）條件R1a、R4、R11、R123）函數(shù)Z4且k=0106/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型基本定位——配置模型沒(méi)有容納量限制L-A模型模型類(lèi)型21）問(wèn)題描述：在已知供給點(diǎn)數(shù)量時(shí)，用于最大化可靠近度模式問(wèn)題2）R1a、R2、R3、R8、R11、R123）Z1或Z2或Z3107/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型基本定位——配置模型沒(méi)有容納量限制L-A模型模型類(lèi)型31）問(wèn)題描述：在已知供給點(diǎn)數(shù)量和附加可靠近度限制時(shí)，用于最大化可靠近度模式2）R1a、R2、R3、R4、R5、R8、R11、R123）Z1或Z2或Z3108/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型基本定位——配置模型沒(méi)有容納量限制L-A模型模型類(lèi)型4——最大供給散布模式1）問(wèn)題描述：在農(nóng)村人口稀少地域，主要設(shè)施及其從屬區(qū)域最小規(guī)模是一個(gè)臨界參數(shù)。2）R1a、R2、R3、R9、R11、R123）Z4且K=0109/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型基本定位——配置模型有容納量限制L-A模型模型類(lèi)型51）R1a、R2、R3、R4、R8、R9、R10、R11、R122）Z1或Z2或Z3110/127Section8空間區(qū)位-配置信息模型六、L-A模型案例分析P150-P153111/127Section9空間決議信息模型諸如區(qū)劃分析、土地利用規(guī)劃、城鎮(zhèn)區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、設(shè)施位置選擇等問(wèn)題都需要進(jìn)行空間行為決議。描述性知識(shí)：一組以描述性方式表示知識(shí)（有益于概念、意見(jiàn)、價(jià)值取向表示）程式性知識(shí)：以方程或模型方式表示（不利于表示人類(lèi)直覺(jué)、評(píng)價(jià)和判斷）普通空間行為決議問(wèn)題都是半/非結(jié)構(gòu)化，故需經(jīng)過(guò)描述性知識(shí)和程式性知識(shí)交互處理112/127Section9空間決議信息模型空間行為決議問(wèn)題決議：對(duì)事件（問(wèn)題狀態(tài)）、對(duì)策和效果總稱(chēng)Udm={A，Y，P}Udm（UnifiedDimensionalModel，統(tǒng)一空間模型）A：事件集Y：對(duì)策集P：效果集113/127Section9空間決議信息模型空間行為決議模式空間行為決議：決議者在一定地理環(huán)境條件下為取得某種空間行為決議方案而進(jìn)行思維活動(dòng)。如圖4-401）空間行為問(wèn)題識(shí)別2）空間行為問(wèn)題確實(shí)定3）結(jié)合與問(wèn)題相關(guān)空間數(shù)學(xué)及統(tǒng)計(jì)模型（空間信息模型）a、已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)b、約束條件c、心理原因d等得出若干評(píng)價(jià)方案（a——程式性知識(shí)，b-d——描述性知識(shí)）4）選出最正確方案114/127Section9空間決議信息模型空間行為決議模式如圖4.41——空間行為決議模式空間信息模型描述空間行