《GIS空間分析理論與方法》課件-距離制圖基礎(chǔ)

距離制圖基礎(chǔ)GIS空間分析理論與方法目錄CONTENTS引入成本和成本距離源010203距離方向數(shù)據(jù)04距離分析函數(shù)051引入問(wèn)題：計(jì)算學(xué)校周邊的噪聲緩沖區(qū)。1.輸入數(shù)據(jù)：學(xué)校位置（點(diǎn)圖層）。2.生成歐氏距離柵格（單位：米）。3.提取距離學(xué)校500米內(nèi)的區(qū)域作為“高噪聲緩沖區(qū)”。4.疊加居民區(qū)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)受影響人口。距離制圖是根據(jù)每個(gè)柵格與其最鄰近要素（源）的距離進(jìn)行分析制圖。1引入應(yīng)用場(chǎng)景：城市規(guī)劃：分析居民區(qū)到公園、醫(yī)院的可達(dá)性。生態(tài)保護(hù)：計(jì)算野生動(dòng)物棲息地到人類活動(dòng)區(qū)的緩沖距離。災(zāi)害評(píng)估：確定洪水、火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域與避難所的最近路徑。商業(yè)選址：評(píng)估潛在店鋪位置到目標(biāo)客戶群的距離。2源源（Source）即距離分析中的目標(biāo)或目的地，它表現(xiàn)在GIS數(shù)據(jù)特征上就是一些離散的點(diǎn)、線、面要素。要素可以鄰接，但屬性不能相同。源可以是柵格數(shù)據(jù)，也可以是矢量數(shù)據(jù)。點(diǎn)源：醫(yī)院、學(xué)校、消防站等設(shè)施的位置。線源：道路、河流、輸電線路等線性要素。面源：湖泊、公園、工業(yè)區(qū)等面狀區(qū)域。源的作用1.確定距離起點(diǎn)：所有像元或位置的距離值基于其到最近源的最小距離。2.多源處理：當(dāng)存在多個(gè)源時(shí)，計(jì)算每個(gè)像元到所有源的最短距離，并取最小值（或指定規(guī)則下的最優(yōu)值）。3成本和成本距離成本（Cost）即到達(dá)目標(biāo)或目的地的花費(fèi)?？梢允菚r(shí)間、能耗、經(jīng)濟(jì)成本等。成本距離分析通過(guò)成本柵格（CostSurface）量化這種代價(jià)，計(jì)算基于最小累積成本的路徑。成本柵格的構(gòu)建：1.確定影響因素：根據(jù)分析目標(biāo)選擇成本因子，例如：地形坡度（坡度越大，移動(dòng)成本越高）。土地利用類型（林地穿越成本>草地>公路）。障礙物（如河流、圍墻需繞行）。交通速度（不同道路類型的行駛時(shí)間）。3成本和成本距離2.標(biāo)準(zhǔn)化與加權(quán)：將各因子歸一化為統(tǒng)一量綱（如0-1或1-100），并根據(jù)重要性分配權(quán)重，生成綜合成本柵格。成本距離的計(jì)算邏輯累積成本：從源出發(fā)，計(jì)算到達(dá)每個(gè)像元的最小累積成本路徑。各向異性：移動(dòng)方向影響成本（例如，爬坡比下坡更耗能）4距離方向數(shù)據(jù)在距離制圖中，距離方向數(shù)據(jù)記錄了每個(gè)位置（柵格像元或矢量點(diǎn)）到最近源（目標(biāo)要素）的移動(dòng)方向或最優(yōu)路徑的走向。（1）核心定義方向柵格：每個(gè)像元的值表示從該位置到最近源的最優(yōu)移動(dòng)方向。路徑回溯：結(jié)合方向數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)，可重建從任意位置到源的最優(yōu)路徑。（2）數(shù)據(jù)類型角度表示：以度數(shù)（0°~360°）記錄方向（如0°為正北，90°為正東）。編碼表示：用整數(shù)代碼代表移動(dòng)方向（如GIS中，1-8分別對(duì)應(yīng)東、東南、南等八個(gè)方向）5距離分析函數(shù)ArcGIS提供了許多用于量測(cè)距離和分析的函數(shù)：（1）廊道分析：計(jì)算兩個(gè)輸入累積成本柵格的累積成本總和；（2）成本分配：在累積成本的基礎(chǔ)上計(jì)算最近源；（3）成本回溯鏈接：定義最小成本源的最小累積成本路徑上的下一個(gè)相鄰像元；（4）成本距離：計(jì)算每個(gè)單元到成本面上最近源的最小累積成本距離；（5）成本路徑：計(jì)算從源到目標(biāo)的最小成本路徑；（6）歐式距離：量測(cè)每一個(gè)單元到最近源的直線距離；（7）歐式方向：計(jì)算每個(gè)單元最近源的方向，單位為度；（8）歐式分配：賦予每個(gè)單元直線距離最近源的值；（9）路徑距離：為每個(gè)像元計(jì)算與最近源之間的最小累積成本距離，同時(shí)考慮表面距離及水平和垂直成本因素；（10）路徑距離分配：根據(jù)成本面上的最小累積成本計(jì)算每個(gè)像元的最近源，同時(shí)考慮表面距離及水平和