地理信息系统原理课件：第6章 空间分析.ppt

1、16.1 空间分析的内容空间分析的内容 6.2 空间数据的基本运算空间数据的基本运算6.3 空间数据的查询空间数据的查询6.4 空间数据的叠置分析空间数据的叠置分析6.5 空间数据的邻域分析空间数据的邻域分析6.6 空间数据的网络分析空间数据的网络分析2GIS中的空间分析包含中的空间分析包含:空间数据的空间特征分析空间数据的空间特征分析;空间数据的非空间特征分析空间数据的非空间特征分析;空间特征和非空间特征的联合分析。空间特征和非空间特征的联合分析。 空间分析是空间分析是GIS的重要内容，也是评价一个的重要内容，也是评价一个GIS功能强弱的重要标志。功能强弱的重要标志。 空间分析空间分析通过空

2、间数据的分析算法，获取地通过空间数据的分析算法，获取地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间演变等新信息。间演变等新信息。31) GIS系统提供的空间分析系统提供的空间分析 各类系统提供的分析能力的差异性很大，主要各类系统提供的分析能力的差异性很大，主要有查询检索分析、空间形态分析、地形分析、叠有查询检索分析、空间形态分析、地形分析、叠置分析、邻域分析、网络分析、图象分析、空间置分析、邻域分析、网络分析、图象分析、空间统计分析等。统计分析等。 2)专用空间模型分析专用空间模型分析 指在指在GIS支持下通过建立一定的数学模型实现支持下通过建立一定的数学

3、模型实现地理现象的分析和模拟，这是地理现象的分析和模拟，这是GIS应用深化的应用深化的重要标志。重要标志。41) 空间数据的空间特性分析空间数据的空间特性分析空间位置分析：空间位置分析：指通过空间坐标系中坐标值来确定空间指通过空间坐标系中坐标值来确定空间物体的地理位置。物体的地理位置。空间分布分析：空间分布分析：空间分布反映了同类空间物体的群体定空间分布反映了同类空间物体的群体定位信息。位信息。空间形态分析：空间形态分析：空间形态反映了空间物体的几何特征，空间形态反映了空间物体的几何特征，包括形态表示和形态计算两个方面。前者如走向、连通包括形态表示和形态计算两个方面。前者如走向、连通性等，后者

4、如面积、周长、坡度。性等，后者如面积、周长、坡度。空间关系分析：空间关系分析：空间关系反映空间物体之间的各种关系，空间关系反映空间物体之间的各种关系，如方位关系、距离关系、拓扑关系、相似关系等。如方位关系、距离关系、拓扑关系、相似关系等。2) 空间数据的非空间特性分析空间数据的非空间特性分析主要是基于数据库的统计分析。主要是基于数据库的统计分析。5确定分析目的和评价准则确定分析目的和评价准则收集、输入空间、属性数据收集、输入空间、属性数据作空间位置的处理、分析作空间位置的处理、分析 作属性信息的处理、分析作属性信息的处理、分析获得简要分析结果（图、表）获得简要分析结果（图、表）解释、评价结果解

5、释、评价结果专题地图、文字报表的修饰，专题地图、文字报表的修饰，形成正式结果，供决策使用形成正式结果，供决策使用6 n1i1n0i2i1i2i1ii)YY()XX(lL点（点（x0,y0)到直线到直线 Ax+By+C=0 之间欧氏之间欧氏距离的计算距离的计算线状物体长度的计算公式为线状物体长度的计算公式为:22B A|CBy0Ax0| D 7用用8 8邻域方向累加地物骨架线通过的栅格数目邻域方向累加地物骨架线通过的栅格数目, ,Nd - 水平和垂直方向的栅格数水平和垂直方向的栅格数Ni - 对角方向的栅格数对角方向的栅格数D - 每个栅格的长度每个栅格的长度DNNlid )2(8 n123n-

6、1X统计相同属性的格网数目。统计相同属性的格网数目。Y2、面积的计算、面积的计算空间数据的自动量算是空间数据的自动量算是GIS 的重要功能，也是进的重要功能，也是进行空间分析的定量化基础。行空间分析的定量化基础。1） 矢量格式下面积的量算通常用辛普森公式矢量格式下面积的量算通常用辛普森公式2） 栅格数据面积的计算栅格数据面积的计算 niiiiiyxyxS111219（1）编程时自动计算面积的公式）编程时自动计算面积的公式（2）判断多边形闭合坐标链走向）判断多边形闭合坐标链走向p计算出面积为正，坐标链走向顺时针；计算出面积为正，坐标链走向顺时针；p计算出面积为负，坐标链走向逆时针。计算出面积为负

7、，坐标链走向逆时针。（3）判断线段（矢量）和空间的关系）判断线段（矢量）和空间的关系p计算计算ABPA的面积，如为正，坐标链走向顺时针，的面积，如为正，坐标链走向顺时针，P在右面。在右面。p计算计算ABPA的面积，如为负，坐标链走向逆时针，的面积，如为负，坐标链走向逆时针，P在左面。在左面。ABP10 区域的质心是区域的质心是目标保持均匀分布的平衡点目标保持均匀分布的平衡点，它通过对目标坐标值加权平均求得它通过对目标坐标值加权平均求得 。 质心通常是指一个多边形或面积的质心通常是指一个多边形或面积的几何中心几何中心。在有些情况下质心描述的不是几何中心，而是分在有些情况下质心描述的不是几何中心，

8、而是分布中心，或加权的平均中心。布中心，或加权的平均中心。 应用范围极其广泛，如：应用范围极其广泛，如： 商场选址应该位于具有最佳势能的定位点处。商场选址应该位于具有最佳势能的定位点处。 经济的增长极可能发生在高势能地区。经济的增长极可能发生在高势能地区。11X,Y 分别是多边形顶点坐标；分别是多边形顶点坐标；n 为顶点数；为顶点数；XG,YG 为多边形的重心为多边形的重心，也称质心。也称质心。注意重心不一定在多边型内。注意重心不一定在多边型内。nn iiGiiGYYXX12 空间数据的查询是空间数据的查询是GIS最基本、最重要的功能之一。最基本、最重要的功能之一。 空间数据查询的实质是找出满

9、足属性约束条件和空间空间数据查询的实质是找出满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。通常属性约束条件用带有比较约束条件的地理对象。通常属性约束条件用带有比较运算符的逻辑表达式描述。运算符的逻辑表达式描述。 GIS中用户的很多问题可通过查询解决，查询还能派中用户的很多问题可通过查询解决，查询还能派生新数据。空间数据的查询涉及到空间数据模型、空生新数据。空间数据的查询涉及到空间数据模型、空间数据拓扑关系、空间索引等。间数据拓扑关系、空间索引等。 13 属性特征的查询主要在属性数据库中完成，这种查询通属性特征的查询主要在属性数据库中完成，这种查询通常基于标准的常基于标准的SQL查询语言查询语言实现

10、，之后按照属性数据和实现，之后按照属性数据和空间数据的对应关系显示图形。空间数据的对应关系显示图形。 标号标号植被植被面积面积101林地林地69.5102农地农地70.8103工业地工业地216.2104林地林地108.3查查 找找如如：通过对下列数据表中属性通过对下列数据表中属性“植被植被”的查找，找到林地。的查找，找到林地。10110110210210310310410414标号植被面积101林地林地69.5102农地农地70.8103工业地工业地216.2104林地林地108.3标号植被面积101林地林地69.5102农地农地70.8103工业地工业地216.2104林地林地108.3标

11、号标号植被植被面积面积101林地林地69.5102农地农地70.8103工业地工业地216.2104林地林地108.3实质是查数据库中植被实质是查数据库中植被=“林地林地” 的记录，并显示。的记录，并显示。15空间特征的查询可分：空间特征的查询可分：(1) 空间几何数据查询空间几何数据查询查询空间目标的坐标点、线长、面积、周长及位查询空间目标的坐标点、线长、面积、周长及位置等。置等。(2) 空间关系查询空间关系查询 基于拓扑关系的查询如邻接性查询、包含性查询、基于拓扑关系的查询如邻接性查询、包含性查询、穿越性查询、落入性查询、方向性查询等。穿越性查询、落入性查询、方向性查询等。例：查长江经过哪

12、几个省例：查长江经过哪几个省?16 这种这种查询条件查询条件中涉及空间特征和属性特征，而不中涉及空间特征和属性特征，而不是将查询结果用空间特性和非空间（属性）特征结是将查询结果用空间特性和非空间（属性）特征结合。合。 例查长江以南（例查长江以南（查空间中位置查空间中位置）、人口数大于）、人口数大于100100万的万的 （查属性查属性）同北京的距离（）同北京的距离（查空间中距离查空间中距离） 小于小于20002000公里的城市。公里的城市。1718 空间查询语言需要在标准空间查询语言需要在标准SQL上增加描述空间关系的上增加描述空间关系的空间关系谓词集并增加空间操作功能。空间关系谓词集并增加空间

13、操作功能。扩充扩充SQL或空间或空间查询语言均未标准化。查询语言均未标准化。 通常需要增加空间数据类型如，点、弧段、多边形、通常需要增加空间数据类型如，点、弧段、多边形、图象；增加空间操作算子如一元空间操作算子、二元空图象；增加空间操作算子如一元空间操作算子、二元空间操作算子等。间操作算子等。如如Mapinfo提供的空间查询例：从世界地图提供的空间查询例：从世界地图world中查中查中国的邻国有哪些中国的邻国有哪些? obj Intersects (select obj from country where Cntry_name=china)19叠合分析叠合分析(Overlay Analysi

14、s)的概念的概念 叠合分析是叠合分析是在统一空间参照系统的条件下，将两层或多层在统一空间参照系统的条件下，将两层或多层地图要素进行叠合产生一个新要素层的操作，其结果将原来地图要素进行叠合产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所要素分割成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。具有的属性。也就是说，叠合分析不仅生成了新的空间关系，也就是说，叠合分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。叠合还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。叠合分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进分析是对新

15、要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。 空间数据的叠置在图层间进行，叠置图层其投影方式、比空间数据的叠置在图层间进行，叠置图层其投影方式、比例尺必需一致、进行配准，使同一地区的轮廓线必需相同。例尺必需一致、进行配准，使同一地区的轮廓线必需相同。20 一、叠置的分类一、叠置的分类按叠置方式按叠置方式视觉叠置视觉叠置条件叠置条件叠置无条件叠置无条件叠置按叠置对象类型按叠置对象类型点和面的叠置点和面的叠置线和面的叠置线和面的叠置面和面的叠置面和面的叠置线和线的叠置线和线的叠置点和点的叠置点和点的叠置按叠置方法按叠

16、置方法矢量叠置矢量叠置栅格叠置栅格叠置21为讨论方便将空间图层为讨论方便将空间图层A，B，C定义为二值图象定义为二值图象1、空间逻辑并（或）运算、空间逻辑并（或）运算AB =X | XA 或或 X B 2、空间逻辑交（与）运算、空间逻辑交（与）运算AB = X |XA 且且 XB 3、空间逻辑差运算、空间逻辑差运算A - B =X | XA 且且 XB 4、空间包含、空间包含A B二、叠置分析的数学基础二、叠置分析的数学基础 空间逻辑运算空间逻辑运算22 视觉信息复合叠置分析的实质是将不同层面的视觉信息复合叠置分析的实质是将不同层面的图信息进行叠加显示，以判断其间的空间关系。图信息进行叠加显示

17、，以判断其间的空间关系。 视觉叠置不改变系统的数据结构，不生成新数视觉叠置不改变系统的数据结构，不生成新数据，但能够给用户带来视觉效果，帮助用户对空据，但能够给用户带来视觉效果，帮助用户对空间信息进行重新区划，以形成新的属性数据。间信息进行重新区划，以形成新的属性数据。三、视觉信息复合三、视觉信息复合23 面状图、线状图和点状图之间的复合；面状图、线状图和点状图之间的复合； 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界之间的复合；域边界之间的复合； 遥感影像与专题地图的复合；遥感影像与专题地图的复合； 专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图；专题

18、地图与数字高程模型复合显示立体专题图； 遥感影像与遥感影像与DTM复合生成三维地物景观。复合生成三维地物景观。 视觉信息复合类型视觉信息复合类型24l 根据点在多边形内的条件根据点在多边形内的条件, ,判别每个点在哪个多边形内判别每个点在哪个多边形内l 形成和多边形联合的属性表形成和多边形联合的属性表点点 属性属性1234*1 *2 *3 *4A DB C这一功能常用于城市中各种服务设施分布情况的分析。这一功能常用于城市中各种服务设施分布情况的分析。四、基于矢量数据结构的叠置分析四、基于矢量数据结构的叠置分析1、点与多边形的叠置、点与多边形的叠置多边形多边形 属性属性1 属性属性2 A B C

19、 D点点 多边形多边形 点属性点属性 面属性面属性1 面属性面属性21 A2 D3 C4 B251）点与多边形的叠合）点与多边形的叠合 点与多边形的叠合是确定一图层上的点落在点与多边形的叠合是确定一图层上的点落在另一图层的哪个多边形内，以便为图层的每个点另一图层的哪个多边形内，以便为图层的每个点建立新的属性。建立新的属性。例如水井点位与规划区多边形相例如水井点位与规划区多边形相叠合，可确定每口井所属的规划区范围，它实质叠合，可确定每口井所属的规划区范围，它实质是点与面之间的包含分析，可采用是点与面之间的包含分析，可采用铅垂线算法铅垂线算法来来实现点与多边形的叠合分析。实现点与多边形的叠合分析。

20、 2627(1)假设研究区域的一个封闭多边形假设研究区域的一个封闭多边形T。域内的一个点状要。域内的一个点状要素为素为Pt，由，由Pt作一铅垂线；作一铅垂线；(2)计算铅垂线与多边形的所有交点；计算铅垂线与多边形的所有交点；(3)如果交点数为偶数，那么，点在多边形外；如果交点数如果交点数为偶数，那么，点在多边形外；如果交点数为奇数，那么点在多边形内。为奇数，那么点在多边形内。如果铅垂线与多边形的交点等于多边形的结点或中间点，如果铅垂线与多边形的交点等于多边形的结点或中间点，那么，在结点或中间点处将得到两个交点。此时，在编制那么，在结点或中间点处将得到两个交点。此时，在编制算法时就必须处理如下两

21、种情况算法时就必须处理如下两种情况：(1)如果与交点相邻的多边形上的两点位于垂线的异侧，那如果与交点相邻的多边形上的两点位于垂线的异侧，那么，需删除两个交点中的一点；么，需删除两个交点中的一点；(2)如果与交点相邻的多边形上的两点位于垂线的同侧，那如果与交点相邻的多边形上的两点位于垂线的同侧，那么，不能删除两个交点中的一点。么，不能删除两个交点中的一点。28包含分析原理示意图包含分析原理示意图 29l根据线在多边形内的条件，确定每条线在哪个多边形内根据线在多边形内的条件，确定每条线在哪个多边形内, ,以以便为弧段给予属性。便为弧段给予属性。l由于一条线可能穿过多个多边形，必需对线和多边形进行求

22、由于一条线可能穿过多个多边形，必需对线和多边形进行求交运算，将线分割，以形成新的空间目标集；交运算，将线分割，以形成新的空间目标集；l形成新的属性表，即得到点和多边形联合的属性表。形成新的属性表，即得到点和多边形联合的属性表。ABCD123新线新线ID 老线老线ID 多边形多边形 线属性线属性 多边形属性多边形属性1 12 22” 23 32、线与多边形的叠置、线与多边形的叠置30 线与多边形（面）的叠合是将一个线状要素层或线与多边形（面）的叠合是将一个线状要素层或网络状要素层和多边形层叠合。网络状要素层和多边形层叠合。 如网络层为道路网，可以得到每个多边形内的道如网络层为道路网，可以得到每个

23、多边形内的道路网密度，内部的交通流量，进入、离开各个多边路网密度，内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交通量。形的交通量，相邻多边形之间的相互交通量。 如果网络层为河流，可得到每个多边形内的地表如果网络层为河流，可得到每个多边形内的地表水径流量。水径流量。 线与面的叠合一般以拓扑结构的矢量模型比较方线与面的叠合一般以拓扑结构的矢量模型比较方便。便。3132 多边形与多边形的叠合是将两个多边形层叠加多边形与多边形的叠合是将两个多边形层叠加到一起，合成一个新的多边形层。到一起，合成一个新的多边形层。 矢量叠合一般经过三个步骤的计算。矢量叠合一般经过三个步骤的计算。第一

24、步第一步:将所有的线段在与另一层的线段相交的位将所有的线段在与另一层的线段相交的位置打断；置打断；第二步第二步:重新建立弧重新建立弧-多边形拓扑关系；多边形拓扑关系；第三步第三步:设置多边形标识点，传递属性。设置多边形标识点，传递属性。矢量叠合算法的主要时间消耗在前两个步骤上。矢量叠合算法的主要时间消耗在前两个步骤上。3、多边形之间的叠置、多边形之间的叠置33p 识别线段；识别线段；p 建立多边形最小的外围矩形；建立多边形最小的外围矩形；p 根据点在多边形内的处理来判断某多边形的线段根据点在多边形内的处理来判断某多边形的线段是否在覆盖图形的某多边形内；是否在覆盖图形的某多边形内；p 寻找表示边

25、界的线段的交叉点；寻找表示边界的线段的交叉点；p 为新线段建立记录，并生成相应的拓扑；为新线段建立记录，并生成相应的拓扑；p 从可能的线段中，重新组合生成新多边形，这需从可能的线段中，重新组合生成新多边形，这需要根据线段的连通性来判断；要根据线段的连通性来判断；p如果有新多边形生成，需要重新标识，并重新分如果有新多边形生成，需要重新标识，并重新分配属性。配属性。1）多边形叠置处理过程）多边形叠置处理过程34 取本底多边形取本底多边形取上叠多边形取上叠多边形比较两个多边形相交否比较两个多边形相交否两个多边形是包含关系否两个多边形是包含关系否多边形求交多边形求交,重建拓扑关系重建拓扑关系建立包含关

26、系建立包含关系属性抽取建立关联连接属性抽取建立关联连接上叠多边形结束否上叠多边形结束否 END本底多边形结束否本底多边形结束否NYNY属性抽取属性抽取2）多边形叠置流程图）多边形叠置流程图35 UNION （合并，保留两个输入数据层中所有（合并，保留两个输入数据层中所有多边形）多边形） INTERSECT（相交，保留公共区域（相交，保留公共区域 ） ARC/INFO中的空间多边形叠合中的空间多边形叠合(overlay)36IDENTITY （相别，将一个层作为模板，而将（相别，将一个层作为模板，而将另一个输入层叠加在它上面，落在模板层边界范另一个输入层叠加在它上面，落在模板层边界范围内的要素被

27、保留，而落在模板层边界范围以外围内的要素被保留，而落在模板层边界范围以外的要素都被剪切掉）。的要素都被剪切掉）。37Erase（相减，从一个数据层中剔除另一个数（相减，从一个数据层中剔除另一个数据层中的全部区域据层中的全部区域 ）38Update（更新操作，先计算两个多边形要素（更新操作，先计算两个多边形要素的交集的交集 ，输出层为一个删除交集后的图层与，输出层为一个删除交集后的图层与一个新特征图层进行合并后的结果一个新特征图层进行合并后的结果 ）。）。39Symmetrical Difference （对称差，先计（对称差，先计算两个多边形要素的交集，删除两多边形要素公算两个多边形要素的交集

28、，删除两多边形要素公共部分，保留其余部分。共部分，保留其余部分。 ）Symmetrical Difference 40原始多边形的属性原始多边形的属性新多边形的属性新多边形的属性AXYZ新多边形新多边形 层层1多边形属性多边形属性 层层2多边形属性多边形属性1 A 02 0 X3 A X4 0 X5 A 06 A 07 A Y8 A Z9 0 Y10 0 Z11 0 YID 属性属性101 AID 属性属性1 Y2 Z 3 X层层1层层1新新层层层层2层层23）多边形的叠置例）多边形的叠置例379101456112841五、基于栅格数据结构的叠置分析五、基于栅格数据结构的叠置分析42l 同矢量

29、数据结构图进行叠置图件的要求同矢量数据结构图进行叠置图件的要求l 区域格网数相同（插值）区域格网数相同（插值）根据编码方式，按确定叠置条件的条件表达式进根据编码方式，按确定叠置条件的条件表达式进行上述运算行上述运算1）栅格数据结构图进行叠置图件的要求）栅格数据结构图进行叠置图件的要求2）非压缩栅格数据结构图进行叠置）非压缩栅格数据结构图进行叠置3）压缩栅格数据结构图进行叠置）压缩栅格数据结构图进行叠置43 AB123A1A2A3B1B3标号标号 地貌地貌A 阳坡阳坡B 阴坡阴坡标号标号 植被植被1 林地林地2 农地农地3 牧地牧地标号标号 综合属性综合属性A1 阳坡阳坡 林地林地A2 阳坡阳坡

30、 农地农地A3 阳坡阳坡 牧地牧地B1 阴坡阴坡 林地林地B3 阴坡阴坡 农地农地1、基本概念、基本概念44空间逻辑交（与）运算符空间逻辑交（与）运算符具体实现？具体实现？4张图张图2、叠置条件的确定、叠置条件的确定p 根据求解问题确定叠置条件根据求解问题确定叠置条件p 写出条件表达式写出条件表达式如根据水稻种植条件，积温如根据水稻种植条件，积温 3200度度; 降雨量降雨量 800mm; 坡度坡度200 天；天；p 找出某区域适合种植水稻的地区找出某区域适合种植水稻的地区叠置条件的表达式为：叠置条件的表达式为：（积温（积温3200）（降雨量（降雨量800） (坡度坡度200）45l栅格数据结

31、构栅格数据结构如单个栅格为单元的叠置；游程编码叠置等。如单个栅格为单元的叠置；游程编码叠置等。l常用非权重叠置，（权重叠置是指不同图层，常用非权重叠置，（权重叠置是指不同图层，选不同权重）。选不同权重）。求解例：求解例：用游程编码叠置算法求某地区用游程编码叠置算法求某地区降雨量降雨量=1000mm, =1000mm, 且且土厚土厚=50cm=50cm的区域的区域降雨量图降雨量图, 土厚分布图土厚分布图3、叠置算法的确定、叠置算法的确定46设因求解问题的需要，要找出某地区设因求解问题的需要，要找出某地区降雨量降雨量=1000mm, 且且土厚土厚=50cm的区域的区域要求用游程编码叠置算法实现要求

32、用游程编码叠置算法实现4、叠置算法求解例、叠置算法求解例47叠置条件的表达式为：叠置条件的表达式为：降雨量降雨量=1000mm 土厚土厚=50cm游程编码的游程编码的降雨量图降雨量图游程编码的游程编码的土厚分布图土厚分布图（a ） 降雨量图降雨量图 ( b ) 土厚图土厚图 0 200 400 600 800 0 200 400 600 800600mm800mm1000mm700mm 30cm50cm30cm40cm20cm48（a ） 降雨量图降雨量图 ( b ) 土厚图土厚图 0 200 400 600 800 0 200 400 600 800600mm800mm1000mm700mm

33、 30cm50cm30cm40cm20cm 0 200 400 600 80050cm30cm20cm30cm40cm 第第K行游程行游程降雨量降雨量=1000mm土厚土厚=50cm1000mm490 400 800 0 400 80030cm1000mm1200mm800mm50cm30cm40cm20cm600mm游程号游程号 降雨游程降雨游程 游程最右列（终止码）游程最右列（终止码）1 600mm 2002 800mm 4003 1000mm 6804 1200mm 800游程号游程号 土厚游程土厚游程 游程最右列（终止码）游程最右列（终止码）1 30cm 170 2 20cm 3603

34、 50cm 800第第K行行50游程号游程号 降雨降雨 土厚游程土厚游程 游程最右列（终止码）游程最右列（终止码） 1 600mm 30cm 170 2 600mm 20cm 200 3 800mm 20cm 360 4 800mm 50cm 400 5 1000mm 50cm 680 6 1200mm 50cm 800第第K行条件叠置后的游程编码表行条件叠置后的游程编码表游程号游程号 降雨降雨 土厚游程土厚游程 游程最右列（终止码）游程最右列（终止码） 1 0 400 2 1000mm 50cm 680 3 0 800属性的获取属性的获取51叠置条件的表达式为：叠置条件的表达式为：降雨量降雨

35、量 800mm 土厚土厚=50cm= 改为改为思考题？思考题？当多个图层进行叠置时，是做多次两个图层叠置当多个图层进行叠置时，是做多次两个图层叠置上述叠置条件确定时，采用非权重叠置。即各条上述叠置条件确定时，采用非权重叠置。即各条件变量重要性是相同的，其取值为件变量重要性是相同的，其取值为1或或0。当采用非权重叠置时，应考虑条件变量可能具有当采用非权重叠置时，应考虑条件变量可能具有不同值，它具有不同权重。如上不同值，它具有不同权重。如上52叠置分析总结叠置分析总结1、对符合一定条件的空间数据，进行叠合分析，、对符合一定条件的空间数据，进行叠合分析，分为：分为：视觉叠置、视觉叠置、 条件叠置、条

36、件叠置、 无条件叠置无条件叠置点、线、面自身的叠置或之间叠置点、线、面自身的叠置或之间叠置2、叠置分析的操作是基于空间图形数据的操作、叠置分析的操作是基于空间图形数据的操作3、叠置过程实质是在两张不同图（要求？）层、叠置过程实质是在两张不同图（要求？）层间进行间进行4、不同类型的空间数据模型，叠置算法差异很、不同类型的空间数据模型，叠置算法差异很大。大。53矢量数据结构矢量数据结构栅格数据结构栅格数据结构算法难易度算法难易度算法复杂，计算算法复杂，计算量大量大概念清楚，算法概念清楚，算法简单简单数据量数据量数据量小数据量小数据量大数据量大精度精度精度高精度高精度低精度低属性数据抽取属性数据抽取

37、复杂复杂简单简单拓扑关系的表达拓扑关系的表达易易难难六、两种数据结构实现叠置分析比较六、两种数据结构实现叠置分析比较54七、叠置分析的应用七、叠置分析的应用空间数据的空间数据的叠置分析叠置分析是是GIS的基本分析功能重的基本分析功能重要功能。要功能。通过它能直接得到某些分析结果通过它能直接得到某些分析结果通过它能派生数据通过它能派生数据它常同其它分析结合使用。它常同其它分析结合使用。55p 缓冲区分析是研究根据地理空间中的点、线、缓冲区分析是研究根据地理空间中的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形。区多边形。 p 从数学的角度看，

38、缓冲区分析的基本思想是给从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径的大小由邻域半径R确定。确定。p 缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。之一。56点缓冲区；线缓冲区；面缓冲区；复杂缓冲区；可变点缓冲区；线缓冲区；面缓冲区；复杂缓冲区；可变距离缓冲区。距离缓冲区。点缓冲区点缓冲区线缓冲区线缓冲区面缓冲区面缓冲区可变距离缓冲区可变距离缓冲区复杂缓冲区复杂缓冲区5758等距离的点缓冲区是一个圆。等距离的点缓冲区是一个圆。1) 点缓冲区建立算法点缓冲区建立

39、算法 592) 线缓冲区和面缓冲区建立的基本算法线缓冲区和面缓冲区建立的基本算法角平分法由三步组成，即角平分法由三步组成，即逐个逐个线段计算简单平行线，尖角光滑矫正和自相交线段计算简单平行线，尖角光滑矫正和自相交处理。处理。60角分线法的缺点是角分线法的缺点是难以难以最大限度保证双线的等最大限度保证双线的等宽性宽性，尤其是在凸侧角，尤其是在凸侧角点在进一步变锐时，将点在进一步变锐时，将远离轴线顶点。远离轴线顶点。2sin BRd 当缓冲区半径不变时，当缓冲区半径不变时，d随张角随张角B的减小而增大，的减小而增大，结果在尖角处双线之间的宽度遭到破坏。结果在尖角处双线之间的宽度遭到破坏。61 在轴

40、线首尾点处，作轴线的垂线并按双线和缓冲区半在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按双线和缓冲区半径截出左右边线起止点；在轴线其它转折点处，首先径截出左右边线起止点；在轴线其它转折点处，首先判断该点的判断该点的凸凹性凸凹性，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧则用，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧则用前后两邻边平行线的交点生成对应顶点。这样前后两邻边平行线的交点生成对应顶点。这样外角以外角以圆弧连接，内角直接连接，线段端点以半圆封闭圆弧连接，内角直接连接，线段端点以半圆封闭。 62将两个相邻的线段看成两个矢量将两个相邻的线段看成两个矢量Pi -1, Pi ，其，其方向取坐标点序方向。方向取坐标点序方向。如如P i -1 以

41、最小角度扫向以最小角度扫向 Pi 为顺时针，则该点为顺时针，则该点左则为凸，右则为凹，如左图；左则为凸，右则为凹，如左图；如如P i -1以最小角度扫向以最小角度扫向 Pi 为逆时针，则该点为逆时针，则该点左则为凹，右则为凸，如右图。左则为凹，右则为凸，如右图。P i -1P i -1P iP i凹凸性的判别凹凸性的判别矢量叉积法矢量叉积法63 复杂缓冲区生成时常常会发生边线相交复杂缓冲区生成时常常会发生边线相交的情况，当区域边界距离近时会产生双线的情况，当区域边界距离近时会产生双线边界压盖。如图中区域边界压盖。如图中区域C不是缓冲器的有不是缓冲器的有效闭环。效闭环。 分析时，岛多边形和重叠多

42、边形的走向分析时，岛多边形和重叠多边形的走向相反。相反。 如图多边形如图多边形A、B走向是反时针，称岛多走向是反时针，称岛多边形，多边形边形，多边形C走向是顺时针，称重叠多走向是顺时针，称重叠多边形。边形。顺时针或反时针由面积值正负值确定。顺时针或反时针由面积值正负值确定。CAB641）建立缓冲区）建立缓冲区 建立缓冲区实际上要复杂得多，主要表现在：建立缓冲区实际上要复杂得多，主要表现在：u建立缓冲区会形成很多重叠区，必须解决建立缓冲区会形成很多重叠区，必须解决u实际上常要求建立不同距离的缓冲区实际上常要求建立不同距离的缓冲区2）缓冲区的分析）缓冲区的分析 u基于叠置分析或图形的运算基于叠置分

43、析或图形的运算u基于模型的分析基于模型的分析65缓冲区分析模型用来描述主体对象的邻近区域内，不缓冲区分析模型用来描述主体对象的邻近区域内，不同地区受主体对象影响的变化。在进行空间缓冲区分同地区受主体对象影响的变化。在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下三类因素来进析时，通常要将研究的问题抽象为以下三类因素来进行分析：行分析：（1）主体对象）主体对象 主体对象主要包括点、线、面对象；主体对象主要包括点、线、面对象；（2）邻近对象）邻近对象 指受主体对象影响的客体；指受主体对象影响的客体；（3）对象的作用条件）对象的作用条件 表示主体对邻近对象施加作用表示主体对邻近对象施加作用的影响

44、条件或强度。根据主体对邻近对象作用的不同，的影响条件或强度。根据主体对邻近对象作用的不同，一般分线性模型、指数模型、其它复杂模型等。一般分线性模型、指数模型、其它复杂模型等。66距离距离ri影响度影响度Fi线性模型线性模型100二次模型二次模型100影响度影响度Fi距离距离ri指数模型指数模型影响度影响度Fi距离距离ri100线性模型、二次模型、指数模型。线性模型、二次模型、指数模型。OOOO Ari = di / d0 0 ri 1d0 主体对临近对象的影响的最大距离主体对临近对象的影响的最大距离di 临近对象离主体的实际距离临近对象离主体的实际距离67其中其中d0 主体对临近对象的影响的最

45、大距离主体对临近对象的影响的最大距离di 临近对象离主体的实际距离临近对象离主体的实际距离f0 主体自身的影响指数主体自身的影响指数Fi 主体对临近对象的影响度主体对临近对象的影响度 F0 = f0 FA= 0 F0- FA呈线性衰减呈线性衰减O AFi = f0(1-ri)ri = di/d0 0 ri 1距离距离ri影响度影响度Fi68主体对象对临近对象的影响随距离的增大呈二次形式衰减主体对象对临近对象的影响随距离的增大呈二次形式衰减其中其中d0 主体对临近对象的影响的最大距离主体对临近对象的影响的最大距离di 临近对象离主体的实际距离临近对象离主体的实际距离f0 主体自身的影响指数主体自

46、身的影响指数Fi 主体对临近对象的影响度主体对临近对象的影响度Fi = f0 (1- ri)2ri = di / d0 0 ri 1 F0 = f0 FA= 0 F0- FA呈二次衰减呈二次衰减影响度影响度Fi距离距离riO A69主体对象对临近对象的影响随距离的增大呈指数衰减主体对象对临近对象的影响随距离的增大呈指数衰减其中其中d0 主体对临近对象的影响的最大距离主体对临近对象的影响的最大距离di 临近对象离主体的实际距离临近对象离主体的实际距离f0 主体自身的影响指数主体自身的影响指数Fi 主体对临近对象的影响度主体对临近对象的影响度Fi = f0(1- ri)ri = di /d0 0

47、0， 当当i,j间有边相连接时，对于无向图，间有边相连接时，对于无向图，wij=wji(ij);wij=，当，当i,j间无边相连接时；间无边相连接时；wij=0， 当当i=j时时 WWij 101102DijKstra算法是一种对结点不断进行标号的算法。算法是一种对结点不断进行标号的算法。每次标号一个结点，每次标号一个结点，标号的值即为从给定起点到该标号的值即为从给定起点到该点的最短路径长度点的最短路径长度。在标定一个结点的同时，还对。在标定一个结点的同时，还对所有未标号结点给出了所有未标号结点给出了暂时标号暂时标号即当时能够确定即当时能够确定的相对最小值。设定的相对最小值。设定K表示待确定最

48、短路径的起点，表示待确定最短路径的起点，L表示终点，则最短路径搜索的步骤如下表示终点，则最短路径搜索的步骤如下: 103(1)令起点令起点K标号为零，其他结点标号为标号为零，其他结点标号为。(2)对未被定标的结点全部给出暂时标号，其值为对未被定标的结点全部给出暂时标号，其值为min j的的旧标号，旧标号，(i的旧标号的旧标号+wij)，这里，这里i是前一步刚被标定的结点，是前一步刚被标定的结点，wij是边是边eij的权，如果结点的权，如果结点i和和j不相邻接，不相邻接，wij=。 (3)找出所有暂时标号的最小值，用它作为相应结点的固定找出所有暂时标号的最小值，用它作为相应结点的固定标号。如果存

49、在几个有同一最小标号值的结点，则可任取标号。如果存在几个有同一最小标号值的结点，则可任取一个加以定标。一个加以定标。 (4)重复进行重复进行(2)与与(3)，直至指定的终点，直至指定的终点L被定标时为止。用被定标时为止。用此法可直接得到由起点此法可直接得到由起点K到其他结点的最短路径的长度，到其他结点的最短路径的长度，那就是该结点的定标数值。那就是该结点的定标数值。 104Example110510609011360304205502790 MExample2计算有向图计算有向图V1到到V7的最短的最短有向路径及其长度。有向路径及其长度。107108145132680v5(14)5(13)26

50、80v2)14(5)16(26(8)0v3)14(5)16(2(6)(8)0v6)()5()(2)6()9(0v4)()()()2()7()9(0v1)()()()()()(0v7v6v5v4v3v2v1标定标定标定标定标定标定确定起点109求最短路径的方法求最短路径的方法110最短路径优化最短路径优化限制搜索区域限制搜索区域111 1、定位与配置概述、定位与配置概述 定位问题定位问题: 指已知需求源的分布，确定在何处设置供应点最好。指已知需求源的分布，确定在何处设置供应点最好。 配置问题配置问题: 指确定需求源分别由哪些供应点提供。指确定需求源分别由哪些供应点提供。通常要同时解决定位与配置两