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文檔簡(jiǎn)介

1、數(shù)字地面模型空間信息分析的根本方法思索題概念數(shù)字地面模型Digital Terrain Model,DTM:描畫(huà)地面特性的空間分布的有序數(shù)值陣列。數(shù)字高程模型Digital Elevation Model,DEM:地面特性為高程的DTM地面特性高程、地價(jià)、土地權(quán)屬、土壤類(lèi)型、土地利用類(lèi)型巖層深度、地貌特征等七類(lèi)數(shù)字地面模型規(guī)那么格點(diǎn)格網(wǎng)數(shù)字地面模型散點(diǎn)數(shù)字地面模型等值線數(shù)字地面模型曲面數(shù)字地面模型線路數(shù)字地面模型平面多邊形數(shù)字地面模型空間多邊形數(shù)字地面模型TIN的生成方法首先取其中恣意一點(diǎn)P1,在其他各點(diǎn)中搜索與些點(diǎn)最近的點(diǎn)P2,銜接P1與P2構(gòu)成第一條邊然后在其他一切點(diǎn)中尋覓與這條邊最近的點(diǎn)

2、,找到后即可構(gòu)成第一個(gè)多邊形以三角形新生成的兩邊為底邊分別尋覓它們最近的點(diǎn)構(gòu)成第二個(gè)、第三個(gè)三角形依此類(lèi)推,直到把一切的點(diǎn)都連入三角網(wǎng)中例如全國(guó)氣候站點(diǎn)格網(wǎng)Grid的生成方法在采樣點(diǎn)缺乏的情況下,經(jīng)過(guò)空間插值的方法生成格網(wǎng),利用有限數(shù)據(jù)的樣本點(diǎn)來(lái)估計(jì)未知點(diǎn)的值。為什么要插值:降低破費(fèi)插值的前提假設(shè):一切空間地物是彼此關(guān)聯(lián)的,即離得近的地物點(diǎn)其屬性較為相近。幾種常用的插值 方法:反間隔權(quán)重法 、雙線性內(nèi)插法、趨勢(shì)面插值、樣條插值、克里金插值反間隔權(quán)重法IDW)根本思緒:間隔越遠(yuǎn)對(duì)待插點(diǎn)的影響越小根本公式:nininiinidZdyxf111)1(),(雙線性插值線性插值(假設(shè):高程在直線上呈比例

3、變化)根本公式:不規(guī)那么點(diǎn)雙線性插值規(guī)那么點(diǎn)雙線性插值A(chǔ)BC|)(ABACffffabacDCPABEFAPDECB趨勢(shì)面插值思緒:用一個(gè)經(jīng)過(guò)各個(gè)空間采樣點(diǎn)的空間曲面來(lái)模擬地形外表,常用的是二次多項(xiàng)式根本公式:樣條插值思緒:利用樣本點(diǎn),采用一定的數(shù)學(xué)函數(shù)擬合出一個(gè)光滑曲面,使該曲面曲率最小,且經(jīng)過(guò)一切的樣本點(diǎn)。相當(dāng)于扭曲一條橡皮讓它經(jīng)過(guò)一切的點(diǎn),同時(shí)曲率最小。兩種樣條插值方法:規(guī)那么樣條和張力樣條fyexdycxybxaZP22克里金插值Kriging思緒:首先思索空間屬性在空間位置上的變異分布,確定對(duì)一個(gè)待插點(diǎn)值有影響的間隔范圍,然后用此范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)來(lái)估計(jì)待插點(diǎn)屬性值是一種求最優(yōu)線性無(wú)偏內(nèi)

4、插估計(jì)量的方法線性、無(wú)偏、最小估計(jì)方差根本步驟:輸入原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與分析直方圖的計(jì)算計(jì)算變異函數(shù)克里金插值演示等值線的生成TIN生成等值線確定各邊上有無(wú)等值點(diǎn)等值點(diǎn)的追蹤格網(wǎng)法繪制等值線等值點(diǎn)位置確實(shí)定等值點(diǎn)的追蹤ABCFE 創(chuàng)建TIN外表 在ARCMAP中添加氣候站點(diǎn)的數(shù)據(jù),并翻開(kāi)3D Analyst工具條,設(shè)置選項(xiàng)options 在工具條上點(diǎn)擊3D Analystcreate/modify TINCreate TIN from features 調(diào)整TIN的顯示屬性 用TIN生成等值線contour 空間插值 在ARCMAP中添加氣候站點(diǎn)的數(shù)據(jù),并翻開(kāi)3D Analyst工具條,設(shè)置選項(xiàng)

5、options 分別采用IDW、Spline、Kriging法對(duì)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)展插值在工具條上點(diǎn)擊3D AnalystInterpolate to raster 比較三種方法所得結(jié)果的不同,分析不同插值方法的特點(diǎn) 用插值后的結(jié)果生成降水等值線,交將800、1600、2400、3200、4000的等值線加粗表示 將全國(guó)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)加載到圖中 DEM的三維顯示 翻開(kāi)Arcscene,加載C:arcgisArcTutorSpatial中的Elevation數(shù)據(jù) 設(shè)置顯示所用的高程在該數(shù)據(jù)圖層上點(diǎn)擊右鍵,propertiesbase height,選擇obtain heights for layer fr

6、om surface)及顏色 創(chuàng)建山體陰影,并設(shè)置其高程,用40%的透明度顯示 空間分析是GIS的中心功能,是區(qū)別于計(jì)算機(jī)地圖制圖的顯著特征 空間信息量算 質(zhì)心量算 求取目的的質(zhì)心位置,用于跟蹤某些地理分布的變化,如人口重心的變化、土地利用重心的遷移等 方法:對(duì)目的坐標(biāo)值進(jìn)展加權(quán)平均 幾何量算 點(diǎn):坐標(biāo) 線狀目的:長(zhǎng)度、曲率、方向 面狀目的:面積、周長(zhǎng)等 體狀目的:外表積、體積等 外形量算 外形系數(shù)r R1,目的物為膨脹型iiiiiGWXWXiiiiiGWYWY為面積為周長(zhǎng),A,2PAPr空間信息分類(lèi)為什么要分類(lèi):GIS存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)具有原始數(shù)據(jù)的性質(zhì),用戶可以根據(jù)不同的需求來(lái)進(jìn)展分類(lèi);而地圖上所

7、載負(fù)的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)制圖者專門(mén)分類(lèi)和處置過(guò)的。主成份分析法(Principle Components Analysis, PCA)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,將眾多要素的信息緊縮表達(dá)為假設(shè)干具有代表性的合成變量,以抑制變量選擇時(shí)的冗余和相關(guān),然后選擇信息最為豐富的少數(shù)因子進(jìn)展各種分析層次分析法AHP將相關(guān)聯(lián)的要素按隸屬關(guān)系劃分為假設(shè)干層次,請(qǐng)有閱歷的專家對(duì)各層次要素的相對(duì)重要性給出定量目的,利用數(shù)學(xué)方法,綜合眾人的意見(jiàn)給出各層次各要素的相對(duì)重要性權(quán)值,作為綜合分析的根底聚類(lèi)分析根據(jù)實(shí)體之間的類(lèi)似程度,逐漸將其合并為假設(shè)干類(lèi)別,以反映目的的等級(jí)序列,如土地分等定級(jí)、水土流失強(qiáng)度分級(jí)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)力分級(jí)等疊加分析

8、Overlay它是將兩層或多層地圖要素進(jìn)展疊加產(chǎn)生一個(gè)新要素的操作,其結(jié)果是將原來(lái)的要素分割成新的要素,新要素綜合了原來(lái)的兩層或多層要素所具有的屬性。疊加不僅產(chǎn)生了新的空間關(guān)系,還將輸入數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)絡(luò)起來(lái)產(chǎn)生新的屬性關(guān)系疊加分析是對(duì)新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)展計(jì)算分析,進(jìn)而產(chǎn)生用記需求的結(jié)果或回答用戶提出的問(wèn)題。多邊形疊加UnionIntersectIdentity點(diǎn)與多邊形疊加本質(zhì)是計(jì)算包含關(guān)系線與多邊形疊加確定每條弧段落在哪個(gè)多邊形內(nèi) 網(wǎng)絡(luò)分析 地理網(wǎng)格:道路網(wǎng)絡(luò)、電力網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)、供排水網(wǎng)絡(luò)等 網(wǎng)格的根本成份: 鏈:網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的管線,如街道、河流、水管等,其形狀屬性包括阻力和需求

9、兩項(xiàng) 妨礙:制止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動(dòng)的點(diǎn) 拐角點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)鏈中的分割結(jié)點(diǎn)上,形狀屬性有阻力,如拐彎的時(shí)間和限制 中心:接受或分配資源的位置,如商業(yè)中心、電站等,其形狀屬性有容量 站點(diǎn):途徑選擇中資源增減的點(diǎn),如庫(kù)房、汽車(chē)站等,其形狀屬性有要被運(yùn)輸?shù)馁Y源的需求。 疊加分析是對(duì)新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)展計(jì)算分析,進(jìn)而產(chǎn)生用戶需求的結(jié)果或回答用戶提出的問(wèn)題。 途徑分析 靜態(tài)求最正確途徑 動(dòng)態(tài)分段技術(shù) N條最正確途徑 最短途徑 動(dòng)態(tài)最正確途徑 地址匹配 經(jīng)過(guò)地理編碼Geocoding,實(shí)現(xiàn)對(duì)地理位置的查詢 資源分配 由中心點(diǎn)分配中心及其形狀屬性和網(wǎng)絡(luò)組成 可以計(jì)算中心地的等時(shí)區(qū)、等交通間隔區(qū)、等費(fèi)用間隔區(qū)

10、等緩沖區(qū)分析(Buffer)對(duì)點(diǎn)線面實(shí)體,自動(dòng)建立其周?chē)欢▽挾确秶詢?nèi)的緩沖區(qū)多邊形,并對(duì)該多邊形內(nèi)的空間數(shù)據(jù)按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)展計(jì)算分析,進(jìn)而產(chǎn)生用戶需求的結(jié)果或回答用戶提出的問(wèn)題不同的緩沖區(qū)空間統(tǒng)計(jì)分析常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析:均值、最大值、最小值、總和、方差、頻數(shù)、峰度系數(shù)等空間自相關(guān)分析空間自相關(guān)系數(shù)回歸分析趨勢(shì)分析專家打分模型DELPHII法 實(shí)習(xí)目的 掌握常用的空間分析方法 實(shí)習(xí)內(nèi)容 根據(jù)規(guī)劃道路的中心線及道路寬度(600m),確定需求占用的不同類(lèi)型的土地范圍與面積,并分村統(tǒng)計(jì)。 數(shù)據(jù) 道路中心線 土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù) 分村行政區(qū)劃數(shù)據(jù) 實(shí)習(xí)步驟 翻開(kāi)arctoolbox,利用analysis tools中的bu

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