地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型課件

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型

§6.1GIS應(yīng)用模型概述目前，GIS的應(yīng)用，已經(jīng)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索查詢，推進(jìn)到以時(shí)空分析為主，正走向支持區(qū)域空間演化預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)模擬及其空間布局的優(yōu)化發(fā)展。

應(yīng)用模型：對(duì)具體的應(yīng)用問題，借助GIS技術(shù)，把概念模型具體化為信息世界可操作的機(jī)理和過程。作用：用一定程度的演化和抽象，通過邏輯演繹，把握各地理要素間的本質(zhì)特征、相互關(guān)系及可視化顯示。一、GIS應(yīng)用模型分類按表達(dá)方法：按發(fā)展過程：數(shù)學(xué)模型靜態(tài)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶腱o態(tài)混合模型動(dòng)態(tài)二、應(yīng)用模型的構(gòu)建GIS環(huán)境內(nèi)的模型構(gòu)建用GIS軟件提供的宏語言（ARC/INFO的AML）建造自己的分析模型。（利用GIS開發(fā)部件，開發(fā)效率高）GIS外部的模型構(gòu)建利用其它領(lǐng)域的軟件。（效率受影響，無需重編分析軟件）混合型的模型構(gòu)建兩種方法的結(jié)合?！?.3發(fā)展預(yù)測(cè)模型是運(yùn)用已有數(shù)據(jù)和系統(tǒng)提供的手段，對(duì)事務(wù)進(jìn)行科學(xué)分析，他不縮其今后的發(fā)展趨勢(shì)，作出評(píng)估（人口，資源，糧食，經(jīng)濟(jì)發(fā)展）。一般定量，以一個(gè)和幾個(gè)變量的值，預(yù)測(cè)另一個(gè)變量的取值。以人口預(yù)測(cè)為例：§6.4位址選擇模型要考慮：環(huán)境、工程、經(jīng)濟(jì)三方面；首先考慮環(huán)境，才能識(shí)別出一般適合的位址，然后進(jìn)一步研究工程和經(jīng)濟(jì)因素。過程：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段；綜合影響評(píng)價(jià)階段；選址分析階段。（下頁圖）（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段明確選址要求，選擇影響因子，進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。（2）綜合影響評(píng)價(jià)階段建立選址條件、綜合評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)和算法。如：開發(fā)成本的計(jì)算：根據(jù)影響因子（表6－7）和選址路線的距離進(jìn)行。如CA到CB的成本為：成本＝DA×A區(qū)因子＋DB×B區(qū)因子(3)位置選擇分析階段實(shí)施位置的選擇，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。根據(jù)綜合影響的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)－》相鄰單元關(guān)系圖－》頂點(diǎn)連接圖，計(jì)算各邊權(quán)值。最后，用Dijkstra算法設(shè)計(jì)最短路徑，并做拉直處理。§6.6地學(xué)模擬模型地學(xué)模擬模型是應(yīng)用計(jì)算機(jī)、數(shù)字模擬技術(shù)及綜合分析的方法來模擬地理過程或現(xiàn)象（如沙漠化過程、河道沖淤、沙嘴發(fā)育、土壤侵蝕等），使得受幾個(gè)因素共同影響，要經(jīng)過若干年才能完成的地理過程，采用計(jì)算機(jī)模擬模型，只需幾分鐘就能得出類似結(jié)果，為資源開發(fā)、水土保持、工程論證等提供依據(jù)。以土壤侵蝕的模擬模型為例：1）確定影響土壤侵蝕的因子。這些因子要反應(yīng)不同土壤性質(zhì)、坡面形態(tài)、植被條件等；2）選定格網(wǎng)尺寸，建立各個(gè)影響因子的柵格數(shù)據(jù)文件；3）多種信息復(fù)合，確定土壤侵蝕量的不同等級(jí)。一、確定土壤侵蝕的數(shù)值分析模型隨具體區(qū)域而不同。美國：二、設(shè)計(jì)土壤侵蝕數(shù)據(jù)處理模型三、土壤侵蝕圖的輸出§6.7專家系統(tǒng)概述專家系統(tǒng)：是模擬專家的推理思維過程，將領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以知識(shí)庫的形式存入計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)可根據(jù)這些知識(shí)，對(duì)輸入的原始事實(shí)進(jìn)行復(fù)雜的推理，并作出判斷和決策，從而起到專門領(lǐng)域?qū)＜业淖饔?。具有這種功能的系統(tǒng)稱為專家系統(tǒng)。目前全世界已開發(fā)各類專家系統(tǒng)2——3千種，廣泛應(yīng)用于疾病診斷、地質(zhì)勘探、地學(xué)分析和軍事領(lǐng)域。專家系統(tǒng)的基本構(gòu)成實(shí)例：南京大學(xué)基于“新構(gòu)造控水理論與找水方法”的找水專家系統(tǒng)（NCGW）。一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)用戶輸入的該地區(qū)水文地址條件和可信度，推理機(jī)制利用輸入的數(shù)據(jù)和知識(shí)庫中的知識(shí)，推斷出該地區(qū)是否有可開采的地下水。二、知識(shí)庫格式知識(shí)庫存儲(chǔ)著特定領(lǐng)域的大量事實(shí)和規(guī)律，是專家實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和全面體現(xiàn)。知識(shí)庫中知識(shí)的表示與組織是關(guān)鍵，關(guān)系到系統(tǒng)的推理能否模擬出專家的思維過程。知識(shí)的表示：一般采用產(chǎn)生式規(guī)則的表達(dá)方式“情況－行為：即

IF<前提條件>THEN<結(jié)論>NCGW系統(tǒng)知識(shí)庫中存有400多條產(chǎn)生式規(guī)則，可添加和修改。知識(shí)庫中規(guī)則的內(nèi)部格式為：謂詞名（[父結(jié)點(diǎn)，子結(jié)點(diǎn)，菜單編號(hào)],可信度）推理后得出的總可信度，如果超過一定值，認(rèn)為結(jié)論成立。三、推理機(jī)制知識(shí)是專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)，推理