GIS與空間分析(第四講)課件.ppt

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1、第四章GIS空間分析的一般方法授課人:吳彩燕2008年10月6日§4.2緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析的概念緩沖區(qū)分析的分類緩沖區(qū)分析的應(yīng)用及實例緩沖區(qū)分析（BufferAnalysis）是確定地物近鄰影響的一種空間分析方法，是GIS的基本空間操作的重要功能之一。緩沖區(qū)是給定空間對象或集合后獲得的它們的鄰域，R為鄰域的半徑。概念緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對象的點、線、面實體，自動建立其周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別這些實體或者主體對鄰近對象的輻射范圍或者影響程度，是解決鄰近度問題的空間分析工具之一。它在交通、林業(yè)、資源管理、城市規(guī)劃

2、中有著廣泛的應(yīng)用?；谑噶繑?shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析；基于柵格數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析。分類點緩沖區(qū)線緩沖區(qū)面緩沖區(qū)單級緩沖區(qū)多級緩沖區(qū)點緩沖區(qū)通常是以點為圓心、以一定距離為半徑的圓。線緩沖區(qū)雙側(cè)對稱緩沖區(qū)通常是以線為中心軸線，距中心軸線一定距離的平行條帶多邊形。面緩沖區(qū)緩沖區(qū)綜合向外或向內(nèi)擴展一定距離而生成新的多邊形。如何實現(xiàn)在每棵樹的周圍圈上圍欄？如何拓寬一條道路？如何確定在距學(xué)校的一定范圍內(nèi)禁鳴喇叭？如何定出河流或湖泊周圍保護區(qū)的范圍？如何選擇汽車服務(wù)區(qū)的定位？應(yīng)用實例1已知一伐木公司，獲準(zhǔn)在某林區(qū)采伐，為防止水土流失，規(guī)定不得在

3、河流周圍1km內(nèi)采伐林木。另外，為便于運輸，決定將采伐區(qū)定在道路周圍5km之內(nèi)。請找出符合上述條件的采伐區(qū)，輸出森林采伐圖。解題思路：首先要以區(qū)域的道路分布圖、河流分布圖、森林分布圖為數(shù)據(jù)源。解題流程圖：道路分布圖森林分布圖河流分布圖結(jié)束生成道路周圍5km緩沖區(qū)疊置生成河流周圍1km緩沖區(qū)疊置將該地區(qū)具有相同比例尺且進行配準(zhǔn)的道路分布圖、河流分布圖、森林分布圖，進行預(yù)處理和數(shù)字化；利用河流分布圖生成1km的等距緩沖區(qū)；利用道路分布圖生成5km的等距緩沖區(qū)；森林分布圖中可采伐林地、道路緩沖區(qū)及河流緩沖區(qū)圖進行疊置，疊置條

4、件表達式為:采伐區(qū)＝森林分布圖中可伐林地∩道路周圍5km緩沖區(qū)∩非河流周圍1km緩沖區(qū)將上述3張圖進行兩兩疊置，所得結(jié)果即為森林采伐圖。解題詳細步驟：已知一湖泊，要求在它周圍5000m內(nèi)必須禁止任何污染性工業(yè)企業(yè)存在，在它周圍500m內(nèi)必須禁止建筑任何永久性建筑物。實例2解題思路：（1）先建立緩沖區(qū)；（2）同現(xiàn)有污染性工業(yè)企業(yè)圖疊置，顯示在范圍內(nèi)應(yīng)禁止的污染性工業(yè)企業(yè)；（3）同現(xiàn)有永久性建筑物圖疊置，顯示在范圍內(nèi)應(yīng)禁止的永久性建筑物?！?.3網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析的概念網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)分析的功能網(wǎng)絡(luò)分析的常用方法網(wǎng)絡(luò)分析的

5、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析(networkanalysis)是通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動和分配情況，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其資源等的優(yōu)化問題進行研究的一種空間分析方法。這里的網(wǎng)絡(luò)是指由地理實體抽象而形成的圖或者網(wǎng)絡(luò)圖等表現(xiàn)形式，如交通道路網(wǎng)、供水網(wǎng)、管道網(wǎng)和水系網(wǎng)等。概念網(wǎng)絡(luò)分析的理論基礎(chǔ)是運籌學(xué)和圖論。在地理信息系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)分析功能依據(jù)圖論和運籌學(xué)原理，在計算機軟硬件支持下，將與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的實際問題抽象化、模型化、可操作化，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素的拓撲關(guān)系，通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間、屬性數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡(luò)的性能特征進行多方面的分析計算，

6、從而為制定系統(tǒng)的優(yōu)化途徑和方案提供科學(xué)決策的依據(jù)，最終達到使系統(tǒng)運行最優(yōu)的目的。運籌學(xué)是近代形成的一門應(yīng)用科學(xué)，主要研究各種有組織系統(tǒng)的管理問題及其經(jīng)營活動，一般使用定量化的研究方法，尤其是運用數(shù)學(xué)模型來解決問題。圖論是運籌學(xué)中有著廣泛應(yīng)用的一個分支，主要研究事物及其關(guān)系，任何一個能用二元關(guān)系描述的系統(tǒng)，都可以用圖形提供數(shù)學(xué)模型?；A(chǔ)圖的幾個基本概念：圖是由點集合V和V中點與點之間的連線的集合E構(gòu)成的二元組（V,E）；其中V叫圖中的頂點或結(jié)點，E叫圖的邊；一般用G=(V,E)來表示一個圖，通常，也將圖G的頂點集和邊集分

7、別記為V(G)和E(G)；兩個端點重合的邊稱為環(huán)；若兩條邊的端點是相同的，則稱其為重邊；既沒有環(huán)也沒有重邊的圖稱為簡單圖。基礎(chǔ)如果圖中的邊是有向的，則稱為有向圖，其中的邊叫做弧或鏈；在無向圖中，首尾相接的一串邊的集合叫做路；有向圖中，順向的首尾相接的一串邊的集合叫做有向路；如果一個圖中，任意兩個節(jié)點之間都存在一條路，則稱之為連通圖，具有連通性；若給圖中的每一條邊賦以一個實數(shù)，則該數(shù)稱為邊的權(quán)數(shù)，不同情況下權(quán)數(shù)的含義不同?；A(chǔ)將圖論中的網(wǎng)絡(luò)概念引入到地理空間中描述和表達基于網(wǎng)絡(luò)的地理目標(biāo)，就產(chǎn)生了地理網(wǎng)絡(luò)。地理網(wǎng)絡(luò)是GI

8、S中一類獨特的數(shù)據(jù)實體，是由若干線實體相互連接形成的系統(tǒng)，它除了具有一般網(wǎng)絡(luò)的邊、節(jié)點間的抽象拓撲意義之外，還具有空間定位上的地理意義和目標(biāo)復(fù)合上的層次意義?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抽象表示。按照幾何形態(tài)，空間實體被抽象為點、線、面目標(biāo)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的最基本元素是線性實體以及這些實體的連接交匯點。用公式NET