第七章GIS应用模型(精品).ppt

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1、 第六章第六章 GIS的应用模型的应用模型 6.1 GIS的应用模型的应用模型 GIS的应用模型：的应用模型：是根据具体的应用目标和问题，借助是根据具体的应用目标和问题，借助于于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。具体化为信息世界中可操作的机理和过程。一、一、GIS应用模型的应用模型的分类分类 1.根据所表达的空间对象的不同：根据所表达的空间对象的不同：模型分类模型分类理论依据理论依据应用领域应用领域理论模型理论模型物理或化学机理物理或化学机理地表径流地表径流混合混合模型模型半经验性半经验性资源分配

2、资源分配经验模型经验模型启发式或统计关系启发式或统计关系水土流失水土流失 2.按照研究对象的瞬时状态和发展过程：按照研究对象的瞬时状态和发展过程：u 静态模型静态模型u 半静态模型半静态模型u 动态模型动态模型 二、二、GISGIS应用模型的构建应用模型的构建 应用模型的构建实际包括：u目的导向分析u数据导向操作 1.应用模型建模步骤明确分析的目的和评价准则；明确分析的目的和评价准则；准备分析数据；准备分析数据；进行空间分析操作；进行空间分析操作；结果分析；结果分析；解释、评价结果解释、评价结果(如有必要，返回步骤如有必要，返回步骤1)1)；结果输出结果输出(地图、表格和文档地图、表格和文档)

3、。例例11道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算 计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的建筑面积和房计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的建筑面积和房产价值，道路拓宽改建的标准是：产价值，道路拓宽改建的标准是：v 道路从原有的道路从原有的20m20m拓宽至拓宽至60m60m；v 拓宽道路应尽量保持直线；拓宽道路应尽量保持直线；v 部分位于拆迁区内的部分位于拆迁区内的1010层以上的建筑不拆除。层以上的建筑不拆除。2）准备进行分析的数据）准备进行分析的数据 本例需要涉及两类信息：本例需要涉及两类信息：v现状道路图现状道路图；v分析区域内建筑物分布图及相关信息。分析区域内建筑物分

4、布图及相关信息。1）明确分析的目的和标准）明确分析的目的和标准 3)3)进行空间操怍进行空间操怍 v 首先选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的首先选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的 缓冲区；缓冲区；v 然后将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一然后将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一 幅新图，此图包括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑幅新图，此图包括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑 物信息。物信息。4)进行统计分析进行统计分析 v首首先先对对全全部部或或部部分分位位于于拆拆迁迁区区内内的的建建筑筑物物进进行行选选择择，凡凡部部分分落落入入拆拆迁迁区区且且楼楼层层高高于

5、于10层层以以上上的的建建筑筑物物，将将其其从从选择组中去掉，并对道路的拓宽边界进行局部调整。选择组中去掉，并对道路的拓宽边界进行局部调整。v然后对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。然后对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。5)将分析结果以地图和表格的形式打印输出将分析结果以地图和表格的形式打印输出 2.2.应用模型建模地途径应用模型建模地途径GIS环境内的模型建造GIS外部的模型建造混合型的模型建造 思考题思考题1.确定一些具体的地块，作为一个轻度污染确定一些具体的地块，作为一个轻度污染工厂的可能建设位置。工厂选址的标准包括：工厂的可能建设位置。工厂选址的标准包括：地块建设用地面积不小于地

6、块建设用地面积不小于10000m2；地块的地价不超过地块的地价不超过1万元万元m2；地地块块周周围围（2000m）不不能能有有幼幼儿儿园园、学学校校等等公公共共设设施施，以免受到工厂生产的影响。以免受到工厂生产的影响。主要用于土地资源规划与管理，它是指土地针对某种主要用于土地资源规划与管理，它是指土地针对某种特定开发活动的分析。特定开发活动的分析。7.2 适宜性分析模型适宜性分析模型 1.1 一般过程一般过程(1)选取影响因素；选取影响因素；(2)单单因因素素评评价价：根根据据单单因因素素评评价价标标准准，逐逐一一给给每每一一因因素素 (图图)中的图形单元打分，得到单因素适宜性评价图。中的图形

7、单元打分，得到单因素适宜性评价图。(3)多因素乘权叠加。多因素乘权叠加。为各影响因素赋权重；为各影响因素赋权重；计算每一图形单元的综合评价分数：计算每一图形单元的综合评价分数：S=式中：式中：S：某一图形单元的综合分数；某一图形单元的综合分数；Wi：第：第i个因素的权重；个因素的权重；Ci：第：第i个因素的单因素评分；个因素的单因素评分；n：参评因子数。参评因子数。1.2 实例研究实例研究 目的：目的：评价新建机场用地的适宜性，选择合适的新机场场址评价新建机场用地的适宜性，选择合适的新机场场址。1）影响因素：）影响因素：土地利用状况和地面坡度；土地利用状况和地面坡度；类类 型型编编 码码分分

8、值值空空 地地 113分分新果林新果林 21l分分老果林老果林 22 1分分7-2-1 土地利用分值表土地利用分值表 7-2-2 地面坡度分值表地面坡度分值表 地面度数地面度数 分值分值0535102101512002 2）单因素评价：）单因素评价：3）多因素乘权叠加）多因素乘权叠加 两因素等权重：两因素等权重：W1W20.5 图7-2-1 土地适宜性评价的实现过程 思考题思考题1 1：根据下列指标为新建的大学水产养殖实验根据下列指标为新建的大学水产养殖实验室寻找适宜的地点室寻找适宜的地点首选土地利用类型为灌木林地（首选土地利用类型为灌木林地（Landuse.shpLanduse.shp中中的

9、的lucodelucode=300=300）适宜开发的土壤类型（适宜开发的土壤类型（soils.shpsoils.shp中的中的suit=2suit=2）；）；地点必须离开下水道管线地点必须离开下水道管线300m 300m 范围之内范围之内 1)准备进行分析的数据准备进行分析的数据 本例需要涉及三类信息：本例需要涉及三类信息：v土地利用图土地利用图；v土壤类型图；土壤类型图；v地下水管道分布图地下水管道分布图3)3)进行空间操怍进行空间操怍 v首先对地下水管线建立首先对地下水管线建立300M300M的缓冲区；的缓冲区；v对土地利用类型图和土壤类型图进行合并的叠加运算；对土地利用类型图和土壤类型

10、图进行合并的叠加运算；v然后将对地下水管道建立的缓冲区图层与合并的图层进然后将对地下水管道建立的缓冲区图层与合并的图层进行相交叠加运算，产生一幅新图，此图包括所有位于下行相交叠加运算，产生一幅新图，此图包括所有位于下水管线水管线300M300M范围内的土壤类型信息和土地利用类型信息。范围内的土壤类型信息和土地利用类型信息。v进行空间查询，选择进行空间查询，选择土地利用类型为灌木林地和适宜开土地利用类型为灌木林地和适宜开发的土壤类型的地块。发的土壤类型的地块。4)进行结果分析进行结果分析 5)将分析结果以地图和表格的形式打印输出将分析结果以地图和表格的形式打印输出 思考题思考题2 2确定某种植物

11、的潜在生境，需满足的条件为：确定某种植物的潜在生境，需满足的条件为：l在高度带在高度带2之内（高度带地图为之内（高度带地图为elevzone.shp）;l距河流距河流200米之内（河流地图米之内（河流地图stream.shp）思考题思考题3 3模拟一个地下水脆弱性的分析项目。模拟一个地下水脆弱性的分析项目。地下水的脆弱性与三个变量有关，即土壤特征地下水的脆弱性与三个变量有关，即土壤特征(soil_gdsoil_gd)、地下水埋深地下水埋深(landuse_gdlanduse_gd)和土地利用状况和土地利用状况(depwater_gddepwater_gd),),每个变量的评分系统为每个变量的评

12、分系统为0 05050，其分值分别存储在，其分值分别存储在soil_gdsoil_gd、landuse_gdlanduse_gd 和和depwater_gddepwater_gd三个字段中。三个格网的分辨三个字段中。三个格网的分辨率均为率均为90m90m。指数值指数值=3土壤得分土壤得分+土地利用得分土地利用得分+地下水埋深得分地下水埋深得分注：注：landuse中的城市和建成区的赋值为中的城市和建成区的赋值为99，不纳入本模型。，不纳入本模型。7.3 发展预测模型发展预测模型 3.1 简介简介3.2 实例分析实例分析 人口预测模型：人口预测模型：式中：式中：Pt第第t年人口数；年人口数；P0

13、基年人口数；基年人口数；人口出生率；人口出生率；u人口死亡率；人口死亡率；t时间时间(年份年份)。研究地区：研究地区：=12.5，u=6.5；将基年定为将基年定为1985年，并且年，并且P0=612.7万人；万人；设每年净迁入该研究地区的人口数为设每年净迁入该研究地区的人口数为W=5万人。则万人。则规划期的人口预测数规划期的人口预测数(表表7-3-1)。表表7-3-1规划期人口预测数规划期人口预测数年年 份份 19851986 1987 198819891990增长速度增长速度人口数（万人）人口数（万人）612.7 621.4630.1638.9647.7656.61.43%7.4 位址选择模

14、型位址选择模型 4.1 位址选择的标准和过程位址选择的标准和过程 1.1.标准标准环境环境标准标准 工程工程标准标准 经济经济标准标准2.过程过程 数据准备阶段数据准备阶段：建立专家咨询组，明确选址的要求，：建立专家咨询组，明确选址的要求，选择影响因子，进行位址选择的数据准备。选择影响因子，进行位址选择的数据准备。综合影响的评价阶段综合影响的评价阶段：按照工程和经济可行性的要：按照工程和经济可行性的要 求，建立选址条件。求，建立选址条件。选址分析阶段选址分析阶段：实施位址选择，并对结果进行评价。：实施位址选择，并对结果进行评价。4.24.2实例分析实例分析确定某种植物的潜在生境。影响其生境的因

15、素为高程确定某种植物的潜在生境。影响其生境的因素为高程（elevzone.shpelevzone.shp）和河流和河流（steam.shpsteam.shp）,二者必须满二者必须满足的指标为：足的指标为：在高度带在高度带2 2之内；之内；距河流距河流200m200m之内。之内。例例2.确定一些具体的地块，作为一个轻度污染工确定一些具体的地块，作为一个轻度污染工厂的可能建设位置。工厂选址的标准包括：厂的可能建设位置。工厂选址的标准包括：地块建设用地面积不小于地块建设用地面积不小于10000m2；地块的地价不超过地块的地价不超过1万元万元m2；地地块块周周围围（2000m）不不能能有有幼幼儿儿园园

16、、学学校校等等公公共共设设施施，以免受到工厂生产的影响。以免受到工厂生产的影响。1)数据准备数据准备需要的数据信息：需要的数据信息：v包括全市所有地块信息的数据层；包括全市所有地块信息的数据层；v全市公共设施全市公共设施(包括幼儿园、学校等包括幼儿园、学校等)的分布图。的分布图。3)进行选址分析进行选址分析 将提取出的地块图与擦除了缓冲区的公共设施图层数将提取出的地块图与擦除了缓冲区的公共设施图层数据进行叠加，叠加的结果即可作为选址的初步结果。然后据进行叠加，叠加的结果即可作为选址的初步结果。然后对初步结果进行评价，选择出最适宜的位址。对初步结果进行评价，选择出最适宜的位址。4)将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打 印输出。印输出。2)进行分析操作进行分析操作 u 对幼儿园、学校按照给定的范围（对幼儿园、学校按照给定的范围（2000m）建立缓冲）建立缓冲 区，并将缓冲区在公共设施层中擦除；区，并将缓冲区在公共设施层中擦除；u从地块图中选择所有满足条件从地块图中选择所有满足条件1、2的地块。的地块。