空间分析之叠加分析.ppt

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1、地理信息系统基础与实践Geographical Information System Theory and Practice 第六章第六章 空间分析空间分析 叠加分析叠加分析 旅游与地理学院旅游与地理学院 陈世发陈世发2023/2/201韶关学院旅游与地理学院 陈世发一、空间叠置概念一、空间叠置概念 空间叠置分析空间叠置分析(Spatial Overlay Analysis)是指在统一空间参照是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠置，两个地理对象的图层进行叠置，以产生空间区域的多重属性特以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空

2、征，或建立地理对象之间的空间对应关系。间对应关系。空间叠置分析空间叠置分析目的：寻找和确定同时具有几种地目的：寻找和确定同时具有几种地目的：寻找和确定同时具有几种地目的：寻找和确定同时具有几种地理属性的地理要素的分布，或是按理属性的地理要素的分布，或是按理属性的地理要素的分布，或是按理属性的地理要素的分布，或是按照确定的地理指标，对叠加后产生照确定的地理指标，对叠加后产生照确定的地理指标，对叠加后产生照确定的地理指标，对叠加后产生的具有不同属性级的多边形进行分的具有不同属性级的多边形进行分的具有不同属性级的多边形进行分的具有不同属性级的多边形进行分类或分级类或分级类或分级类或分级 2023/2

3、/202韶关学院旅游与地理学院 陈世发二、叠置分析的分类二、叠置分析的分类将将将将同同同同一一一一地地地地区区区区，同同同同一一一一比比比比例例例例尺尺尺尺的的的的两两两两组组组组或或或或更更更更多多多多的的的的多多多多边边边边形形形形要要要要素素素素的的的的数数数数据据据据层层层层进进进进行行行行叠叠叠叠置置置置，会会会会出出出出现现现现两两两两种种种种成成成成果果果果形形形形式式式式，一一一一种种种种是是是是根根根根据据据据两两两两组组组组多多多多边边边边形形形形边边边边界界界界的的的的交交交交点点点点来来来来建建建建立立立立具具具具有有有有多多多多重重重重属属属属性性性性的的的的多多多多

4、边边边边形形形形，称称称称为为为为合合合合成成成成叠叠叠叠置置置置；另另另另一一一一种种种种是进行多边形范围的属性特征的统计分析，称为是进行多边形范围的属性特征的统计分析，称为是进行多边形范围的属性特征的统计分析，称为是进行多边形范围的属性特征的统计分析，称为统计叠置统计叠置统计叠置统计叠置。合成叠置得到一张新的叠置图，合成叠置得到一张新的叠置图，合成叠置得到一张新的叠置图，合成叠置得到一张新的叠置图，产生了许多新的多边形，每个多产生了许多新的多边形，每个多产生了许多新的多边形，每个多产生了许多新的多边形，每个多边形内都边形内都边形内都边形内都具有两种以上的属性具有两种以上的属性具有两种以上的

5、属性具有两种以上的属性，通过区域多重属性的模拟，寻找通过区域多重属性的模拟，寻找通过区域多重属性的模拟，寻找通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的和确定同时具有几种地理属性的和确定同时具有几种地理属性的和确定同时具有几种地理属性的分布区域。分布区域。分布区域。分布区域。统计叠置得到的是统计叠置得到的是统计叠置得到的是统计叠置得到的是新的属性数据新的属性数据新的属性数据新的属性数据，得到的新属性值可能与原数据层的属得到的新属性值可能与原数据层的属得到的新属性值可能与原数据层的属得到的新属性值可能与原数据层的属性意义不一致，因为得到的结果可能性意义不一致，因为得到的结果可能性意义

6、不一致，因为得到的结果可能性意义不一致，因为得到的结果可能是名称、分类值，也可能是分析后的是名称、分类值，也可能是分析后的是名称、分类值，也可能是分析后的是名称、分类值，也可能是分析后的结果。结果。结果。结果。2023/2/203韶关学院旅游与地理学院 陈世发叠置分析的叠置分析的数学基础数学基础（空间逻辑运算）（空间逻辑运算）叠加过程往往是对空间信息和对应的属性信息作集合的叠加过程往往是对空间信息和对应的属性信息作集合的叠加过程往往是对空间信息和对应的属性信息作集合的叠加过程往往是对空间信息和对应的属性信息作集合的交、并、交、并、交、并、交、并、差、余差、余差、余差、余运算，也可再进一步对属性

7、作其他的数学运算。运算，也可再进一步对属性作其他的数学运算。运算，也可再进一步对属性作其他的数学运算。运算，也可再进一步对属性作其他的数学运算。为讨论方便将空间图层为讨论方便将空间图层A，B，C定义为定义为二值图象二值图象 3、空间逻辑差运算；、空间逻辑差运算；A-B=X XA 且且 XB 1、空间逻辑并（、空间逻辑并（或或）运算；）运算；AB=X XA 或或 X B 2、空间逻辑交（、空间逻辑交（与与）运算；）运算；AB=X XA 且且 XB 4、空间包含；、空间包含；A B2023/2/204韶关学院旅游与地理学院 陈世发例：土壤厚度（大于例：土壤厚度（大于例：土壤厚度（大于例：土壤厚度（

8、大于5050厘米）和土壤类型（红壤和其他类型）厘米）和土壤类型（红壤和其他类型）厘米）和土壤类型（红壤和其他类型）厘米）和土壤类型（红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算结果如下：两个二值化图层，不同的逻辑运算结果如下：两个二值化图层，不同的逻辑运算结果如下：两个二值化图层，不同的逻辑运算结果如下：ANDAND关系：结果是将土层厚度大于关系：结果是将土层厚度大于关系：结果是将土层厚度大于关系：结果是将土层厚度大于5050厘米，且土壤为红壤的厘米，且土壤为红壤的厘米，且土壤为红壤的厘米，且土壤为红壤的土壤单元显示出来；土壤单元显示出来；土壤单元显示出来；土壤单元显示出来；OROR关系：结

9、果将土层厚度大于关系：结果将土层厚度大于关系：结果将土层厚度大于关系：结果将土层厚度大于5050厘米，或者土壤为红壤的土厘米，或者土壤为红壤的土厘米，或者土壤为红壤的土厘米，或者土壤为红壤的土壤单元显示出来；壤单元显示出来；壤单元显示出来；壤单元显示出来；XORXOR：结果将土层厚度小于结果将土层厚度小于结果将土层厚度小于结果将土层厚度小于5050厘米，或者土壤不是红壤的土厘米，或者土壤不是红壤的土厘米，或者土壤不是红壤的土厘米，或者土壤不是红壤的土壤单元显示出来；壤单元显示出来；壤单元显示出来；壤单元显示出来；NOT:NOT:如结果是将土层厚度大于如结果是将土层厚度大于如结果是将土层厚度大于

10、如结果是将土层厚度大于5050厘米，但土壤不是红壤的土厘米，但土壤不是红壤的土厘米，但土壤不是红壤的土厘米，但土壤不是红壤的土壤单元显示出来；壤单元显示出来；壤单元显示出来；壤单元显示出来；逻辑关系运算逻辑关系运算例例2023/2/205韶关学院旅游与地理学院 陈世发栅格数据的算术运算 1)1)算术运算算术运算 指两层以上的对应网格值经加、减运算，而得到新的栅指两层以上的对应网格值经加、减运算，而得到新的栅格数据系统的方法。格数据系统的方法。（4 4）叠加分析的数学运算叠加法）叠加分析的数学运算叠加法2023/2/206韶关学院旅游与地理学院 陈世发算术运算算术运算算术运算算术运算以灰度以灰度

11、以灰度以灰度(亮度亮度亮度亮度)赋值栅格为例（赋值栅格为例（赋值栅格为例（赋值栅格为例（乘除运算乘除运算乘除运算乘除运算）1010505050501001002020100100100100200200 2（图像反差增大）（图像反差增大）（图像反差增大）（图像反差增大）阳阳阳阳光光光光砂岩砂岩砂岩砂岩页岩页岩页岩页岩花岗岩花岗岩花岗岩花岗岩阳坡阳坡阳坡阳坡阴坡阴坡阴坡阴坡波波波波 段段段段MSSMSS4 4MSSMSS5 5MSSMSS4 4/MSSMSS5 5阳阳阳阳 坡坡坡坡343451510.670.67阴阴阴阴 坡坡坡坡222234340.650.65砂岩对阳光的反射情况砂岩对阳光的反

12、射情况砂岩对阳光的反射情况砂岩对阳光的反射情况乘法乘法乘法乘法案例案例案例案例除法案例除法案例除法案例除法案例0.670.670.650.652023/2/207韶关学院旅游与地理学院 陈世发无数据置换无数据置换无数据置换无数据置换算术运算算术运算算术运算算术运算赋值栅格的算术条件赋值栅格的算术条件赋值栅格的算术条件赋值栅格的算术条件叠加叠加叠加叠加比较后取最大值比较后取最大值比较后取最大值比较后取最大值比较后取最小值比较后取最小值比较后取最小值比较后取最小值2023/2/208韶关学院旅游与地理学院 陈世发算术运算算术运算算术运算算术运算赋值栅格的算术条件赋值栅格的算术条件赋值栅格的算术条件

13、赋值栅格的算术条件叠加叠加叠加叠加数据置换数据置换数据置换数据置换2023/2/209韶关学院旅游与地理学院 陈世发2)2)函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数关函数关函数关函数关系系系系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅格数据系统的过程。格数据系统的过程。格数据系统的过程。格数据系统的过程。这种

14、复合叠置分析方法被广泛地应用到地学综合分析、环这种复合叠置分析方法被广泛地应用到地学综合分析、环这种复合叠置分析方法被广泛地应用到地学综合分析、环这种复合叠置分析方法被广泛地应用到地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图像处理等领域中。境质量评价、遥感数字图像处理等领域中。境质量评价、遥感数字图像处理等领域中。境质量评价、遥感数字图像处理等领域中。利用土壤侵蚀通用方程式利用土壤侵蚀通用方程式利用土壤侵蚀通用方程式利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量时，就可利计算土壤侵蚀量时，就可利计算土壤侵蚀量时，就可利计算土壤侵蚀量时，就可利用多层面栅格数据的函数运用多层面栅格数据的函数运用多层面栅格数据的函

15、数运用多层面栅格数据的函数运算复合分析法进行自动处理。算复合分析法进行自动处理。算复合分析法进行自动处理。算复合分析法进行自动处理。一个地区土壤侵蚀量的大小一个地区土壤侵蚀量的大小一个地区土壤侵蚀量的大小一个地区土壤侵蚀量的大小是降雨是降雨是降雨是降雨(R)(R)、植被覆度、植被覆度、植被覆度、植被覆度(C)(C)、坡度坡度坡度坡度(S)(S)、坡长（、坡长（、坡长（、坡长（L L）、土壤）、土壤）、土壤）、土壤抗蚀性抗蚀性抗蚀性抗蚀性(SR)(SR)等因素的函数等因素的函数等因素的函数等因素的函数 在在Arc View中，使用中，使用Map Calculator可以很方便地实现可以很方便地实

16、现栅格图层的复合（叠加）运算栅格图层的复合（叠加）运算土壤侵蚀多因子函数运算复合分析示意图 函函数数运运算算露点露点2023/2/2010韶关学院旅游与地理学院 陈世发n n1 1、视觉信息叠加：、视觉信息叠加：、视觉信息叠加：、视觉信息叠加：将不同专题的内容叠加显示在结果图将不同专题的内容叠加显示在结果图将不同专题的内容叠加显示在结果图将不同专题的内容叠加显示在结果图件上件上件上件上 ，视觉信息叠加之后，参加叠加的平面之间没发生任视觉信息叠加之后，参加叠加的平面之间没发生任视觉信息叠加之后，参加叠加的平面之间没发生任视觉信息叠加之后，参加叠加的平面之间没发生任何逻辑关系，仍保留原来的数据结构

17、。何逻辑关系，仍保留原来的数据结构。何逻辑关系，仍保留原来的数据结构。何逻辑关系，仍保留原来的数据结构。面状图、线状图和点状图之间的叠加；面状图、线状图和点状图之间的叠加；面状图、线状图和点状图之间的叠加；面状图、线状图和点状图之间的叠加；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叠加；的叠加；的叠加；的叠加；遥感影像与专题地图的叠加；遥感影像与专题地图的叠加；遥感影像与专题地图的叠加；遥感影像与专题地图的叠加；专题地图与数字高

18、程模型叠加显示立体专题图；专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图；专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图；专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图；遥感影像与遥感影像与遥感影像与遥感影像与DEMDEM叠加生成真三维地物景观。叠加生成真三维地物景观。叠加生成真三维地物景观。叠加生成真三维地物景观。叠加分析分为以下五类：视觉信息叠加；点与多边形叠加分析分为以下五类：视觉信息叠加；点与多边形叠加分析分为以下五类：视觉信息叠加；点与多边形叠加分析分为以下五类：视觉信息叠加；点与多边形叠加；叠加；叠加；叠加；线与多边形叠加线与多边形叠加线与多边形叠加线与多边形叠加 ；多边形叠加；多边形叠加；多边形叠

19、加；多边形叠加；栅格图层叠栅格图层叠栅格图层叠栅格图层叠加加加加 面状图、面状图、线状图和线状图和点状图之点状图之间的叠加间的叠加面状图与专题区域边界面状图与专题区域边界之间的叠加之间的叠加遥感影像与专题地图的叠加遥感影像与专题地图的叠加遥感影像与专题地图的叠加遥感影像与专题地图的叠加专题地图与数字高程模型叠加专题地图与数字高程模型叠加遥感影像与遥感影像与DTM叠加叠加2023/2/2011韶关学院旅游与地理学院 陈世发2、点与多边形的叠加叠加图层：叠加图层：叠加图层：叠加图层：将一个含有点的图层（目标图层）叠加在另一个含有将一个含有点的图层（目标图层）叠加在另一个含有将一个含有点的图层（目标

20、图层）叠加在另一个含有将一个含有点的图层（目标图层）叠加在另一个含有多边形的图层（操作图层）上，以确定每个点落在哪个区域内。多边形的图层（操作图层）上，以确定每个点落在哪个区域内。多边形的图层（操作图层）上，以确定每个点落在哪个区域内。多边形的图层（操作图层）上，以确定每个点落在哪个区域内。例如：例如：例如：例如：一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点），一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点），一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点），一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点），二者经叠加分析后，并且将政区图多边形有关的属性信息加到矿二者经叠加分析后，并

21、且将政区图多边形有关的属性信息加到矿二者经叠加分析后，并且将政区图多边形有关的属性信息加到矿二者经叠加分析后，并且将政区图多边形有关的属性信息加到矿产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查询指定省有多少产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查询指定省有多少产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查询指定省有多少产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查询指定省有多少种矿产，产量有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里种矿产，产量有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里种矿产，产量有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里种矿产，产量有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里有分

22、布等信息。有分布等信息。有分布等信息。有分布等信息。例如将水井与规划区图层相叠置，可确定每口井所属的规划区范例如将水井与规划区图层相叠置，可确定每口井所属的规划区范例如将水井与规划区图层相叠置，可确定每口井所属的规划区范例如将水井与规划区图层相叠置，可确定每口井所属的规划区范围。围。围。围。*1*3*4*2ADBC点属性1234多边形属性1属性2ABCD点多边形点属性面属性1面属性21A2D3C4B2023/2/2012韶关学院旅游与地理学院 陈世发3、线与多边形的叠加、线与多边形的叠加叠加图层叠加图层叠加图层叠加图层：将线的图层（目标图层）叠加在多边形的图层：将线的图层（目标图层）叠加在多边

23、形的图层：将线的图层（目标图层）叠加在多边形的图层：将线的图层（目标图层）叠加在多边形的图层（操作图层）上，以确定一条线落在哪个多边形内。（操作图层）上，以确定一条线落在哪个多边形内。（操作图层）上，以确定一条线落在哪个多边形内。（操作图层）上，以确定一条线落在哪个多边形内。叠加原理叠加原理叠加原理叠加原理：与前面不同的是，往往一个线目标跨越多个多边：与前面不同的是，往往一个线目标跨越多个多边：与前面不同的是，往往一个线目标跨越多个多边：与前面不同的是，往往一个线目标跨越多个多边形，这时需要先进行线与多边形的求交，并将线目标进行切形，这时需要先进行线与多边形的求交，并将线目标进行切形，这时需要

24、先进行线与多边形的求交，并将线目标进行切形，这时需要先进行线与多边形的求交，并将线目标进行切割，形成一个新的空间目标（新的线目标）的结果集割，形成一个新的空间目标（新的线目标）的结果集割，形成一个新的空间目标（新的线目标）的结果集割，形成一个新的空间目标（新的线目标）的结果集例如：例如：例如：例如：当线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的当线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的当线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的当线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，所有河流打断

25、成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，进而计算它的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的进而计算它的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的进而计算它的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的进而计算它的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密度，内部的交通流量，结果可以得到每个多边形内的道路网密度，内部的交通流量，结果可以得到每个多边形内的道路网密度，内部的交通流量，结果可以得到每个多边形内的道路网密度，内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交进入、离开各个多边形的交通量，相

26、邻多边形之间的相互交进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交通量。通量。通量。通量。2023/2/2013韶关学院旅游与地理学院 陈世发例如：确定某一行政区内各种等级道路的里程数例如：确定某一行政区内各种等级道路的里程数线与多边形的叠合的目的是确定某一线状图层上的弧段落在线与多边形的叠合的目的是确定某一线状图层上的弧段落在另一多变性图层上的哪个多边形内，以便为图层的每条弧段另一多变性图层上的哪个多边形内，以便为图层的每条弧段建立新的属性。建立新的属性。路网密度？路网密度？路网密度？路网密度？叠加！叠加！叠加！叠加！各种道路长=83

27、0KM区域面积=2797KM2结果？2023/2/2014韶关学院旅游与地理学院 陈世发4、多边形与多边形的叠加、多边形与多边形的叠加 多边形与多边形的叠置是指将两个不同图层的多边形要素多边形与多边形的叠置是指将两个不同图层的多边形要素相叠加，根据两组多边形的交点来建立多重属性的多边形或相叠加，根据两组多边形的交点来建立多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特征的统计分析。进行多边形范围内的属性特征的统计分析。多边形叠置过程分几何求交过程和属性确定过程，算法的多边形叠置过程分几何求交过程和属性确定过程，算法的核心是多边形求交。核心是多边形求交。对两个多边形进行边界求交和弧段分割运算，并以新弧

28、段对两个多边形进行边界求交和弧段分割运算，并以新弧段为单位重建拓扑关系；为单位重建拓扑关系；判断重建多边形落在原始多边形层的哪个多边形内，从而判断重建多边形落在原始多边形层的哪个多边形内，从而建立新叠置多边形与原始多边形的关系，并抽取属性。建立新叠置多边形与原始多边形的关系，并抽取属性。2023/2/2015韶关学院旅游与地理学院 陈世发多边形的不同叠加方式多边形的不同叠加方式取本底多边形取上叠多边形两个多边形相交？两个多边形是包含关系？多边形求交，重建拓扑关系属性抽取，建立关联连接上叠多边形结束？本底多边形结束？ynnn建立包含关系属性抽取yyy结束多多边边形形的的叠叠置置流流程程图图202

29、3/2/2016韶关学院旅游与地理学院 陈世发新多边形的属性多边形之间的叠多边形之间的叠置置IDID属性属性属性属性101101A AIDID属性属性属性属性1 1X X2 2Y Y3 3Z Z新多边新多边新多边新多边形形形形IDID层层层层1 1多边多边多边多边形属性形属性形属性形属性层层层层2 2多边形多边形多边形多边形属性属性属性属性1 10 0A A2 20 0X X3 3A AX X4 40 0X X5 5A A0 06 6A A0 07 7A AY Y8 8A AZ Z9 90 0Y Y10100 0Z Z11110 0Y Y1212Z Z0 0AXYZ37910145611 2层

30、层1层层2新层新层12坡度图层坡度图层坡度图层坡度图层肥力图层肥力图层肥力图层肥力图层叠加？叠加？叠加？叠加？2023/2/2017韶关学院旅游与地理学院 陈世发多边形叠多边形叠加产生碎加产生碎屑多边形屑多边形由于矢量有限精度原因，几何对象由于矢量有限精度原因，几何对象不可能完全匹配，出现碎屑多边形，不可能完全匹配，出现碎屑多边形，通常设模糊容限消除通常设模糊容限消除2023/2/2018韶关学院旅游与地理学院 陈世发5、基于栅格数据的叠置分析、基于栅格数据的叠置分析 特点：栅格数据的叠置算法，虽然数据存贮量比较大，但运特点：栅格数据的叠置算法，虽然数据存贮量比较大，但运算过程比较简单。算过程

31、比较简单。变换方法：变换方法：（1）点变换）点变换（2）区域变换方法）区域变换方法（3）邻域变换方法）邻域变换方法基于栅格数据的基于栅格数据的叠置叠置分析是参与分析的两个图层的要素分析是参与分析的两个图层的要素均为栅格数据。均为栅格数据。栅格叠置的作用包括以下几种：栅格叠置的作用包括以下几种：栅格叠置的作用包括以下几种：栅格叠置的作用包括以下几种：类型叠置；类型叠置；类型叠置；类型叠置；数量统计数量统计数量统计数量统计 动态分析动态分析动态分析动态分析 益本分析益本分析益本分析益本分析 几何提取几何提取几何提取几何提取 2023/2/2019韶关学院旅游与地理学院 陈世发（1）点变换）点变换

32、点变换只依据参与叠置图层相应点的属性值进行新的运算，点变换只依据参与叠置图层相应点的属性值进行新的运算，既与各图层的邻域点的属性无关，也不受区域内一般特征的既与各图层的邻域点的属性无关，也不受区域内一般特征的影响。运算方法包括：算术运算，指数运算，三角函数运算影响。运算方法包括：算术运算，指数运算，三角函数运算等等2 2 4 4 4 4 6 63 3 3 3 4 4 6 63 3 3 3 7 7 7 72 2 2 25 5 4 42 2 3 36 6 4 43 3 3 36 6 6 6-=0 0-2-21 1-2-2-1-10 02 2-2-20 00 0-1-1-1-1点变换示意点变换示意结

33、果特征：运算后得到的新属性值可能与原图层的属性意结果特征：运算后得到的新属性值可能与原图层的属性意义完全不同。义完全不同。2023/2/2020韶关学院旅游与地理学院 陈世发(2)区域变换方法区域变换方法 指在计算新图层相应的属性值时，不仅与原图层对应的指在计算新图层相应的属性值时，不仅与原图层对应的栅格的属性值有关，而且要顾及原图层所在区域的集合特栅格的属性值有关，而且要顾及原图层所在区域的集合特征（区域长度、面积、周长等）。征（区域长度、面积、周长等）。(3)邻域变换方法邻域变换方法 指在计算新图层相应的属性值时，不仅考虑原图层对应指在计算新图层相应的属性值时，不仅考虑原图层对应的栅格及其

34、属性，而且还应顾及与该栅格相关联的邻域或的栅格及其属性，而且还应顾及与该栅格相关联的邻域或者影响半径内的栅格属性值的影响。者影响半径内的栅格属性值的影响。2023/2/2021韶关学院旅游与地理学院 陈世发叠加分析与视觉信息叠加的区别叠加分析与视觉信息叠加的区别 叠叠叠叠置置置置分分分分析析析析是是是是把把把把参参参参与与与与叠叠叠叠加加加加的的的的各各各各数数数数据据据据层层层层经经经经过过过过算算算算术术术术的的的的、几几几几何何何何的的的的、逻逻逻逻辑辑辑辑的的的的运运运运算算算算生生生生成成成成新新新新的的的的数数数数据据据据层层层层；而而而而视视视视觉觉觉觉信信信信息息息息叠叠叠叠加

35、加加加仅仅仅仅是是是是把把把把不不不不同同同同的的的的数数数数据据据据层层层层同同同同时时时时显显显显示示示示到到到到一一一一个个个个屏屏屏屏幕幕幕幕上上上上或或或或绘绘绘绘制制制制在在在在一一一一幅幅幅幅图图图图形形形形里里里里，各各各各数数数数据据据据层层层层间间间间不不不不存存存存在在在在逻逻逻逻辑辑辑辑关关关关系系系系，没没没没有有有有生生生生成成成成新新新新的的的的数数数数据据据据文文文文件件件件，在在在在同同同同一区域内，地图投影与比例尺相同便可进行视觉信息复合。一区域内，地图投影与比例尺相同便可进行视觉信息复合。一区域内，地图投影与比例尺相同便可进行视觉信息复合。一区域内，地图投

36、影与比例尺相同便可进行视觉信息复合。叠置分析和空间集合分析的区别叠置分析和空间集合分析的区别 叠置分析和空间集合分析虽然都可以在基于矢量的地理信叠置分析和空间集合分析虽然都可以在基于矢量的地理信叠置分析和空间集合分析虽然都可以在基于矢量的地理信叠置分析和空间集合分析虽然都可以在基于矢量的地理信息系统和基于栅格的地理信息系统中完成，但由于基于栅息系统和基于栅格的地理信息系统中完成，但由于基于栅息系统和基于栅格的地理信息系统中完成，但由于基于栅息系统和基于栅格的地理信息系统中完成，但由于基于栅格的系统的叠加分析要容易和快得多，而矢量数据在叠置格的系统的叠加分析要容易和快得多，而矢量数据在叠置格的系

37、统的叠加分析要容易和快得多，而矢量数据在叠置格的系统的叠加分析要容易和快得多，而矢量数据在叠置操作时容易产生多边形误差且边界搜索也很困难，运算速操作时容易产生多边形误差且边界搜索也很困难，运算速操作时容易产生多边形误差且边界搜索也很困难，运算速操作时容易产生多边形误差且边界搜索也很困难，运算速度又慢等原因，所以一般用栅格数据进行空间集合分析。度又慢等原因，所以一般用栅格数据进行空间集合分析。度又慢等原因，所以一般用栅格数据进行空间集合分析。度又慢等原因，所以一般用栅格数据进行空间集合分析。2023/2/2022韶关学院旅游与地理学院 陈世发101010106060606010101010202

38、060603030303030306060101010106060606010101010303060603030303030306060-=0 00 00 00 00 00 010100 00 00 00 00 0空间叠加分析实例空间叠加分析实例1：土地利用变化区域探测：土地利用变化区域探测80年遥感影像年遥感影像90年遥感影像年遥感影像点变换后影像点变换后影像点变换后影像分析点变换后影像分析通过通过80和和90年两期影像的相减运算后得到变年两期影像的相减运算后得到变换影像，如果：换影像，如果：变换影像值变换影像值 0；说明该区未发生变化；说明该区未发生变化变换影像值变换影像值 0；说明该区

39、已发生变化；说明该区已发生变化10 耕地耕地20 居民点居民点30 水域水域40 草地草地50 未利用地未利用地60 林地林地Legend注意：注意：此处的遥感影像可以是此处的遥感影像可以是分类结果分类结果，也可以，也可以是是原始的遥感影像原始的遥感影像。在一般应用中，多使用原始。在一般应用中，多使用原始的遥感影像，可提高变化探测速度。的遥感影像，可提高变化探测速度。2023/2/2023韶关学院旅游与地理学院 陈世发信息获取信息获取研究方法研究方法变化过程分析变化过程分析 机制分析机制分析 实例实例2 2：土地利用变化分析土地利用变化分析更新土地利用图社经统计数据动态变化研究变化信息的解译与

40、制图解译与制图变化数据管理原始遥感信息专题图件数据预处理空间操作与分析图像预处理影像分类变化信息探测结果比较变化信息分类高分辨率图像融合 土地利用/覆盖动态变化研究框架2023/2/2024韶关学院旅游与地理学院 陈世发信信息息获获取取1999、2003和2007年遥感影像图2023/2/2025韶关学院旅游与地理学院 陈世发面积统计面积统计年份年份年份年份 类型类型类型类型耕地耕地耕地耕地园地园地园地园地林地林地林地林地城镇村城镇村城镇村城镇村与工与工与工与工矿用矿用矿用矿用地地地地交通用交通用交通用交通用地地地地水域水域水域水域未利用未利用未利用未利用地地地地199919991135.37

41、1135.37258.3258.32678.222678.22192.12192.1230.230.276.4776.4722.2422.24200320031112.651112.65266.3266.32580.972580.97194.31194.31105.62105.6286.4986.4946.4646.4620072007976.25976.25319.77319.772684.802684.80197.20197.20105.46105.4686.3886.3823.0823.082023/2/2026韶关学院旅游与地理学院 陈世发土地类型转移矩阵土地类型转移矩阵:根据两个不同

42、时间（根据两个不同时间（t和和t+t）的土地利用图计算从一种类型）的土地利用图计算从一种类型到另一种类型的转换概率，来分析土地利用变化过程。它依靠到另一种类型的转换概率，来分析土地利用变化过程。它依靠GIS技术，将两个不同时间的土地利用图进行栅格化处理，计技术，将两个不同时间的土地利用图进行栅格化处理，计算算t时刻上时刻上A类有多少格网点转换成在类有多少格网点转换成在t+t时刻的时刻的B，C，D等等类型，转换点数占该类型总数的百分比可称为转移概率。类型，转换点数占该类型总数的百分比可称为转移概率。研究方法研究方法使用景观生态学方法，计算土地类型转移矩阵。使用景观生态学方法，计算土地类型转移矩阵

43、。12nai+1a11a12a1na1+2a21a22a2na2+Nan1a32annan+a+ja+1a+2a+na注：表中注：表中 ai+代表土地类型代表土地类型 I 在转化前的总量；在转化前的总量；a+j 代表代表土地类型土地类型 I在转化后的总量；在转化后的总量；a 是土地总面积是土地总面积 类型转移类型转移距阵示例距阵示例 2023/2/2027韶关学院旅游与地理学院 陈世发朱溪河小流域朱溪河小流域1999-2007土地利用类型转移矩阵土地利用类型转移矩阵 hm2土地利用转移矩土地利用转移矩土地利用转移矩土地利用转移矩阵阵阵阵耕地耕地耕地耕地园地园地园地园地林地林地林地林地城镇村及工

44、城镇村及工城镇村及工城镇村及工矿用地矿用地矿用地矿用地交通交通交通交通用地用地用地用地水域水域水域水域未利未利未利未利用地用地用地用地19991999年年年年合计合计合计合计19991999年转年转年转年转移量移量移量移量耕地耕地耕地耕地624.5624.51 159.4259.42295.4295.474.0274.0245.5145.5129.3729.376.896.891135.31135.37 7510.510.8686园地园地园地园地37.7337.73161.5161.53 343.2843.2811.8411.846.696.691.341.340.120.12258.3258

45、.396.796.77 7林地林地林地林地245.0245.05 573.173.12285.312285.3131.4131.4129.9629.969.29.210.1610.162678.22678.22 2392.392.9191城镇村及工矿用城镇村及工矿用城镇村及工矿用城镇村及工矿用地地地地36.0436.0417.2717.2754.8454.8470.2870.2813.2813.280.330.330.050.05192.12192.12121.121.8484交通用地交通用地交通用地交通用地6.566.563.233.230.450.4517.617.68.018.010.4

46、20.420 030.230.221.121.19 9水域水域水域水域22.6522.650.020.025.45.40 01.21.242.8242.820 076.4776.4733.633.65 5未利用地未利用地未利用地未利用地6.176.174 44.24.22.232.231.981.982.152.157.517.5122.2422.2414.714.73 320072007年合计年合计年合计年合计976.2976.25 5319.5319.57 72684.682684.68197.2197.2105.46105.4686.3886.3823.0823.084392.94392

47、.92 2-20072007年转移量年转移量年转移量年转移量 351.74351.74158.0158.04 4399.37399.37126.92126.9297.4597.4543.5643.5615.5715.57-1191.1191.95952023/2/2028韶关学院旅游与地理学院 陈世发n n分析目的和评价准则：分析目的和评价准则：分析目的和评价准则：分析目的和评价准则：n n1 1）估计住宅用地被洪水淹设而造成的损失；估计住宅用地被洪水淹设而造成的损失；估计住宅用地被洪水淹设而造成的损失；估计住宅用地被洪水淹设而造成的损失；n n2 2）洪水水位的相对高程为洪水水位的相对高程为

48、洪水水位的相对高程为洪水水位的相对高程为500500米；米；米；米；n n3 3）损失的大小和居民的财产、地基的稳定性有关；损失的大小和居民的财产、地基的稳定性有关；损失的大小和居民的财产、地基的稳定性有关；损失的大小和居民的财产、地基的稳定性有关；应用实例应用实例3：洪水淹没损失分析：洪水淹没损失分析获取数据：获取数据：获取数据：获取数据：1 1）数字化的地块数字化的地块数字化的地块数字化的地块多边形地图多边形地图多边形地图多边形地图。每个地块均有土地使用、可遭。每个地块均有土地使用、可遭。每个地块均有土地使用、可遭。每个地块均有土地使用、可遭损失的财产状况（简称估计财产）、不同地基类型等属

49、性。损失的财产状况（简称估计财产）、不同地基类型等属性。损失的财产状况（简称估计财产）、不同地基类型等属性。损失的财产状况（简称估计财产）、不同地基类型等属性。2 2）地块多边形属性表中有地均财产这一项，地均财产地块多边形属性表中有地均财产这一项，地均财产地块多边形属性表中有地均财产这一项，地均财产地块多边形属性表中有地均财产这一项，地均财产=估计估计估计估计财产财产财产财产/地块面积。地块面积。地块面积。地块面积。3 3）对每一类地基，可估计其稳定性，并估计房屋倒坍的可能对每一类地基，可估计其稳定性，并估计房屋倒坍的可能对每一类地基，可估计其稳定性，并估计房屋倒坍的可能对每一类地基，可估计其

50、稳定性，并估计房屋倒坍的可能性，称损失系数（见表）性，称损失系数（见表）性，称损失系数（见表）性，称损失系数（见表）4 4）数字化的等高线地形图。数字化的等高线地形图。数字化的等高线地形图。数字化的等高线地形图。2023/2/2029韶关学院旅游与地理学院 陈世发地块多边形图地块多边形图地块属性表地块属性表地形等高线及其组成的多边形地形高程表2023/2/2030韶关学院旅游与地理学院 陈世发空间分析过程空间分析过程n n将将将将地地地地块块块块多多多多边边边边形形形形和和和和高高高高程程程程多多多多边边边边形形形形叠叠叠叠合合合合，产产产产生生生生地地地地块块块块高高高高程程程程多多多多边边