第十一讲空间分析课件.ppt
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1、第十一讲空间分析第1页,此课件共48页哦叠置分析叠置分析(Overlay)P132n n大部分大部分GIS软件以分层的方式组织软件以分层的方式组织地理景观地理景观地理景观地理景观,将地,将地,将地,将地理景观按主题分层提取,同一地区的整个数据层集理景观按主题分层提取,同一地区的整个数据层集理景观按主题分层提取,同一地区的整个数据层集理景观按主题分层提取,同一地区的整个数据层集表达了该地区地理景观的内容。每个主题层可以用表达了该地区地理景观的内容。每个主题层可以用表达了该地区地理景观的内容。每个主题层可以用表达了该地区地理景观的内容。每个主题层可以用矢量结构的点线面图层文件表达,也可以用栅格结矢
2、量结构的点线面图层文件表达,也可以用栅格结矢量结构的点线面图层文件表达,也可以用栅格结矢量结构的点线面图层文件表达,也可以用栅格结构的图层文件进行表达。构的图层文件进行表达。构的图层文件进行表达。构的图层文件进行表达。n n叠置分析是叠置分析是GISGIS最常用的提取空间隐含信息的手段最常用的提取空间隐含信息的手段之一。之一。该方法来源于传统的透明材料叠加。既将该方法来源于传统的透明材料叠加。既将来自不同数据源的图纸绘于透明纸上,在透光桌来自不同数据源的图纸绘于透明纸上,在透光桌上将其叠放在一起,然后用笔勾出感兴趣的部分。上将其叠放在一起,然后用笔勾出感兴趣的部分。第2页,此课件共48页哦叠置
3、分析的概念叠置分析的概念n n叠置分析是叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠置产生一个将两层或多层地图要素进行叠置产生一个将两层或多层地图要素进行叠置产生一个将两层或多层地图要素进行叠置产生一个新要素层的操作,其结果将原来要素分割成新的要素,新要素层的操作,其结果将原来要素分割成新的要素,新要素层的操作,其结果将原来要素分割成新的要素,新要素层的操作,其结果将原来要素分割成新的要素,新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。也也就是说,叠置分析不仅生成了新的空间
4、关系,还就是说,叠置分析不仅生成了新的空间关系,还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模系。叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析,进而产生用户需要的结果或回型进行计算分析,进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题答用户提出的问题(如如如如:区域土地类型统计区域土地类型统计)。第3页,此课件共48页哦叠置分析的类型叠置分析的类型 1 1)多边形叠置)多边形叠置)多边形叠置)多边形叠置 这这这这个个个个过过过过程程程程是是是是将将将将两两两两层层层层中中中中的的的的多多多多边边边边形形形形要要
5、要要素素素素叠叠叠叠置置置置,产产产产生生生生输输输输出出出出层层层层中中中中的的的的新新新新多多多多边边边边形形形形要要要要素素素素,同同同同时时时时它它它它们们们们的的的的属属属属性性性性也也也也将将将将联联联联系系系系起起起起来来来来,以以以以满满满满足足足足建建建建立立立立分分分分析析析析模模模模型型型型的的的的需需需需要要要要。多多多多边边边边形形形形叠叠叠叠置置置置可可可可以以以以按按按按UnionUnion、IntersectIntersect、IdentityIdentity等等等等不不不不同同同同运运运运算算算算方方方方式式式式进进进进行行行行,其其其其输输输输出出出出层层层
6、层中中中中多多多多边边边边形形形形分分分分别别别别为为为为输输输输入入入入层层层层的的的的并并并并集集集集、输输输输入入入入层层层层的的的的交交交交集集集集、输输输输入入入入层层层层的的的的并并并并集集集集被被被被第第第第一一一一个个个个输输输输入入入入层层层层边边边边界界界界裁裁裁裁剪剪剪剪后后后后剩剩剩剩余余余余的部分。的部分。的部分。的部分。按叠置分析中输入数据层的不同,又可以分为三种类型:按叠置分析中输入数据层的不同,又可以分为三种类型:按叠置分析中输入数据层的不同,又可以分为三种类型:按叠置分析中输入数据层的不同,又可以分为三种类型:叠叠叠叠置置置置过过过过程程程程可可可可分分分分为
7、为为为几几几几何何何何求求求求交交交交和和和和属属属属性性性性分分分分配配配配两两两两步步步步。几几几几何何何何求求求求交交交交的的的的过过过过程程程程中中中中间间间间可可可可能能能能产产产产生生生生碎碎碎碎屑屑屑屑多多多多边边边边形形形形(Sliver Sliver Sliver Sliver PolygonPolygonPolygonPolygon),可可可可以以以以设设设设定定定定一一一一定定定定的的的的模模模模糊糊糊糊容容容容限限限限消消消消除除除除它它它它;属属属属性性性性分分分分配配配配就就就就是是是是将将将将输输输输入入入入的的的的不不不不同同同同层层层层属属属属性性性性传传传传
8、递递递递给给给给输输输输出层。出层。出层。出层。第4页,此课件共48页哦nUNION(UNION(并集并集)nINTERSECT(INTERSECT(交集交集)nIDENTITY(IDENTITY(并集被第一个输入层并集被第一个输入层边界裁切后剩余部分边界裁切后剩余部分)空间多边形叠置空间多边形叠置(overlay)overlay)第5页,此课件共48页哦空间多边形叠置空间多边形叠置(UNION UNION 并集并集)第6页,此课件共48页哦空间多边形叠置空间多边形叠置(INTERSECT INTERSECT 交集交集)第7页,此课件共48页哦空间多边形叠置空间多边形叠置(IDENTITY I
9、DENTITY 交补集交补集)第8页,此课件共48页哦2)点与多边形叠置)点与多边形叠置 点点与与多多边边形形的的叠叠加加分分析析,实实质质是是计计算算包包含含关关系系(包包含含分分析析),判判断断各各个个点点的的归归属属(落落在在哪哪个个多多边边形形内内)。叠叠置置的的结结果果是是为为每每点点产产生生一一个个新新的的属属性性。例例如如,井井位位与与规规划划区区叠叠加加,可可找找到到包包含每个井的区域。含每个井的区域。第9页,此课件共48页哦 点与多边形的叠加通常不产生新的数据点与多边形的叠加通常不产生新的数据层,只是把属性信息叠加到原图层中,然后层,只是把属性信息叠加到原图层中,然后通过属性
10、查询间接获得点与多边形叠加的需通过属性查询间接获得点与多边形叠加的需要信息。要信息。在完成点与多边形几何关系计算后,还要在完成点与多边形几何关系计算后,还要在完成点与多边形几何关系计算后,还要在完成点与多边形几何关系计算后,还要进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上(或反之)。如有属性信息叠加到其中的点上(或反之)。如有属性信息叠加到其中的点上(或反之)。如有属性信息叠加到其中的点上(或反之)。如有多点分布在同一多边形,则要采取一些特殊的多点分布在同
11、一多边形,则要采取一些特殊的多点分布在同一多边形,则要采取一些特殊的多点分布在同一多边形,则要采取一些特殊的规则。规则。规则。规则。第10页,此课件共48页哦3)3)3)3)合成叠置与统计叠置合成叠置与统计叠置合成叠置与统计叠置合成叠置与统计叠置 多多边边形形叠叠置置就就是是地地理理数数据据层层的的叠叠加加,分分为为合合成成叠叠置与统计叠置。置与统计叠置。合合成成叠叠置置是是将将同同一一地地区区、同同一一比比例例尺尺的的两两组组或或更更多多的的多多边边形形要要素素的的数数据据文文件件进进行行叠叠置置,根根据据两两组组多多边边形形边边界界的的交交点点来来建建立立具具有有多多重重属属性性的的多多边
12、边形形,如如p133p133p133p133图图图图(a)(a)。统统计计叠叠置置是是将将多多边边形形数数据据层层叠叠加加,进进行行多多边边形形范范围的属性特征的统计分析,如围的属性特征的统计分析,如p133p133图图图图(b)(b)。第11页,此课件共48页哦城市功能分区图土地利用图(a)合成叠置 (b)统计叠置第12页,此课件共48页哦 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,产生了许多新的多边形,每个多边形内都具有两种以上的属性,通过区边形,每个多边形内都具有两种以上的属性,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域多重属性的模拟,寻找和确定
13、同时具有几种地理属性的分布区域,例如城市居住用地中所占耕地面积是性的分布区域,例如城市居住用地中所占耕地面积是多少;多少;统计叠置的目的是统计计算一种要素在另一种统计叠置的目的是统计计算一种要素在另一种要素中的分布特征,例如统计某种城市功能区内所包要素中的分布特征,例如统计某种城市功能区内所包含的土地类型数,各类土地的面积等,含的土地类型数,各类土地的面积等,叠置的结果是叠置的结果是统计报表。统计报表。第13页,此课件共48页哦 叠置分析有栅格和矢量两种方法。栅格的叠置算法很叠置分析有栅格和矢量两种方法。栅格的叠置算法很简单,相当于两个矩阵的算术或逻辑运算,但栅格的精度简单,相当于两个矩阵的算
14、术或逻辑运算,但栅格的精度没有矢量高。矢量的叠置算法复杂,但能保证计算的精度。没有矢量高。矢量的叠置算法复杂,但能保证计算的精度。矢量叠置一般经过三个步骤的计算。矢量叠置一般经过三个步骤的计算。第一步第一步:将所有的线段在与另一层的线段相交的位置打将所有的线段在与另一层的线段相交的位置打断;断;第二步第二步:重新建立弧重新建立弧-多边形拓扑关系;多边形拓扑关系;第三步第三步:设置多边形标识点,传递属性。设置多边形标识点,传递属性。矢量叠置算法的主要时间消耗在前两个步骤上。矢量叠置算法的主要时间消耗在前两个步骤上。多边形叠置的基本方法多边形叠置的基本方法 第14页,此课件共48页哦 假设已给定同
15、一地区、同一比例尺而反映不同属性的假设已给定同一地区、同一比例尺而反映不同属性的两幅地图(例如坡度图与土层厚度图),表示为两个图层。两幅地图(例如坡度图与土层厚度图),表示为两个图层。假定每幅图各包含一个多边形,现在将它们叠置得到合成假定每幅图各包含一个多边形,现在将它们叠置得到合成图。怎样产生叠置图呢?图。怎样产生叠置图呢?1A2BB01234ABA0第15页,此课件共48页哦按照前述的叠置运算步骤,按照前述的叠置运算步骤,第一步第一步:是将两幅矢量图叠加是将两幅矢量图叠加在一起,找出弧之间的所有在一起,找出弧之间的所有相交点。相交点。两个图层各有一两个图层各有一个多边形、一条弧、一个个多边
16、形、一条弧、一个结点,叠置后产生两个交结点,叠置后产生两个交点。在交点处产生一个新点。在交点处产生一个新的结点,将原来的弧打断,的结点,将原来的弧打断,其结果是叠置图中包含其结果是叠置图中包含4 4个结点、个结点、6 6条弧、条弧、3 3个多边个多边形,见右图。形,见右图。AB1234B0A0第16页,此课件共48页哦第二步,重构弧第二步,重构弧-多边形拓扑关系。多边形拓扑关系。弧ID起点终点左多边形右多边形1110A2220B叠叠置置前前的的两两个个输输入入图图层层对对应应的的弧弧-多多边边形形关关系系见见表表4-1。表表4-1 两个输入图层的弧两个输入图层的弧-多边形关系表多边形关系表 第
17、17页,此课件共48页哦 两两个个图图层层叠叠置置后后,每每条条弧弧各各有有两两个个左左多多边边形形标标识识码码和和两两个个右右多多边边形形标标识识码码。例例如如,多多边边形形A0在在第第一一输输入入图图层层中中的的标标识识码码为为A,在在第第二二输输入入图图层层中中的的标标识识码码为为0;多多边边形形AB在在第第一一输输入入图图层层中中的的标标识识码码为为A,在在第二输入图层中为第二输入图层中为B,见下表,见下表。弧ID起点终点左多边形右多边形14100A022400B0334B0AB434ABA053200B061300A0AB123B0A04第18页,此课件共48页哦先先找找出出每每条条
18、弧弧的的左左右右多多边边形形,得得到到其其左左右右多多边边形形编编码码,再再将将左左(右右)多多边边形形编编码码相相同同的的各各条条弧弧连连接接起起来来,形形成成各各个个多多边边形形。在在本本例例中中,叠叠置置后后有有6条条弧弧,由由这这6条条弧弧构构成成三三个个多多边边形形A0,AB,B0和和一一个个外部多边形外部多边形0,即,即:Polygon ID Arcs A0 6,4,1 AB 3,-4 B0 5,2,-3 00 1,6,5,2第19页,此课件共48页哦 以以城城市市郊郊区区公公园园的的选选址址来来说说明明:假假设设某某市市政政府府要要在在郊郊区区选选择择一一个个地地点点建建立立主主
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- 第十一 空间 分析 课件
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