GIS应用模型的建立.ppt

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1、GIS应用模型的建立主要内容1 GIS应用模型的概述1.1定义1.2 GIS应用模型分类1.3 GIS应用模型的构建2GIS应用模型举例1 应用模型建模的步骤：1）明确分析目的和评价准则2）准备分析数据3）空间分析操作4）结果分析5）解译、评价结果6）结果输出二二 GIS应用模型的构建用模型的构建空间数据库空间数据库宏语言建立宏语言建立专业模型专业模型GIS空间空间数据库数据库高级语言建立高级语言建立专业模型专业模型数据通讯数据通讯(1)GIS环境内部的模型建造境内部的模型建造利用利用GISGIS软软件的宏件的宏语语言言,将其模型部件将其模型部件进进行有机行有机组组合合(2)GIS环境外部的模

2、型建造境外部的模型建造(3)混合型模型建造混合型模型建造结结合上述两种方法合上述两种方法.尽可能利用尽可能利用GISGIS提提供的功能供的功能,又具有外部建模的灵活性又具有外部建模的灵活性自行开自行开发发或用其它系或用其它系统统的的软软件件构造构造,GISGIS用于空用于空间间数据操作数据操作(I/O)I/O)2 应用模型的构建途径应用模型的构建途径可可视化的化的GIS建模建模辅助工具助工具 应用用模型建模的方法模型建模的方法制制图建模建模1)1)启启动动ArcToolboxArcToolbox；2)2)右右键单击键单击ToolboxToolbox，选选择择New toolboxNew too

3、lbox，生成生成Toolbox1 Toolbox1 3)3)右右键单击键单击Toolbox1Toolbox1，在在NewNew中中选择选择ModelModel，则则生成生成model;model;可可视化的化的GIS建模建模辅助工具助工具 实例:某一单位准备建立一个养殖试验室，请利用GIS空间分析方法确定适合建立养殖试验室的侯选区域.需参考的条件是,距离排水管道在300米之内,是灌木林地(土地利用类型),且是湿地(土壤类型).22GIS应用模型用模型举例例分析目的分析目的:解决养殖试验室的选址问题,即确定合适的区域评价准价准则：土地利用类型为灌木林地；适宜开发的土壤类型为湿地；距离排水管道在

4、300米之内。所所需需数数据据：土地利用类型图、土壤类型图、排水管网具体步具体步具体步具体步骤骤：11将土地利用将土地利用类类型型图图和土壤和土壤类类型型图进图进行叠置分析行叠置分析(合合并分析或相交分析并分析或相交分析););22按按给给定距离建立距离定距离建立距离为为300300米的排水管道米的排水管道缓缓冲区冲区;33利用合并后的利用合并后的图层图层与排水管道与排水管道缓缓冲区冲区进进行叠置分析行叠置分析(裁剪分析裁剪分析););44SQLSQL查询满查询满足足“土地利用土地利用类类型型=灌木林地灌木林地”且且“土土壤壤类类型型=湿地湿地”的区域，所的区域，所选择选择的区域即的区域即为为

5、适合建立适合建立实验实验室的候室的候选选区域区域.实例二例二：某市准备建立一公园，请利用GIS空间分析方法确定适合建立公园的区域.要求该公园必须相对安静（离公路0.2公里之外）且交通方便（离公路0.8公里之内）,公园最好依附在大小适中的天然河流上（即河流分等级，河流分为1-3等，等级为2的河流才适合建公园），要避免沼泽地.分析目的：分析目的：分析目的：分析目的：确定建立公园的合适区域确定建立公园的合适区域评评价准价准价准价准则则：1)1)相相对对安安静静（离离公公路路0.20.2公公里里之之外外）且且交交通通方方便便（离离公公路路0.80.8公里之内）公里之内）2)2)依依附附在在大大小小适适

6、中中的的天天然然河河流流上上，即即等等级级为为2 2的的河河流流才才适适合建公园。合建公园。3)3)公园公园选选址要避免沼址要避免沼泽泽地，即土地利用地，即土地利用图图中非沼中非沼泽泽地的适地的适合建公园。合建公园。所需数据：所需数据：交通图水系图（带有分级属性的水系图）土地利用图具体步具体步骤：1)1)对对交通交通图图中的公路分中的公路分别别建立建立0.8,0.20.8,0.2公里公里缓缓冲区冲区2 2）将将两两缓缓冲冲区区进进行行空空间间叠叠置置（擦擦除除分分析析）得得到到公公园园候候选选区区域域-zoneszones3 3）通通过过赋赋属属性性再再分分类类，将将土土地地利利用用图图分分成

7、成沼沼泽泽地地及及非非沼沼泽泽地两地两类类（1 1为为非沼非沼泽泽地，地，0 0为为沼沼泽泽地）；地）；4 4）合合并并土土地地利利用用图图中中属属性性相相同同的的相相邻邻多多边边形形的的边边界界，得得到到MarshMarsh层层；5)5)将将MarshMarsh层层和和zoneszones进进行行多多边边形形空空间间叠叠置置分分析析（相相交交分分析析或裁剪分析），得到或裁剪分析），得到zoneszones内的土地利用区域内的土地利用区域ZmarshZmarsh；6)6)将将StreamStream层层与与ZmarshZmarsh进进行空行空间间叠置（相交分析）叠置（相交分析）7 7）查查询询

8、输输出出所所选选中中的的区区域域。查查询询“土土地地利利用用类类型型=1=1”且且“河河流流等等级级=2”=2”的的区区域域，该该区区域域即即为为公公园园建建立立的候的候选选地址。地址。1 1）建）建缓缓冲区冲区将交通将交通图层图层添加到新的添加到新的MapMap中，点中，点LayersLayers的的PropertiesProperties，在在GeneralGeneral栏栏中的中的UnitUnit设设置置为为metersmeters具体步具体步骤（部分操作）：（部分操作）：1 1）建）建缓缓冲区冲区2 2）空）空间间叠置分析叠置分析3 3）查询查询选择选择SelectionSelecti

9、on菜菜单单下的下的Select By AttributesSelect By Attributes，在在弹弹出的出的对话对话框中框中输输入入查询语查询语句如下句如下图图图图上上上上显显示的即示的即示的即示的即为满为满足条件的足条件的足条件的足条件的备选备选地址，即距公路地址，即距公路地址，即距公路地址，即距公路0.20.20.20.20.80.80.80.8kmkm的区域（的区域（的区域（的区域（insideinside值为值为2 2 2 2表示），穿表示），穿表示），穿表示），穿过过非沼非沼非沼非沼泽泽地地地地（typetype值为值为99999999），分），分），分），分类级别为类级别

10、为2 2 2 2的河流（的河流（的河流（的河流（classclass为为2 2 2 2）实例:设某药用植物的优势生长条件是：（1）地面坡度在15-25间、（2）土壤为碱性土壤。请利用GIS空间分析方法确定某流域交通线两侧500米范围内的适种区域。分析目的：分析目的：分析目的：分析目的：确定植物的适种区域确定植物的适种区域评评价准价准价准价准则则：坡度在坡度在15-2515-25间间碱性土壤碱性土壤交通交通线线两两侧侧500500米范米范围围内内数据源数据源数据源数据源:DEMDEM；土壤土壤分布分布图图；交通交通线线图图；具体步具体步具体步具体步骤骤:(1)(1)利用利用DEMDEM生成坡度图

11、，对坡度图进行重分类，将坡度图分为两类（生成坡度图，对坡度图进行重分类，将坡度图分为两类（1 1为为15-2515-25，0为其他坡度）(2)(2)通过赋属性再分类，将土壤分布图分成通过赋属性再分类，将土壤分布图分成碱性碱性及非及非碱性碱性两类（两类（1 1为为碱性碱性，0 0为非为非碱性碱性）；）；(3)3)合并土壤分类图中属性相同的相邻多边形的边界合并土壤分类图中属性相同的相邻多边形的边界 ；(4)4)合并后的土壤分类图进行矢量转栅格；合并后的土壤分类图进行矢量转栅格；(5)(5)建立交通线周围建立交通线周围500500米宽的缓冲区；米宽的缓冲区；(6)6)交通线缓冲区进行矢量转栅格；交通

12、线缓冲区进行矢量转栅格；(7)7)将将1 1、4 4、6 6进行栅格叠加；进行栅格叠加；(8)8)满足满足“坡度坡度=1”1”且且“土壤土壤=1”1”且且“缓冲区缓冲区=99”=99”的区域，即为适合植的区域，即为适合植物种植的区域物种植的区域.作作业：为了在某地建立一森林公园旅游点，需参考一定的旅游条件，假设该旅游点须满足距公路、铁路0.5km以外10km以内，非市区(城镇行政区划图)，有林地(森林分布图)，要求在行政区划图上选出该旅游点位置。分析目的：分析目的：分析目的：分析目的：确定建立森林公园的区域确定建立森林公园的区域评评价准价准价准价准则则：距公路、距公路、铁铁路路0.50.5km

13、km以外以外1010kmkm以内以内城城镇镇行政区划行政区划为为非市区非市区森林分布森林分布为为有林地有林地数据源数据源数据源数据源:公路及公路及铁铁路分布路分布图图；森林分布森林分布图图；城城镇镇行政区划行政区划图图；具体步具体步具体步具体步骤骤:(1)(1)通通过赋过赋属性再分属性再分类类，将森林分布，将森林分布图图分成林地及非林地两分成林地及非林地两类类（1 1为为林地林地，0 0为为非林地非林地）；）；(2)(2)合并森林分合并森林分类图类图中属性相同的相中属性相同的相邻邻多多边边形的形的边边界界；(3)(3)建立公路和建立公路和铁铁路周路周围围0.50.5kmkm宽宽的的缓缓冲区；冲

14、区；(4)(4)建立公路和建立公路和铁铁路周路周围围1010kmkm宽宽的的缓缓冲区；冲区；(5)(5)将城将城镇镇行政区划行政区划图图重新分重新分类类，生成市区、非市区两，生成市区、非市区两类类；(6)(6)合并城合并城镇镇行政区划行政区划图图属性相同的相属性相同的相邻邻多多边边形的形的边边界界;具体步具体步具体步具体步骤骤:(7)(7)将森林分布将森林分布图图与城与城镇镇行政区划行政区划图进图进行叠置分析行叠置分析(合并分析合并分析或相交分析或相交分析););(8)(8)将将(7)(7)中叠置分析中叠置分析结结果与果与(4)(4)中中缓缓冲区冲区进进行叠置分析行叠置分析(裁剪裁剪分析分析)

15、;);(9)(9)将将(8)(8)中叠置分析与中叠置分析与(3)(3)中中缓缓冲区冲区进进行叠置分析行叠置分析(擦除分析擦除分析)(10)(10)SQLSQL查询满查询满足足“森林分布森林分布类类型型=有林地有林地”且且“城城镇镇行政区行政区划划类类型型=非市区非市区”的区域，所的区域，所选择选择的区域即的区域即为为适合建立森适合建立森林公园的候林公园的候选选区域区域.土土地地利利用用图图土土壤壤图图排排水水管管300米米的的缓缓冲冲区区结结果果图图道路拓宽改建中拆迁赔偿计算道路拓宽改建中拆迁赔偿计算 n要解决的问题及约束条件 n计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑面积和房产价值；n道路拓宽改建的标

16、准是：n道路从原有的20米拓宽到60米；n拓宽道路应尽量保持直线；n部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除；n所需资料 n现状道路图；n区域内建筑物分布图；n空间操作 n选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓冲区；n将缓冲区图与建筑物分布图进行拓扑叠加，此图包括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑物信息；n统计分析 n选择落入拆迁区内的楼层高为10层以上的建筑物，将其排除掉，其余为拆迁建筑物；n对所需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算，包括建筑物面积、房产价值。拆迁赔偿计算拆迁赔偿计算辅助建设项目选址辅助建设项目选址n需解决的问题和约束条件 n需解决的问题：n为一个轻度污染工厂的可能建设位置选址

17、。n约束条件：(1)地块建设用地面积不小于10000m2；(2)地块的地价不超过1万元/m2；(3)地块周围不能有幼儿园、学校等公共设施。n所需数据 n全市所有地块信息的数据层 n全市公共设施的分布图 n空间分析 n从地块图中选取所有满足条件(1)(2)的地块 n与公共设施层数据进行拓扑叠加 n对叠加的结果进行邻域分析和特征提取，选择出满足要求的地块 n将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打印输出 辅助建设项目选址辅助建设项目选址地学模拟模型（P216）模拟地理过程或现象气候变迁,沙漠化,土地退化,沼泽化,河道发育,土壤侵蚀,.例:土壤侵蚀数值分析确定数值模型设计数据处理流程输出土壤侵蚀图实

18、例四：例四：木材木材毁坏量回坏量回归预测模型模型根据多年的统计数字和经验方程，本例是一个林场砍伐木材时木材毁坏量回归预测模型。模型的因变量有坡度，树径，树高，蓄积量，树木缺矢量。公式如下：分析目的：分析目的：对对某林某林场场砍伐木材砍伐木材时时木材木材毁毁坏量坏量进进行行预测预测。约束条件：束条件：预测预测公式模型公式模型数据（公式中各因子）：数据（公式中各因子）：数字高程模型（坡度），数字高程模型（坡度），树树径，径，树树高，蓄高，蓄积积量，量，树树木缺矢量木缺矢量具体步具体步骤：1 1）提取各因子）提取各因子2 2）进进行要素叠合运算（行要素叠合运算（栅栅格运算）：注意格运算）：注意权权重

19、重该模型可以表示成下面的形式：该模型可以表示成下面的形式：数字高程模型适宜性分析模型用途:土地利用规划方法:确定具体的开发活动选择影响因子确定各影响因子的权重及度量方法获取各因子取值按适宜性模型计算各单元适宜程度的分值划分适宜性等级适宜性分析模型应用实例评价对象:玉米种植用地评价方法:基于GIS的土地质量评价评价过程生态条件调查确定评价对象的影响因素利用GIS生成影响因素数据计算各因素权重和贡献函数值适宜性评级生成适宜性等级图发展预测模型定量预测利用系统的多目标统计数据,由一个或几个变量的值来预测或控制另一个研究变量的取值常用数学方法:移动平均法指数平滑法趋势分析法时间序列分析法回归分析法灰色

20、系统模型发展预测模型应用实例人口发展预测模型Pt=P0e(-)预测结果表示把预测结果与市镇中心点坐标相联系绘制人口密度等值线专家系统模拟专家的推理思维过程知识库推理机制基本构成用户用户接口解释模块知识库知识获取数据库推理机专家系统的基本组成用 户专 家知识库专家知识获取程序用 户控制模块推 理模 块（模式）专家解释模块GISGIS应用应用农业气候区划农业气候区划中国气象局提出建中国气象局提出建设设“第三次第三次农业农业气候区划气候区划”项项目的目的目的是：采用新技目的是：采用新技术术、新方法、新、新方法、新资资料，开料，开发发“农业农业气候气候区划信息系区划信息系统统（Agriculture&

21、Climate Distributed Agriculture&Climate Distributed Information System,Information System,简简称称ACDISACDIS）”软软件，建立气候件，建立气候资资源开源开发发利用和保利用和保护监测护监测体系，体系，实实行行资资源平面与立体，源平面与立体，时间时间与空与空间间全方位全方位优优化配置；化配置；发挥发挥区域气候区域气候优势优势，趋趋利避害减利避害减轻轻气气候灾害候灾害损损失，提高失，提高资资源开源开发发的的总总体效益。体效益。为为各各级级政府分政府分类类指指导农业导农业生生产产，农农村村产业结产业结构构

22、调调整，退耕整，退耕还还林防止水土流林防止水土流失等提供决策依据，失等提供决策依据，为为地方政府服地方政府服务务。农农业业气气候候区区划划信信息息系系统统（ACDISACDIS）是是基基于于GISGIS工工具具平平台台，建建立立起起面面对对专专业业技技术术人人员员的的专专用用工工具具，适适用用于于农农业业气气候候资资源源监监测测评评价价、气气候候资资源源管管理理与与分分析析，小小网网格格气气候候资资源源推推算算与与空空间查询间查询、省地、省地县县三三级级区划区划产产品制作等。具体品制作等。具体实现实现了以下功能：了以下功能：1 1）地地理理基基础础信信息息管管理理：管管理理工工作作区区的的基基

23、础础地地理理数数据据，如如行行政区划，水系，交通数据等；政区划，水系，交通数据等；2 2）小小网网格格资资源源信信息息管管理理：管管理理栅栅格格格格式式的的、与与农农业业气气候候区区划有关的信息，包括各种划有关的信息，包括各种DEMDEM数据；数据；33）小网格）小网格资资源推算与区划源推算与区划产产品制作；品制作；44）农业农业气候气候资资源源监测监测与与评评价；价；55）农业农业气候区划成果演示。气候区划成果演示。“3“3S”在在项目中的目中的应用用1 1）利用）利用GIS对农业气候区划气候区划综合要素空合要素空间查询和管理和管理 ACDISACDIS利利用用GISGIS工工具具提提供供的

24、的基基本本功功能能，对对其其它它子子系系统统输输入入、处处理理和和生生成成的的气气候候资资源源等等数数据据进进行行综综合合查查询询和和管管理理。生生成成不不同同查查询询条条件件下下的的区区划划产产品品，作作为为区区划划专专题题内内容容，进进而而实实现现对对区区划划各各类类产产品品的的矢矢量量图图、栅栅格格图图、DEMDEM、注注记记和和属属性性数数据据进进行行以以地地理理表表达达式式为为条条件件的的逻逻辑辑查查询询以以及及不不同同图图件件和和属属性性数数据据的的综综合合查查询询、管管理理，并并把把查查询询结结果果制制图图输输出出到到绘绘图图仪仪或或打打印印机，或保存机，或保存为为其它格式文件。

25、其它格式文件。2 2 2 2）利用）利用）利用）利用GISGIS对对气候气候气候气候资资源源源源进进行小网格推算模式研究行小网格推算模式研究行小网格推算模式研究行小网格推算模式研究 气气候候资资源源小小网网格格推推算算模模式式研研究究是是区区划划的的一一项项基基础础性性工工作作。在在收收集集山山区区气气候候研研究究成成果果基基础础上上，辅辅助助以以气气象象哨哨、水水文文站站雨雨量量资资料料后后，通通过过GISGIS平平台台可可快快速速计计算算和和获获取取测测点点地地理理参参数数（高高程程、坡坡向向、坡坡度度）。采采用用统统计计分分析析方方法法，根根据据要要素素的的统统计计特特征征值值和和地地理

26、理特特征征将将全全省省划划分分若若干干气气候候区区，分分别别建建立立各各区区域域气气候候要要素素推推算算统统计计模模式式，通通过过验验证证和和残残差差订订正正，应应用用到到气气候候资资源小网格推算中。源小网格推算中。3 3 3 3）GISGIS在在在在农业农业气候气候气候气候资资源分析中的源分析中的源分析中的源分析中的应应用用用用 应应用用GISGIS来来定定量量采采集集、管管理理、分分析析具具有有空空间间特特性性的的气气候候资资源源，建建立立GISGIS分分析析气气候候资资源源的的思思想想、方方法法、步步骤骤，包包括括数数字字高高程程模模型型建建立立、GISGIS农农业业气气候候资资源源数数

27、据据建建立立、空空间间分分析析模模型建立、气候型建立、气候资资源分析源分析计计算、气候分区及定量分析等。算、气候分区及定量分析等。4 4 4 4）利利利利用用用用GISGIS建建建建立立立立集集集集区区区区划划划划 资资源源源源动动态态监监测测 高高高高产产栽栽栽栽培培培培技技技技术术为为一一一一体体体体的的的的信息服信息服信息服信息服务务系系系系统统利用利用GISGIS工具，开工具，开发发出基于出基于WebWeb的、的、对对气候条件敏感的两气候条件敏感的两系系杂杂交稻制种气候交稻制种气候资资源空源空间间配置信息系配置信息系统统，将区划服，将区划服务务于作于作物生物生产产基地基地选择选择、关、

28、关键键生育期气象服生育期气象服务务、农业农业生生产产技技术术指指导导等各个方面。等各个方面。5 5）利用）利用“3“3S”提取提取农业背景信息参与区划背景信息参与区划计算算 农农业业气气候候区区划划是是根根据据农农作作物物生生长长发发育育过过程程中中对对气气候候条条件件的的要要求求和和气气候候资资源源的的地地理理分分布布特特征征来来进进行行分分区区划划片片的的，在在某某种种农农作作物物的的气气候候可可种种植植区区内内还还有有不不同同的的地地物物类类型型，不不同同的的农农作作物物要要求求不不同同的的地地理理环环境境。为为使使农农业业气气候候区区划划对对农农业业生生产产更更具具有有指指导导作作用用

29、，将将非非气气象象因因子子引引入入到到农农业业气气候候区区划划中中。农农业业气气候候区区划划对对象象中中往往往往对对土土壤壤PHPH值值要要求求很很高高，根根据据土土壤壤类类型型分分布布可可以以得得出出土土壤壤PHPH值值的的分分布布，将将其其作作为为区区划划的的一一个个关关键键指指标标，使使得得区区划划更更加加有有实实际际应应用用意意义义。利利用用GISGIS将将土土壤壤分分类类图图作作为为一一项项数数据据层层参参与与气气候候资资源源数数据据层层集集运运算算，得得出出包包含含土土壤壤类类型信息的区划型信息的区划结结果。果。江西省在全省江西省在全省优质优质早稻种植气候区划和万安早稻种植气候区划

30、和万安县县脐脐橙种植橙种植综综合区划中，除了合区划中，除了应应用用125125万的地理数据，万的地理数据，还结还结合了合了TMTM影像数据，影像数据，辅辅助助GPSGPS定位抽定位抽样样，把早，把早稻、稻、脐脐橙的可能种植区（橙的可能种植区（农农田、荒山荒坡）提取出田、荒山荒坡）提取出来，排除了山体、水体、居民点、道路等不能种植来，排除了山体、水体、居民点、道路等不能种植脐脐橙和早稻的区域，把可能种植区与橙和早稻的区域，把可能种植区与农业农业气候区划气候区划图图做交集运算，得到了全省做交集运算，得到了全省优质优质早稻和万安早稻和万安县脐县脐橙橙种植种植规规划划图图。此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!