第八讲-空间缓冲区分析(续)

ArcGIS中的叠置及其相关命令,INTERSECTUNIONIDENTITYNearPointDistanceClipEraseReselectDissolveEliminate,1、INTERSECT,计算两个图层的几何交集。同时出现在输入图层和叠置图层范围内的图形要素保留在结果图层中。图层类别：输入图层可以为点、线、多边形；而叠置图层只能为多边形，输出结果的图层类别取决于输入图层。范围：当输入图层为点或线时，仅保留属于多边形内的点或线。INTERSECTPOLY|LINE|POINTfuzzy_toleranceJOIN|NOJOIN,2、UNION,计算两个图层的几何并集，出现在两个输入图层范围内的所有图元保留在输出图层中；图层类别：仅适用于多边形叠置；属性问题：某些新多边形图元属性值缺失的问题；UNIONfuzzy_toleranceJOIN|NOJOIN,3、IDENTITY,将点，线或多边形作为输入图层，与作为识别图层的多边形图层进行叠置；范围：取决于输入图层的范围，当输入图层为点或线时，其范围由包围点或线的最小矩形来决定；图层类别：结果图层的类别取决于输入图层。IDENTITYPOLY|LINE|POINTfuzzy_toleranceJOIN|NOJOIN,生成的属性表,新生成的coverage的图元属性表中含有各叠置图层的图元属性项;在输入图层都为多边形类型时，结果图层的图元属性表包含有：outcover项AREAPERIMETERoutcover#内部码outcoverID用户码incoverincover#incover内部码incoverID用户码所有后续PAT项Overlaycover项overlaycover内部码overlaycover用户码所有后续PAT项,叠置操作后出现的问题,由于相邻图元不是完全一致而形成碎屑多边形（Sliverpolygons）使用“Fuzzy”tolerance来剔除碎屑多边形或使用ELIMINATE来剔除碎屑多边形,4、Clip裁,命令格式：CLIPPOLY|LINE|POINT|NET|LINK|RAWfuzzy_tolerance说明：从输入图层中提取叠置于clip_cove上的特征。,Clip的命令参数,In_cover:输入图层，可以为point，line，polygonClip_cover:裁剪多边形图层，其外围多边形定义了裁剪区域。Poly:多边形属性信息和RegionLine:Aat和ArcPoint:Pat和LabelNET:Polygon&Arc，Pat、Aat和RegionLINK:Arc&Point，Pat、Aat和路径系统Raw:不保持原始属性表，而保存所有图形信息，但可以保存路径信息。,5、Erase擦,命令格式：ERASEPOLY|LINE|POINT|NET|LINK|RAWfuzzy_tolerance说明：从输入图层中擦除叠置于erase图层上的图元。,6、Dissolve融合,命令格式：DISSOLVEPOLY|LINE|NET|REGION.subclass说明：对指定属性项取值相同的相邻多边形、区域，或者相连的线进行合并。,7、Eliminate剔除选择的多边形,命令格式：ELIMINATENOKEEPEDGE|KEEPEDGEPOLY|LINEselection_fileBORDER|AREA说明：（1）将选定的多边形合并到与其具有最长公共边的相邻多边形(Border)或将选定的多边形合并到具有最大面积的相邻多边形(AREA)（2）或者取消伪节点，将多条弧段合并为单一弧段（Line）。,8、Near,NEARLINE|POINT|NODEsearch_radiusout_coverNOLOCATION|LOCATION计算一个点图层的每个点到另一个图层上最近点（线、节点）的距离,9、PointDistance,POINTDISTANCEsearch_radius计算一个点图层上的每个点到另一图层上所有其它点的距离,空间邻近度分析,1缓冲区分析的定义,缓冲区（影响区、影响带）：是指地理空间实体的一种影响范围或服务范围。缓冲区分析：是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围，以便为某项分析或决策提供依据。缓冲区分析的基本思想就是给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由领域半径R来确定。,在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下三类因素来进行分析：（1）主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类型。（2）邻近对象：表示受主体影响的客体，例如行政界限变更时所涉及的居民、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等等。（3）作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。,2缓冲区分析的组成要素,缓冲区分析的类型,矢量缓冲区点特征缓冲区线特征缓冲区面特征缓冲区栅格缓冲区,地理信息系统概论,点缓冲区以点为圆心，以一定距离为半径画圆所围成的区域。用途：针对点要素的一定半径范围的分析。,2缓冲区分析的类型,地理信息系统概论,线缓冲区分别对每一个顶点和每条边生成缓冲区，然后对这些缓冲区多边形进行叠置操作。用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。,2缓冲区分析的类型,B,d,R,2缓冲区分析的类型,面缓冲区首先生成多边形周长的缓冲区（线缓冲区），多边形缓冲区有内外之分。外缓冲区在面状地物的外围形成缓冲区、内缓冲区则在面状地物的内侧形成缓冲区多重缓冲区生成以不同的半径首先分别生成一定宽度的缓冲区，然后对不同半径的缓冲区进行叠置操作。,3矢量缓冲区的建立,从原理上讲，缓冲区的建立相当简单，建立缓冲区仅是以点状地物为圆心，以缓冲区距离为半径绘圆即可，线状地物和面状地物的缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为参考线，作它们的平行线，再考虑端点圆弧，即可建立缓冲区对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计算形状比较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，就复杂得多。,可变距离缓冲区示意图,当对特征规定不同缓冲区宽度时的处理,空间缓冲区建立应注意的方面:,2空间缓冲区建立应注意的方面:,当缓冲区发生重叠时的处理,多个特征缓冲区图形的处理,拓扑识别，删除缓冲区内弧段,栅格缓冲区分析,栅格数据缓冲区的建立方法,缓冲区建立方法,栅格数据的缓冲区分析通常称为推移或扩散（Spread），推移或扩散实际上是模拟主体对邻近对象的作用过程，物体在主体的作用下沿着一定的阻力表面移动或扩散，距离主体越远所受到的作用力越弱。,栅格缓冲区分析,缓冲区建立方法,缓冲区分析,动态缓冲区,缓冲区建立方法,现实世界中很多空间对象或过程对于周围的影响并不是随着距离的变化而固定不变的，需要建立动态缓冲区，根据空间物体对周围空间影响度的变化性质，可以采用不同的分析模型。,当缓冲区内各处随着距离变化，其影响度变化速度相等时，采用线性模型；当距离空间物体近的地方比距离空间物体远的地方影响度变化快时，采用二次模型；当距离空间物体近的地方比距离空间物体远的地方影响度变化更快时，采用指数模型。,根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用以下三种不同的分析模型：3.1线性模型：用于当主体对邻近对象的影响度（F）随距离(r)的增大而呈线形形式衰减时。3.2幂函数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈现二次形式衰减时。3.3指数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指数形式衰减时。,4三种分析模型,5缓冲区分析实例,5缓冲区分析实例,5缓冲区分析实例,VORONOI多边形分析泰森多边形分析,定义（原理）：由点图层生成其外围多边形图层，每个点对应一个新生成的多边形，输入点作为多边形的标识点，相邻标识点到其“公共边”的距离相等，每个多边形表示该标识点的影响范围。,荷兰气候学家AHThiessen提出了一种根据离散分布的气象站的降雨量来计算平均降雨量的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，并称这个多边形为泰森多边形。,Theissen,其中虚线构成的多边形就是泰森多边形。泰森多边形每个顶点是每个三角形的外接圆圆心,泰森多边形的性质是：1、每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；2、泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；3、位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。,泰森多边形的特征：所有的泰森多边形都是凸多边形顶点是外接圆的圆心所有的外接圆内部不包含已知点,THIESSEN多边形的生成过程,由输入点相连生成三角网；对每个三角形的边作垂直平分线，垂直平分线作为泰森多边形的边；删除原三角形；而每个输入点作为多边形的标识点，,综合举例,一、Findingthesuitableforestlandforharvesting二、Findasuitablesitethatmeetsthesomecriteria,1、Findingthesuitableforestlandforharvesting,Cantharvestwithin300ft.ofroads,Cantharvestwithin500ft.ofstreams,Criteria:,Requireddatasets:,RoadsStreamsForest,ModingProcess,DataMap,RoadBuffer,StreamBuffer,OverLay,Suitableareasforharvesting,二、Findasuitablesitethatmeetsthesomecriteria,Cantbelocatedonexistingag.LandShouldbewithin2000ofroadsShouldbelocatedbeyond500butwithin3500ofexistingrailroadsShouldbewithinindustrialzoneTheproposedsiteshouldbeatleast45acres,Criteria1:Cantbelocatedontheexistingagriculturalland,Step1:,Criteria2:Shouldbewithin2000feetofexistingroads,Step2:,Criteria3:Shouldbebeyond500butwithin3500ofexistingraillines,Step3:,Step3(cont.):Areasthatarewithin2000ofroadANDbeyond500butwithin3500ofexistingraillines,Step3(cont.):Non-agriculturallandthatarewithin2000ofroadANDbeyond500butwithin3500ofexistingraillines,Criteria4:ShouldbewithinIndustrialzone,Step4:,SpatialModelforselectingtheproposedindustrialsites,思考与讨论,1、什么是空间叠置分析？GIS叠加分析可以分哪些类别？2、多边形叠加分析是如何实现的？3、在一个区域内，欲为一公园选址，要求在人口密度较大的地区，且距离已有公园较远，在主干路旁，河流流经，有林地分布。需要的数据有哪些？怎样制作选址图？说明其步骤，并画出操作流程图？4、由于城市的发展，需要增加一个垃圾填埋场，要求该填埋场避开良田，交通便捷，地形坡度小于5，地质条件安全，并避开居民区，试以GIS方法，用框图表示其运行过程，并说明需要的相关数据源、数据采集与组织方法，说出空间分析过程？,三、洪水淹没损失分析,分析目的和评价准则：1）估计住宅用地被洪水淹设而造成的损失；2）洪水水位的相对高程为500米；3）损失的大小和居民的财产、地基的稳定性有关；,可获得的资料有,数字化的地块多边形地图。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）、不同地基类型等属性地块多边形属性表中有地均财产这一项，地均财产=估计财产/地块面积。对每一类地基，可估计其稳定性，并估计房屋倒坍的可能性，称损失系统（见表）数字化的等高线地形图,基本参数获取,将地块多边形和高程多边形叠合，产生地块高程多边形地图和对应的属性表。在地块高程属性表中选择高程小于等于500，土地使用性为住宅（R1、R2）的记录和地基损失系统对照表连接，获得新的地块高程属性表。估计损失=面积地均财产损失系