第四章GIS空间分析与查询3-4安全

第四章

空间数据处理、分析及应用模型主要内容空间数据的查询空间数据分析空间分析的模型方法应用分析模型与GIS系统工具的集成和GIS应用系统的环境模式天津理工大学第三节空间分析的模型方法模型的概念模型的生成GIS的空间分析模型天津理工大学概念所谓模型，是把一个域（源域）的组成部分表现在另一个域（目标域）中的一种结构（据陈述彭教授）。源域中被表现的部分可以是实体、关系、过程或其它让人感兴趣的现象。

天津理工大学以供电线网的模型分析来表示建模过程

天津理工大学模型的生成模型的建立过程可由下式表示：XOY＝M其中X表示某个体系，可以看作是地理系统中被主观选取的一个局部；Y表示某种介体，具体讲就是某种模型化方法；O代表Y对X产生的作用；M是体系X通过介体Y产生的作用O所建立的模型。天津理工大学GIS的空间分析模型按建立的方法主要有以下三种类型：

概念模型：又称为逻辑模型，主要指通过观察、总结、提炼而得到的文字描述或逻辑表达式，常由此构成专家系统的知识库；如资源分配模型、位置选择模型等。数学模型：又称为理论模型，是应用数学分析方法建立的数学表达式，反映地理过程本质的物理规律；地表径流模型，海洋和大气环流模型；统计模型：包括经验模型，是通过数理统计方法和大量观察实验得到的定量模型，具有简单实用的优点。水土流失模型天津理工大学常用的空间分析模型适宜性分析模型发展预测模型位址选择模型交通规划模型地学模拟模型天津理工大学发展预测模型 是运用已有的存储数据和系统提供的手段，对事物进行科学的数量分析，探索某一事物在今后的可能发展趋势，并作出评价的估计，以调节、控制计划或行动。 如人口预测、资源预测等天津理工大学应用实例根据人口预测模型：式中：Pt第t年人口数P0基年人口数人口出生率u人口死亡率t时间（年份）天津理工大学假设已知某地区的=12.5%u=6.5%基年定为1985年,并且P0=612.7万人。设每年净迁入该研究地区的人口数为W=5万人。则可以预测规划期的人口数天津理工大学地学模拟模型 应用计算机、数字模拟技术及综合分析方法来模拟许多地理过程或现象，如气候变迁、土地退化过程、湖泊沼泽化以及土壤侵蚀过程。用较短的时间来模拟较长时间的地理过程，为资源开发、国土整治、水土保持、工程论证等提供依据。天津理工大学土壤侵蚀过程模拟步骤确定土壤侵蚀的数值分析模型设计土壤侵蚀的数据处理过程土壤侵蚀图的输出天津理工大学步骤1采用美国普渡大学的土壤流失经验方程式中： A为土壤流失量， R为降雨侵蚀力 K土壤可蚀性 L为坡长 S为坡度 C为植被覆盖度 P为土壤侵蚀控制措施天津理工大学步骤2：设计土壤侵蚀数据处理流程暴雨数据土壤数据土地利用数据数字地形模型确定R值的计算方法计算坡向坡度确定K值的计算方法确定各类型的C值计算P值数字化由离散点栅格化矢量——栅格数据转换计算年平均土壤侵蚀量土壤侵蚀量的分级和输出天津理工大学步骤3：土壤侵蚀图的输出 根据以上公式，将研究区的各网格的土壤侵蚀量换算为土壤侵蚀贡献量。若研究区为某流域，则流域内各网格的土壤侵蚀贡献量之和等于流域年均产沙量，并应该等于流域出口断面实测的年均输沙量。土壤侵蚀分级图的输出（1）提取流域边界；（2）将流域边界文件与土壤侵蚀量的栅格文件叠合，流域外的栅格值为零，栅格内的值被保留；（3）将栅格的土壤侵蚀贡献量，按照拟定的分级方法分成不同的等级，并以不同的颜色表示。天津理工大学第四节

应用分析模型与GIS系统工具的集成和

GIS应用系统的环境模式 GIS应用分析模型与GIS系统工具的镶嵌模式有以下三种源代码编程方式应用GIS本身带有的二次开发语言，编写空间分析函数可执行程序方式组件式应用模型的集成方式天津理工大学GIS应用系统环境模式GIS功能桌面GIS的应用模式WebGIS天津理工大学WebGIS基本思想WebGIS是建立在Web技术上的一种特殊环境下的地理信息系统。其本质与一般的地理信息系统没有区别。但是由于早先的GIS一般在网络功能上比较差，因此建立在网络环境下的WebGIS一出现就受到了很大重视。天津理工大学Web原理Web的原理就是用浏览器下载服务器管理的文件并显示出来。浏览器通过统一资源定位符URL（universalresourcelocator）来访问服务器并请求取得文档。天津理工大学URL分三部分：一是通讯协议；二是网络主机名（或IP地址）和端口号，默认端口号一般省略不写；三是文件在主机上的绝对路径名称。绝对URL地址包括完整的三个部分，相对URL地址只包括文件在主机上的相对路径名称。天津理工大学MIME（MultipurposeInternetMailExtentions，多用途Internet邮件扩展映射）。如*.HTML、*.GIF、*.WAV等都是常见的MIME格式。其中最重要的是超文本标记语言HTML(HypertextMarkupLanguage)文档，对应的MIME文件名为*.html和*.htm。天津理工大学WebGIS的实现WebGIS也是利用上述原理，通过浏览器访问服务器上的地理信息文件。不过，一方面浏览器需要增加解释和显示GIS数据的功能，另一方面，服务器需要具备动态产生GIS数据文件的功能。天津理工大学第一种WebGIS的实现原理是利用客户端浏览器的扩展技术。

在微软环境下，利用ActiveX技术来实现，其原理与Java/Applet的程序下载执行原理一样，ActiveX程序编写好后存储于服务器上，跟随HTML下载到用户端。天津理工大学第二种WebGIS的实现方式是利用WWW服务器端的功能。 WebServer的产品很多，主要功能是负责接收用户端浏览器发来的请求，然后调用相应的服务功能，最后返回结果。在实际中，经常把第一种和第二种方式结合起来应用，从客户和服务器两方面着手提高WebGIS的实用性。当WWW服务器与GIS软件或GIS数据建立联系后，能对浏览器做出应答，把GIS数据以某种浏览器能识别的形式反馈回去，实现浏览器对远程地理信息的访问时，这就构成了基本的Web-GIS框架。天津理工大学WebGIS的特点建立首次远程访问的传输协议采用HTTP，建立联系以后也可用其它协议传输信息。远程地理信息的首次访问或服务启动，需要利用WWW服务器上的HTML文档。用户端一般使用能解释HTML的通用浏览器。远程服务器端提供地理信息服务时，把WWW服务器作为信息进出的重要关口。WWW使用的通用标记语言在浏览器与服务器之间的GIS信息通讯中占有重要地位，即使使用其它数据格式或者将来HTML被其它标记语言所取代，