多准则决策分析和土地适宜性评价(ppt 38页).ppt

1、第六章 地理信息系统的应用模型,第一节 GIS应用模型概述 第二节 适宜性分析模型 第三节 发展预测模型 第四节 位址选择模型 第五节 交通规划模型 第六节 地学模拟模型 第七节 专家系统概述,需要掌握的内容： 1）GIS应用模型的分类 2）GIS应用模型的构建方法 3）GIS应用模型的构建途径 4）专家系统的概念、原理及基本模块 5）适宜性分析模型的概念，及模型建立的步骤、内容,第六章 地理信息系统的应用模型,第一节 GIS应用模型概述,一、GIS应用模型的分类,1、根据所表达的空间对象的不同，分为： 理论模型，经验模型，混合模型。,2、按照研究对象的瞬时状态和发展过程，分为： 静态、半静态

2、、动态模型,第一节 GIS应用模型概述,1.2 GIS应用模型的构建,将要解决的问题与专业知识相结合,从问题开始，一步步地推导出解决问题所需要的原始数据、精度标准、模型的逻辑结构和方法步骤。,将已经形成的模型逻辑结构与GIS技术相结合，从各类数据开始，一步步地将数据转换为问题的答案，必要时还需要进行反馈和修改。,构 建 方 法,从目的出发： 目的导向分析,从数据出发： 数据导向操作,1、构建方法,第一节 GIS应用模型概述,用宏语言开发所需的空间分析模型 如：ARCINFO 的 AML语言,前两种方法的结合，即既利用GIS提供的分析功能模块，同时根据需要开发其它所需的分析功能。,构 建 途 径

3、,GIS环境内的模型建造,混合型的模型建造,2、构建途径,GIS外部的模型建造,用其它应用领域的软件开发模型，然后与GIS连接,第一节 GIS应用模型概述,在土地资源开发时，对开发活动的分析，这些开发活动包括农业应用、城市化选址、作物类型布局、道路选线、选择重新造林的最适宜的土地等。,（1）确定具体的开发活动,一、主要步骤：,（2）选择其影响因子,（3）评判各个因子对这种开发活动的适宜程度,（4）提供规划决策依据,第二节 适宜性分析模型,开发的目的及意义 国内外研究现状 技术路线 预期成果,第一步：确定具体的开发活动,第二节 适宜性分析模型,通过对开发活动的分析、论证后，确定： 影响因素：项目

4、评价目标所涉及的因素。 参评因子：影响每个因素的因子 因子属性：每个因子所涉及的属性,第二步：选择主要影响因素及因子,第三步：选择某种评判方法，对各个因子进行适宜程度评价,第二节 适宜性分析模型,第四步：将评价结果（方案）提交用户，供用户选择。,每个因子有一组属性,二、一般形式,某项T评价目标所涉及的影响因素,X1 ， X2 ， ， Xm,x1 ， x2 ， xl,v1 ， v2 ， ， vm,每个因素对应一组参评因子,第二节 适宜性分析模型,根据以上选择的因素，可以得到每个因素 Xi 所对应一个属性集：,每个属性集对于项目T 都有一个优劣等级，且满足：,V1l Vjl Vnl,向量表示属性集

5、：,第二节 适宜性分析模型,各个因素按属性集的优劣可用矩阵表示,P和W的确定：依据研究对象，通过计算，或者经验公式来确定。,第二节 适宜性分析模型,由以上矩阵，可求取基于栅格单元的评价分值:,G(Pji) = 1-R(T) Pji / 100 ,评价分值计算,计算某个 T 的适宜等级 Sj,当使得 G 为最大值时所对应的 j ，即为适宜等级 Sj,第二节 适宜性分析模型,适宜等级 Sj评价,当适宜等级为 S1 ：可认为最适宜 S2 ：可认为次适宜 S3：可认为临界值 S4：不适宜,当适宜级为S2或S3时，必须同时确定其限制性因子。限制性因子的计算公式为,第二节 适宜性分析模型,例一、利用GIS

6、进行土地适宜性评价 1、目标 对玉米地进行土地适宜性评价，通过评价将研究区分成四种适宜性等级，S1、S2、S3、S4,三、应用实例,S1(最适宜) S2(次适宜) S3(免强适合) S4(不适宜),第二节 适宜性分析模型,2、 评价方法及过程：基于GIS的土地质量评价法,对评价对象的生态条件进行调查，得出结论： 玉米属于禾本科，为一年生草本植物； 主导生态条件是：喜高温、水量大、土壤肥、土层松、根系要防水土流失；,(1)评价对象生态条件的调查,第二节 适宜性分析模型,确定玉米地土地适宜性评价的主要因素和因子及等级标准；其影响因素和因子为：,(2)确定评价对象的影响因素和因子,第二节 适宜性分析

7、模型,(3)利用GIS生成影响因素数据 通过GIS操作过程，可以有效的生成基于栅格单元的供水条件等级数据文件R1 例如：供水有效性，其影响因子为水源和土层厚度,第二节 适宜性分析模型,同理，可以生成供肥条件等级数据文件R2、供氧条件等级数据文件R3和土壤侵蚀等级数据文件R4，（温度反映在季节上） 。,第二节 适宜性分析模型,由于每个影响因素Fi（i=1，2，3，4）对评价对象的贡献大小和适宜程度不同，因此，可表述为：,不同因素有不同的权重（wi） 不同级别的因素对评价对象的贡献函数值(Pij)也不相同。,(4)计算个因素的权重和贡献函数值,可通过计算来获得权重（wi）和贡献函数(Pij)值。,

8、建立4个因素的重要性比较表 将4个因素按重要性排队，得F4、F3、F2、F1按倍数关系比较相互之间的重要性，即： 令F4的重要性为1； F3的重要性同F4，为1 ； F2的重要性是F3重要性的2倍； F1的重要性是F2重要性的4倍,W4=1/(1+1+2+2*4)=1/12=0.083 W3 =1/12=0.083 W2=0.083*2=1/6=0.17 W1=0.17*4=2/3=0.67,第二节 适宜性分析模型,P值的确定方法：贡献函数值可以按照影响因素的级别来确定。一般将各因子最适宜的指标值定为贡献函数值100，将各因子最不适宜的指标值定为贡献函数值0，在这之间，指标值与函数值按线性关系

9、计算和确定。 例如：对供水因素，如按上所述分四级，将最适合的定为贡献函数值为100，不适合的定为贡献函数值为0。,（3）按影响因素的级别确定贡献函数如下：,即最适合的指标贡献函数为 P1i=100 （供水为一级） 较适合的指标贡献函数为 P2i=67 （供水为二级） 免强适合的指标贡献函数为 P3i=33 （供水为三级） 不适合的指标贡献函数为 P4i=0 （供水为四级）,第二节 适宜性分析模型,(4)计算玉米地土地适宜性评价等级，并输出分级图。 通过将不同土地质量数据文件Ri的等级，切换为与评价指标表相同等级对应的指标值，便可计算出基于栅格单元的评价分值R（T）：,如对栅格点求出F1指标为6

10、7，F2指标为11.4 ， F3指标为2.6 ， F4指标为0 评分值67+11.4+2.6+0=81 最后分级得分级图。,第二节 适宜性分析模型,第三节 发展预测模型,一、一般介绍,(1)研究方向 人口预测、资源预测、粮食产量预测以及社会经济发展预测 (2)数学方法 移动平均数法、指数平滑法、趋势分析法、时间序列分析法、回归分析法,以及灰色系统理论模型,二、 模型简介,人口预测模型:,Pt =P0e（-u）,Pt 为 t 年的人口数 P0 为基年的人口数 为人口出生率 为人口死亡率 t 为年份,第三节 发展预测模型,劳动力预测方程:,L(t)=LR(t)L(t-1)+LW(t),L(t) 为

11、t 年劳动力状态向量 LW(t) 为t 年劳动力迁移向量 LR(t) 为劳动力存留系数矩阵,第三节 发展预测模型,具体步骤 数据准备： 主要依靠空间数据库，包括属性数据（人口、资源、粮食产量等）和图形数据。 模型选择： 根据研究内容或目标，选择相关的地理模型，并进行预测计算。 成果表达： 利用GIS输出功能，以图、报表的方式输出。,三、应用实例,第三节 发展预测模型,第四节 位址选择模型,概念:,选择标准:,指按照规定的标准，通过空间分析的方法，确定厂址、电站、管线，或者交通路线等的最佳位址或路径。,环境：坡度、文化、自然保护区等 工程：工程实施的可能性，能否满足工程标准。如：地形、土壤、气候

12、条件等 经济：工程造价,建立步骤,数据准备 综合影响评价 位址选择分析,第四节 位址选择模型,一、交通发生量预测模型,方法：回归分析法,回归方程:,第五节 交通规划模型,二、出行分布预测模型,2、出行分布预测模型:,1、因素: 出行方向、出行数量以及出行工具的空间分配。,第五节 交通规划模型,三、交通量最优分配规划,1、类型： 平衡运输模型与不平衡运输模型 2、交通量分配模型的考虑因素: (1)道路功能的合理划分 (2)交通流对速度的要求 (3)道路使用的经济性 (4)对交叉路口流量的限制,第五节 交通规划模型,第六节 地学模拟模型,含义: 应用计算机、数字模拟技术及综合分析的方法来模拟许多地

13、理过程或现象。 地理现象: 气候变迁、沙漠化过程、土地退化过程、湖泊沼泽化、河口冲淤、沙嘴发育、以及土壤侵蚀等。 应用领域： 资源开发、国土整治、水土保持、工程论证,一、确定土壤侵蚀的数值分析模型,A=0.224RKLSCP,第六节 地学模拟模型,二、设计土壤侵蚀数据处理流程,三、土壤侵蚀图的输出,第六节 地学模拟模型,第七节 专家系统概述,一、概念： 研究模拟人类专家的推理思维过程，将领域专家的知识和经验，以知识库的形式存入计算机，系统可以根据这些知识，对输入的原始事实进行复杂的推理，并作出判断和决策，从而起到专门领域专家的作用。 二、一般原理： 对某一领域具有深入研究和专门知识的专家,将其知识变为可供计算机使用的形式，将获取的知识转换为一系列辨认或描述实体的规则，并存入系统存取的知识库中，完成推理和生成结论，并可根据用户的要求给出相应的解释。,三、专家系统的主要模块,知识获取：对某一领域具有深入研究和专门知识的专家，将其知识变为可供计