叠置分析3多边形与多边形叠加课件.ppt

1、2008-11不不 动动 产产 学学 院院主讲教师：胡嘉骢地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析22008-11空空 间间 分分 析析 类类 型型基本的空间分析包括：基本的空间分析包括： 空间查询空间查询 空间量算空间量算 缓冲区分析缓冲区分析 叠置分析叠置分析 网络分析网络分析 空间统计分析空间统计分析 空间插值空间插值 地形分析地形分析 空间分析模型空间分析模型简单的空间分析简单的空间分析复杂的空间分析复杂的空间分析面向应用的空间分析面向应用的空间分析地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析32008-11叠叠 置置 分分 析析叠置分析叠置分析是将是将同一地区同一地区

2、的的两组两组或或两组以上两组以上的要素（地图）进行的要素（地图）进行叠置叠置，产生，产生新的特征新的特征（新的（新的空空间图形间图形或空间位置上的或空间位置上的新属性新属性的过程）的的过程）的分析方法分析方法。 参加叠置分析的空间要素必须具有参加叠置分析的空间要素必须具有相同的尺度相同的尺度及及统一的空间参照系统，统一的空间参照系统，叠加的结果将会使叠加的结果将会使几几何形状和属性都发生改变。何形状和属性都发生改变。叠置分析的类型包括：叠置分析的类型包括：视觉信息的叠加：视觉信息的叠加：将多个图层内容放在一起进行显示将多个图层内容放在一起进行显示矢量要素类型叠加矢量要素类型叠加点与多边形的叠加

3、点与多边形的叠加线与多边形的叠加线与多边形的叠加多边形叠加多边形叠加最常用的叠加分析。最常用的叠加分析。栅格图层叠加：栅格图层叠加：利用某种计算模型对不同栅格图层中相同位置像元的值进行计算，得到新利用某种计算模型对不同栅格图层中相同位置像元的值进行计算，得到新的栅格图层。的栅格图层。叠置分析叠置分析地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析42008-11叠叠 置置 分分 析析1 1、点与多边形叠加、点与多边形叠加实际上是计算实际上是计算多边形对点的包含关系。多边形对点的包含关系。它通过点是否在多边形内的判别来完成。在完成点与多它通过点是否在多边形内的判别来完成。在完成点与多边形的几何

4、关系计算之后，还要进行边形的几何关系计算之后，还要进行属性信息的处理。属性信息的处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上（或将点的属性叠加到多边形上，用于标识该多边形）。到其中的点上（或将点的属性叠加到多边形上，用于标识该多边形）。通过叠加可以计算出每个多边形类型里有多少个点，以及这些点的属性信息。通过叠加可以计算出每个多边形类型里有多少个点，以及这些点的属性信息。AB121A2B+=输出地图包含输入地图相同的点要素，但点的属性已为其落入的多边形的属性输出地图包含输入地图相同的点要素，但点的属性已为其落入的多边形的属性地 理 信 息 系 统胡 嘉

5、骢GIS基本空间分析52008-11叠叠 置置 分分 析析1 1、点与多边形叠加、点与多边形叠加点号点号名称名称编码编码功能功能所属辖区所属辖区1 1A A2 2C C3 3C C4 4B B5 5B B6 6B B叠加结果：改变点属性内容叠加结果：改变点属性内容123456ABCABC123456+ +地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析62008-11叠叠 置置 分分 析析2 2、线与多边形叠加、线与多边形叠加实际上实际上是比较线上坐标与多边形坐标的关系，是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。判断线是否落在多边形内。通常是计算线与多边通常是计算线与多边形的

6、交点，只要相交就产生一个结点，将原线打断成一条条弧段，并形的交点，只要相交就产生一个结点，将原线打断成一条条弧段，并将原线和多边形的属性信将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。息一起赋给新弧段。叠加的结果产生一个新的数据层面叠加的结果产生一个新的数据层面：每条线被它穿过的多边形打断成每条线被它穿过的多边形打断成新弧段图层新弧段图层，同时，产生，同时，产生一个一个相应的属性数据表相应的属性数据表记录原线和多边形的属性信息记录原线和多边形的属性信息。输出地图包含新的弧段层，且产生新的属性数据表输出地图包含新的弧段层，且产生新的属性数据表AB11A1B+=地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本

7、空间分析72008-11叠叠 置置 分分 析析2 2、线与多边形叠加、线与多边形叠加线号线号原线号原线号名称名称等级等级所属辖区所属辖区1 11 1B B2 22 2C C3 33 3C C4 43 3A A5 51 1C CABCABC12315234+叠加结果：产生新弧段叠加结果：产生新弧段, ,改变线属性内容改变线属性内容地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析82008-11叠叠 置置 分分 析析3 3、多边形与多边形叠加、多边形与多边形叠加实际上多边形与多边形的叠加是指将两个不同图层的多边形要素叠合，实际上多边形与多边形的叠加是指将两个不同图层的多边形要素叠合，根据两组多边

8、形边界的交根据两组多边形边界的交点来点来建立具有多重属性的多边形（合成叠置）建立具有多重属性的多边形（合成叠置）或或进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计叠置），叠置），以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态变化分析、以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态变化分析、区域信息提取等问题。区域信息提取等问题。叠合后产生输出新图层的属性信息与原多边性的继承关系，叠合后产生输出新图层的属性信息与原多边性的继承关系，要根据叠合的不同方式而定。要根据叠合的不同方式而定。合成叠置合成叠置需要进行需要进行属性

9、合并属性合并。方法可用方法可用加、减、乘、除加、减、乘、除，也可取，也可取平均值、最大最小值平均值、最大最小值，或，或取逻辑取逻辑运算的结果运算的结果等。等。统计叠置统计叠置是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面积等，即把其它图上的多边形的属是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面积等，即把其它图上的多边形的属性信息性信息提取到提取到本多边形中来。本多边形中来。地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析92008-11叠叠 置置 分分 析析3 3、多边形与多边形叠加、多边形与多边形叠加逻辑叠加方法包括：逻辑叠加方法包括：布尔计算（布尔计算（BooleanBoolean）：

10、交集、并集、补集和分割）：交集、并集、补集和分割注意：注意：ClipClip与与IntersectIntersect的区别的区别地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析102008-11叠叠 置置 分分 析析3 3、多边形与多边形叠加、多边形与多边形叠加+=(输入地图输入地图) AND () AND (叠加地图叠加地图) OR () OR (输入地图输入地图) )层的叠加（补集）层的叠加（补集）地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析112008-11叠叠 置置 分分 析析操作步骤：操作步骤：a a）对原始数据（多边形）形成对原始数据（多边形）形成拓扑关系。拓扑关系。b)

11、b) 多层多边形数据的多层多边形数据的空间叠置空间叠置，形成新层。，形成新层。c c）对新层中的多边形对新层中的多边形重建拓扑。重建拓扑。d d）删除多余多边形删除多余多边形（或处理意义多边形）提取感兴趣的部分。（或处理意义多边形）提取感兴趣的部分。操作难点：操作难点：a a）叠置后会产生叠置后会产生大量大量对用户对用户无关无关的多边形，在用户做提取前仍需建拓扑，工作量大。且新层的的多边形，在用户做提取前仍需建拓扑，工作量大。且新层的多边形数目不仅与原多边形数目有关，还与其复杂程度有关，越复杂，多边形数目越多。多边形数目不仅与原多边形数目有关，还与其复杂程度有关，越复杂，多边形数目越多。b b

12、）由于叠置的多边形往往是不同类型或不同比例尺的地图，在叠置时就会产生一系列无意义的由于叠置的多边形往往是不同类型或不同比例尺的地图，在叠置时就会产生一系列无意义的多边形，即产生多边形叠置的多边形，即产生多边形叠置的位置误差，位置误差，需要进行处理。需要进行处理。c c）建新多边形拓扑和多边形与新属性的建新多边形拓扑和多边形与新属性的连接连接，工作量大。，工作量大。3 3、多边形与多边形叠加、多边形与多边形叠加地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析122008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析一、多层栅格数据的叠置一、多层栅格数据的叠置实际上是对

13、图层之间的实际上是对图层之间的对应单元数值进行数学运算对应单元数值进行数学运算，叠合之后的图层中单元的数值是对应单元，叠合之后的图层中单元的数值是对应单元数值进行数学运算的结果，原理上比较简单（相对矢量的叠合）。数值进行数学运算的结果，原理上比较简单（相对矢量的叠合）。A A，B B，C C等表示各层上等表示各层上的属性值，的属性值，f f函数取决函数取决于叠置的要求。于叠置的要求。+.U Uf(A,B,C,f(A,B,C,) )栅格地图计算器栅格地图计算器地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析132008-11叠叠 置置 分分 析析距离距离得分得分0 0500500米米0 0（不

14、必建设）（不必建设）50050010001000米米1 11000100015001500米米2 215001500米米3 3（必须建设）（必须建设） 人口密度人口密度得分得分0 - 500 - 500 0（无需建设）（无需建设）50 - 100 50 - 100 1 1100 - 200 100 - 200 2 2200 - 300 200 - 300 3 3（需要建设）（需要建设）基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析 R_schoolR_school 使用性质使用性质得分得分工业或绿地工业或绿地0 0（不能建设）（不能建设）商业商业1 1居住居住2 2（可以建设）（可以建设） R_

15、popuR_popu R_landR_land 中学的选址结果中学的选址结果 R_landR_land R_popuR_popu R_schoolR_school 乘法运算乘法运算需要进行哪种运算？需要进行哪种运算？地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析142008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析为什么用权重为什么用权重 ？为什么要数值标准化？为什么要数值标准化？地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析152008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析二、栅格数二、栅格数据的空间变换据的空间变换类型

16、：类型：局部运算（点运算）局部运算（点运算）邻域运算邻域运算掩模格网掩模格网即把栅格数据分析局限于不含即把栅格数据分析局限于不含无数据单元（无数据单元（No DataNo Data）的一种格网范围的一种格网范围数据查询和再分类数据查询和再分类可实现掩模格网可实现掩模格网 Map Query: Map Query: 排除分析之外的单元排除分析之外的单元= =特定值特定值 ReclassifyReclassify：No Data = No Data = 特定值特定值无数据不是零无数据不是零，零是有效数据，无数据区域是指格网单元缺乏数据。，零是有效数据，无数据区域是指格网单元缺乏数据。地 理 信 息

17、 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析162008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析二、栅格数据的空间变换二、栅格数据的空间变换局部运算（点运算）局部运算（点运算）定义：定义：只将单个对应栅格单元的属性作某种运算得到新图层属性，而只将单个对应栅格单元的属性作某种运算得到新图层属性，而不受其邻近单元不受其邻近单元的影响，的影响，不涉不涉及位置运算及位置运算。算术运算算术运算三角函数三角函数对数对数幂幂U= f (A, B,)AABCUU地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析172008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的

18、叠置分析二、栅格数据的空间变换二、栅格数据的空间变换局部运算（点运算）局部运算（点运算）应用举例：通用土壤流失方程应用举例：通用土壤流失方程A A = = R K L S C P R K L S C P ，其中，其中，A A：平均土壤流失量；：平均土壤流失量；R R：降雨强度；：降雨强度；K K：土壤可蚀性；：土壤可蚀性；L L：坡长：坡长S S：坡度；：坡度；C C：耕作因子；：耕作因子；P P：水土保持措施因素：水土保持措施因素地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析182008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析二、栅格数据的空间变换二、栅格

19、数据的空间变换邻域运算邻域运算定义：定义：计算新图层属性时，不仅考虑原始图上对应栅格本身的值，还需考虑计算新图层属性时，不仅考虑原始图上对应栅格本身的值，还需考虑该图元邻域关联的其他该图元邻域关联的其他图元值的影响。图元值的影响。邻域运算一般在单个图层上进行邻域运算一般在单个图层上进行, ,通过所确定的邻域类型扫描整个格网。通过所确定的邻域类型扫描整个格网。邻域运算要素邻域运算要素 中心点中心点 邻域大小与类型邻域大小与类型 邻域运算函数邻域运算函数地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析192008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析二、栅格数据

20、的空间变换二、栅格数据的空间变换邻域运算邻域运算miminjnjijijijcfC)(统计：统计： 最大值、最小值最大值、最小值 平均值、标准差平均值、标准差 值域、总和、模、值域、总和、模、测度：测度： 多数、少数、种类、多数、少数、种类、 地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析202008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析二、栅格数据的空间变换二、栅格数据的空间变换邻域运算邻域运算低通滤波低通滤波平均值平均值高通滤波高通滤波原图原图- -低通滤波低通滤波邻域运算的运用邻域运算的运用滤波滤波地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析2

21、12008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析二、栅格数据的空间变换二、栅格数据的空间变换邻域运算邻域运算邻域运算的运用邻域运算的运用地形分析地形分析地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析222008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析三、栅格数据的距离量算三、栅格数据的距离量算定义：定义：计算与源单元（制定格网单元）的距离。计算与源单元（制定格网单元）的距离。同层格网同层格网全局运算，全局运算，扩展邻域运算扩展邻域运算距离种类：距离种类：自然距离自然距离成本距离成本距离1.414 X Grid Cell1.4

22、14 X Grid CellGrid CellGrid Cell地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析232008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析自然距离量算：自然距离量算：单位：格网单元单位：格网单元类型：类型：连续距离对源单元建立缓冲，形成距离带连续距离对源单元建立缓冲，形成距离带对格网中每个单元确定于最近源单元的自然距离对格网中每个单元确定于最近源单元的自然距离ArcViewArcView实现实现连续：连续：Find DistanceFind Distance最近：最近：Assign proximityAssign proximity地

23、 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析242008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离量算：成本距离量算：定义：定义：移经每个单元的移经每个单元的成本或阻抗成本或阻抗作为距离单位的距离量测分析方法，在成本距离中，直线距作为距离单位的距离量测分析方法，在成本距离中，直线距离不一定是最佳的通道。离不一定是最佳的通道。类型：类型：最小成本表面最小成本表面最小成本路径最小成本路径地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析252008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析自然距离与成本距离的对比：自然距离与成

24、本距离的对比：地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析262008-112124153673365.74.54.9 3.5 4.2叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：源单元矩阵、成本矩阵、连接成本矩阵源单元矩阵、成本矩阵、连接成本矩阵成本矩阵构成：成本矩阵构成：不同成本之和不同成本之和例：选址例：选址 源地到目的地的距离源地到目的地的距离+ +地形（坡度等级）地形（坡度等级）+ +地质地质+ +河流河流+ +用低成本用低成本+ +居住中心距离居住中心距离连接成本矩阵计算连接成本矩阵计算 横向：平均值横向：平均值 对角线：平

25、均值对角线：平均值X1.414X1.4141212141523671344地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析272008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：目标：最小累计成本路径目标：最小累计成本路径方法：循环迭代方法：循环迭代最小累计成本计算最小累计成本计算示例：示例： 源点格网矩阵源点格网矩阵 成本格网矩阵成本格网矩阵 连接格网矩阵连接格网矩阵 指派格网矩阵指派格网矩阵 输出格网矩阵输出格网矩阵BA1212141523671344源点矩阵源点矩阵成本矩阵成本矩阵地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间

26、分析282008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：31212141526713442.834.92.553.55.72.8连接矩阵连接矩阵地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析292008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：1.5B4.211.52.8A211.51.52.02.84.21212141523671344地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析302008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置

27、分析成本距离的计算：成本距离的计算：1.5B4.211.52.86.74.5A2411.51.52.02.84.21.51.52.02.84.06.74.51212141523671344地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析312008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：3.51.5B35.74.011.52.86.74.5A21.51.52.02.84.04.56.72.02.84.05.74.56.73.03.51212141523671344地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析322008-1

28、1叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：3.51.5B35.74.011.52.86.74.5A25.52.84.05.74.56.73.03.512121415236713442.02.84.05.74.56.73.03.55.5地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析332008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：3.51.5B35.74.011.52.86.74.5A25.52.84.05.74.56.73.03.512121415236713445.

29、54.05.74.56.73.03.55.5地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析342008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：43.51.5B35.74.011.52.86.74.5A25.512121415236713444.05.74.56.73.03.55.54.05.54.56.73.55.55.5地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析352008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：43.51.5B35.74.011.52.

30、86.74.5A25.59.5311B35173487A55712345678最小累计成本矩阵最小累计成本矩阵单元指派矩阵单元指派矩阵地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析362008-11叠叠 置置 分分 析析基于栅格数据的叠置分析基于栅格数据的叠置分析成本距离的计算：成本距离的计算：ArcViewArcView中最小累计成本实现中最小累计成本实现CostDistanceCostDistance: : aGrid.CostDistanceaGrid.CostDistance ( (costGrid,DirectionFNcostGrid,DirectionFN, , alloca

31、tionFNallocationFN, , maxDistancemaxDistance) )CostPathCostPath aGrid.CostPathaGrid.CostPath ( (distanceGriddistanceGrid, , directionGriddirectionGrid, , ByZoneByZone) )地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析372008-11地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析382008-11缓缓 冲冲 区区 分分 析析定义：缓冲区定义：缓冲区是地理空间目标的一种是地理空间目标的一种影响范围影响范围或或服务范围服务范

32、围，具体指在点、线、面实体的周围，具体指在点、线、面实体的周围，自动建立的自动建立的一定宽度一定宽度的的多边形。多边形。缓冲把地图分为两个区域，一个区域在所选地图要素制定距离缓冲把地图分为两个区域，一个区域在所选地图要素制定距离之内，另一个在制定距离之外。在指定距离之内的区域称为缓冲区。之内，另一个在制定距离之外。在指定距离之内的区域称为缓冲区。数学表达为：数学表达为：其中其中,R,R为为缓冲宽度缓冲宽度，或，或缓冲半径。缓冲半径。作用：作用：缓冲区分析是缓冲区分析是GISGIS的基本空间操作功能之一，一般应用于求地理实体的影响范围，即的基本空间操作功能之一，一般应用于求地理实体的影响范围，即

33、邻近邻近度问题。度问题。如如道路噪声道路噪声影响范围就是沿道路建一定宽度的缓冲区，车流量决定缓冲区半径。如某地区有影响范围就是沿道路建一定宽度的缓冲区，车流量决定缓冲区半径。如某地区有危危险品仓库险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析等等。，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析等等。 地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析392008-11缓缓 冲冲 区区 分分 析析基本缓冲区类型：基本缓冲区类型：点：圆形缓冲区点：圆形缓冲区线：长条缓冲区线：长条缓冲区 面：向内、外的缓冲带面：向内、外的缓冲带地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基

34、本空间分析402008-11缓缓 冲冲 区区 分分 析析缓冲区变形：缓冲区变形：缓冲距离不一定为常数：主流用缓冲距离不一定为常数：主流用200200米，支流用米，支流用100100米米可形成缓冲环：核电站：可形成缓冲环：核电站：5km, 10km, 20km, 50km5km, 10km, 20km, 50km单侧缓冲区单侧缓冲区单个缓冲区与完整缓冲区单个缓冲区与完整缓冲区地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析412008-11缓缓 冲冲 区区 分分 析析矢量缓冲区建立：矢量缓冲区建立：多个实体的缓冲区，各多个实体的缓冲区，各实体缓冲区的并，半径实体缓冲区的并，半径可以不同可以不同

35、 1 1、线的重采样，对线进行化简，以加快缓冲区建立的速度。、线的重采样，对线进行化简，以加快缓冲区建立的速度。-线的矢量数据压缩算法。线的矢量数据压缩算法。2 2、建立线缓冲区，在线的两边按一定的距离（缓冲距）绘平、建立线缓冲区，在线的两边按一定的距离（缓冲距）绘平行线，并在线的端点处绘半圆，连成缓冲区多边形。行线，并在线的端点处绘半圆，连成缓冲区多边形。3 3、重叠处理：对缓冲区边界求交，并判断每个交点是出点还、重叠处理：对缓冲区边界求交，并判断每个交点是出点还是入点，以决定交点之间的线段保留或删除。这样就可得到是入点，以决定交点之间的线段保留或删除。这样就可得到岛状的缓冲区。岛状的缓冲区

36、。 以线状地物为例以线状地物为例地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析422008-11缓缓 冲冲 区区 分分 析析栅格缓冲区建立：栅格缓冲区建立：算法比较简单，核心问题是算法比较简单，核心问题是距离变换距离变换。 栅格数据栅格数据距离变换距离变换提取一定宽度的多边形提取一定宽度的多边形缓冲区缓冲区地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析432008-11地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析442008-11网网 络络 分分 析析什么是网络分析？什么是网络分析？很多自然界及人类的社会、经济活动都是以网络形式运作，网络的形式、容量和效率与我们的生很多自然界及人

37、类的社会、经济活动都是以网络形式运作，网络的形式、容量和效率与我们的生活息息相关，例如铁路、公路、电力网、电讯网、煤气管网、各种服务网络、航空网络和街道网活息息相关，例如铁路、公路、电力网、电讯网、煤气管网、各种服务网络、航空网络和街道网络等。络等。我们需要知道：我们需要知道：从甲地道乙地的最短路径是什么？从甲地道乙地的最短路径是什么？如何设定一个服务中心？如何设定一个服务中心？特定位置的服务中心是的服务范围？特定位置的服务中心是的服务范围？从一个位置到另一个位置的通行程度如何？从一个位置到另一个位置的通行程度如何？从出发地到目的地，有多少条可行路线？从出发地到目的地，有多少条可行路线？如何在

38、街道图上定位一个发生的事件？如何在街道图上定位一个发生的事件？ 地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析452008-11网网 络络 分分 析析数学定义：数学定义：以以图论和运筹学图论和运筹学为基础，通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的为基础，通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配流动和分配情况，对网络结构及资源等的情况，对网络结构及资源等的优化优化问题进行研究问题进行研究GISGIS定义：定义：依据依据网络拓扑关系网络拓扑关系，通过考察网络元素的空间与属性数据，以数学理论模型为基础，对网，通过考察网络元素的空间与属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性

39、能特征进行多方面的络的性能特征进行多方面的分析计算技术分析计算技术网络分析的定义网络分析的定义地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析462008-11网网 络络 分分 析析网络类型：网络类型： 平面网络平面网络：除节点外，网络链不相交，如公路网；：除节点外，网络链不相交，如公路网； 非平面网络：非平面网络：网络链可相交，如航空网络网络链可相交，如航空网络网络层次：网络层次： 精细尺度网络：精细尺度网络：如街道网络如街道网络 中尺度网络：中尺度网络：如交通规划如交通规划 粗尺度网络：粗尺度网络：如高速公路网如高速公路网地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析472008-1

40、1网网 络络 分分 析析网络的组成：网络的组成： 1 1、网络：、网络：是一系列是一系列联结的弧段联结的弧段，是形式，是形式物质、信息物质、信息流通的通道。流通的通道。2 2、网络基本要素：、网络基本要素：结点结点网络中分布的中间点、交点网络中分布的中间点、交点等，弧段交点等，弧段交点链链连接节点并具有运输能力的连接节点并具有运输能力的线段（弧段）线段（弧段）地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析482008-11网网 络络 分分 析析3人10人5人学校8 8路路公共汽车起点站公共汽车起点站8 8路路公共汽车终点站公共汽车终点站6人路径路径站点站点中心中心拐点拐点障碍障碍点点段段地

41、理网络的特殊要素地理网络的特殊要素地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析492008-11结点结点站点站点网网 络络 分分 析析站点：站点：网络中资源的网络中资源的上下上下结点，但不一定在网络结点上。结点，但不一定在网络结点上。如公交路线的汽车站、邮政网络的邮筒等。如公交路线的汽车站、邮政网络的邮筒等。中心：中心：网络中具有集中或分散资源的网络中具有集中或分散资源的结点结点。如公交系统的汽车总站、水系中的水库、街道网络中的学校等如公交系统的汽车总站、水系中的水库、街道网络中的学校等障碍点：障碍点：网络中限制资源流通的点，如河流的闸门网络中限制资源流通的点，如河流的闸门拐点：拐点：网

42、络中资源网络中资源方向发生改变方向发生改变的点，有的点，有方向控制方向控制功能功能段：段：弧或弧的一部分，由起点和终点，可通过百分比形式衡量弧或弧的一部分，由起点和终点，可通过百分比形式衡量路径：具有属性的有序弧段的集合，路径：具有属性的有序弧段的集合，表示一线型特征，如公交系统中北师大到中山大学路段表示一线型特征，如公交系统中北师大到中山大学路段路径系统：路径和段的集合路径系统：路径和段的集合，常用来管理具有相同属性的多个线形特征。如城市公交系统中的行，常用来管理具有相同属性的多个线形特征。如城市公交系统中的行车路线。路径系统要使用统一的度量标准车路线。路径系统要使用统一的度量标准地理网络的

43、特殊要素地理网络的特殊要素地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析502008-11网网 络络 分分 析析阻抗阻抗：资源在网络中资源在网络中运行的运行的阻力阻力大小，用时间、成本等衡量。它大小，用时间、成本等衡量。它与链的长度、方向、属性、结点与链的长度、方向、属性、结点类型有关类型有关，不同类型的阻抗要具有统一的量纲不同类型的阻抗要具有统一的量纲。适用对象适用对象：链（弧段、段链（弧段、段）、结点（拐点结点（拐点）资源需求量：资源需求量：网络链或结点能收集的或可提供给某一中心的资源量。如水网中水管的供水量、沿网络链或结点能收集的或可提供给某一中心的资源量。如水网中水管的供水量、沿街

44、道学生分布等。街道学生分布等。适用对象：适用对象：弧段、结点、弧段、结点、 站点站点资源需求量（上、下资源需求量（上、下）网络要素的属性网络要素的属性3 3人人1010人人5 5人人学校学校地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析512008-11网网 络络 分分 析析资源容量资源容量：中心中心为满足各弧段要求而能提供的为满足各弧段要求而能提供的资源总量资源总量，或从一中心流向（接收）另一中心的资，或从一中心流向（接收）另一中心的资源总量，如水库容量、学校最大学生数等源总量，如水库容量、学校最大学生数等适用范围：适用范围：中心点中心点最大容量、服务范围、服务延迟数等最大容量、服务范围

45、、服务延迟数等事件：路径系统事件：路径系统中某一路径的中某一路径的分段属性分段属性，其属性由用户定义，用路径的度量表示，其属性由用户定义，用路径的度量表示其类型包括：其类型包括：点事件：与一个位置对应，一个度量点事件：与一个位置对应，一个度量线事件：区段，两个度量线事件：区段，两个度量连续事件连续事件网络要素的属性网络要素的属性地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析522008-11网网 络络 分分 析析1 1、网络的数据结构、网络的数据结构具有图的结构具有图的结构结点结点/ /结点集：图中任意两条线段交点结点集：图中任意两条线段交点边边/ /边集：图中的任意一条边（弧段）边集：图

46、中的任意一条边（弧段）图：有限结点和边的集合图：有限结点和边的集合网络：有向图网络：有向图具有一般地理数据的内容具有一般地理数据的内容 拓扑关系拓扑关系 空间数据空间数据 属性数据属性数据网络要素的表达网络要素的表达地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析532008-11网网 络络 分分 析析2 2、链弧、链弧网络要素的表达网络要素的表达链弧号链弧号起起结点结点终结点终结点长度长度(km)(km)正方向阻强正方向阻强(km/h)(km/h)反方向阻强反方向阻强(km/h)(km/h)资源需求量资源需求量20202 24 4145.3145.335355555（-1:-1:表示不通，

47、单行道）表示不通，单行道）2 2555535354 43 3、转弯：、转弯：M M条弧相连共有转弯个数条弧相连共有转弯个数结点号结点号从从弧段弧段至至弧段弧段角度角度时间阻强时间阻强(s)(s)3434L2L2L1L1909060603434L1L1L1L118018030303434L2L2L3L3-90-90-1(-1(不允许拐弯）不允许拐弯）3434L1L1L3L30 00(0(无阻强无阻强) )34L1L1L2L2L3L3停靠点停靠点地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析542008-11网网 络络 分分 析析网络要素的表达网络要素的表达4 4、停靠点、中心、停靠点、中心停

48、靠点：停靠点：直接在相应的结点上附上需求量属性，直接在相应的结点上附上需求量属性，负为下卸，正值为装载。负为下卸，正值为装载。中心：中心：资源最大容量、服务范围和服务延迟数（在其它中心达到某个数量时才提供服务）。资源最大容量、服务范围和服务延迟数（在其它中心达到某个数量时才提供服务）。结点号结点号需求量需求量454535354646-20-20结点号结点号资源最大容量资源最大容量服务范围服务范围服务延迟数服务延迟数2424100010002002000 0中心：学校中心：学校停靠点停靠点地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析552008-11网网 络络 分分 析析一、路径分析一、路

49、径分析二、资源分配与定位二、资源分配与定位三、连通分析三、连通分析四、流分析四、流分析五、爆管分析五、爆管分析网络分析的应用网络分析的应用地 理 信 息 系 统胡 嘉 骢GIS基本空间分析562008-11网网 络络 分分 析析路径分析路径分析1 1、最短（最佳）路径分析含义：、最短（最佳）路径分析含义：在网络中从起点经一系列特定的结点至终点的资源运移的最佳在网络中从起点经一系列特定的结点至终点的资源运移的最佳路线，即路线，即阻力最小阻力最小的路径。的路径。2 2、路径分析包括：、路径分析包括：1 1）静态求最佳路径：静态求最佳路径：在给定每条链上的属性后，求最佳路径。在给定每条链上的属性后，

50、求最佳路径。一般分析从一般分析从p1p1到到p2p2共有共有n n条路径，计算各路径上的权数之和，取最小者为最佳路径。条路径，计算各路径上的权数之和，取最小者为最佳路径。2 2）N N条最佳路径条最佳路径给定起点、终点，求代价最小的给定起点、终点，求代价最小的N N条路径，事实上，理论上只有一条，实际上需选择条路径，事实上，理论上只有一条，实际上需选择N N条近似最条近似最佳路径。佳路径。3 3）最短路径或最低耗费路径最短路径或最低耗费路径确定起点、终点和要经过的中间点、链，求最短或耗费最小路径。确定起点、终点和要经过的中间点、链，求最短或耗费最小路径。4 4）动态最佳路径分析动态最佳路径分析