GIS应用模型的建立.docx

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2 GIS应用模型举例35/251 GIS应用模型的概述1.1 定义： GIS应用模型是根据具体的应用目标和问题，借助GIS自身的 技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世 界中可操作的机理和过程。1 GIS应用模型的概述1.2 GIS应用模型分类1.3 , 1按照表达对象不同，可分为1）理论（数学）模型：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理化规律“例如地表径流模型、海洋和大气环流模型等2）经脸模型：通过数理统计方法和大量观测实验建立的模型。 如水土流失模型、适宜性分析模型等3）混合模型：既有基于理论原理的确定性变量，也有应用经 脸加以确定的不确定性变量。例如位置选择模型1 GIS应用模型的概述1.2 GIS应用模型分类1. 2. 2按照瞬间状态和发展过程，可分为。静态模型用于分析地理现象及要素相互作用的格局。半静态模型用于评价应用目标的变化影响。动态模型用于预测研究目标的时空动态演变及趋势11) )2) )3)4)5)6)二GIS应用模型的构建准备分析数据应用模型建模的步骤： 明确分析目的和评价准则 空间分析操作结果分析 解译、评价结果 结果输出2应用模型的构建途径空间数据库宏语言建立专业模型GIS环境内部的模型建造 利用GIS轨件的宏语言，将 其模型部件进行有机组合GIS环境外部的模型建造 自行开发或用其它系统的 软件构造，GIS用于空间数 据操作(I/O)(3)混合型模型建造结合上述两种方法.尽可能利用GIS提 供的功能，又具有外部建模的灵活性应用模型建模的方法制图建模(b)多过及怏理，可视化的GIS建模辅助工具;Model Edit Yirr Rindw Kelp二1）启动ArcToolbox;引昌港 蟹3|：|：|。心值 到,2）右键单击Toolbox,选 择New toolbox,生成 Toolboxl3）右键单击Toolboxl, 在New中选择Model,则 生成model;王筋拓海澳舐三真一 一;三、土地适宜性模型L目的：找出适宜种植的可用林地2 .标准：在道路沿线300英尺范围内不能种植在河流沿线500英尺范围内不能种植3 .准备进行分析的数据， 道路图 河流图 森林覆盖图三、土地适宜性模型三、土地适宜性模型4 .空间操作:2 GIS应用模型举例实例：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）.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300米之内。所需数据：土地利用类型图、土壤类型图、排 水管网具体步骤：1将土地利用类型图和土壤类型图进行叠置分析（合 并分析或相交分析）；2按给定距离建立距离为300米的排水管道缓冲区；3利用合并后的图层与排水管道缓冲区进行叠置分析 （裁剪分析）；4 SQL查询满足“土地利用类型=灌木林地”且“土壤 类型=湿地”的区域，所选择的区域即为适合建立实 验室的候选区域.实例二：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：确定建立公园的合适区域评价准则：1）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）2）依附在大小适中的天然河流上，即等级为2的河流才适 合建公园,3）公园选址要避免沼泽地，即土地利用图中非沼泽地的适 合建公园5所需数据：交通图水系图（带有分级属性的水系图）土地利用图具体步骤：1）对交通图中的公路分别建立0. 8, 0. 2公里缓冲区2）将两缓冲区进行空间叠置（擦除分析）得到公园候选区 域zones3）通过赋属性再分类，将土地利用图分成沼泽地及非沼泽 地两类（1为非沼泽地，0为沼泽地）；4）合并土地利用图中属性相同的相邻多边形的边界，得到 Marsh 层；5）将Marsh层和zones进行多边形空间叠置分析（相 交分析 设裁.剪分析），得到zones内的土地利用区域Zmarsh;6）将Stream层与Zmarsh进行空间登置（相交分析）7）查询输出所选中的区域。查询“土地利用类型工且“河流等级=2，”的区域，该区域即为公园建立的 候选地址6具体步骤（部分操作）：1 ）建缓冲区将交通图层添加到新的Map中，点Layers的Propert ies,在 General栏中的Uni t设置为meters1）建缓冲区Buffer fizord<:Jv 匕Rnbtr Qt ftnVw of fnwc、bal b yw *eo.1 t Uffb。lx 1114 Jie imtues of a "cri2）空间叠置分析-g- 0 Zltxil- a S3- 口 sntcev p.ytg Q AidoolMx ，通 3D Analyst Teoli -令 Tolt 0 ZxUACt 6 Ovtrlty 户 krut / 14dylatintct>if，"口1 F./ VMM 电 Prwitily 0 SlltllUCI 4 cssmyTooh CaximiMkhah 0Csv” 中 I tali- 电 Andyiis- Fitraet- S Orerluy，ErettyId怀QiW，IhUruetO Ufag> Update&hrgietQy3）查询选择 Select ion 菜单下的 Select By Attributes,在弹出 的对话框中输入态询语句如下图图上显示的即为满足条件的备选地址，即距公路0.2 0. 8km的区域（ins ide值为2表示），穿过非沼泽地 （typ#iJ&99）,分类级别为2的河流（class为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5 00米范围内的适种区域。分析目的：确定植物的适种区域评价准则：坡度在15。 25。间碱性土壤交通线两侧500米范围内数据源:DEM;土壤分布图；交通线图；具体步骤：利用DEM生成坡度图,对坡度图进行重分类,将坡度图分为两类(1 为15。 25 , 0为其他坡度)(2)通过赋属性再分类，将上壤分布图分成碱性及非碱性两类(1为碱性, 。为非碱性)t(3)合并上壤分类图中属性相同的相邻多边形的边界t(4)合并后的上壤分类图进行矢量转栅格*(5)建立交通线周围500米宽的缓冲区?(6)交通线缓冲区进行矢量转栅格(7)将1、4、6进行栅格叠加；(8)满足“坡度=1”且“上壤=1" H "缓冲区=99”的区域，即为适合植 物种植的区域.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：确定建立森林公园的区域评价准则：距公路、铁路0. 5km以外10km以内城镇行政区划为非市区森林分布为有林地数据源:公路及铁路分布图；森林分布图；城镇行政区划图；具体步骤：(1)通过赋属性再分类，将森林分布图分成林地及非林地两类(1为林地,0为非林地)；(2)合并森林分类图中属性相同的相邻多边形的边界；(3)建立公路和铁路周围0. 5km宽的缓冲区；(4)建立公路和铁路周围10km宽的缓冲区；(5)将城镇行政区划图重新分类，生成市区、非市区两类；(6)合并城镇行政区划图属性相同的相邻多边形的边界；具体步骤：将森林分布图与城镇行政区划图进行叠置分析(合并分析 或相交分析)；(8)将中叠置分析结果与中缓冲区进行叠置分析(裁剪 分析)；(9)将(8)中叠置分析与(3)中缓冲区进行叠置分析(擦除分析)(10) SQL查询满足“森林分布类型=有林地”且“城镇行政区 划类型非市区”的区域，所选择的区域即为适合建立森 林公园的候选区域.，排水窗。米的缓冲区土地利用图土壤图结果 图二 (至至0707元元 *2-2400.30死100； 哂 一瑜300:道路拓宽改建中拆迁赔偿计算-要解决的问题及约束条件-计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑而积和房产价值；道路拓宽改建的标准是： 道路从原有的20米拓宽到60米； 拓宽道路应尽量保持直线； 部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除；-所需资料现状道路图；区域内建筑物分布图；拆迁赔偿计算-空间操作-选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓 冲区；-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；-统计分析-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；-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。J 辅助建设项目选址需解决的问题和约束条件-需解决的问题：为一个轻度污染工厂的可能建设位置选址。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/rrP ；(3)地块周围不能有幼儿园、学校等公共设施。辅助建设项目选址所需数据全市所有地块信息的数据层-全市公共设施的分布图-空间分析-从地块图中选取所有满足条件(1)(2)的地块.与公共设施层数据进行拓扑叠加 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 将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打印输出地学模拟模型(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，壤侵蚀， 例：土壤侵蚀数值分析a确定数值模型m设计数据处理流程e输出土壤侵蚀图实例木材毁坏量回归预测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：Y = -2.490+1.670X + 0.424X2 - 0.007X3-1.120X4-5.090X5分析目的：对某林场砍伐木材时木材毁坏量进行预测。约束条件：预测公式模型数据（公式中各因子）：数字高程模型（坡度），树径，树高，蓄积量，树木缺矢量具体步骤：1）提取各因子2）进行要素叠合运算（栅格运算）：注意权重该模型可以表示成下面的形式:因灾依（图）字程型 数高模回归系数权笊图适宜性分析模型用途：土地利用规划方法：E确定具体的开发活动8选择影响因子E确定各影响因子的权重及度量方法E获取各因子取值8按适宜性模型计算各单元适宜程度的分值 国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a生态条件调查e确定评价对象的影响因素y利用GIS生成影响因素数据旧计算各因素权重和贡献函数值CW适宜性评级g生成适宜性等级图发展预测模型 定量预测E利用系统的多目标统计数据，由一个或儿个变量的值 来预测或控制另一个研究变量的取值 常用数学方法：E移动平均法E指数平滑法8趋势分析法E时间序列分析法8回归分析法E灰色系统模型发展预测模型应用实例 人n发展预测模型Pf= Poe（5） 预测结果表示e把预测结果与市镇中心 点坐标相联系m绘制人口密度等值线单，1友同加吟州1兜9冬人“友腐僧山解( n.UXWIm. S.1EI专家系统 模拟专家的推理思维过程E知识库E推理机制用户 基本构成|用户接口解释模块推理机知识库知识获取数据跖专家系统的基本组成GIS应用农业气候区划中国气象局提出建设“第三次农业气候区划”项目的 目的是：采用新技术、新方法、新资料，开发“农业气候 区划信息系统(Agriculture & Cl imate Distributed Informal ion System,简称ACDIS )”软件，建立气候资源开 发利用和保护监测体系，实行资源平面与立体，时间与空 间全方位优化配置；发挥区域气候优势，趋利避害减轻气 候灾害损失，提高资源开发的总体效益Q为各级政府分类 指导农业生产，农村产业结构调整，退耕还林防止水土流 失等提供决策依据，为地方政府服务。