6、GIS的应用模型讲解.ppt

第六章 地理信息系统的应用模型 重点 1、掌握GIS应用模型的类型和构建 2、了解常用的GIS应用模型的构建过程 第一节 GlS应用模型概述 二、应用模型的构建 应用模型的构建实际包括目的导向分析和数据导向操作两个过程。 （一）应用模型构建的步骤： 明确分析的目的和评价准则； 准备分析数据； 空间分析操作； 结果分析； 解释、评价结果； 结果输出。 例如：要进行道路拓宽改建中拆迁指标的计算。 首先明确分析的目的和标准： 目的——是计算由于道路拓宽而需要拆迁的建筑物的建筑面积和房产价值。 标准——道路从原有的20m拓宽至60m，拓宽道路应尽量保持直线，部分位于拆迁区内10层以上的建筑不拆除。 准备用于分析的数据 现状道路空间分布数据； 分析区域内建筑物分布数据及相关属性数据(如建筑面积和楼层数)。 （三）应用模型建模的方法——制图建模 制图建模的实现方法——采用空间分析流程的逆过程。 即从空间分析的最终结果开始，反向一步步分析为得到最终结果，需要采取哪些空间分析方法？哪些数据是必须的？并确定每一步要输入的数据以及这些数据是如何派生而来。 可视化制图建模工具——如ArcView GIS的ModelBuilder 第二节 适宜性分析模型 适宜性分析——是指土地针对某种特定开发活动的分析，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。 建立适宜性分析模型的一般步骤; 首先确定具体的开发活动； 其次选择其影响因子； 然后评判某一地域的各个因子对这种开发活动的适宜程度，以作为土地利用规划决策的依据。 一、一般形式 　　设有某项评价目标或开发活动T,该T对应一组影响因素X1,X2,…,Xm； 每个因素对应一组参评因子 每个因子有一组属性v1,v2, …,vn; 因此，每个因素对应一个属性集Vi: 　　　　　　　　　 　　 显然，每个因素的属性集都是一个对指定的T从优到劣的全序集，且满足： 　　　　　　　　　　　　　　　　　 各个参评因子及其属性值的取得由数据库提取或由GIS空间分析软件生成，各个因素按其属性集的优劣，可用下列矩阵表示: 式中: P为Xi对T的贡献函数值;　　W为Xi对T的权重值。　　P值的确定方法为: 将各因子最适宜的指标值定为贡献函数值l00，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计算和确定。　　有了上述矩阵数据和GlS功能的支持，可以求取基于栅格单元的评价分值： 然后，根据使　　G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100| (6-3) 的值为最大时的P所对应的j,即为所求的某个T的适宜级Sj。显然，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　　　　　　　　　　　 二、 应用实例 以某地区的玉米种植地评价为例，介绍适宜性分析模型的应用及基于GIS的土地评价方法和过程: (2)评价方法。采用基于GlS的土地质量评价法，即将玉米作物生长有关的主导生态条件与土地质量(供水、供肥等)相比照，从而评定土地的适宜性等级。 （3）评价过程： 　①评价对象生态条件的调查。 评价对象玉米属于禾本科，为一年生草本，其主导生态条件例如:性喜高温，需水量大，要求土壤肥沃和土层疏松，其根系生长要求防止土壤侵蚀等。 ②确定评价对象的影响因素和因子。 根据将玉米作物生长有关的生态条件与土地质量相比照，除了温度可通过季节调节外，其他影响因素和因子如图6-1所示: ③利用GIS生成影响因素数据。 例如供水有效性，其影响因子为水源和土层厚度，它们对供水或保水有效性的属性集如表6-2所示: 根据表6-2和相应的空间数据，通过如图6-2所示的GIS操作过程，可以有效生成基于栅格单元的供水条件等级数据文件R1。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。这些数据文件是土地适宜性评价的重要基础，而它们的可靠性又取决于各个参评因子及其属性集的确定。 ④计算各因素的权重和贡献函数值。 由于每个影响因素或土地质量Qi(i=1,2,3,4)对评价对象的贡献大小和适宜程度不同，因此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Pji也不相同。 权重Wi的计算方法 首先，将土地质量按其对评价对象重要性的不同，进行由小到大的排队； 其次，确定Qi+1对Qi的重要性程度Vi+1,i，用倍数表示，并令V1,0=1，其结果如表6-3所示; 式中，U1=V1,0, U2=V2,1×V1,0,…, Ui=Vi,i-1×Vi-1,i-2