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地理信息系统_第6章GIS应用模型


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 & Climate Distributed Information 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。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。
(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“土壤=1”且“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。
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(inside值为2表示),穿过非沼泽地 (type值为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500米范围内的适种区域。
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
二 GIS应用模型的构建
1 应用模型建模的步骤: 1)明确分析目的和评价准则 2)准备分析数据 3)空间分析操作 4)结果分析 5)解译、评价结果 6)结果输出
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:
数字 高程 模型
适宜性分析模型
用途: 土地利用规划 方法:
(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: (7)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(7)中叠置分析结果与(4)中缓冲区进行叠置分析(裁剪 分析);
1 GIS应用模型的概述
1.2 GIS应用模型分类
1.2.1 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)经验模型: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 验加以确定的不确定性变量。 例如位置选择模型
(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.
土 地 利 用 图
土 壤 图
排 水 管 米 的 缓 冲 区
300
结 果 图
道路拓宽改建中拆迁赔偿计算
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.
确定具体的开发活动
选择影响因子
确定各影响因子的权重及度量方法 获取各因子取值
按适宜性模型计算各单元适宜程度的分值
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
生态条件调查 确定评价对象的影响因素 利用GIS生成影响因素数据 计算各因素权重和贡献函数值 适宜性评级 生成适宜性等级图
例: 土壤侵蚀数值分析
确定数值模型
设计数据处理流程
输出土壤侵蚀图
实例四: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 1.670X1 0.424X 2 0.007X 3 1.120X 4 5.090X 5
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, 土 壤侵蚀, ...
农业气候区划信息系统(ACDIS)是基于GIS工具平台, 建立起面对专业技术人员的专用工具,适用于农业气候资源 监测评价、气候资源管理与分析,小网格气候资源推算与空 间查询、省地县三级区划产品制作等。具体实现了以下功能: 1 )地理基础信息管理:管理工作区的基础地理数据,如行 政区划,水系,交通数据等; 2 )小网格资源信息管理:管理栅格格式的、与农业气候区 划有关的信息,包括各种DEM数据; 3)小网格资源推算与区划产品制作; 4)农业气候资源监测与评价; 5)农业气候区划成果演示。


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面积和房产价值 ; 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

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/m2 ; (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
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Properties,在 General栏中的Unit设置为meters
1)建缓冲区
2)空间叠置分析
3)查询 选择Selection菜单下的Select By Attributes,在弹出 的对话框中输入查询语句如下图
第6章 地理信息系统 的应用模型
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
1 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。
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)
发展预测模型
定量预测 利用系统的多目标统计数据, 由一个或几个变量的值 来预测或控制另一个研究变量的取值 常用数学方法: 移动平均法 指数平滑法 趋势分析法 时间序列分析法 回归分析法 灰色系统模型
发展预测模型应用实例
人口发展预测模型 Pt = P0e (-) 预测结果表示
应用模型建模的方法——制图建模
可视化的GIS建模辅助工具
1)启动ArcToolbox; 2)右键单击Toolbox,选 择New toolbox,生成 Toolbox1 3)右键单击Toolbox1, 在New中选择Model,则 生成model;
可视化的GIS建模辅助工具
2 GIS应用模型举例

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。
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;
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
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