GIS应用模型的建立

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 . 670 X 0 . 424 X 0 . 007 X 1 . 120 X 5 . 09 X 1 2 3 4 5
把预测结果与市镇中心
点坐标相联系 绘制人口密度等值线
专家系统
模拟专家的推理思维过程 知识库 推理机制 基本构成
用户 用户接口 知识获取 解释模块 推理机 数据库 知识库
专家系统的基本组成
用 户 专 家 专家知识 获取程序
知识库
用 户 控制模块
推 理 模 块
专家
（模式）
解释模块
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。
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, ...


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

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。
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:
(1)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，将土壤分布图分成碱性及非碱性两类（1为碱性， 0为非碱性）； (3)合并土壤分类图中属性相同的相邻多边形的边界 ； (4)合并后的土壤分类图进行矢量转栅格；
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
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。
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
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
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:
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）
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:
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： ①土地利用类型为灌木林地； ②适宜开发的土壤类型为湿地； ③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（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
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
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

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；
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。
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---zones 3）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 析或裁剪分析），得到zones内的土地利用区域Zmarsh； 6)将Stream层与Zmarsh进行空间叠置（相交分析） 7）查询输出所选中的区域。查询“土地利用类型=‘1’ ” 且“河流等级=‘2’”的区域，该区域即为公园建立的 候选地址。