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