空间数据的叠置分析
叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠置产生一个新要素层的操作
1、叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠置产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
2、合成叠置是将同一地区、同一比例尺的两组或更多的多边形要素的数据文件进行叠置，根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形，如p133图(a)。
3、统计叠置是将多边形数据层叠加，进行多边形范围的属性特征的统计分析，如p133图(b)。
4、矢量叠置一般经过三个步骤的计算。
第一步:将所有的线段在与另一层的线段相交的位置打断；第二步:重新建立弧-多边形拓扑关系；第三步:设置多边形标识点，传递属性。
5、缓冲区：所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。
6、缓冲区分析：是在点、线、面实体周围建立缓冲区多边形的过程。
7、“数字地球”是应用遥感、遥测、全球定位系统、地理信息系统、通信技术、计算机技术、互联网络/万维网、仿真与虚拟现实技术等现代科技的高度综合与集成体。
8、数字城市是指：综合运用空间信息技术、虚拟现实技术、计算机和互联网技术、数据库技术、等，将城市地理、资源、环境、人文、经济、社会和居民日常生活等复杂系统进行数字化、网络化，建立能够分类存储、自动处理和智能识别的海量数据库，并可直接用于城市规划、建设、管理、服务和居民日常生活的综合系统。
9、数字城市建设内容基础地理信息是数字城市的基础信息多尺度、多时相和多分辨率的基础地理信息是数字城市的基础框架，是其他信息的空间定位和载体，同时也是数字城市面向公众用户的直观界面信息高速公路是数字城市的基础设施宽带互联网、通信协议（IP）技术、无线通讯协议（WAP）技术是实现数字城市的基本技术条件。
数字城市具体表现数字城市通过政府上网、电子商务、一卡通、房地产交易、远程教育、娱乐等与人们的日常生活和工作结合在一起。
10、数字城市建设的支撑技术:空间信息技术地理信息系统（GIS）为庞大的城市数据提供了管理、存储和维护的有效手段;遥感（RS）技术中数字摄影测量技术、航空摄影测量与高分辨率卫星遥感技术和激光扫描技术提供了数据获手段;全球定位系统（GPS）提供动态目标的定位。
空间分析之叠加分析
的叠加；
面状图、
✓ 遥感影像与专题地图的叠加； ✓ 专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图；
线状图和
点状图之 间的叠加
✓ 遥感影像与DEM叠加遥生感成真影三像维与地专物题景地观。图的叠加
2020/5/16
韶关学院旅游与地理学院 陈世发
10
2、点与多边形的叠加
✓ 叠加图层：将一个含有点的图层（目标图层）叠加在另一个含有 多边形的图层（操作图层）上，以确定每个点落在哪个区域内。
1
1
1
1
1
1
韶关学院旅游与地理学院 陈世发
E=|A-B|
11 1 11 1 11 1
C
11 1 13 1 11 1
5 F=D-E
算术运算——以灰度(亮度)赋值栅格为例（乘除运算）
乘法 案例
10 50 ×2＝ 20
50 100
100
除法案例
砂岩对阳光的反射情况
100 （图像反差增大）
200
阳
砂岩
光
页岩
专面题状图地与图专与题数区字域高边界程模型叠加 1件、上视，觉视信觉息信之叠息间叠加的加：叠之将加后不，同参遥专加题感叠的影加内像的容与平叠面D加之T显M间示叠没在发加结生果任图
何逻辑关系，仍保留原来的数据结构。
面状图、线状图和点状图之间的叠加；
✓ 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界之间
计算土壤侵蚀量时，就可利
用多层面栅格数据的函数运
算复合分析法进行自动处理。
露点
一个地区土壤侵蚀量的大小
是降雨(R)、植被覆度(C)、
坡度(S)、坡长（L）、土壤
抗蚀性(SR)等因素的函数
2020/5/16
数据处理及矢量数据的叠置分析
目录
• 引言 • 数据处理基础 • 矢量数据处理 • 矢量数据的叠置分析 • 案例分析与实践 • 结论与展望
01
引言
主题简介
数据处理
数据处理是指对数据进行收集、整理、存储、检索、传输 和利用的过程，旨在提取有用的信息并应用于实际场景。
矢量数据
矢量数据是一种基于几何对象的数据表示方法，包括点、 线、面等几何要素，具有数据精度高、信息量大的特点。
多重叠置
多重叠置是将多个矢量数据层进行多次叠加，以揭示更复杂的空间关系。多重叠置可以用 于分析不同地理要素之间的层次结构和网络关系。
叠置分析的应用场景
城市规划
灾Hale Waihona Puke 预警在城市规划中，可以通过叠置分析来 研究不同土地利用类型之间的空间关 系和相互影响，为城市规划和土地利 用提供决策支持。
在灾害预警中，可以通过叠置分析来 研究不同灾害风险因素之间的相互影 响和关联，为灾害预警和减灾提供决 策支持。
数据转换
将数据转换为适合分析的格式 或类型，如将分类变量转换为 虚拟变量。
数据集成
将多个来源的数据整合到一个 统一的数据集中，解决数据孤 岛问题。
数据归一化
将数据缩放到特定的范围或标 准，如将数据归一化到0-1之间
。
03
矢量数据处理
矢量数据概念
矢量数据
以几何对象为表示形式的地理数据，包括点、线、面等基本元素。
环境保护
在环境保护中，可以通过叠置分析来 研究不同生态系统和环境要素之间的 相互影响和关联，为环境保护和可持 续发展提供决策支持。
05
案例分析与实践
案例一：地理信息系统中的叠置分析
总结词
叠加分析及应用
土壤侵蚀多因子函数运算复合分析示意图
2018/11/24 韶关学院旅游与地理学院 陈世发 5
叠加分析分为以下五类：视觉信息叠加；点与多边 形叠加； 线与多边形叠加 ；多边形叠加。
面状图、线状图和点状图之间的叠加； 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界之间 的叠加； 遥感影像与专题地图的叠加； 面状图、 专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图； 线状图和 遥感影像与DEM叠加生成真三维地物景观。 点状图之 间的叠加
2
1 河流图
1 2
3
3
Line ID
Old ID
Poly C C
B C A B
8
1 2
3
1 2
2 3 3 3
政区图
C
Байду номын сангаас
2 5
1 4
3
B
4 5 6
新弧段图层
2018/11/24
A
6
韶关学院旅游与地理学院 陈世发
4、多边形与多边形的叠加
多边形与多边形的叠置是指将两个不同图层的多边形要素 相叠加，根据两组多边形的交点来建立多重属性的多边形或 进行多边形范围内的属性特征的统计分析。原来多边形要素 分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。
Y
X Z
ID 1 2 3
属性 X Y Z 属性 A
层2 A
ID 101
新层 11 2 67 9
10
1 3
12
4 5
9
10 11 12
0
0 0 Z
Y
Z Y 0
10
2018/11/24
韶关学院旅游与地理学院 陈世发
空间叠加分析实例1：土地利用变化区域探测
空间叠置与缓冲分析
可以视为空间目标的一种影响范围或服务范围
公共设施如商场、医院、学校等的位置选择都要考虑其服务范围
缓冲区分析
是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形， 然后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析， 得到所需结果的一种空间分析方法。
线目标缓冲区分析
凸角圆弧法法生成线目标缓冲区
判断顶点的凸凹性的问题可转化为判断两个矢量的叉积。沿轴线方向 依次有三个点组成两个矢量，转折点的凸凹性由矢量的叉积在Z方向上 的值的符号决定，具体表达为 S ( xi xi1)( yi1 yi ) ( xi1 xi )( yi yi1)
根据空间解析几何可知：若S < 0，Pi为凸点；若S > 0，Pi为凹点；若S = 0，则三点共线
入揭示各种现象要素的内在联系及其
发展规律。
另一个涉及叠置操作的基本空间分析是缓冲区分析，它是为了识别某
个空间目标对其周围环境的影响范围或服务范围，而在其周围建立的
具有一定宽度的带状区。
3
1.概述
空间叠置分析
根据不同的空间数据结构，可分为矢量叠置和栅格叠置两类 叠置分析由输入图层、叠置图层、输出图层组成
空间叠置和缓冲区分析
概述 矢量数据叠置分析 栅格数据叠置分析 矢量数据缓冲区分析 栅格数据缓冲区分析 本章小结
0
1.概述
空间叠置分析
多数GIS软件以分层的方式组织地理信息，叠置分析是最常用 的提取空间隐含信息的手段之一
例1：1854年，伦敦发生霍乱，J Snow博士对霍乱病例和区域内 生活用水水井分布进行叠置分析
属性叠置处理分为代数运算与逻辑运算两大类（取决于属性类型）。
实验叠置分析与缓冲区分析
数据
1. 城市市区交通网络 2. 城市土地利用图
要求：
将CYPRESS 路需扩宽到100m,即沿道路中心线向两 侧做50m旳缓冲区 找出受影响旳地块
叠加分析和缓冲区别析综合应用
实例2：市区择房分析
找出环境好、购物以便、小孩上学以便 旳居住区低端是购房者最关心旳问题，所 以购房者就需要总体上对商品房旳信息进 行研究分析，选择最合适旳购房地段。
二、 经过缓冲区工具完毕缓冲区
Analysis tools/proximity/buffer
叠加分析和缓冲区别析综合应用
实例1：道路拓宽问题
为了缓解交通拥挤旳问题，昆明市将要把学府 路由两车道增长为四车道，同步增长新旳转弯车道。 为此，规划部门需要扩宽街道路面。在开展这项工 程之前，需要提交一种影响评估报告给市政府有关 机构，报告中还要陈说因为路面旳扩展，沿街旳哪 些地块需要被征用。
数据
1. 城市市区交通网络 2. 商业中心分布图 3. 名牌高中分布图 4. 名胜古迹分布图
所谋求旳区域要满足下列条件：
• 离主要交通要道200m之外，以降低噪声污染 （ST为道路数据中类型为交通要道旳要素）
• 在商业中心旳服务范围之内，服务发范围以商 业中心规模大小（YUZHI）来拟定
• 距名牌高中在750m之内 • 距名胜古迹500m之内
Hale Waihona Puke 习03加载数据overlay，熟悉叠加分析旳一般操作 加载张掖土地利用数据，分析1996-2023张掖土地
利用变化
ARCGIS空间分析基本操作 缓冲区别析（buffer）
缓冲区别析
点旳缓冲区 线旳缓冲区 面旳缓冲区
一、 经过缓冲区向导来完毕缓冲区
添加缓冲区向导 Tool/customize/
空间叠置分析名词解释
空间叠置分析名词解释
空间叠置分析是地理学的一个专门术语。
在经济区划和国土开发中，为了研究不同类型地域单元之间的相互关系，通常把地域单元作为一个整体来进行考察，然后将各种因素按照其特点或某些规律进行组合，以达到预期的目标。
这样就形成了一定的空间格局，如果对每个单位地域所占有的面积及其与外界环境的联系情况加以分析，就可以得出它们之间的空间位置关系和内部结构、属性等信息，从而确定其空间地域组合模式和优化方案，使经济活动更符合于客观实际。
例如，在城市建设中，应该考虑地块的大小和形状、交通道路的布局等多方面问题。
GIS原理与应用实验报告书-实验五 空间叠置分析
测绘工程学院GIS原理与应用实验报告书实验名称：实验五空间叠置分析专业班级：海洋101姓名：綦跃彬学号：141003122实验地点：地理信息系统实验室实验时间：2013-05-13实验成绩：地理信息系统课程组一、实验目的与要求空间叠置分析是空间数据分析的基本方法，包括栅格数据的信息复合分析与矢量数据的叠置分析，本实验的目的在于：1）加深对多层面叠置分析基本原理、方法的认识；2）熟练掌握ArcMap 中多层面空间叠置分析的技术方法。
3）结合实际、掌握利用多层面空间叠置分析方法解决地学空间分析问题的能力。
二、实验准备实验数据：栅格文件：文件Slope1，Landuse矢量文件：文件point.dbf，point.shp，point.shx文件river.dbf，river.shp，river.shx，polygon.dbf文件polygon..shp，polygon.shx，文件polygon1.dbf，polygon1.shp，polygon1.shx文件polygon2.dbf，polygon2.shp，polygon2.shx文件overlay.dbf，overlay.shp，overlay.shx文件roads.dbf，roads.shp，roads.shx文件roads1.dbf，roads1.shp，roads1.shx。
三、实验内容与主要过程一）了解栅格数据1. 在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据：Slope1，在TOC 中右键点击图层Slope1，查看属性在图层属性对话框中，点击“数据源”选项，可以查看此栅格图层的相关属性及统计信息。
打开“Spatial Analyst”工具栏，点击图标，查看栅格数据的统计直方图：新建ArcMap地图文档：加载离散栅格数据：Landuse，在TOC中右键点击Landuse ，“打开属性表”2. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据在Arcmap中左下角运用工具“Drawing”> “New Rectangle”>“New Polygon”，绘制如下图所示图形：在上一步基础上，选择“drawing”>”Convert Graphics To Features”,操作如下图所示：执行下述步骤：“Arctoolbox”>“Extraction”>“Extract By Mask”,设置如下点击确定之后，用鼠标将自己绘制的多边形移动到一边，显示如下图：3. 栅格重分类(Raster Reclassify)通过栅格重分类操作可以将连续栅格数据转换为离散栅格数据。
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打开区文件
区对区叠加操作
线对区叠加
点对区叠加
谢谢！
统计叠置是将多边形数据层叠加，进行多边形 范围的属性特征的统计分析，如图(b)。
城市功能分区图
土地利用图
(a)合成叠置
(b)统计叠置
合成叠置得到一张新的叠置图，产生了许多 新的多边形，每个多边形内都具有两种以上的属性 ，通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有 几种地理属性的分布区域，例如城市居住用地中所 占耕地面积是多少；
点与多边形的叠加通常不产生新的数 据层，只是把属性信息叠加到原图层中， 然后通过属性查询间接获得点与多边形叠 加的需要信息。
3) 合成叠置与统计叠置
多边形叠置就是地理数据层的叠加，分为合成 叠置与统计叠置。 合成叠置是将同一地区、同一比例尺的两组或 更多的多边形要素的数据文件进行叠置，根 据两组多边形边界的交点来建立具有多重属 性的多边形，如图(a)。
交的过程中间可能产生碎屑多边形（Sliver Polygon）, 可以设定一定的模糊容限消除它;属性分配就是将输入 的不同层属性传递给输出层。
空间多边形叠置(overlay)
• UNION (并集) • INTERSECT(交集) • IDENTITY (并集被第一个输入 层边界裁切后剩余部分)
空间多边形叠置(UNION 并集)
叠置分析的类型
按叠置分析中输入数据层的不同，又可以分为三种类型：
1）多边形叠置 这个过程是将两层中的多边形要素叠置， 产生输出层中的新多边形要素，同时它们的属 性也将联系起来，以满足建立分析模型的需要。 多 边 形 叠 置 可 以 按 Union 、 Intersect 、 Identity等不同运算方式进行，其输出层中多 边形分别为输入层的并集、输入层的交集、输 入层的并集被第一个输入层边界裁剪后剩余的 叠置过程可分为几何求交和属性分配两步。几何求 部分。
空间数据的叠置分析
2012.12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 主要内容
1. 2.
空间数据叠置分析原理与方法 利用MapGIS软件进行空间数据叠置操作
叠置分析
大部分GIS软件以分层的方式组织地理景观， 将地理景观按主题分层提取，同一地区的整 个数据层集表达了该地区地理景观的内容。 每个主题层可以用矢量结构的点线面图层文 件表达，也可以用栅格结构的图层文件进行 表达。 叠置分析是GIS最常用的提取空间隐含信息 的手段之一。该方法来源于传统的透明材料 叠加。既将来自不同数据源的图纸绘于透明 纸上，在透光桌上将其叠放在一起，然后用 笔勾出感兴趣的部分。
叠置分析的概念
叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠置产生 一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割成 新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所 具有的属性。也就是说，叠置分析不仅生成了新 的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产 生了新的属性关系。叠置分析是对新要素的属性 按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户 需要的结果或回答用户提出的问题。
空间多边形叠置(INTERSECT 交集)
空间多边形叠置(IDENTITY 交补集)
2）点与多边形叠置 点与多边形的叠加分析，实质是计算 包含关系（包含分析），判断各个点 的归属（落在哪个多边形内）。叠置 的结果是为每点产生一个新的属性。 例如，井位与规划区叠加，可找到包 含每个井的区域。
在完成点与多边形几何关系计算后， 还要进行属性信息处理。最简单的方式是 将多边形属性信息叠加到其中的点上（或 反之）。如有多点分布在同一多边形，则 要采取一些特殊的规则。
统计叠置的目的是统计计算一种要素在另一 种要素中的分布特征，例如统计某种城市功能区内 所包含的土地类型数，各类土地的面积等，叠置的 结果是统计报表。
2 利用MapGIS软件进行空间数据叠 置分析操作
区对区叠置 线对区叠置 点对区叠置
装入进行叠置分析的数据文件
区对区叠加
选择[文件]—〉[装区文件] 选择[空间分析]—〉[区空间分析] —〉[区 对区相交分析]，系统弹出下面的对话框， 然后选择叠加文件1和叠加文件2，比如 “行政界．WP”和“湖泊．WP”，点击“确 定” 。