空间查询和空间分析复习课程
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它要素（社会、经济）的连续 分布
2020年6月27日星期六
二维半的GIS
2020年6月27日星期六
栅格、TIN分析小结
坡度坡向、剖面、可视性、等值线、成本距离、日照强度、填挖方计 算
空间插值（原理、了解4种计算方法，距离倒数权重法为主） 不规则三角网（坡度坡向、剖面、可视性、等值线、日照强度、填挖
空间查询和空间分析
栅格数据之间的叠合
栅格数据之间的叠合，实 际操作上是地图之间的计 算。相同位置，对应单元 之间的数值计算。
叠合产生新的栅格数据集 合，其单元的数值就是计 算的结果，原理简单。
ArcGIS均有对应的功能、 菜单。
2020年6月27日星期六
距离
得分
0—500米 500—1000米 1000—1500米
在公用事业领域，可分析供水、排水、燃 气、电力、通信管理的故障、维护，设施 规划。该领域历史上曾经称AM / FM。
>1500米
0（不必建设） 1 2wk.baidu.com
3（必须建设）
[R_school])
人口密度
得分
0 - 50
0（无需建设）
50 - 100
1
100 - 200
2
200 - 300
3（需要建设）
[R_popu]
为什么采用乘法叠合 ？
使用性质 工业或绿地
商业 居住
得分 0（不能建设）
1 2（可以建设）
R_land]
2020年6月27日星期六
方计算）
2020年6月27日星期六
网络分析 需要固定 的拓扑数 据结构
ArcGIS利 用 ArcCatalog 建立拓扑 结构
2020年6月27日星期六
网络分析
结点号 线段号
A
1
B
2
A 1D
E
B 2G
C D E
3 1, 3, 4, 1, 1 4, 5, 7
F
F
2, 5, 6, 8
C3
4
5
6
G
6
填挖方计算
计算两个栅格之间的填挖方，得到一个结果栅格 ArcView / ArcGIS有CutFill功能，简单计算填挖方，也可用栅格相减得到
详细的结果。
2020年6月27日星期六
不规则三角网模型（TIN）
用离散的点，组成相邻 的三角形，使用多个小 的三角平面来模拟连续 的表面。
划分三角形的原理： Delaunay三角网，最小 角最大，最大限度地保 证网中三角形满足近似 等边（角）性，避免过 于狭长和尖锐的三角形 的出现
直线距离和成本距离 （计算机自动产生累计成本最小的路径）
2020年6月27日星期六
成本距离的计算原理
accum_cost = a1 + ( (cost_a + cost_b) / 2 ) * D accum_cost：某一单元b的累计通行成本
a1：上一个相邻单元a的累计通行成本 cost_a：单元a的成本 cost_b：单元b的成本
H
9
I
9, 10, 11, 12
11
7
K
12
8
L
13
I
10
9
H
12
K
J
13
L
线段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
起结点 A B C D E F E F H I D I J
终结点 D F D E F G J J I J I K L
路径选择是网络分析的基础
路径选择
2020年6月27日星期六
2020年6月27日星期六
坡度、坡向
根据坡度、坡向的不同，对grid进行 再分类计算，得到一个新的gird
每一个单元，计算与其相邻的８个 单元的之间的坡度、坡向
坡度：高程差／d（单元的大小） 坡向：每一个单元，通过与相邻８
个单元的关系，计算平均方向或最 大的方向。
ArcGIS采用8单元计算法。
e1 e2 e3 e4 C e5 e6 e7 e8
S dx2 dy2
Ady /dx
2020年6月27日星期六
d y [e 6 ( 2 e 7 e 8 ) ( e 1 2 e 2 e 3 )/8 ] g d x [ e 1 ( 2 e 4 e 6 ) ( e 3 2 e 5 e 8 )/ 8 g ]
2020年6月27日星期六
成本距离分析
有障碍的通行（坡度、额外的费用） 有运动的成本 累计距离 最低成本表面 最小成本路径
2020年6月27日星期六
数字高程模型与地形分析
（digital elevation model）DEM 数字高程模型是给两维的点、线、面，赋予高程属性，使
其变为三维的表面模型，表示连续的地形 常用的表示方法：栅格数据和TIN
2020年6月27日星期六
2020年6月27日星期六
不规则三角网（TIN）
TIN的空间分析与栅格数据格网 分析有许多共同之处。因为都 是表示连续的表面
TIN的空间分析：坡度坡向、剖 面、可视性、等值线、日照强 度、填挖方估计等等分析。
得到计算结果是格网Grid。 可以表示地形，也可以用于其
中学的选址结果 [R_land] * [R_popu] * [R_school]
距离计算、通道选择
成本距离分析，通过成本距 离分析计算最佳的通道
简单距离（直线距离）： 函数距离（成本距离）： 摩擦表面和阻抗 ArcView / ArcGIS的练习中有
成本距离的分析应用
2020年6月27日星期六
最近设施查找在城市规划、管理中 应用广泛
最近设施 查找
2020年6月27日星期六
服务范围比服务半径更贴近实际
多重服 务范围
2020年6月27日星期六
资源分配常用于城市规划中公共设施 布局和服务容量的分析
考虑负 荷的变 电站容 量分配
2020年6月27日星期六
网络分析有广泛的应用
借助GIS可以分析车速，单向行驶，交叉口 延误，还可以分析公共交通换乘。
2020年6月27日星期六
日照强度
计算栅格数据的日照强度分析，可以设置光源的方位角、高度 Arcview / ArcGIS有HillShade功能，日照时间的长短和强度，适用于农业、
林业、生态领域。得到的栅格以日照强度分类（0-255）。
2020年6月27日星期六
等值线生成
2020年6月27日星期六
剖面
可以绘制任意方向线，得到沿该线各个单元的高程（属性）数值，将 其展开，得到纵剖面
可以用在道路的选择、坡度的估计等等。
2020年6月27日星期六
视线、视域
检验某一点对于周围区域的可 视性（在某一点上所能够看到 的周边地区的范围）
ArcGIS可以对点、线进行可视 性、视域分析
在城市规划中的应用：历史保 护建筑的视野分析、风景区的 视野分析…
2020年6月27日星期六
二维半的GIS
2020年6月27日星期六
栅格、TIN分析小结
坡度坡向、剖面、可视性、等值线、成本距离、日照强度、填挖方计 算
空间插值（原理、了解4种计算方法，距离倒数权重法为主） 不规则三角网（坡度坡向、剖面、可视性、等值线、日照强度、填挖
空间查询和空间分析
栅格数据之间的叠合
栅格数据之间的叠合，实 际操作上是地图之间的计 算。相同位置，对应单元 之间的数值计算。
叠合产生新的栅格数据集 合，其单元的数值就是计 算的结果，原理简单。
ArcGIS均有对应的功能、 菜单。
2020年6月27日星期六
距离
得分
0—500米 500—1000米 1000—1500米
在公用事业领域，可分析供水、排水、燃 气、电力、通信管理的故障、维护，设施 规划。该领域历史上曾经称AM / FM。
>1500米
0（不必建设） 1 2wk.baidu.com
3（必须建设）
[R_school])
人口密度
得分
0 - 50
0（无需建设）
50 - 100
1
100 - 200
2
200 - 300
3（需要建设）
[R_popu]
为什么采用乘法叠合 ？
使用性质 工业或绿地
商业 居住
得分 0（不能建设）
1 2（可以建设）
R_land]
2020年6月27日星期六
方计算）
2020年6月27日星期六
网络分析 需要固定 的拓扑数 据结构
ArcGIS利 用 ArcCatalog 建立拓扑 结构
2020年6月27日星期六
网络分析
结点号 线段号
A
1
B
2
A 1D
E
B 2G
C D E
3 1, 3, 4, 1, 1 4, 5, 7
F
F
2, 5, 6, 8
C3
4
5
6
G
6
填挖方计算
计算两个栅格之间的填挖方，得到一个结果栅格 ArcView / ArcGIS有CutFill功能，简单计算填挖方，也可用栅格相减得到
详细的结果。
2020年6月27日星期六
不规则三角网模型（TIN）
用离散的点，组成相邻 的三角形，使用多个小 的三角平面来模拟连续 的表面。
划分三角形的原理： Delaunay三角网，最小 角最大，最大限度地保 证网中三角形满足近似 等边（角）性，避免过 于狭长和尖锐的三角形 的出现
直线距离和成本距离 （计算机自动产生累计成本最小的路径）
2020年6月27日星期六
成本距离的计算原理
accum_cost = a1 + ( (cost_a + cost_b) / 2 ) * D accum_cost：某一单元b的累计通行成本
a1：上一个相邻单元a的累计通行成本 cost_a：单元a的成本 cost_b：单元b的成本
H
9
I
9, 10, 11, 12
11
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I
10
9
H
12
K
J
13
L
线段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
起结点 A B C D E F E F H I D I J
终结点 D F D E F G J J I J I K L
路径选择是网络分析的基础
路径选择
2020年6月27日星期六
2020年6月27日星期六
坡度、坡向
根据坡度、坡向的不同，对grid进行 再分类计算，得到一个新的gird
每一个单元，计算与其相邻的８个 单元的之间的坡度、坡向
坡度：高程差／d（单元的大小） 坡向：每一个单元，通过与相邻８
个单元的关系，计算平均方向或最 大的方向。
ArcGIS采用8单元计算法。
e1 e2 e3 e4 C e5 e6 e7 e8
S dx2 dy2
Ady /dx
2020年6月27日星期六
d y [e 6 ( 2 e 7 e 8 ) ( e 1 2 e 2 e 3 )/8 ] g d x [ e 1 ( 2 e 4 e 6 ) ( e 3 2 e 5 e 8 )/ 8 g ]
2020年6月27日星期六
成本距离分析
有障碍的通行（坡度、额外的费用） 有运动的成本 累计距离 最低成本表面 最小成本路径
2020年6月27日星期六
数字高程模型与地形分析
（digital elevation model）DEM 数字高程模型是给两维的点、线、面，赋予高程属性，使
其变为三维的表面模型，表示连续的地形 常用的表示方法：栅格数据和TIN
2020年6月27日星期六
2020年6月27日星期六
不规则三角网（TIN）
TIN的空间分析与栅格数据格网 分析有许多共同之处。因为都 是表示连续的表面
TIN的空间分析：坡度坡向、剖 面、可视性、等值线、日照强 度、填挖方估计等等分析。
得到计算结果是格网Grid。 可以表示地形，也可以用于其
中学的选址结果 [R_land] * [R_popu] * [R_school]
距离计算、通道选择
成本距离分析，通过成本距 离分析计算最佳的通道
简单距离（直线距离）： 函数距离（成本距离）： 摩擦表面和阻抗 ArcView / ArcGIS的练习中有
成本距离的分析应用
2020年6月27日星期六
最近设施查找在城市规划、管理中 应用广泛
最近设施 查找
2020年6月27日星期六
服务范围比服务半径更贴近实际
多重服 务范围
2020年6月27日星期六
资源分配常用于城市规划中公共设施 布局和服务容量的分析
考虑负 荷的变 电站容 量分配
2020年6月27日星期六
网络分析有广泛的应用
借助GIS可以分析车速，单向行驶，交叉口 延误，还可以分析公共交通换乘。
2020年6月27日星期六
日照强度
计算栅格数据的日照强度分析，可以设置光源的方位角、高度 Arcview / ArcGIS有HillShade功能，日照时间的长短和强度，适用于农业、
林业、生态领域。得到的栅格以日照强度分类（0-255）。
2020年6月27日星期六
等值线生成
2020年6月27日星期六
剖面
可以绘制任意方向线，得到沿该线各个单元的高程（属性）数值，将 其展开，得到纵剖面
可以用在道路的选择、坡度的估计等等。
2020年6月27日星期六
视线、视域
检验某一点对于周围区域的可 视性（在某一点上所能够看到 的周边地区的范围）
ArcGIS可以对点、线进行可视 性、视域分析
在城市规划中的应用：历史保 护建筑的视野分析、风景区的 视野分析…