最新(GIS)第六章--地理信息系统的应用模型
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第六章 地理信息系统 的应用模型
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主要内容
第1节 GIS应用模型概述 第2节 土地定级估价模型 第3节 适宜性分析模型 第4节 发展预测模型（自学） 第5节 区位选择模型（自学） 第6节 交通规划模型（自学） 第7节 地球科学模拟模型（自学） 本章重点：一般的GIS应用模型及其构建过程和方法
（2）准备分析数据 ① 数字化的地块多边形地图。每个地块均有土地使用、可遭
损失的财产状况（简称估计财产）、不同地基类型等属性 。地块多边形属性表中有地均财产这一项，地均财产=估 计财产/地块面积。对每一类地基，可估计其稳定性，并 估计房屋倒坍的可能性，称损失系数。 ② 数字化的等高线地形图
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Eg1：道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算 （1）明确分析的目的和标准 • 分析目的：计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的房产价值 • 道路拓宽改建的标准：
①道路从原有的20m拓宽至60m； ②拓宽道路应尽量保持直线； ③部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。
析/空间分析
问题答案 验证/解释/表达
用GIS求解问题的基本流程（陈述彭）
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（一）应用模型的建模步骤
① 明确分析的目的和评价准则 ② 准备分析数据 ③ 空间分析操作 ④ 结果分析 ⑤ 解释、评价结果（如有必要，返回第①步） ⑥ 结果输出
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（2）准备分析数据 本例需要涉及两类信息:一类是道路现状图；另一类
为分析区域内建筑物分布图及相关信息。 （3）进行空间分析操作
①选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓 冲 区，形成缓冲区多边形图层。
②将此缓冲区多边形图层与建筑物分布图层进行拓扑 叠加，产生一幅新图，此图包括所有部分或全部位于拓宽 区内的建筑物信息。
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➢ 按研究对象的时间状态和发展过程，可分为： ① 静态模型：用于分析地理现象及要素相互作用的格局； ② 半静态模型：用于评价应用目标的变化影响； ③ 动态模型：用于预测研究目标的时空动态演变及趋势。
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（3）进行空间分析操作 ① 将地块多边形和高程多边形叠合，产生地块—高程多 边形图和对应的属性表； ② 在地块—高程属性表中选择高程≤500，土地使用性为 住宅（R1、R2）的记录和地基—损失系统对照表连 接，获得新的地块—高程属性表。估计损失=面积×地 均财产×损失系数； ③ 从表可知，当洪水淹没了500米以下的地区时，每个 地块财产的大致损失状况； ④ 对地块— 高程图按对应属性进行分类，得到洪水淹没 损失分布图。 ________________________________
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（4）进行结果分析 首先对全部或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择，
然后将部分落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物从 选择组中去掉，并对道路的拓宽边界进行局部调整。最后 对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。 （5）将分析结果以地图和表格的形式打印输出
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规划定义过程
应用操作过程
需要解决的问题
பைடு நூலகம்多元数据收集
问题的定义 分析/联合
问题的实质 证据/数据/假设
问题的概念 概念/要素/方法
解决问题的数据 数据源/数据集
数据库建立 数据输入/格式化
问题数据子集 提取/综合
问题求解 统计计算/模型分
➢ 目的导向分析——以目标为导向的规划定义过程：
将要解决的问题与专业知识相结合，从问题开始，一步步推导出解决 问题所需要的原始数据、精度标准、模型的逻辑结构和方法步骤。
➢ 数据导向操作——以数据为导向的的实际操作过程：
将已形成的模型逻辑结构与GIS技术相结合，从各类数据开始，一步 步将数据转换成问题答案，必要时还需要进行反馈和修改，直到 取得满意的结果，最后以图形或图表形式输出最终结果。
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第一节 GIS应用模型概述
一、概念
GIS的应用模型，就是根据具体的应用目标和问题，借 助于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。这种模型的构 建，不仅是解决实际复杂问题的必要途径，而且也是GIS 取得经济和社会效益的重要保证。
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Eg2：洪水淹没损失分析 （1）明确分析的目的和标准 • 分析目的：估计住宅用地被洪水淹没而造成的损失； • 分析标准： ① 洪水水位的相对高程为500米； ② 损失的大小和居民的财产、地基的稳定性有关。
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三、GIS应用模型的分类
➢ 根据所表达的空间对象的不同，可分为： ① 数学模型：基于理化原理的理论模型，是应用数学方法建立的数
学表达式，反映地理过程本质的理化规律。如地表径流模型、海 洋和大气环流模型； ② 经验模型：基于变量之间的统计关系或启发式关系的模型，是通 过理化统计方法和观测实验建立的模型，如水土流失模型、适宜 性分析等； ③ 混合模型：基于原理和经验的混合模型，它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，如资源分 配模型、位置选择模型等。
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二、作用和特点
➢ GIS应用模型是联系GIS应用系统与常规专业研究的纽带 ➢ GIS应用模型是综合利用GIS应用系统中大量数据的工具 ➢ GIS应用模型是GIS应用系统解决各种实际问题的武器 ➢ GIS应用模型是GIS应用系统向更高技术水平发展的基础
➢ 根据模型的空间特性，可分为: ① 非空间模型：主要是对系统中的各种属性数据进行运算。常用的
方法有投入产出、计量经济、经济控制论及系统动力学等 ② 空间模型：需要同时对系统中的图形和属性两类数据进行运算，
一般要比非空间模型复杂些
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二、GIS应用模型的构建
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主要内容
第1节 GIS应用模型概述 第2节 土地定级估价模型 第3节 适宜性分析模型 第4节 发展预测模型（自学） 第5节 区位选择模型（自学） 第6节 交通规划模型（自学） 第7节 地球科学模拟模型（自学） 本章重点：一般的GIS应用模型及其构建过程和方法
（2）准备分析数据 ① 数字化的地块多边形地图。每个地块均有土地使用、可遭
损失的财产状况（简称估计财产）、不同地基类型等属性 。地块多边形属性表中有地均财产这一项，地均财产=估 计财产/地块面积。对每一类地基，可估计其稳定性，并 估计房屋倒坍的可能性，称损失系数。 ② 数字化的等高线地形图
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Eg1：道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算 （1）明确分析的目的和标准 • 分析目的：计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的房产价值 • 道路拓宽改建的标准：
①道路从原有的20m拓宽至60m； ②拓宽道路应尽量保持直线； ③部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。
析/空间分析
问题答案 验证/解释/表达
用GIS求解问题的基本流程（陈述彭）
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（一）应用模型的建模步骤
① 明确分析的目的和评价准则 ② 准备分析数据 ③ 空间分析操作 ④ 结果分析 ⑤ 解释、评价结果（如有必要，返回第①步） ⑥ 结果输出
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（2）准备分析数据 本例需要涉及两类信息:一类是道路现状图；另一类
为分析区域内建筑物分布图及相关信息。 （3）进行空间分析操作
①选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓 冲 区，形成缓冲区多边形图层。
②将此缓冲区多边形图层与建筑物分布图层进行拓扑 叠加，产生一幅新图，此图包括所有部分或全部位于拓宽 区内的建筑物信息。
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➢ 按研究对象的时间状态和发展过程，可分为： ① 静态模型：用于分析地理现象及要素相互作用的格局； ② 半静态模型：用于评价应用目标的变化影响； ③ 动态模型：用于预测研究目标的时空动态演变及趋势。
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（3）进行空间分析操作 ① 将地块多边形和高程多边形叠合，产生地块—高程多 边形图和对应的属性表； ② 在地块—高程属性表中选择高程≤500，土地使用性为 住宅（R1、R2）的记录和地基—损失系统对照表连 接，获得新的地块—高程属性表。估计损失=面积×地 均财产×损失系数； ③ 从表可知，当洪水淹没了500米以下的地区时，每个 地块财产的大致损失状况； ④ 对地块— 高程图按对应属性进行分类，得到洪水淹没 损失分布图。 ________________________________
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（4）进行结果分析 首先对全部或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择，
然后将部分落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物从 选择组中去掉，并对道路的拓宽边界进行局部调整。最后 对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。 （5）将分析结果以地图和表格的形式打印输出
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规划定义过程
应用操作过程
需要解决的问题
பைடு நூலகம்多元数据收集
问题的定义 分析/联合
问题的实质 证据/数据/假设
问题的概念 概念/要素/方法
解决问题的数据 数据源/数据集
数据库建立 数据输入/格式化
问题数据子集 提取/综合
问题求解 统计计算/模型分
➢ 目的导向分析——以目标为导向的规划定义过程：
将要解决的问题与专业知识相结合，从问题开始，一步步推导出解决 问题所需要的原始数据、精度标准、模型的逻辑结构和方法步骤。
➢ 数据导向操作——以数据为导向的的实际操作过程：
将已形成的模型逻辑结构与GIS技术相结合，从各类数据开始，一步 步将数据转换成问题答案，必要时还需要进行反馈和修改，直到 取得满意的结果，最后以图形或图表形式输出最终结果。
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第一节 GIS应用模型概述
一、概念
GIS的应用模型，就是根据具体的应用目标和问题，借 助于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。这种模型的构 建，不仅是解决实际复杂问题的必要途径，而且也是GIS 取得经济和社会效益的重要保证。
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Eg2：洪水淹没损失分析 （1）明确分析的目的和标准 • 分析目的：估计住宅用地被洪水淹没而造成的损失； • 分析标准： ① 洪水水位的相对高程为500米； ② 损失的大小和居民的财产、地基的稳定性有关。
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三、GIS应用模型的分类
➢ 根据所表达的空间对象的不同，可分为： ① 数学模型：基于理化原理的理论模型，是应用数学方法建立的数
学表达式，反映地理过程本质的理化规律。如地表径流模型、海 洋和大气环流模型； ② 经验模型：基于变量之间的统计关系或启发式关系的模型，是通 过理化统计方法和观测实验建立的模型，如水土流失模型、适宜 性分析等； ③ 混合模型：基于原理和经验的混合模型，它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，如资源分 配模型、位置选择模型等。
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二、作用和特点
➢ GIS应用模型是联系GIS应用系统与常规专业研究的纽带 ➢ GIS应用模型是综合利用GIS应用系统中大量数据的工具 ➢ GIS应用模型是GIS应用系统解决各种实际问题的武器 ➢ GIS应用模型是GIS应用系统向更高技术水平发展的基础
➢ 根据模型的空间特性，可分为: ① 非空间模型：主要是对系统中的各种属性数据进行运算。常用的
方法有投入产出、计量经济、经济控制论及系统动力学等 ② 空间模型：需要同时对系统中的图形和属性两类数据进行运算，
一般要比非空间模型复杂些
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二、GIS应用模型的构建