第八章 IS的产品输出

第八章 GIS的产品输出

主要内容：

8.1 GIS产品类型

8.2 矢量形式绘图输出

8.3 栅格形式绘图输出

8.4 统计图表输出

8.1 GIS产品类型

地理信息系统产品是指经由系统处理和分析，可以直接供专业规划人员或决策人员使用的各种地图、图表、图象、数据报表或文字说明。

地理信息系统产品输出是指将GIS分析或查询检索的结果表示为某种用户需要的可以理解的形式的过程，其中，地图图形输出是地理信息系统产品的主要表现形式。

GIS的输出产品类型有：图形（地图）、图像、统计图表及各种格式的数字产品。

GIS的输出方式有三种：

屏幕显示输出：主要用于系统与用户交互时快速显示；

各种绘图仪输出：用来绘制高精度的比较正规的大图幅图形产品；

打印机输出：喷墨打印机，特别是高品质的激光打印机已经成为当前GIS产品的主要输出设备。

8.2 矢量形式绘图输出

矢量形式绘图，以点、线为基本指令，在绘图设备上通过绘图笔在四个方向或八个方向上的移动而形成阶梯状折线。

图形视觉变量：符号形状、颜色、图案。

二维实体即平面实体，用符号表示需要确定符号的位置和形状。

位置：取决于实体的位置。

形状：则取决于实体的质量或数量特征。

⑴点状符号的数学表达

设n为多边形边数，r 为外接圆半径，（x０，y０）为符号中心点坐标，s为逆时针第一点与x轴的夹角，为第i点的方位角,则：

(2) 线状符号的数学表达

设S为i(xi，yi)、i+1(xi+1，yi+1)两点间距离，D为线划划分点与起点的距离，W为线划两侧点与线划划分点的距离，则线状符号形状特征点分别为：

(3) 面状符号的数学表达

面状符号一般采用填充符号，求填充图案的线划与面边界的交点，连接相应交点形成填充图案。

设制图区域边界坐标为(xi，yi)，晕线间距为D，晕线与x轴夹角为a。

填充步骤为:

①坐标旋转:对轮廓点作坐标旋转使晕线与x轴平行；

②确定各条晕线与边界交点：对每条晕线，将晕线方程和轮廓线段方程联立，求交点坐标；

③晕线交点的整理：对每条晕线的一组交点按x坐标从小到大排序，排序后将交点经过旋转恢复到原坐标系中；

④交点的配对和晕线输出：对每一条晕线，从左到右将交点两两配对，将配对的两点连成线段并通过绘图指令驱动设备输出。

8.3 栅格形式绘图输出

栅格形式绘图输出以设置像素灰度值或颜色为基本指令。

由于栅格形式输出指令的限制，它不能很好地采用符号表示实体，而适于表示呈连续变化的实体形态。

栅格采用模板或栅格基本运算形成符号。

①点状符号的形成

②线状符号的形成

③面状符号的形成

8.4 统计图表输出

对属性数据进行统计分析，其结果用统计图表的形式输出。

统计图表的形式有：

①柱状图（条形图）：采用水平或垂直长方形表示不同种类间某一属性的差异；

②扇形图（饼状图）：将圆划分为若干个扇形，表示各种成分在总体中的比重；

③散点图：以两个属性作为坐标系的轴，将与这两个属性相关的现象标在图上，表示出两种属性间的相互关系；

④折线图：反映某一属性随时间变化的过程；

⑤直方图：表示单一属性在各种种类中的分布情况。

第九章 GIS的数学建模

主要内容：

9.1 数学建模的思想和步骤

9.2 数据回归分析的建模方法

9.3 层次分析建模方法

9.1 数学建模的思想和步骤

模型是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中的最重要的构成及其相互关系的表述。根据不同的研究目的，抽象或简化的方法也不同，从而构成了不同类型的模型。如：文字或语言模型、图像模型、实物模型以及数学模型。

数学模型乃是关于部分现实世界和一定目的而作的抽象、简化的数学结构。

地理信息系统的数学模型：

根据数学模型的定义，如果“部分现实世界”是指在地理环境、资源这一领域内，如果“一定目的”是要用数学的思考方法，描述某些因素的主要特征、解释某些现象的性态、预测系统将来的发展趋势，或者是为合理开发利用地理环境资源，或者是为控制系统内部、系统内部与外部之间的平衡提供某种意义下

的最优策略，这里所作的简化的、抽象的数学结构就是地理信息系统的数学模型。

数学模型在GIS应用系统中的作用：

应用模型是联系GIS应用系统与常规专业研究的纽带；

应用模型是综合利用GIS应用系统中大量数据的工具；

应用模型是GIS应用系统解决各种实际问题的武器；

应用模型是GIS应用系统向更高技术水平发展的基础。

GIS应用模型的构建途径：

（1）GIS环境内的模型构建：应用者利用GIS软件的宏语言发展各自所需的空间分析模型；

（2）GIS外部的模型构建：这种方法是基于应用GIS的空间数据管理和输出功能，而模型分析功能则主要是利用其他应用领域的软件；

（3）混合型的模型构建：这是上述两种建模法的结合，即尽可能利用GIS提供的功能，最大限度地减少用户自行开发的压力，又不失具有外部建模法的灵活效果。

数学建模的一般步骤：

数据采集：通过实地调查或测量，采集必要的数据，输入计算机，建立数据库；

图形显示：利用某些绘图软件或根据实际经验，调用已知数据，作出曲线图；

曲线拟合：采用统计回归分析的方法，用已知曲线拟合实际曲线；

模型建立：简化实际问题，提出恰当的假设，并利用适当的数学工具，刻划变量之间的关系，建立相应的数学结构，并求得相应的解；

分析与检验：用模型所得的结果与实际结果相比较；

预测与决策：将已知数据代入模型，预测系统的发展趋势，并为系统的合理利用与开发，提供最优决策。

9.2 数据回归分析的建模方法

9.3 层次分析建模方法

（1）层次结构模型

（1）层次结构模型——区域规划中交通设施的选择

过河效益模型:

过河代价模型: 岸

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C11 桥梁D1 渡船D3

隧道D2

过河效益Z1

经济效益B1 环境效益B3

社会效益B2