第八章应用模型new课件

第八章应用模型new,第八章GIS的应用模型,第八章应用模型new,主要内容,一、GIS应用模型概述二、适宜性分析模型三、发展预测模型四、区位选择模型五、交通规划模型六、地学模拟模型,第八章应用模型new,需要掌握的内容：GIS应用模型的分类GIS应用模型的构建方法GIS应用模型的构建途径适宜性分析模型的概念、模型建立的步骤、内容,第八章应用模型new,第一节GIS应用模型概述,一、GIS应用模型的分类1.根据所表达的空间对象的不同，分为：理论模型、经验模型、混合模型,第八章应用模型new,2.按照研究对象的瞬时状态和发展过程，分为：静态、半静态、动态模型,第八章应用模型new,二、GIS应用模型的构建,1、构建过程：目的导向、数据导向目的导向：是将要解决的问题与专业知识相结合，从问题开始，一步步地推导出解决问题所需用的原始数据、精度标准、模型的逻辑结构和方法步骤。数据导向：是将已形成的模型逻辑结构与GIS及时相结合，从各类数据开始，一步步地将数据转换成问题的答案，必要时还需要进行反馈和修改，直到取得满意的结果，最后以图形或图表的形式输出最终结果。,第八章应用模型new,2、具体操作步骤：明确分析的目的和评价准则准备分析数据空间分析操作结果分析解释、评价结果结果输出,第八章应用模型new,3、构建途径,第八章应用模型new,第二节适宜性分析模型,通过对土地的自然属性和社会经济属性的综合鉴定，评定土地对特定农业利用类型（如水稻、小麦、玉米等）的适宜性、限制性及其程度的差异。即：适合或不适合，适合程度怎样？,第八章应用模型new,一、主要步骤确定具体的开发活动选择影响因素评判各个因子对该开发活动的适宜程度提供决策规划依据,第八章应用模型new,第一步确定具体的开发活动,开发的目的及意义国内外研究现状技术路线预期成果,第八章应用模型new,第二步，选择主要影响因素及参评因子,通过对开发活动的分析、论证后，确定：（1）影响因素：项目评价目标所涉及的因素；（2）参评因子：影响每个因素的因子；（3）因子属性：每个因子所涉及的属性。,第八章应用模型new,第三步，选择某种评判方法，对各个因子进行适宜程度评价；,第八章应用模型new,第四步：将评价结果（方案）提交用户，供用户选择。,第八章应用模型new,设有某评价目标T，该目标对应一组影响因素X1，X2,Xm；每个因素对目标的重要性不同，定为w每个因素对应一组评价因子x1,x2,xi每个因子都有一组属性集Vi按属性值赋予不同的适宜度指标P.,二、一般形式,第八章应用模型new,第八章应用模型new,各个因素按属性集的优劣可用矩阵表示,第八章应用模型new,由以上矩阵，可以求基于栅格单元的评价分值：,第八章应用模型new,适宜等级Sj评价,当适宜等级为S1可认为最适宜S2可认为次适宜S3可认为临界值S4不适宜,第八章应用模型new,应用实例1,1.目标对玉米地进行土地适宜性评价，通过评价将研究区分成四种适宜性等级S1、S2、S3、S4,第八章应用模型new,2.评价方法及过程（1）评价对象生态条件的调查对评价对象的生态条件进行调查，得出结论：玉米属于禾本科，为一年生草本植物；主导生态条件是：喜高温、需水量大、土壤肥、土层松、根系要防水土流失；,第八章应用模型new,（2）确定评价对象的影响因素和因子确定玉米地土地适宜性评价的主要因素和因子及等级标准；其影响因素和因子为：,第八章应用模型new,（3）利用GIS生产影响因素数据通过GIS操作，可以有效地生成基于栅格单元的供水条件等级数据文件R1。例如，供水有效性，其影响因子为水源和土层厚度。,第八章应用模型new,同理，可以生成供肥条件等级数据文件R2、供氧条件等级数据R3和土壤侵蚀等级数据文件R4。,第八章应用模型new,（4）计算各个因素的权重和贡献函数值由于每个影响因素Fi（i=1,2,3,4）对评价对象的贡献大小和适宜程度不同，因此，可表述为：不同的因素有不同的权重（wi）不同级别的因素对评价对象的贡献函数值（Pij）也不相同。可以通过计算来获得权重（wi）和贡献函数值（Pij）。,第八章应用模型new,建立4个因素的重要性比较表(建立判断矩阵)将4个因素按重要性排队，得F4、F3、F2、F1按倍数关系比较相互之间的重要性，即：令F4的重要性为1：F3的重要性同F4为1，F2的重要性是F3的重要性的2倍；F1的重要性是F2重要性的4倍,第八章应用模型new,求权重,第八章应用模型new,按影响因素的级别确定贡献函数值P：贡献函数值可以按照影响因素的级别来确定。一般将各因子最适宜的指标值定为贡献函数值100，将各因子最不适宜的指标值定为贡献函数值为0，在这之间，指标值与函数值按线性关系计算和确定。,第八章应用模型new,例如，对供水因素，按如上所述分四级，即最适合的指标贡献函数值为P1i=100（供水为一级）较适合的指标贡献函数值为P2i=67（供水为二级）勉强适合的指标贡献函数值为P3i=33（供水为三级）不适合的指标贡献函数值为P4i=0（供水为四级）,第八章应用模型new,计算玉米地土地适宜性评价等级，并输出分级图。通过将不同土地质量数据文件Ri的等级，切换为与评价指标表相同等级相对应的指标值，可计算出基于栅格单元的评价分值R（T）,m为因素，n为因子,第八章应用模型new,如，对栅格点求出F1指标为67，F2指标为11.4，F3指标为2.6，F4指标为0，则评分值=67+11.4+2.6+0=80，最后分级得分级图。,第八章应用模型new,第八章应用模型new,例2,1.目标对某县耕地适宜性进行评价：通过评价将研究区分成四种适宜性等级S1、S2、S3、S4,第八章应用模型new,2.评价方法及过程确定评价对象的影响因素和因子确定耕地适宜性评价的主要因素和因子及等级标准；其影响因素和因子为：高程、地貌类型、坡向、坡度,第八章应用模型new,耕地适宜性等级划分,第八章应用模型new,（3）利用GIS生产影响因素数据把各因子的图形变成统一的栅格图，分辨率如均为50m*50m,第八章应用模型new,（4）计算各个因素的贡献函数值和权重,第八章应用模型new,第八章应用模型new,(5)计算土地适宜性评价等级，并输出分级图。计算出基于栅格单元的评价分值R（T）,第八章应用模型new,制图输出,第八章应用模型new,Arcmap中的评价过程,第八章应用模型new,第八章应用模型new,第八章应用模型new,第八章应用模型new,第八章应用模型new,第三节发展预测模型,一、一般介绍（1）研究方向人口预测、资源预测、粮食产量预测以及社会经济发展预测（2）数学方法移动平均数法、指数平滑法、趋势分析法、时间序列分析法、回归分析法，以及灰色系统理论模型,第八章应用模型new,y=a+bx,第八章应用模型new,第八章应用模型new,二、模型简介,人口预测模型,为t年的人口数,为基年的人口数,为人口出生率,为人口死亡率,第八章应用模型new,劳动力预测方程,为t年劳动力状态向量,为t年劳动力迁移向量,为劳动力存留系数矩阵,第八章应用模型new,三、步骤,（1）数据准备空间数据库、属性数据库（人口、资源、粮食产量等）（2）模型选择根据研究内容或目标，选择相关的地理模型，并进行预测计算。（3）成果表达利用GIS输出功能，以图、报表的方式输出。,第八章应用模型new,第八章应用模型new,第四节区位选择模型,概念：指按照规定的标准，通过空间分析的方法，确定厂址、电站、管线、或者交通路线等的最佳位置或路径。选择标准：环境：坡度、文化、自然保护区等工程：工程实施的可能性，能否满足工程标准。如：地形、土壤、气候条件等经济：工程造价,第八章应用模型new,建立步骤：数据准备综合影响评价区位选择分析,第八章应用模型new,工业区位选择,鞍钢的区位,宝钢的区位,第八章应用模型new,影响工业的主要区位因素,原料、动力（能源）、劳动力市场、交通运输、土地、水源、政府,理想的工业区位,充足的原料、动力；,质高价廉的劳动力；,前景广阔的市场,第八章应用模型new,工业区位因素的发展变化,、原料地对工厂区位的影响逐渐减弱、沿海沿江港口、铁路枢纽、高速公路沿线地区，对工业具有很大的吸引力、信息网络的通达性作为工业区位因素的重要性越来越突出、劳动力素质对工业区位的影响力在逐渐增强,第八章应用模型new,社会环境需要对工业区位选择的影响,1.社会需要对工业区位的影响,20世纪50年代国防需要,20世纪80年代沿海地区个人偏好,20世纪末西部大开发,社会效益,巩固国防需要缩小地区差距解决就业问题发展家乡经济,工业惯性,搬迁费用太高,政府的影响,出于对当地经济的考虑,第八章应用模型new,环境保护需要对工业区位的影响,第八章应用模型new,农业的区位选择,第八章应用模型new,第八章应用模型new,第五节交通规划模型,一、交通发生量预测模型方法：回归分析法,第八章应用模型new,二、出行分布预测模型1、因素：出行方向、出行数量以及出行工具的空间分配2、出行分布预测模型,第八章应用模型new,三、交通量最优分配规划,1、类型：平衡运输模型与不平衡运输模型2、交通量分配模型考虑的因素：（1）道路功能的合理划分（2）交通流对速度的要求（3）道路使用的经济性（4）对交叉路口流量的限制,第八章应用模型new,交通模拟,第八章应用模型new,第八章应用模型new,交通事故分析,第八章应用模型new,第六节地学模拟模型,含义：应用计算机、数学模拟技术及综合分析的方法来模拟许多地理过程或现象。地理现象：气候变迁、沙漠化过程、土地退化过程、湖泊沼泽化、河口冲淤、沙嘴发育、土壤侵蚀等。应用领域：资源开发、国土整治、水土保持、工程论证,第八章应用模型new,第八章应用模型new,土壤侵蚀模型分析,第八章应用模型new,一、确定土壤侵蚀的数值分析模型,美国普渡大学：通用土壤侵蚀模型A