ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第7章《矢量数据的空间分析》.pptx

第七章矢量数据空间分析，主要内容，缓冲区分析，叠加分析，网络分析，1。缓冲区分析，1。缓冲区的基本缓冲区是一个地理空间，目标的影响范围或服务范围的标度表示是在给定空间对象或集合之后获得的它们的域，并且邻域的大小由邻域的半径或缓冲区建立条件决定，因此对于给定对象A，其缓冲区可以定义为：(d一般指欧洲距离或其他距离， 其中r是邻域半径或缓冲区建立的条件)，点状元素缓冲区，线性元素缓冲区，平面元素缓冲区，I .缓冲区分析，图7.1缓冲区示意图，2。 缓冲区建立点状元素：直接以其中心和所需的缓冲区距离为半径画一个圆，封闭区域为所需区域。线性元素：制作平行线的边缘，并考虑在端点建立缓冲区的原则。常用的方法有角平分线法和凸角圆弧法。平面元素：其边缘的平行线应以与线性元素相同的方式建立，但应考虑内部缓冲区和外部缓冲区之间的差异。首先，缓冲区分析，在ArcGIS中创建缓冲区有三种不同的方法：1)在给定距离创建缓冲区(Atasecificaddinstance)2)以分析对象的属性值作为权重创建缓冲区(basedonadistanceefrommanattribute)3)使用给定数量和环间距创建Anmultiplebufferr)缓冲区分析，1)缓冲区分析，图7.2缓冲区建立的三个部分，1)，2)，3)在ArcGIS中创建缓冲区时， 应注意：1)缓冲区相交的区域选择融合或相互独立(双缓冲区之间)2)多边形的内部缓冲区和外部缓冲区的选择(内部缓冲区)，1)缓冲区分析，1)缓冲区分析，7.3在完成缓冲区之前应注意的区域，1)，2)缓冲区分析，图7.4点元素的缓冲区，图1缓冲区分析，图7.5线性元素的缓冲区， 多边形要素有几种类型的缓冲区：1)由内而外(1的总和)内部缓冲区2)仅外部缓冲区3)仅内部缓冲区(仅内部缓冲区)4)由外而外(外部缓冲区和原始图形的总和)如图7.6所示，右侧是创建缓冲区之前的原始多边形要素：I .缓冲区分析，图7.6原始平面元素，I .缓冲区分析，内部缓冲区，仅外部缓冲区，仅内部缓冲区，外部缓冲区包括内部缓冲区，图7.7四个不同平面的缓冲区此外，缓冲区也可以通过距离映射获得。然而，距离映射方法是基于栅格数据来构建缓冲区。其过程和结果是光栅数据。它本质上不同于矢量缓冲区构建方法。首先是缓冲区分析，其次是覆盖分析，覆盖分析的基本覆盖分析是覆盖由相关主题层组成的每个数据层，以生成新的数据层。其结果集成了原始两个或更多层元素的属性。同时，叠加分析不仅生成新的空间关系，而且将输入的多个数据层的属性连接起来生成新的属性。叠加分析是根据一定的数学模型来计算和分析新元素的属性，通常涉及到逻辑交集、逻辑并集、逻辑差等运算。2。叠加分析操作方法分类1)图层擦除2)标识3)相交4)对称差异5)图层合并6)修订版更新2。叠加分析。3.叠加分析的操作对象在ArcGIS中，叠加分析可以以多种格式对图层进行操作，如下所示：1)形状文件文件2)覆盖文件3)地理数据库中的元素注意：ArcGISWorkstaion需要对覆盖文件进行操作。2.叠加分析3。叠加分析方法1)层擦除层擦除是指输入层根据擦除层的范围，去除被擦除参考层覆盖的输入层中的元素，最终获得剩余输入层的结果。从数学空间逻辑运算的角度来看，即(即，a是输入层，b是擦除层)，ii。叠加分析。叠加分析，多边形和多边形，点和多边形，线和多边形，图7.8层擦除的三种形式，ii)识别叠加是指输入层和另一层的识别叠加。在图形重叠的区域中，识别图层的属性将被分配给该区域中输入图层的地图元素，同时图形也会有一些变化。2，叠加分析，2，叠加分析，多边形和多边形，点和多边形，线和多边形，图7.9标识了叠加的三种形式，2，叠加分析，3)交集操作(intersect)交集操作是获取两个图层的交集部分，并且原始图层的所有属性将同时显示在新图层上。数学上，它显示为： (A和B是两个分别相交的层)。2，叠加分析，点与多边形，点与点，点与线，线与线，2，叠加分析，点，线与面混合，多边形与多边形，线与多边形，图7.10七种形式的求交运算，2，叠加分析，4)矢量叠加分析中的对称差也是为了获得这两个层之间的公共部分，而只需要剩余部分，同时， 原始图层的空间分布也在一定范围内进行调整，新生成图层的属性也比较全面，用数学空间逻辑运算表示如下：(A、B分别是两个相交的图层)。2。叠加分析。在ArcGIS中，当执行统一差异操作时，输入图层和差异图层都必须是面图层。虽然理论上，点和线仍然可以进行这种重叠分析，但是从层的角度来看，不同维度的几何形式(例如线和多边形)进行均匀差分重叠分析，并且最终可以获得同一层内的不同几何形式，例如一部分是多边形而另一部分是线的情况。也就是说，一个图层有两种形式，因此ArcGIS规定此类操作只能在多边形上执行。图7.11均匀插值操作，二。叠加分析和5)图层合并(联合)图层合并通过合并两个图层的区域范围来维护输入地图和叠加地图中的所有地图元素。布尔运算使用或关键字，即输入层或覆盖层，因此输出层应该对应于输入层或覆盖层或两者的覆盖范围。从数学的角度来看，这意味着：(A，B是两个分别相交的层)。合并图层时，两个图层的几何属性必须都是多边形。图层合并将原始面要素分为新要素，新要素结合了原始两个或更多图层的属性。多边形图层合并的结果通常是通过与另一个多边形的空间分布几何相交，将一个多边形划分为多个多边形。同时，属性分配过程将输入层对象的属性复制到新对象的属性表中，或者使用输入层对象的标识符作为外键来直接与输入层的属性表相关联。2、叠加分析，图7.12图层合并操作，6)更新更新是指计算输入图层和修改图层之间的几何交集，然后输入图层被修改图层覆盖的部分(一般为多边形)的属性将被修改图层替换。此外，如果两层都是多边形要素，则两层将被合并，重叠部分将被校正层替换，而输入层的部分将被擦除。2，叠加分析，2，叠加分析，多边形和多边形，点和多边形，线和多边形，图7.13修改更新三种形式，此外，叠加分析中最常见的错误是破多边形，也就是说，在两个输入地图相关或共同的边界上，相交点会出现很小的多边形区域。此时，有必要设置一定的容错来消除这个小多边形。概念空间数据的网络分析是对地理网络和城市基础设施网络(如各种网线、电缆、电力线、电话线、供水线、排水管道等)进行地理和建模。)，并根据自身的空间拓扑关系、内部关系、跨度等属性和性质进行空间分析，通过满足必要的条件获得合理的结果。网络分析的理论基础是图论和运筹学。从运筹学的角度研究、协调和规划一类具有网络拓扑性质的项目。如何安排各要素的运行，使其充分发挥作用或达到预期目标，即利用总体规划建立模型，利用数理图论实现模型，最后获得结果，从而指导现实和应用。因此，网络分析的研究在空间分析中起着极其重要的作用。3，网络分析，3，网络分析，2，网络组成和建立1)网络的基本组成一般网络组成在ArcGIS中，一般网络组成包括以下几个部分的线状要素网络流管道，包括有形对象和无形对象，其状态属性包括阻力和需求点要素，包括障碍物、拐角点、中心点、站点，3)网络分析，3)网络分析，ArcGIS中的网络组成和ArcGIS网络分析中涉及的网络由一系列要素类别组成，这些要素类别可以测量和图形化表示，也称为几何网络。图形的特征可以在网络上显示，同时，不同属性的数据，如运输线路、闸门、保险丝和变压器可以在同一网络上显示。几何网络包含线段和交点的连接信息，并定义一些规则，例如：哪一类线段可以连接到特定类的交点，或者哪一类交点必须连接到两类线段。3、网络分析，2)网络建立正常情况下网络建立几何网络在ArcGIS中的建立，3、网络分析，正常情况下网络建立是通过在相应的位置绘制内在的线、点等元素后，再根据它们的空间位置和各种属性特征来建立它们的拓扑关系，这样它们就可以成为网络分析的基础部分。基于其执行特定网络空间分析和操作的能力，3 .网络分析。要在ArcGIS中建立完整的几何网络，必须首先建立一个空的空间图形网络，然后添加其属性要素值。一旦建立了网络数据，所有数据都存储在地理数据库中，由数据库的生命周期来维护。当用户使用或编辑其部分或全部图形属性要素数据时，他们将从原始地理数据库中调用其定义的连接规则和关系。在ArcGIS中建立的几何网络的格式是地理数据库，它将其所有数据和组件封装在一个文件中。3.网络分析。3.ArcGIS网络分析数据的预处理。1)网络数据的符号化。2)几何网络元素的添加和删除。3)网络连通性的变化。4)网络可操作性的编辑。3.网络分析。1)网络数据的符号化。网络的线性元素的属性具有可操作性和非可操作性，这被称为可操作性。操作元素允许资源通过，而非操作元素不允许。该信息存储在要素类别属性表的启用字段中。值1表示可运行，值0表示不可运行。使用属性对要素进行符号化可以快速定义哪些要素可操作，哪些不可操作。网络分析，图7.14网络数据的符号化，(注意：红色不可操作)，3。网络分析，2)添加新的几何网络元素和直接向数据库添加数据元素的几何网络元素的编辑是相似的，不同之处在于当新的几何网络元素被添加到几何网络中时，它与其他网络元素的空间拓扑连接将由地理数据库自动生成并同时存储在其中以供以后分析和使用。3.网络分析3)由于时间或空间的变化而引起的网络连通性的变化使得网络中的空间连通性发生某些变化。例如，城市中的一些道路由于道路维修而无法通行。应当注意，移除连通性并不是从数据库中删除要素，而是移除其与其他要素的空间关联。类似地，建立连通性就是将这个元素与其他元素联系起来，并在它们之间建立空间关联。(3)网络分析，(4)网络可操作性编辑几何网络中的任何几何网络元素都可以是可操作的或不可操作的。几何网络中预设的所有元素都可以被操作，而非操作元素可以被视为网络中的中断，而不会实际移除其与其他空间网络元素(如单行道)的空间关系。通过编辑要操作的元素属性中的“启用”属性，可以修改网络在ArcGIS中的可操作性。3.网络分析。4.网络分析的基本功能。1)通用网络分析在应用中的基本功能。2)网络分析的基本功能。3.网络分析。1)一般网络分析在实际应用中的基本功能。网络分析的基本功能是基于几何网络的特征和属性，利用距离、权重和规划条件来分析结果并将其应用于实践。它主要包括：路径分析、地址匹配、资源分配、三是网络分析，二是网络分析在2)ArcGIS中的基本功能。原则上，网络分析主要是从网络流的流向和路径跟踪研究开始的。因此，在ArcGIS中，网络分析分为流向分析和跟踪分析。网络分析，流向分析，a)流向的决定因素，b)流向的分类，c)流向的显示，d)流向的变化，3。网络分析，a)网络中流动方向的决定因素的流动方向由网络连接网络中开始或结束元件位置处的网络元件的可操作性决定，3。网络分析，B)流向的分类网络边缘元素的流向可分为三类：确定的流向，不确定的流向，未初始化的流向。在确定流向时，重要的是要注意到在一般城市中存在环路(连接图),因此网络中的许多流向变得不确定。(3)网络分析，(3)显示网络流向的功能是设置网络数据中资源的流向。ArcGIS将此信息存储在网络的线段要素中，并且公用事业网络分析工具栏(utility网络分析工具)可用于显示网络边缘元素的流向。图7.15实用网络分析工具栏(实用网络分析)，3。网络分析，图7.16流向显示图，确定流向，不确定流向，3。网络分析。d)流动方向的改变当几何网络改变时，流动方向必须被重置，特别是在以下情况下：当建立新的几何网络时；几何网络中的元素被添加或删除。修改网络元素后，几何网络中的拓扑关系会发生变化。添加或删除起点或终点；网元的连通性发生变化；网元的可操作性发生了变化；更改主要是修改已设置为起点或终点的节点网元的辅助节点属性，并选择源或汇。3、网络分析，跟踪分析a)跟踪分析中的基本功能b)跟踪分析中的基本功能，3、网络分析，a)跟踪分析中的基本标志和障碍可操作元素以及层权重过滤跟踪元素和终止跟踪元素，3、网络分析中，标志和障碍标志被定义为跟踪的起点。标志可以放置在任何交叉点或线段上。当执行追踪操作时，这些线段或交点