第7章地理信息系统的应用模型

1、.o第一节第一节 GISGIS应用模型概述应用模型概述o第二节第二节 二值模型二值模型o第三节第三节 指数模型指数模型o第四节第四节 回归模型回归模型o第五节第五节 过程模型过程模型.目前，目前，GISGIS的应用，已经从数据存储和检索查询，推进到以的应用，已经从数据存储和检索查询，推进到以时空分析为主，正走向支持区域空间演化预测、动态模拟时空分析为主，正走向支持区域空间演化预测、动态模拟及其空间布局的优化发展。及其空间布局的优化发展。.根据研究对象的瞬时状态和发展根据研究对象的瞬时状态和发展过程，可分为过程，可分为静态、半静态和动态静态、半静态和动态 静态模型静态模型分析地理现象及要素相互作

2、分析地理现象及要素相互作用的用的格局格局； 半静态模型半静态模型用于评价应用用于评价应用目标的变化目标的变化影响影响； 动态模型动态模型用于预测研究用于预测研究目标的时空动目标的时空动态演变及趋势态演变及趋势。.3 3 分类（分类（2 2）根据所表达的空间对象的不同，可分）根据所表达的空间对象的不同，可分为为数学模型、经验模型和混合模型数学模型、经验模型和混合模型。 n数学模型数学模型基于基于理化原理理化原理的理论模型，应用数学分析的理论模型，应用数学分析方法建立的数学表达式，方法建立的数学表达式，反映地理过程本质的理化规律反映地理过程本质的理化规律；n经验模型经验模型基于基于变量之间的统计关

3、系或启发式关系变量之间的统计关系或启发式关系的的模型，大部分通过模型，大部分通过数理统计方法和大量观测实验数理统计方法和大量观测实验建立的建立的模型；模型；n混合模型混合模型基于原理和经验的混合模型，既有基于理基于原理和经验的混合模型，既有基于理论原理的论原理的确定性变量确定性变量，也有，也有应用经验加以确定的不确定应用经验加以确定的不确定性变量性变量。.二 GIS在建模中的作用oGIS是可加工显示与集成不同数据源的工具；o用GIS建立的模型可以基于矢量数据、也可是栅格数据甚至是对两类数据的综合。o基于栅格和基于矢量的模型的差别并不排除建模者在建模过程中对两类数据的综合。oGIS建模可在GIS

4、环境以及其他建模程序结合：松散连接、紧密连接.三 GIS与其他建模程序的结合o松散连接o紧密连接o嵌入.四 建模过程o明确建模目的o把模型分解成各种原色，定义各种元素的属性和它们之间的相互作用。 流程图o模型的应用与校准.五、空间分析与GIS应用模型的关系 o空间分析是基本的，解决一般问题的空间分析是基本的，解决一般问题的理论理论和方法和方法，而一般应用模型是很多的，是，而一般应用模型是很多的，是复复合、复杂合、复杂的；解决专门问题的理论和方法，的；解决专门问题的理论和方法，它的解决应以空间分析的基本方法和算法它的解决应以空间分析的基本方法和算法模型为基础。模型为基础。 oGISGIS空间分析

5、和应用模型可以看成是整体与空间分析和应用模型可以看成是整体与局部的关系局部的关系 .一、定义及步骤一、定义及步骤1、用逻辑表达式从组合要素图层或多重栅格中选择感兴趣的或符合条件的地图要素与分布范围。可当做数据查询的扩展2、输出结果也为二值模型（1为真，0为假） 3、方法 矢量：地图叠加运算、属性组合 栅格：格网查询.（一）矢量二值模型建立（一）矢量二值模型建立123123IDPH132534ID Type1232453181354267IDPH132335Type2323454454642345187518Ph=4 AND Type=234.（二）矢量二值模型应用（二）矢量二值模型应用.（三）

6、栅格二值模型建立（三）栅格二值模型建立1 1 1 43 2 4 43 3 4 44 4 4 41 1 1 33 2 2 33 3 4 44 4 4 4Cov1Cov2Cov1=3 AND Cov2=3.（三）栅格二值模型应用示例（三）栅格二值模型应用示例问题：植物潜在生存环境： 在高度带2之内，据河流不超过200米 数据 高度带地图（grid）、河流地图（grid） 方法 距离量测: Find Distance Map query 二值输出.一 加权线性综合法 第三节第三节 指数模型指数模型.1、由组合地图和多个格网计算的指数值产生的等级地图。 2、过程 （1）评估变量的相对重要性，确定权重

7、（2）每个指标进行标准化；(视情况而做，有单位的值转为无单位的值) （3）观测值进行分类并打分（打分的依据要统一，可规定为1-10的范围，从高到低或从低到高对应的情况要统一）； （4）指标值加权总和除以总权重并输出：注：第二、三个步骤不一定同时出现，具体情况具体分析。 一一 加权线性综合法.（一）基于矢量的指数模型建立过程（一）基于矢量的指数模型建立过程123123IDPH132534ID Type1232453181354267IDPH132331Type221425262313713PH*2 + Type*313分值312分值213.（二）基于栅格的指数模型建立过程（二）基于栅格的指数模型

8、建立过程72132 4913450.6 1.82.4 3.0*0.6134213420.2 0.60.8 0.4*0.2455763 3134520.6 0.81.0 0.4*0.21.43.24.2 3.8.二 其它方法o加权线性合成不能处理两个要素间的相互依赖性o权重的确定？.三三 指数模型应用指数模型应用: :适宜性分析和脆弱性分析适宜性分析和脆弱性分析.四四 GIS求解适宜性问题的一般过程求解适宜性问题的一般过程o包括目的导向分析和数据导向操作两个过程。o目的导向目的导向分析，是将要解决的问题与专业知识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

9、型的逻辑结构和方法步骤。原始数据、精度标准、模型的逻辑结构和方法步骤。o数据导向数据导向操作，是将已经形成的模型逻辑结构与GIS技术相结合，从各类数据开始，一步步将数据数据转换为问题的答案转换为问题的答案，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结果。.四四 GIS求解适宜性问题的一般过程求解适宜性问题的一般过程1.确定分析目的和评价准则2.收集、输入空间、属性数据3.作空间位置的处理、分析作属性信息的处理、分析4.获得简要分析结果（图、表）5.解释、评价结果，若不满意返回1、2、3任一处重做6.专题地图、文字报表的修饰形成正式结果，供决策者使用.1 通常创建适宜性地图需要的步骤：o输入数据：确定需要哪些数据集作为输入o派生数据：从现存数据派生出新数据以获得新信息o重分类各数据集：用同一等级体系（例如，1-10）对每个数据集重分类，给适宜性较高的属性赋较高的值o赋权重各数据集。必要的话给在适宜性模型中影响较大的数据集赋较高权重，然后合并各数据集以寻找适宜位置.作业：设某项应用为核电站选址，要求核电站临近海湾，交通便捷，地形坡度小于5度