应用模型new课件

1、1,第八章 GIS的应用模型,2,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,3,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,4,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,5,2.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,6,二、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

2、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。,7,2、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,8,3、构建途径,9,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

3、度怎样？,10,一、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,11,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,12,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。,13,第三步，选择某种评判方法，对各个因子进行适宜程度评价；,14,第四步：将评价结果（方案）提交用户，供用户选择。,15,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

4、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,16,17,各个因素按属性集的优劣可用矩阵表示,18,由以上矩阵，可以求基于栅格单元的评价分值：,19,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,20,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、S4,21,2.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

5、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；,22,（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：,23,（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。,24,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。,25,（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

6、（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） 。,26,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,27,求权重,28,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

7、系计算和确定。,29,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）,30,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,31,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

8、后分级得分级图。,32,33,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、S4,34,2.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,35,耕地适宜性等级划分,36,（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,37,（4）计算各个因素的贡献函数值和权重,38,39,(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）,40,制图输出,41,Arcmap中的评价过程,42

9、,43,44,45,46,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,47,y=a+bx,48,49,二、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,50,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,51,三、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。

10、（3）成果表达 利用GIS输出功能，以图、报表的方式输出。,52,53,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,54,建立步骤： 数据准备 综合影响评价 区位选择分析,55,工业区位选择,鞍钢的区位,宝钢的区位,56,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,57,工业区

11、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,58,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,59,环境保护需要对工业区位的影响,60,农业的区位选择,61,62,第五节 交通规划模型,一、交通发生量

12、预测模型 方法：回归分析法,63,二、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,64,三、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,65,交通模拟,66,67,交通事故分析,68,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,69,70,土壤侵蚀模型分析,71,一、确定土壤