GIS地理信息系统的应用模型学习教案

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1、会计学1GIS地理信息系统的应用地理信息系统的应用(yngyng)模型模型第一页，共72页。本章重点本章重点(zhngdin)：一般的：一般的GIS应用模型及其构建过程和应用模型及其构建过程和方法方法第第1节节 GIS应用模型概述应用模型概述第第7节节 地球科学模拟模型（自学）地球科学模拟模型（自学）第第2节节 土地定级估价模型土地定级估价模型第第4节节 发展预测模型（自学）发展预测模型（自学）第第5节节 区位选择模型（自学）区位选择模型（自学）第第3节节 适宜性分析模型适宜性分析模型 第第6节节 交通规划模型（自学）交通规划模型（自学）第1页/共71页第二页，共72页。复杂问题的必要途径，而

2、且复杂问题的必要途径，而且(r(r qi)qi)也是也是GISGIS取得经济和社会效取得经济和社会效益的重要保证。益的重要保证。第2页/共71页第三页，共72页。第3页/共71页第四页，共72页。经验经验(jngyn)(jngyn)模型：基于变量模型：基于变量之间的统计关系或启发式关系之间的统计关系或启发式关系的模型，是通过理化统计方法的模型，是通过理化统计方法和观测实验建立的模型，如水和观测实验建立的模型，如水土流失模型、适宜性分析等；土流失模型、适宜性分析等；混合模型：基于原理和经验混合模型：基于原理和经验(jngyn)(jngyn)的混合模型，它的混合模型，它既有基于理论原理的确定性变既

3、有基于理论原理的确定性变量，也有应用经验量，也有应用经验(jngyn)(jngyn)加以确定的不确定性变量，如加以确定的不确定性变量，如资源分配模型、位置选择模型资源分配模型、位置选择模型等。等。第4页/共71页第五页，共72页。第5页/共71页第六页，共72页。第6页/共71页第七页，共72页。数据导向操作数据导向操作以数据为导向以数据为导向的的实际操作过程：的的实际操作过程：将已形成的模型逻辑结构与将已形成的模型逻辑结构与GIS技术相结合，从各类数据开始，技术相结合，从各类数据开始，一步步将数据转换成问题答案，一步步将数据转换成问题答案，必要时还需要进行反馈和修改，必要时还需要进行反馈和修

4、改，直到取得满意直到取得满意(mny)的结果，的结果，最后以图形或图表形式输出最最后以图形或图表形式输出最终结果。终结果。第7页/共71页第八页，共72页。2022-7-189需要解决需要解决(jiju)(jiju)的问题的问题多元数据多元数据(shj)(shj)收集收集规划定义规划定义(dngy)(dngy)过程过程应用操作过程应用操作过程问题的定义问题的定义分析分析/联合联合问题的实质问题的实质证据证据/数据数据/假设假设问题的概念问题的概念概念概念/要素要素/方法方法解决问题的数据数解决问题的数据数据源据源/数据集数据集数据库建立数据库建立数据输入数据输入/格式化格式化问题数据子集问题数

5、据子集提取提取/综合综合问题求解问题求解统计计算统计计算/模型分析模型分析/空间分析空间分析问题答案问题答案验证验证/解释解释/表达表达用用GISGIS求解问题的基本流程（陈述彭）求解问题的基本流程（陈述彭）第8页/共71页第九页，共72页。第9页/共71页第十页，共72页。第10页/共71页第十一页，共72页。第11页/共71页第十二页，共72页。第12页/共71页第十三页，共72页。第13页/共71页第十四页，共72页。第14页/共71页第十五页，共72页。第15页/共71页第十六页，共72页。第16页/共71页第十七页，共72页。第17页/共71页第十八页，共72页。第18页/共71页第

6、十九页，共72页。第19页/共71页第二十页，共72页。第20页/共71页第二十一页，共72页。第21页/共71页第二十二页，共72页。第22页/共71页第二十三页，共72页。ArcGISArcGIS可视化制图可视化制图(zh t)(zh t)建模工具建模工具第23页/共71页第二十四页，共72页。第24页/共71页第二十五页，共72页。第25页/共71页第二十六页，共72页。第26页/共71页第二十七页，共72页。第27页/共71页第二十八页，共72页。第28页/共71页第二十九页，共72页。第29页/共71页第三十页，共72页。第30页/共71页第三十一页，共72页。第31页/共71页第三

7、十二页，共72页。各个因素按其属性集的优劣，可用下列各个因素按其属性集的优劣，可用下列(xili)矩阵表示矩阵表示:第32页/共71页第三十三页，共72页。iimifxLwxpi)(max1001mijiinjPwTR1211001,.,)(第33页/共71页第三十四页，共72页。第34页/共71页第三十五页，共72页。评价对象的影响因素和因子体系评价对象的影响因素和因子体系水源水源供水供水Q1供肥供肥Q2土壤侵蚀土壤侵蚀Q4供氧供氧Q3土层厚度土层厚度土壤有机质土壤有机质土壤孔隙度土壤孔隙度土壤质地土壤质地地形坡度地形坡度第35页/共71页第三十六页，共72页。供水级别供水级别距水源距水源/

8、m土层厚度土层厚度/cm1502100-20050-203200-50020-10450010数字化数字化水系图水系图数字化数字化缓冲带操作缓冲带操作栅格化栅格化栅格化栅格化属性分级属性分级土壤图土壤图Q1文件文件供水分级供水分级叠合操作叠合操作供水影响因子供水影响因子(ynz)(ynz)及属性分级及属性分级GISGIS生成生成(shn chn)(shn chn)供水供水因素供水供水因素数据的操作过程数据的操作过程第36页/共71页第三十七页，共72页。miiiiuuw1式中，式中，U1=V1,0,U2=V2,1V1,0,，Ui=Vi,i-1Vi-1,i-2 V1,0所以和土地质量影响因素所以

9、和土地质量影响因素(yn s)Qi对应的权重分别为对应的权重分别为w1=0.67,w2=0.17,w3=0.08,w4=0.08。第37页/共71页第三十八页，共72页。第38页/共71页第三十九页，共72页。计算机适宜性评级计算机适宜性评级按照上表将栅格各因素级别转换为指标值（贡献函数值），求出各栅格按照上表将栅格各因素级别转换为指标值（贡献函数值），求出各栅格贡献函数值总和贡献函数值总和R R（T T）。）。根据根据(gnj)(gnj)使使G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|的值为最大时的的值为最大时的P P所对应的所对应的j j，即

10、为所求的对即为所求的对T T的适宜性等级的适宜性等级SjSj。第39页/共71页第四十页，共72页。第40页/共71页第四十一页，共72页。第四节第四节 发展发展(fzhn)(fzhn)预测模型预测模型一、一般介绍一、一般介绍概念：发展预测是指利用已有的存储数据与系概念：发展预测是指利用已有的存储数据与系统提供的手段，对事物进行科学的数量分析，统提供的手段，对事物进行科学的数量分析，探索某一事物在今后可能的发展趋势，并做出探索某一事物在今后可能的发展趋势，并做出评价和估计，以调节、控制计划或行动。如人评价和估计，以调节、控制计划或行动。如人口预测、资源预测、社会经济发展预测等。口预测、资源预测

11、、社会经济发展预测等。预测方法：分为定性、定量、定时和概率预测。预测方法：分为定性、定量、定时和概率预测。地理信息系统一般采用定量预测。它利用系统地理信息系统一般采用定量预测。它利用系统存储的多目标统计数据，由一个或几个变量的存储的多目标统计数据，由一个或几个变量的值，来预测或控制另一个研究变量的取值。具值，来预测或控制另一个研究变量的取值。具体的数学方法体的数学方法(sh xu fn f)(sh xu fn f)有：移动有：移动平均数法、指数平滑法、趋势分析法、时间序平均数法、指数平滑法、趋势分析法、时间序列分析法、回归分析法、灰色理论预测法等。列分析法、回归分析法、灰色理论预测法等。第41

12、页/共71页第四十二页，共72页。二、应用实例二、应用实例城市人口城市人口(rnku)(rnku)和劳动力预测和劳动力预测（一）人口预测模型（一）人口预测模型(mxng)(mxng)WePPutt)(1式中：式中：Pt第第t年人口数；年人口数；Pt-1第第 t-1年人口数；年人口数；人口出生率；人口出生率；人口死人口死亡率；亡率；W净迁入人口数。净迁入人口数。设根据研究地区一组人口统计数据的分析设根据研究地区一组人口统计数据的分析(fnx)，得，得12.5%,6.5，将基年，将基年定为定为1985年，并且年，并且P0=612.7万人。设每年净迁入该研究地区的人口数为万人。设每年净迁入该研究地区

13、的人口数为W=5万人。则万人。则 于是可得到规划期的人口预测数。于是可得到规划期的人口预测数。第42页/共71页第四十三页，共72页。)()1()()(ttttLWLLRL第43页/共71页第四十四页，共72页。第44页/共71页第四十五页，共72页。美国美国(mi u)(mi u)各州各州1980,1990,20001980,1990,2000年的人口分布及年的人口分布及20052005年人口预测柱状图年人口预测柱状图第45页/共71页第四十六页，共72页。美国美国(mi u)(mi u)各州各州1979,1989,20001979,1989,2000年的家庭收入及年的家庭收入及200520

14、05年家庭收入预年家庭收入预测柱状图测柱状图第46页/共71页第四十七页，共72页。美国美国(mi u)(mi u)各州各州20052005年年龄结构预测柱年年龄结构预测柱状图状图第47页/共71页第四十八页，共72页。一般建立一般建立(jinl)(jinl)的区位选择模的区位选择模型分为：型分为：数据准备阶段数据准备阶段因子研究和综合影响的评价阶段因子研究和综合影响的评价阶段选址分析阶段选址分析阶段第48页/共71页第四十九页，共72页。第49页/共71页第五十页，共72页。第50页/共71页第五十一页，共72页。ELFCS条件条件第51页/共71页第五十二页，共72页。第52页/共71页第

15、五十三页，共72页。为为L L，可根据，可根据DijkstraDijkstra算法进行最短路径计算，从而得算法进行最短路径计算，从而得到最低成本的路径到最低成本的路径I-B-K-D-M-F-O-HI-B-K-D-M-F-O-H；通过区域单元的连接，得到路径位置，再经过裁直处理，通过区域单元的连接，得到路径位置，再经过裁直处理，得到优化后路径位置。得到优化后路径位置。第53页/共71页第五十四页，共72页。第54页/共71页第五十五页，共72页。第55页/共71页第五十六页，共72页。第56页/共71页第五十七页，共72页。第57页/共71页第五十八页，共72页。一、交通发生量预测一、交通发生量

16、预测(yc)(yc)模型模型XkijLkmjniXaarkkijkij,.,;,.,;,.,2121210ijijrTiijjrTjijirTXkij第58页/共71页第五十九页，共72页。二、出行分布预测二、出行分布预测(yc)(yc)模型模型 kijTkijjijikijCfDOBATCkij第59页/共71页第六十页，共72页。三、交通量最优分配三、交通量最优分配(fnpi)(fnpi)规划规划 第60页/共71页第六十一页，共72页。即要求全部消费量小于生产量；全部生产量大于消即要求全部消费量小于生产量；全部生产量大于消费量，称为不平衡模型。费量，称为不平衡模型。ijijSX iiij

17、DX 0ijijijXXCZmin,ijijiiijijijXCZDXSX第61页/共71页第六十二页，共72页。第62页/共71页第六十三页，共72页。第63页/共71页第六十四页，共72页。第七节第七节 地球科学模拟地球科学模拟(mn)(mn)模型模型一、一般介绍一、一般介绍地球科学模拟模型是应用计算机、数字模拟地球科学模拟模型是应用计算机、数字模拟技术及综合分析方法来模拟地理过程或现象，技术及综合分析方法来模拟地理过程或现象，如气候变迁，沙漠化过程、土地退化过程、如气候变迁，沙漠化过程、土地退化过程、湖泊湖泊(h p)(h p)沼泽化、河道冲淤、沙嘴发育，沼泽化、河道冲淤、沙嘴发育，以及

18、土壤侵蚀等，使受多个因素共同影响，以及土壤侵蚀等，使受多个因素共同影响，且需要经过若干年才能完成的地理过程，采且需要经过若干年才能完成的地理过程，采用计算机模拟模型，只需几分钟就能得出类用计算机模拟模型，只需几分钟就能得出类似的结果，为资源开发、国土整治、水土保似的结果，为资源开发、国土整治、水土保持、工程论证等提供依据。持、工程论证等提供依据。第64页/共71页第六十五页，共72页。第65页/共71页第六十六页，共72页。第66页/共71页第六十七页，共72页。第67页/共71页第六十八页，共72页。第68页/共71页第六十九页，共72页。第69页/共71页第七十页，共72页。第70页/共71页第七十一页，共72页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第71页/共71页第七十二页，共72页。