叠置分析

空间叠置分析河南工程学院肖海红2013.6.15(SpatialOverlayAnalysis)地理信息系统（GeographyInformationSystem）空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，是从地理信息系统目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识。空间分析（SpatialAnalysis）空间分析是地理信息系统的核心功能，是区别与其它信息系统的本质特征。隐含信息的提取空间查询空间量算空间缓冲区分析空间叠置分析空间网络分析空间统计分析空间插值数字地面模型分析空间建模与空间决策支持系统空间分析的方法（Method）简单的空间分析复杂的空间分析面向应用的分析咨询式分析产生式分析矢量数据空间分析栅格数据空间分析确定矿产的分布情况问题提出（Question）山东省有哪些煤矿？四川省地震等级分布图（4.5级以上）问题提出（Question）涉及的道路有哪些？降雨量土壤类型问题提出（Question）适宜农作物的区域？空间叠置分析空间叠置分析（SpatialOverlayAnalysis）一、空间叠置分析的定义二、空间叠置分析的类型（一）视觉信息复合(二）基于矢量数据的叠置分析(三）基于栅格数据的叠置分析1.点与多边形的叠置2.线与多边形的叠置3.多边形与多边形的叠置1.布尔逻辑运算2.重分类3.点变换4.区域变换方法5.邻域变换方法主要内容（MainSections）重点重点、难点一、空间叠置分析的定义空间叠置分析是指在统一空间参照系统条件下，将同一地区两个或两个以上图层进行叠合，以建立地理对象之间的空间对应关系，或产生空间区域的多重属性特征。空间统计叠置空间合成叠置基本概念（BasicConception）ABC合成叠置统计叠置基本概念（BasicConception）省煤矿山东兖州山东枣庄山东肥城山东龙口山西大同山西太原山西阳泉基本概念（BasicConception）二、空间叠置分析类型（一）视觉信息复合（一）视觉信息复合（VisualInformationCombination）视觉信息复合是将同一地区的统一比例尺的不同含义的图形图像进行叠合显示在屏幕上或结果图件上，以便判断不同地理实体的空间关系，从而获取更多的空间信息。视觉信息复合，不改变各图层数据结构，也不形成新的数据，只给用户带来视觉效果，用于目视分析。1.点、线、面状图之间的复合（一）视觉信息复合（VisualInformationCombination）2.面状图与专题区域边界之间的复合（一）视觉信息复合（VisualInformationCombination）3.遥感影像与专题地图的复合（一）视觉信息复合（VisualInformationCombination）4.专题地图与数字高程模型（DEM）的复合（一）视觉信息复合（VisualInformationCombination）5.遥感影像与DEM复合（一）视觉信息复合（VisualInformationCombination）（二）基于矢量数据的叠置分析（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）基于矢量数据的叠置分析是参与分析的两个图层的要素均为矢量数据。点与多边形的叠置point-in-polygonoverlay线与多边形的叠置line-in-polygonoverlay多边形与多边形的叠置polygon-on-polygonoverlay点与多边形的叠置是确定一个图层上的点落在另一图层的哪个多边形内，以便为图层上的点建立新的属性。1.点与多边形的叠置（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）pointnamepoly1农行取款机A2建行取款机B3农行取款机C4工行取款机CABC自动取款机位置图居民区分布图叠置图层2134polynamepointA进德小区1B阳光小区2C花园小区3,4（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）某行政区划内有多少个乡镇？（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）2.线与多边形叠置线与多边形的叠置，是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。叠置后每条线被它穿过的多边形打断成新弧段，要将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）2.线与多边形叠置LineIDOldIDPoly11C22C32B43C53A63B124ABC123356政区图河流图新弧段图层123（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）路网密度？——叠置！（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）•各种道路长=830KM•区域面积=2797KM2•路网密度？（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）居民区叠置区居民区ID污染分级A1A1A2A2A3A3B1B1B3B3居民区IDAB污染分级123叠置图污染分级图3.多边形的叠置AB123B1B3A1A2A3原多边形要素被分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）3.多边形的叠置①并操作（Union）②识别操作（Identity）③交操作（Intersect）④擦除操作（Erase）⑤裁剪操作（Clip）⑥更新操作（Update）（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）①并操作(A∪B)保留两个图层的所有图形要素和属性数据。A∪BAB（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）②识别操作(A∪（A∩B）)保留所有输入图层的特征。输入图层的可以是多边形、点、线，而操作图层（叠置）要素必须是多边形。A∪（A∩B）AB（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）③交操作(A∩B)保留两个图层共同的部分，其余部分将被消除。A∩BAB（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）④擦除操作(A-A∩B)输出层保留以第二个图层为控制边界之外的所有多边形。A-A∩BAB（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）⑤裁剪操作（A-A∩B）输出层保留以第二个图层为边界，对输入图层的内容要素进行截取的结果。和擦除操作相反。A-A∩BAB（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）⑥更新操作（A∪B）输出层为一个经删除处理后的图层与一个新特征图层进行合并后的结果。A∪BAB（二）基于矢量数据的叠置分析（VectorData）假设已给定同一地区、同一比例尺而反映不同属性的两幅矢量地图（例如坡度图与土层厚度图），现在将它们叠置,怎样产生叠置图层呢？B2A1?实例分析（Example）矢量数据叠置分析的步骤①几何求交②拓扑重构③属性传递④删除琐碎多边形矢量叠置算法的主要时间消耗在前两个步骤上。实例分析（Example）首先找出弧段之间的所有交点。在交点处产生一个新的结点，将原来的弧打断，形成新弧段。B2A143①几何求交A0B0AB弧ID起点终点左多边形右多边形1110A2220B叠置前两个输入图层的弧-多边形关系表实例分析（Example）弧ID起点终点左多边形右多边形①140A0②420B0③34A0AB④34ABB0⑤310A0⑥230B0B2A431A0B0AB①②④③⑤⑥②拓扑重构实例分析（Example）B2A431A0B0AB①②④③⑤⑥PolygonIDArcsA0①，③，⑤AB③，④B0④，②，⑥②拓扑重构多边形弧段对应表实例分析（Example）设置多边形标识点，传递属性，生成与新多边形对象一一对应的属性表。③属性传递叠置图中的多边形包含着各个输入层中的多重属性信息！实例分析（Example）④删除琐碎多边形T2时刻多边形叠置生成的琐碎多边形多边形叠置结果T1时刻多边形琐碎多边形是多边形叠置的主要问题实例分析（Example）（三）基于栅格数据的叠置分析布尔逻辑运算重分类点变换区域变换方法邻域变换方法基于栅格数据的叠置分析是参与分析的两个图层的要素均为栅格数据。（三）基于栅格数据的叠置分析（RasterData）栅格数据一般可以按属性数据的布尔逻辑运算来检索，即这是一个逻辑选择的过程。布尔逻辑为AND、OR、XOR、NOT。1.布尔逻辑运算（三）基于栅格数据的叠置分析（RasterData）设有A、B、C三个层面的栅格数据系统，一般可以用布尔逻辑算子以及运算结果的文氏图表示其一般的运算思路和关系。如下图所示。ABCBACBACBACBACBAC布尔逻辑算子文氏图A.AND.(B.OR.C)A.AND.B.OR.CA.NOT.(B.AND.C)A.XOR.B.XOR.CA.OR.B.OR.CA.AND.B.AND.C（三）基于栅格数据的叠置分析（RasterData）重分类是将属性数据的类别合并或转换成新类。重分类的过程12345AABBAAB2.重分类（三）基于栅格数据的叠置分析（RasterData）3.点变换点变换对单个栅格单元进行属性值运算而不受其邻近点的属性值的影响。（三）基于栅格数据的叠置分析（RasterData）244633463377225423643366-=0-21-2-102-200-1-14.区域变换方法指在计算新图层相应的属性值时，不仅与原图层对应的栅格的属性值有关，而且要顾及原图层所在区域的集合特征（区域长度、面积、周长等）。（三）基于栅格数据的叠置分析（RasterData）5.邻域变换方法指在计算新图层相应的属性值时，不仅考虑原图层对应的栅格及其属性，而且还应顾及与该栅格相关联的邻域或者影响半径内的栅格属性值的影响。（三）基于栅格数据的叠置分析（RasterData）1987年香日德绿洲区土地利用现状图1999年香日德绿洲区土地利用现状图实例分析（Example）实例分析（Example）1987年香日德绿洲区土地利用现状图1999年香日德绿洲区土地利用现状图空间叠置分析叠置分析概述叠置分析类型叠置分析的定义视觉信息复合矢量数据叠置分析方法栅格数据叠置分析方法小结（Example）涉及的道路有哪些？作业1（Homework）降雨量土壤类型适宜农作物的区域？作业2（Homework）~sada/index.shtml~envnr/sal/网络资源（Resource）谢谢！