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知识点二:矢量数据分析


线目标的缓冲区是以线目标为轴线,向两侧沿线方向以缓冲距离为平移量做平行线,在轴线端点处用光滑曲线(如圆弧)连接所得到的封闭区域,其中包括单线目标形成的缓冲区,多线目标形成的缓冲区和分级线目标形成的缓冲区。根据不同应用需求,同一线目标可以有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区,且同一线目标上不同段的缓冲区宽度也可能不同。线目标缓冲区边界生成算法的关键是确定线目标两侧的缓冲线问题。关于线目标的缓冲区生成方法主要有两种,即:角平分线法和凸角圆弧法,如图8-6所示。

图8-6 角平分线法缓冲区(a)和及角圆弧法缓冲区(b)。

面目标缓冲区是以面目标的边界线为轴线,以缓冲距离为平移量向边界外侧或内侧做平行折线(曲线)所形成的多边形,其中包括单一面目标缓冲区,多个面目标缓冲区和分级面目标缓冲区。由于面目标时由线目标围绕而成,因此生成面目标缓冲区的边界生成算法是单线问题,即仅在非孔洞多变形的外侧形成缓冲区,在孔洞多变形的内侧形成缓冲区,而在环状多变形的内外侧边界可形成缓冲区。

2. 叠置分析

叠置分析是GIS中用来提取空间隐含信息的方法之一。叠置分析是将代表不同主题的各个地理要素数据层进行叠置产生一个新的地理要素数据层,叠置结果综合了原来两个或多个图层要素所具有的属性。叠置分析不仅生成了新的空间关系,而且将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系,是地理环境综合分析和评价的一种重要手段。

在统一的空间坐标下,将同一区域、同一比例尺的两个或多个图层进行叠置,生成一个具有多重属性的新图层操作。新图层的属性综合了参与叠置的各个图层要素的属性,可满足用户的需求和辅助决策,如图8-7所示。例如将降雨专题和行政区划图叠置,可绘制各个行政单元内的最大降雨量图或平均降雨量图;将不同时间序列的海岸线图层叠置,可分析海岸线的沉陷、位置偏移等。在叠置分析中,被叠置的图层称为输入图层,对输入图层进行叠置操作的称为叠置图层,生成的新图层称为输出图层。

图8-7 叠置分析示意图

通过叠置分析,能够对叠置后产生的多重属性进行新的分类,建立地理对象之间的空间对应关系,提取特定区域范围内某些专题内容的数量特征。从运算的角度来看,叠置分析是两个或两个以上的地理要素图层进行空间逻辑的交、并、差运算,如图8-8所示。

图8-8 图形逻辑运算示意图:叠合(a)、交(b)、差(c)、并(d)

叠置分析的研究对象主要是点、线、多边形之间的相互叠置,可产生六种不同的叠置分析类型:点与点、点与线、点与多边形、线与线、线与多边形、多边形与多边形,如表8-1所示。

表8-1 叠置分析的6种形式

数据类型 线
地铁站与商场  
线 商场与道路公路与铁路 
地铁站与商业区道路与商业区 土壤与土地利用类型

本课程中将重点介绍点与多边形叠置、线与多边形叠置和多边形与多边形叠置分析。

点与多边形叠置是将一图层上的点与另一图层上的多边形进行叠置,为图层内的点建立新属性表。新表除了包含点图层的原有属性之外,还增加了各点所属多边形的标识。如果有多个点分布在一个多边形内时,则要附加一些其它信息,如点的个数或各点属性的总和等。该叠置过程实际上是判断点与多边形的拓扑包含关系,以确定每个点落在哪个多边形内,其结果得到关于点集的新属性表。新表中不仅保留了点图层原有的属性,还增加了各点所属多边形的标识。图8-9(a)所示为某地区公园的分布图,图8-9(b)为该地区的行政区划图,将两个图层进行叠置分析操作,结果如图8-9(c)所示,并得到表8-2所示的属性表。通过空间叠置分析,可以确定每个公园所属的行政区划,也可以查询任一个行政区划内公园的情况。

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