第二节第二节 空间叠置分析空间叠置分析空间叠置分析的概念空间叠置分析的概念 是将同一地区的两组或两组以上的要素（地图）是将同一地区的两组或两组以上的要素（地图）进行叠置，产生新的特征（新的空间图形或空间位置进行叠置，产生新的特征（新的空间图形或空间位置上的新属性的过程）的分析方法。上的新属性的过程）的分析方法。一、基于矢量数据的叠置分析一、基于矢量数据的叠置分析1 1、内容、内容1 1.1 点与多边形的叠置点与多边形的叠置 点层与面层的叠置点层与面层的叠置 核心算法为判断点是否在多边形内。核心算法为判断点是否在多边形内。 线与多边形的叠置线与多边形的叠置 线与多边形的叠置是把一幅图线与多边形的叠置是把一幅图( (或一个数据层或一个数据层) )中的多中的多边形的特征加到另一幅图边形的特征加到另一幅图( (或另或另 一个数据层一个数据层) )的线上。的线上。 线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。1.3 1.3 多边形与多边形的叠置多边形与多边形的叠置2 多边形与多边形的叠置多边形与多边形的叠置2.1 2.1 定义：定义： 是是指指不不同同图图幅幅或或不不同同图图层层多多边边形形要要素素之之间间的的叠叠置置，根根据据两两组组多多边边形形边边界界的的交交点点来来建建立立具具有有多多重重属属性性的的多多边边形形（合合成成叠叠置置）或或进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计叠置）。进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计叠置）。 合合成成叠叠置置需需要要进进行行属属性性合合并并。方方法法可可用用加加、减减、乘乘、除除，也也可取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。可取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。 统计叠置是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的统计叠置是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。面积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。2.2 2.2 应用：寻求和确定同时具有几种属性的分布区域。应用：寻求和确定同时具有几种属性的分布区域。 例如，土壤类型图（例如，土壤类型图（1 1，2 2）与城市功能分区图）与城市功能分区图（a,ba,b）叠置，可得出土壤与分区合成图，也可得出新属性）叠置，可得出土壤与分区合成图，也可得出新属性统计表（属性统计表（属性 面积面积 ）。）。 A A 对原始数据（多边形）形成拓扑关系。对原始数据（多边形）形成拓扑关系。 B B 多层多边形数据的空间叠置，形成新层。多层多边形数据的空间叠置，形成新层。 C C 对新层中的多边形重建拓扑。对新层中的多边形重建拓扑。 D D 删除多余多边形（或处理意义多边形）提取感兴趣的部分。删除多余多边形（或处理意义多边形）提取感兴趣的部分。2.4 2.4 难点难点 A A 叠置后会产生大量对用户无关的多边形，在用户做提取前叠置后会产生大量对用户无关的多边形，在用户做提取前仍需建拓扑，工作量大。且新层的多边形数目不仅与原多仍需建拓扑，工作量大。且新层的多边形数目不仅与原多边形数目有关，还与其复杂程度有关，越复杂，多边形数边形数目有关，还与其复杂程度有关，越复杂，多边形数目越多。目越多。 B B 由于叠置的多边形往往是不同类型或不同比例尺的地图，由于叠置的多边形往往是不同类型或不同比例尺的地图，在叠置时就会产生一系列无意义的多边形，即产生多边形在叠置时就会产生一系列无意义的多边形，即产生多边形叠置的位置误差，需要进行处理。叠置的位置误差，需要进行处理。 C C 建新多边形拓扑和多边形与新属性的连接，工作量大。建新多边形拓扑和多边形与新属性的连接，工作量大。二、基于栅格数据的叠置分析二、基于栅格数据的叠置分析（一）单层栅格数据的分析（一）单层栅格数据的分析-空间变换之一空间变换之一 空空间间变变换换：对对原原始始图图层层及及其其属属性性进进行行一一系系列列的的逻逻辑辑或或代代数数运运算算，以以产产生生新新的具有特殊意义的地理图层及其属性的过程。的具有特殊意义的地理图层及其属性的过程。 1 1、布尔逻辑运算、布尔逻辑运算 用用布布尔尔逻逻辑辑运运算算组组合合更更多多的的属属性性作作为为检检索索条条件件，以以进进行行更更复复杂杂的的逻逻辑辑选选择择运算。运算。 2 2、重分类、重分类 重重分分类类是是将将属属性性数数据据的的类类别别合合并并或或转转换换成成新新类类。即即对对原原来来数数据据中中的的多多种种属属性类型，按照一定的原则进行重新分类，以利于分析。性类型，按照一定的原则进行重新分类，以利于分析。 在多数情况下，重分类都是将复杂的类型合并成简单的类型。在多数情况下，重分类都是将复杂的类型合并成简单的类型。 例如，可以将各种土壤例如，可以将各种土壤类型重分类为水面和陆地两种类型重分类为水面和陆地两种类型。类型。在重分类策略下，属性在重分类策略下，属性代换，并去掉公共边。代换，并去掉公共边。3 3、滤波运算、滤波运算 滤滤波波运运算算可可将将破破碎碎的的地地物物合合并并和和光光滑滑化化，以以显显示示总总的的状状态态和和趋趋势势，也也可可以以通通过过边边缘缘增增强强和和提取，获取区域的边界。提取，获取区域的边界。4 4、特征参数计算、特征参数计算 即对栅格数据计算区域的周长、面积、重心等，以及线的长度、点的坐标等。即对栅格数据计算区域的周长、面积、重心等，以及线的长度、点的坐标等。 在在栅栅数数数数据据上上量量算算面面积积有有其其独独特特的的方方便便之之处处，只只要要对对栅栅格格进进行行计计数数，再再乘乘以以栅栅格格的的单单位位面面积即可。积即可。 在栅格数据中计算距离时，距离有不同意义：在栅格数据中计算距离时，距离有不同意义： 四方向距离是通过水平或垂直的相邻像元来定义路径的；四方向距离是通过水平或垂直的相邻像元来定义路径的； 八方向距离是根据每个像元的八个相邻像元来定义的；八方向距离是根据每个像元的八个相邻像元来定义的； 在计算欧几里德距离时，需将连续的栅格线离散化，再用欧几里德距离公式计算。在计算欧几里德距离时，需将连续的栅格线离散化，再用欧几里德距离公式计算。 例：四方向距离计算的距离为例：四方向距离计算的距离为6 6， 用八方向计算的距离为用八方向计算的距离为 5 5、相似运算、相似运算-匹配识别匹配识别 相似运算是指按某种相似性度量来搜索与给定物体相似的其它物体的运算。相似运算是指按某种相似性度量来搜索与给定物体相似的其它物体的运算。 （二）多层栅格数据的叠置分析二）多层栅格数据的叠置分析A A，B B，C C等表示各层上的属性值，等表示各层上的属性值，f f函数取决于叠置的要求。函数取决于叠置的要求。 U Uf(A,B,C,f(A,B,C,) )1 1、单点变换：、单点变换：1.1 概念：概念： 只将对应栅格单元的属性作某种运算（加、减、乘、除、三角函数、逻辑运算等）只将对应栅格单元的属性作某种运算（加、减、乘、除、三角函数、逻辑运算等）得到新图层属性，而不受其邻近点的属性值的影响。得到新图层属性，而不受其邻近点的属性值的影响。1.2 算法原理：算法原理：1.3 实际应用：实际应用：+。2 2、区域变换、区域变换 新新属属性性的的值值不不仅仅与与对对应应的的原原属属性性值值相相关关，而而且且与与原原属属性性值值所所在在的的区区域域的的长长度度、面面积积、形形状状等等特特性性相关。相关。 如输出面积大于如输出面积大于x 的图班的图班 3、邻域变换、邻域变换 计计算算新新图图层层属属性性时时，不不仅仅考考虑虑原原始始图图上上对对应应栅栅格格本本身身的的值值，还还需需考考虑虑该该图图元元邻邻域域关关联联的其他图元值的影响。的其他图元值的影响。 如如面面元元分分布布图图，生生成成面面元元边边界界图图时时，判判断断是是否否为为边边界界点点，需需判判断断本本身身为为面面属属性性，且且其其邻域包含背景属性（四、八邻域。邻域包含背景属性（四、八邻域。 栅格叠置的作用：栅格叠置的作用：1 1）类型叠置，获取新的类型。）类型叠置，获取新的类型。2 2）数量统计）数量统计: :即计算某一区域内的类型和面积。即计算某一区域内的类型和面积。3 3）动态分析）动态分析: :4 4）益本分析）益本分析: :5 5）几何提取）几何提取: :