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疊加分析（GIS中的空間分析功能）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-18

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疊加分析

GIS中的空間分析功能

疊加分析是GIS中的一項(xiàng)非常重要的空間分析功能。是指在統(tǒng)一空間參考系統(tǒng)下，通過對兩個數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列集合運(yùn)算，產(chǎn)生新數(shù)據(jù)的過程。這里提到的數(shù)據(jù)可以是圖層對應(yīng)的數(shù)據(jù)集，也可以是地物對象。疊加分析的疊置分析的目標(biāo)是分析在空間位置上有一定關(guān)聯(lián)的空間對象的空間特征和專屬屬性之間的相互關(guān)系。多層數(shù)據(jù)的疊置分析，不僅僅產(chǎn)生了新的空間關(guān)系，還可以產(chǎn)生新的屬性特征關(guān)系，能夠發(fā)現(xiàn)多層數(shù)據(jù)間的相互差異、聯(lián)系和變化等特征。

基本信息

中文名	疊加分析
屬性	空間分析功能
數(shù)據(jù)	輸入數(shù)據(jù)；疊加數(shù)據(jù)；疊加結(jié)果數(shù)據(jù)

定義

在疊加分析中至少涉及到三個數(shù)據(jù)，其中一個數(shù)據(jù)的類型可以是點(diǎn)、線、面等，被稱作輸入數(shù)據(jù)（Demo 中稱作被操作圖層/地物）；另一個數(shù)據(jù)是面數(shù)據(jù)被稱作疊加數(shù)據(jù)（Demo 中稱作操作圖層/地物）；還有一個數(shù)據(jù)就是疊加結(jié)果數(shù)據(jù)，包含疊加后數(shù)據(jù)的幾何信息和屬性信息。

根據(jù)GIS數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)不同，將GIS疊置分析分為基于矢量數(shù)據(jù)的疊置分析和基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析兩大類。

分類

疊加分析有以下幾種類型：

1.視覺信息疊加：視覺信息疊加是將不同側(cè)面的信息內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件或屏幕上，以便研究者判斷其相互空間關(guān)系，獲得更為豐富的空間信息。視覺信息疊加不產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)層面，只是將多層信息復(fù)合顯示，便于分析。包括（1）點(diǎn)狀圖，線狀圖和面狀圖之間的疊加顯示。（2）面狀圖區(qū)域邊界之間或一個面狀圖與其他專題區(qū)域邊界之間的疊加。（3）遙感影象與專題地圖的疊加。（4）專題地圖與數(shù)字高程模型（DEM）疊加顯示立體專題圖。

2.點(diǎn)與多邊形疊加：實(shí)際上是計(jì)算多邊形對點(diǎn)的包含關(guān)系。還要進(jìn)行屬性信息處理。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面。例如一個中國政區(qū)圖（多邊形）和一個全國礦產(chǎn)分布圖（點(diǎn)），二者經(jīng)疊加分析后，并且將政區(qū)圖多邊形有關(guān)的屬性信息加到礦產(chǎn)的屬性數(shù)據(jù)表中，然后通過屬性查詢，可以查詢指定省有多少種礦產(chǎn)，產(chǎn)量有多少；而且可以查詢，指定類型的礦產(chǎn)在哪些省里有分布等信息。

3.線與多邊形疊加：是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。計(jì)算過程通常是計(jì)算線與多邊形的交點(diǎn)，只要相交，就產(chǎn)生一個結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個新的數(shù)據(jù)層面。

4.多邊形疊加：多邊形疊加將兩個或多個多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個新多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來兩層或多層的屬性。一般的GIS軟件都提供了三種類型的多邊形疊加操作：疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個新的數(shù)據(jù)層面。

5.柵格圖層疊加：這種作用于不同數(shù)據(jù)層面上的基于數(shù)學(xué)運(yùn)算的疊加運(yùn)算，在地理信息系統(tǒng)中稱為地圖代數(shù)。地圖代數(shù)功能有三種不同的類型：（1）基于常數(shù)對數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的代數(shù)運(yùn)算；（2）基于數(shù)學(xué)變換對數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的數(shù)學(xué)變換（指數(shù)、對數(shù)、三角變換等）；（3）多個數(shù)據(jù)層面的代數(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除、乘方等）和邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或等）。

簡介

疊加分析是在最佳位置選擇或適宜性建模中應(yīng)用的一組方法。此技術(shù)是將通用比例值應(yīng)用于各種不同的輸入以創(chuàng)建集成分析。

適宜性建模為特定現(xiàn)象標(biāo)識最佳位置或首選位置。適宜性分析處理的問題類型范圍如下：

?新房產(chǎn)開發(fā)的地點(diǎn)選在何處

?哪些地點(diǎn)較適于用作鹿的棲息地

?哪里最可能發(fā)生經(jīng)濟(jì)增長

?哪些地點(diǎn)最容易發(fā)生泥石流

疊加分析通常需要分析多個不同因素。例如，為新房產(chǎn)開發(fā)選擇地點(diǎn)意味著要評估諸如土地成本、與現(xiàn)有服務(wù)的鄰近性、坡度和洪水頻率之類的情況。此信息存在于具有不同值范圍的不同柵格中：美元、距離、度等。將土地成本(美元)柵格添加到與公用設(shè)施的距離(米)柵格，則無法獲得有意義的結(jié)果。

此外，在您的分析中各個因素的重要性可能不盡相同。將選擇地點(diǎn)與選擇到公用設(shè)施管線的距離相比，土地成本可能更為重要。二者之間重要性的相差程度也因人而異。

即使在單個柵格中，也必須按照優(yōu)先級對值進(jìn)行區(qū)分。特定柵格中的某些值可能非常適用于您的目的(例如，坡度為 0 至 5度)，而其他值中有些可能較好，有些可能較差，甚至還有一些不可接受的值。

下面列出了執(zhí)行疊加分析的常規(guī)步驟：

?定義問題

?將問題分解為子模型。

?確定重要圖層。

?在圖層內(nèi)重分類或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

?確定輸入圖層的權(quán)重。

?添加或組合圖層。

?分析。

步驟 1–3 是解決幾乎所有空間問題的常用步驟，對于疊加分析尤其重要。

參考資料

[1]

ArcGIS教程：了解疊加分析 · 地理國情監(jiān)測云平臺[引用日期2014-07-30]

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