第六章 空间分析之叠加分析

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1、地理信息系统基础与实践GeographicalInformationSystemTheoryandPractice第六章空间分析——叠加分析旅游与地理学院陈世发2021/7/81韶关学院旅游与地理学院陈世发一、空间叠置概念空间叠置分析(SpatialOverlayAnalysis)是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠置，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。空间叠置分析目的：寻找和确定同时具有几种地理属性的地理要素的分布，或是按照确定的地理指标，对叠加后产生的具有不同属性级的多边形进行分类或分级2021/7/82韶

2、关学院旅游与地理学院陈世发二、叠置分析的分类将同一地区，同一比例尺的两组或更多的多边形要素的数据层进行叠置，会出现两种成果形式，一种是根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形，称为合成叠置；另一种是进行多边形范围的属性特征的统计分析，称为统计叠置。合成叠置得到一张新的叠置图，产生了许多新的多边形，每个多边形内都具有两种以上的属性，通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域。统计叠置得到的是新的属性数据，得到的新属性值可能与原数据层的属性意义不一致，因为得到的结果可能是名称、分类值，也可能是分析后的结果。2021/7/83韶关学院旅游与地理学院

3、陈世发叠置分析的数学基础（空间逻辑运算）叠加过程往往是对空间信息和对应的属性信息作集合的交、并、差、余运算，也可再进一步对属性作其他的数学运算。为讨论方便将空间图层A，B，C定义为二值图象3、空间逻辑差运算；A-B=XX∈A且X∈B1、空间逻辑并（或）运算；A∪B=XX∈A或X∈B2、空间逻辑交（与）运算；A∩B=XX∈A且X∈B4、空间包含；AB2021/7/84韶关学院旅游与地理学院陈世发例：土壤厚度（大于50厘米）和土壤类型（红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算结果如下：AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为红壤的土壤单元显示出来；OR关系：结

4、果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红壤的土壤单元显示出来；XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红壤的土壤单元显示出来；NOT:如结果是将土层厚度大于50厘米，但土壤不是红壤的土壤单元显示出来；逻辑关系运算例2021/7/85韶关学院旅游与地理学院陈世发栅格数据的算术运算1)算术运算指两层以上的对应网格值经加、减运算，而得到新的栅格数据系统的方法。（4）叠加分析的数学运算叠加法2021/7/86韶关学院旅游与地理学院陈世发算术运算——以灰度(亮度)赋值栅格为例（乘除运算）10505010020100100200×2＝（图像反差增大）阳光砂岩页岩花岗岩阳坡阴坡波段

5、MSS4MSS5MSS4/MSS5阳坡34510.67阴坡22340.65砂岩对阳光的反射情况乘法案例除法案例0.670.652021/7/87韶关学院旅游与地理学院陈世发无数据置换①算术运算——赋值栅格的算术条件叠加比较后取最大值比较后取最小值2021/7/88韶关学院旅游与地理学院陈世发①算术运算——赋值栅格的算术条件叠加数据置换2021/7/89韶关学院旅游与地理学院陈世发2)函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数关系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅格数据系统的过程。这种复合叠置分析方法被广泛地应用到地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图像处

6、理等领域中。利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量时，就可利用多层面栅格数据的函数运算复合分析法进行自动处理。一个地区土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数在ArcView中，使用MapCalculator可以很方便地实现栅格图层的复合（叠加）运算土壤侵蚀多因子函数运算复合分析示意图函数运算露点2021/7/810韶关学院旅游与地理学院陈世发1、视觉信息叠加：将不同专题的内容叠加显示在结果图件上，视觉信息叠加之后，参加叠加的平面之间没发生任何逻辑关系，仍保留原来的数据结构。面状图、线状图和点状图之间的叠加；面状图区

7、域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界之间的叠加；遥感影像与专题地图的叠加；专题地图与数字高程模型叠加显示立体专题图；遥感影像与DEM叠加生成真三维地物景观。叠加分析分为以下五类：视觉信息叠加；点与多边形叠加；线与多边形叠加；多边形叠加；栅格图层叠加面状图、线状图和点状图之间的叠加面状图与专题区域边界之间的叠加遥感影像与专题地图的叠加专题地图与数字高程模型叠加遥感影像与DTM叠加2021/7/811韶关学院旅游与地理学院陈世发2、点与多边形的叠加叠加图层：将一个含有点的图层（目标图层）叠加在另一个含有多边形的图层