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[工程科技]3s技術(shù)基礎(chǔ)6-空間分析-資料下載頁

2025-03-22 02:27本頁面
  

【正文】 , 可以作為圖象式的柵格數(shù)據(jù)直接加載到 GIS系統(tǒng) 。 衛(wèi)星遙感圖象數(shù)據(jù)在應(yīng)用前需要進行幾何校正等 , 加載到 GIS系統(tǒng)的遙感圖象數(shù)據(jù)一般應(yīng)是經(jīng)過圖象處理后的 “ . i m g 格式的圖象數(shù)據(jù) 。 確定空間范圍 ? 由于一幅衛(wèi)星圖象地域范圍很大為了操作及分析方便 , 只需要顯示和分析所研究城市的范圍 ,ArcView系統(tǒng)允許對圖象定義顯示范圍 。 識別出城市市區(qū)周邊的范圍 , 在坐標(biāo)框中讀出并記錄下該周邊范圍框架的 X、 Y坐標(biāo) 。 然后在圖層定義菜單中選擇專題 Properties項 , 單擊對話框中Definition圖標(biāo) , 在坐標(biāo)框中改寫坐標(biāo) 。 此時該專題顯示的圖象縮小為所選擇的區(qū)域框架范圍 。 在 GIS系統(tǒng)中進行遙感圖象的密度分割 ? 單波段圖像像素的光學(xué)密度值范圍為 0~255。密度分割是對所選擇的單波段的衛(wèi)星圖象的光學(xué)密度分割成若干等級,并以不同顏色、色調(diào)表達形成偽彩色影像,根據(jù)地物光譜反射特性來識別地物。使用 ArcView系統(tǒng),選擇 Singleband(單波段)處理操作,產(chǎn)生 TM TMTM TM TM TM7單波段專題,這些單波段專題也可以通過圖象編輯器,進行彩色表達。 地理配準(zhǔn) ? 為了把衛(wèi)星圖像和其它有關(guān)矢量地圖,如‘ .dxf ’格式的城市街區(qū)圖,聯(lián)合一起進行空間分析,為了進行空間分析,需要進行坐標(biāo)變換,把矢量的街區(qū)專題和圖象專題進行相對空間匹配,在 ArcView平臺上既可以用圖象專題匹配‘ .dxf ’專題,也可以用‘ .dxf ’格式的專題匹配圖象專題。為此首先要選擇控制點,然后進行坐標(biāo)量測,建立空間配準(zhǔn)的參數(shù)文件‘ .wld’文件。 遙感數(shù)據(jù)反演城市熱力場基礎(chǔ)信息。 1)將圖像亮度值 D轉(zhuǎn)換為輻射亮度 Lb(TM6),其方程式為: 其中, Lmax為傳感器可探測的最大的輻射亮度, Lmin為最小輻射亮度。 對于 TM6, Lmax =, Lmin=, 2)通過輻射亮度 Lb推算亮度溫度 Tb: 其中: Tb 為地表溫度( K); k1與 k2為校正系數(shù),對于 TM6為已知常數(shù), k1=, k2=; 為平均輻射亮度( ); ε為地物的比輻射率; 3)通過大氣及地表發(fā)射率等校正,可求出地表真實溫度 與街區(qū)專題圖疊加進行空間分析與查詢 城市熱力場專題圖及其與哈爾濱市街區(qū)專題圖配準(zhǔn)疊加分析得,過熱輻射地塊在空間分布上形成三種形式的復(fù)合體:熱團、熱環(huán)、碎片體。 應(yīng)用 TM衛(wèi)星遙感圖象與 ArcView地理信息系統(tǒng)集成可以形成較好的空間信息處理和分析平臺。 TM圖象能夠提供多波段的地面信息,包括城市綠地和熱輻射信息;ArcView可以對遙感圖象處理與空間分析集一體,提取豐富的有關(guān)城市環(huán)境方面的信息,為環(huán)境保護及城市規(guī)劃拓寬了信息源。 二、馬鹿生境條件評價的 GIS方法 以東北林業(yè)大學(xué)涼水自然保護區(qū)為例 m為因子數(shù), j=1,2,3…… m; rj為第 j個因子的類目數(shù); 為第 j個因子第 k個類目的屬性值。 確定評價馬鹿生境條件的指標(biāo)和評價模型 ( 1)評價指標(biāo)的選定 利用對馬鹿生境條件的地面調(diào)查數(shù)據(jù)建立起數(shù)量化模型( I),求出各調(diào)查因子各類目的參數(shù)、各因子的偏相關(guān)系數(shù)的方差及范圍,在保持一定復(fù)相關(guān)水平上逐步剔除偏相關(guān)最小的因子。對偏相關(guān)系數(shù)進行 t 檢驗,判斷諸生態(tài)因子對生境選擇的重要性。 最后保留 5個評價因子:森林類型、人為干擾及坡向為評價的主要因子,食物豐盛度和隱蔽條件為評價的輔助因子。 ( 2)評分評價模型 主要評價因子森林類型、人為干擾、坡向均按 10分制打分,對輔助因子隱蔽度和食物豐盛度均按 5分制打分。 對于馬鹿每個生境評價因子下的類目,其評分標(biāo)準(zhǔn)確定如下: —— 森林類型 這里選定森林類型是作為評價馬鹿的采食和臥息環(huán)境的評價因子。就研究區(qū)域森林植被根據(jù)馬鹿的生活習(xí)性,皆伐跡地和大的林中空地是馬鹿最佳生境,楊樺雜木林是臥息的最佳生境;而云冷杉林對馬鹿的采食和臥息都不是好的生境條件。 森林類型 采食得分 臥息得分 皆伐跡地 10 5 人工楊樹幼林 6 3 楊樺雜木林 5 10 楊樺闊葉混交林 4 2 闊葉紅松林 2 4 云冷杉混交林 1 1 馬鹿采食與臥息的森林類型得分標(biāo)準(zhǔn) —— 坡向級 坡向是地形因子,雪的深度在一定程度上隨坡向而變化,它是影響馬鹿冬季選擇生境的重要因素。根據(jù)研究把坡向分為四個類目:半陽坡、陽坡、陰坡、半陰坡,得分標(biāo)準(zhǔn) 坡向級 得分 半陽坡 10 陽坡 9 陰坡 2 半陰坡 1 —— 人為干擾 人為干擾是指居民點、公路等人為活動頻繁的地方影響馬鹿對生境條件的選擇。根據(jù)調(diào)查和研究,馬鹿絕大多數(shù)時間是在遠(yuǎn)離人為活動 1000m 外的生境空間活動。評分標(biāo)準(zhǔn)確定如下:大于 900m的地方得 10分,小于 100m的地方得 1分,以 100m為基數(shù)每增加 100m,得分值增加 1分。 —— 食物豐盛度 食物豐盛度是根據(jù)適合馬鹿取食數(shù)量和食物的高度來評分。 可取食物種數(shù)比 得分 小于 1 ~ 2 ~ 3 ~ 4 ~1 5 樹木高度 (m) 得分 小于 1 ~ ~ 2 ~ ~ 3 ~ ~ 4 ~ 5 —— 隱蔽度 馬鹿冬季需要稠密的森林作為它的棲息生境,林木的蓋度越大對它越有利,常以森林的郁閉度作為生境評價標(biāo)準(zhǔn)。 郁閉度 得分 小于 1 ~ 2 ~ 3 ~ 4 ~1 5 —— 馬鹿生境條件的綜合評價 對上述馬鹿生境評價因子逐項評分后,對于每個評價地點要給出一個綜合評價,其方法是把各因子得分之和除以最高分作為生境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)得分值( HSI),在本例中最高分為 45分。最后按生境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為優(yōu)、良、中、差四個等級。 生境 質(zhì)量 HSI值 ~ ~ ~ ~0 分類 優(yōu) 良 中 差 2 馬鹿生境評價的地圖分析模型 對馬鹿生境評價構(gòu)建地圖分析模型是以林相圖作為主要數(shù)據(jù)源。林相圖通過數(shù)字化過程可以進入地理信息系統(tǒng),形成不同的矢量與柵格專題圖層。 ●馬鹿生境植被專題圖生成 在 GIS 平臺上對林相圖進行空間數(shù)據(jù)處理,根據(jù)柵格林相專題圖上的森林區(qū)劃進行再分類產(chǎn)生森林類型組專題圖層,再根據(jù)馬鹿的采食和臥息生境要求進行再分類,分別產(chǎn)生評價馬鹿采食和臥息的生境評價圖。最后把它們進行疊加生成馬鹿生境植被專題圖。 ● 馬鹿生境坡向評價地圖分析模型 復(fù)原研究區(qū)域海拔高程專題圖,進行數(shù)字化地形分析生成區(qū)域坡向圖,通過等級再分類生成坡度級圖層,根據(jù)馬鹿對坡向生境的要求進行評分,通過再賦值再分類生成馬鹿生境坡向評分圖。 ● 馬鹿生境人為干擾評價地圖分析模型 復(fù)原道路和居民點專題圖,按人類活動對馬鹿生境干擾程度分類值對兩個專題圖進行蔓延分析,分別產(chǎn)生道路和居民點對馬鹿活動干擾的空間分布圖。再按疊加和再分類產(chǎn)生馬鹿受人為干擾的生境評分圖。 ● 馬鹿棲息隱蔽度評價地圖分析模型復(fù)原森林類型圖 根據(jù)屬性表中的林分郁閉度對森林類型圖進行再分類,使其生成森林郁閉度圖,再根據(jù)馬鹿棲息隱蔽生境條件評分標(biāo)準(zhǔn)對郁閉圖進行再分類生成馬鹿隱蔽度生境評價圖。 ● 馬鹿生境條件綜合評價地圖分析模型 利用各生境評價因子的評分圖進行第二個層次的空間分析,首先把馬鹿食物豐盛度、采食臥息植被生境、生境坡向評價及隱蔽度生境評價評分圖進行疊加,形成在無人類干擾條件下的生境綜合評價得分圖。把人為絕對干擾的區(qū)域從馬鹿的生境空間過濾掉使用所謂掩膜疊加的處理操作,產(chǎn)生出馬鹿有效生境評價圖,最后通過再分類操作,獲得馬鹿生境綜合評價專題圖,并可獲得相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 某公司要進行采伐設(shè)計,利用 GIS進行最優(yōu)伐區(qū)的選擇,當(dāng)?shù)卣畬Σ煞ビ幸恍┫拗普撸? 1)河流、湖泊兩岸 1公里范圍內(nèi)不得采伐; 2)墳?zāi)怪車?1公里范圍內(nèi)不得采伐; 3)坡度大于 5度的區(qū)域不得采伐; 4)采伐范圍在公路 5公里范圍之內(nèi); 5)海拔大于 1000米的區(qū)域無法采伐; ?DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 由 TIN獲取任意點 P的高程 – 已知 Q Q Q3三個頂點,高程線性內(nèi)插 求 P的 Z x y z 1 x1 y1 z1 1 x2 y2 z2 1 x3 y3 z3 1 =0 平面方程 Z=Z1( xx1) (y21z31y31z21)+(yy1)(z21x31z31x21)/(x21y31x31y21) DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 由 TIN進行曲面擬合 – 由于在 TIN中可以獲取任意點高程 ,進行密集插值可獲得擬合的地形曲面 . DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 剖面分析與繪制 剖面線 DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 剖面分析與繪制 ?確定剖面線。既可以人工輸入,也可以利用鼠標(biāo)實時確定。 ?計算剖面線與所有網(wǎng)格的交點,并對交點進行插值處理,得到各交點高程。 ?在新的剖面圖中,按順序繪制交點并連接。 ?如果需要,可進行二次曲線插值,進行光滑處理。 100 200 300 DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 土石方計算 ?在 DEM基礎(chǔ)上進行土石方計算非常方便。 ?如果是規(guī)則網(wǎng)格模型,那么把三維空間實體轉(zhuǎn)變?yōu)殚L方體集合就能方便進行計算。 ?如果是 TIN模型,可通過插值達到規(guī)則網(wǎng)格模型的密集度。當(dāng)然會有一定的誤差。 DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 坡度、坡向分析 ?在流域提取、泥石流分析和植物生長環(huán)境研究中都需要坡度與坡向分析。 ?用具有三維特征的 DEM模型進行坡度和坡向分析是最佳方法。 DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 坡度、坡向分析(規(guī)則網(wǎng)格模型) DEM原數(shù)據(jù) 空間還原 DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 坡度、坡向分析(規(guī)則網(wǎng)格模型) – 坡度:規(guī)則網(wǎng)格模型中地表基本單元的坡度等于其法向量 N與 Z軸之夾角。 DEM模型在 GIS中的應(yīng)用 坡度、坡向分析(規(guī)則網(wǎng)格模型) – 坡向:若 X軸方向為南方,那么本圖坡向為法向量在XY平面上的投影與與 X軸的夾角。具此可分析出陽坡和陰坡。
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