距离制图

距离制图(Distance)距离制图(Distance)根据每一栅格相距其最邻近要素(“源”)的距离分析制图,从而反映每一栅格与其邻近源的相互关系。
作用:通过距离制图,指导人们进行资源的合理规划和利用。飞机失事紧急救援时从指定地区到最近医院的距离;消防、照明等市政设施的布设及其服务区域分析等。可以根据某些成本因素找到A地到B地的最短路径或者成本最低路径。
1. 距离制图基础
1.1 源源是距离分析中的目标或目的地,如学校、商场、水井、道路等。源表现在GIS数据特征上是一些离散的点、线、面要素。要素可以相邻,但属性必须不同。源可以是栅格数据,也可以使用矢量数据表示。
1.2 成本成本是到达目标、目的地的花费,包括金钱、时间、人们的喜好等等。影响成本的因素可以是一个,也可以有多个。成本栅格数据记录了通过每一个单元的通行成本。
成本数据的制作一般是基于重分类功能完成。成本数据是一个独立的数据,但有时会遇到需要考虑多个成本因素。此时,需要制定统一的成本分类体系,对单个成本按其大小进行分类,并对每一类别赋予成本量值,通常成本高的量值小,成本低的量值大。最后根据成本影响程度确定单个成本权重,依权重百分比加权求和,得到多个单成本因素综合影响的成本栅格数据。
1.3 成本距离加权数据成本距离加权数据也称成本累计数据,记录每个栅格到距离最近、成本最低的源的最少累加成本。成本距离加权考虑到事物的复杂性,对于基于复杂地理特性的分析非常有用。
例如不是所有道路都是平坦的,即使目的地就是山的另一边,其直线距离很近,但翻过山要比直路难得多。如将时间作为成本,翻山需一小时,绕道需三十分钟,则此时翻山的成本距离就要大于绕路的成本距离。
成本距离加权对动物迁移研究、顾客旅游行为、道路、电力管线、输油管道布设等的最低耗费成本计算非常有帮助。
1.4 距离方向数据距离方向数据表示从一个单元出发,沿着最低累计成本路径到达最近源的路线方向。
图(a)为成本加权数据。图(b)为与图(a)相对应的方向数据,图(c)为方向数据说明图。
1.5 分配数据分配数据记录每一个单元点隶属的以近源信息,单元值就是其最近源的值。在直线距离分析制图中,分配函数用直线距离最邻近分析方法识别单元归属哪个源;在成本距离加权分析中依据最短距离、最小累加通行成本识别单元归属于哪个源。
1.6 距离制图函数距离函数主要包括:
成本距离加权函数(Cost-Weighted Distance),通过成本因子修正直线距离,获得每一单元到距离最近、成本最低源的最小累加成本。
成本方向加权函数(Cost-Weighted Direction)),提供完整的路线图,图中记录从任一单元出发,沿着最小成本路径,到最近源的路线。
成本分配加权函数(Cost-Weighted Allocation),在累加成本的基础上计算最近源。
直线距离函数(Straight-Line Distance),量测每一单元到最近源的直线距离。
直线方向函数(Straight-Line Direction),计算每个单元最近源的方向,单位度。
直线分配函数(Straight-Line Allocation),赋予每个单元直线距离最近源的值。
最小成本路径函数(Shortest Path),确认从某一目标点到一个源的最短路径或最低成本路径。
分配函数(Allocation),依据最邻近分析原理识别单元归属于哪个源。
2. 直线距离通过直线距离函数,计算每个栅格与最近源之间的欧氏距离,并按距离远近分级。直线距离可以用于实现空气污染影响度分析、寻找最近医院、计算距最近超市的距离等操作。
3. 区域分配通过分配函数将所有栅格单元分配给离其最近源。单元值存储了归属源的标识值。分配功能可以用于超市服务区域划分,寻找最邻近学校,找出医疗设备配备不足地区等分析。
4. 成本距离加权通过成本距离加权函数,计算出每个栅格到距离最近、成本最低源的最少累加成本。同时可生成二个相关输出:成本方向数据和成本分配数据。成本距离加权数据表示了每一个单元到它最近源的最小累积成本。成本方向数据表示了从每一单元出发,沿着最低累计成本路径到达最近源的具体路线。成本分配数据记录每个单元的隶属源信息。
5. 最短路径通过最短路径函数获取从一个源或一组源出发,到达一个目的地或一组目标地的最短直线路径或最小成本路径。最短路径分析可找到通达性最好好的路线,或找出从居民地到达超市的最优路径。