GIS 緩沖區(qū)應(yīng)用及算法實(shí)現(xiàn)

07-11-19 11:18:01 作者:本站原創(chuàng)

地理信息空間幾何關(guān)系分析主要包括鄰近度?(proximity) ?分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等。緩沖區(qū)分析是鄰近度分析的一種，緩沖區(qū)是為了識(shí)別某一地理實(shí)體或空間物體對(duì)其周圍地物的影響度而在其周圍建立具 有一定寬度的帶狀區(qū)域。緩沖區(qū)作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)層進(jìn)行疊加分析，可應(yīng)用到道路、河流、環(huán)境污染源、居民點(diǎn)、輻射源等的空間分析，為某種應(yīng)用目的提供科學(xué)依 據(jù)，另外，結(jié)合不同的專業(yè)模型，可以在生活、軍事、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。? 針對(duì)點(diǎn)、線、面不同的幾何類型，建立緩沖區(qū)的方式相互有所不同。建立點(diǎn)緩沖區(qū)比較簡(jiǎn)單，即以某點(diǎn)要素為圓心，以緩沖半徑?R ?作圓，得到點(diǎn)要素的緩沖區(qū)；線要素的緩沖區(qū)是以線為軸，以?R ?為距離作兩側(cè)的平行線，在線的兩端構(gòu)建兩個(gè)半圓弧段，和平行線一起組成緩沖區(qū)；面緩沖區(qū)的建立，是以面要素的邊界為基線向內(nèi)外側(cè)作平行線，平 行線和基線里的區(qū)域就是面緩沖區(qū)。除此之外，還可以對(duì)柵格數(shù)據(jù)建立緩沖區(qū)，根據(jù)不同的模型方程建立動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)，不論對(duì)什么樣的數(shù)據(jù)建立緩沖區(qū)，其基本方法 都是相似的。? 緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)算法有矢量方法和柵格方法兩種。其中矢量方法數(shù)據(jù)量小，方法相對(duì)成熟，柵格圖像需要進(jìn)行柵格像元之間進(jìn)行布爾運(yùn)算，當(dāng)緩沖區(qū)較大時(shí)會(huì)帶來(lái)較重的運(yùn)算負(fù)荷，實(shí)際運(yùn)用中存在一定的局限性。矢量方法算法一般遵循以下步驟：? 點(diǎn)? ：確定中心點(diǎn)——以中心點(diǎn)為圓心、?R ?為半徑生成一個(gè)圓——得到緩沖區(qū)邊界? 線、面? ：確定軸線——以距離?R ?生成中心軸線的平行曲線——處理轉(zhuǎn)角弧段——對(duì)生成的弧段進(jìn)行求交、合并運(yùn)算——生成緩沖區(qū)邊界? 常用的矢量數(shù)據(jù)中心線擴(kuò)張算法：? 角分線法? 基本思想：即“簡(jiǎn)單平行線法”，在軸線的兩邊作出平行線，在轉(zhuǎn)角處形成尖角，兩端形成弧段，組成緩沖區(qū)。? 缺陷：難以保證在尖角處緩沖區(qū)左右邊線等寬；校正過(guò)程復(fù)雜，主要體現(xiàn)在軸線折角很大和很小時(shí)的情況；算法模型復(fù)雜，主要是因?yàn)閹缀紊蛇^(guò)程中需要處理較多的異常。? 凸角圓弧法? 基本思想：顧名思義，即是在轉(zhuǎn)角外側(cè)用圓弧來(lái)代替尖角，內(nèi)側(cè)仍然使用尖角的方法，生成緩沖區(qū)。? 實(shí)施步驟：? 1.???????? 直線性判斷，判斷相鄰三點(diǎn)是否在同一直線上；? 2.???????? 折點(diǎn)凸凹性判斷，確定轉(zhuǎn)角的地方哪側(cè)使用直線求交，哪側(cè)使用圓弧連接；? 3.???????? 凸點(diǎn)圓弧的嵌入，即將轉(zhuǎn)角外側(cè)形成的圓弧和兩邊的線段相連；? 4.???????? 邊線關(guān)系的判別與處理，島嶼多邊形參與緩沖區(qū)邊界的構(gòu)成，重疊多邊形不參與緩沖區(qū)邊界的構(gòu)成；? 5.???????? 緩沖區(qū)邊界的形成，具體是將重疊區(qū)域進(jìn)行合并，繪制外圍的邊線，包括島嶼多邊形的輪廓，形成最終的緩沖區(qū)邊界。? 在緩沖區(qū)算法中，需要注意的一個(gè)問題是 緩沖區(qū)多邊形的重疊與合并 ，包括同一要素緩沖區(qū)的重疊和多個(gè)要素之間緩沖區(qū)的重疊。柵格數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)的柵格具有一個(gè)與其影響度對(duì)應(yīng)的一個(gè)值，如果重疊區(qū)域具有相同影響度 則任取一值，如果不同則采取影響度大的代替影響度小的方法處理。對(duì)于矢量數(shù)據(jù)的處理算法有三種：數(shù)學(xué)運(yùn)算法；矢量－柵格轉(zhuǎn)換法；矢量－柵格混合法。?

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總結(jié)

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