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第六章 地理信息系统的应用模型 第一节 GlS应用模型概述 一、 GIS应用模型的分类 1.根据所表达的空间对象分为： 理论模型，又称为数学模型：是应用数学分析方法建立的数学表达式，反映地理过程本质的理化规律，如地表径流模型、海洋和大气环流模型等; 经验模型：基于变量之间的统计关系或启发式关系的模型，是通过数理统计方法和大量观测实验建立的模型，如水土流失模型、适宜性分析模型等; 混合模型：模型中既有基于理论原理的确定性变量，也有应用经验加以确定的不确定性变量，如资源分配模型、位置选择模型等。 按照研究对象的瞬时状态和发展过程，可将模型分为静态、半静态和动态三类。静态模型用于分析地理现象及要素相互作用的格局;半静态模型用于评价应用目标的变化影响；动态模型用于预测研究目标的时空动态演变及趋势。 二、 GIS应用模型的构建 1. GIS环境内的模型建造。指应用者利用GIS软件的宏语言(如ARC/INFO的AML和System9的ATP等)发展各自所需的空间分析模型。这种模型法是将由GIS软件支持的功能看作模型部件，按照分析目的和标准，对部件进行有机的组合。因此，这种构模法能充分地利用GIS软件本身所具有的资源，模型建造和开发的效率比较高。 2.GlS外部的模型建造。这种方法是基于应用GIS的空间数据库和输出功能，而模型分析功能则主要是利用其他应用领域的软件。这种构模法虽然运行效率受到很大影响，但实现了软件的嫁接，无需在GIS环境中重编分析软件，并具有广泛的适用性。 3.混合型的模型建造。这是上述两种建模法的结合，即尽可能利用GlS提供的功能，最大限度地减少用户自行开发的压力，又不失具有外部建模法的灵活效果，例如自然语言命令或地图代数法，就属于这类方法。 这类方法常用的自然语言命令，例如:　①Avarage Exposure Times 2 Plus Steepness Times 3 For Cost Analysis(益本分析);　②Subtract V Minus U For Change Analysis(动态分析);　③Renumber Landuse For Water Assigning 0 To 1~3, 5~6, And 1 To 4 (聚合分析);　④Add Overlay l To Overlay 2 For Overlay3(叠加分析);　⑤Spred Roads To X Meters(缓冲区分析)。 第二节 适宜性分析模型 适宜性分析是指土地针对某种特定开发活动的分析，这些开发活动包括农业应用、城市化选址、作物类型布局、道路选线、选择重新造林的最适宜的土地等。 首先确定具体的开发活动，其次选择其影响因子，然后评判某一地域的各个因子对这种开发活动的适宜程度，以作为土地利用规划决策的依据。 一、一般形式 　　设有某项评价目标或开发活动T,该T对应一组影响因素X1,X2,…,Xm； 每个因素对应一组参评因子 每个因子有一组属性v1,v2, …,vm; 因此，每个因素对应一个属性集Vi: 　　　　　　　　　 　　显然，每个因素的属性集都是一个对指定的T从优到劣的全序集，且满足： 　　　　　　　　　　　　　　　　　 各个参评因子及其属性值的取得由数据库提取或由GIS空间分析软件生成，各个因素按其属性集的优劣，可用下列矩阵表示: 式中: P为Xi对T的贡献函数值;　　W为Xi对T的权重值。　　P值的确定方法为: 将各因子最适宜的指标值定为贡献函数值l00，将各因子最不适宜的指标值定为贡献函数值0，在这之间，指标值与函数值按线性关系计算和确定。　　有了上述矩阵数据和GlS功能的支持，可以求取基于栅格单元的评价分值： 然后，根据使　　G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|(6-3) 的值为最大时的P所对应的j,即为所求的某个T的适宜级Sj。显然，当适宜级为S2或S3时，必须同时确定其限制性因子。限制性因子的计算公式为　　　　　　　　　　　 二、 应用实例 基于GIS的土地评价方法和过程。(1)评价对象，玉米种植用地的土地适宜性评价，通过评价将研究区分出不同的适宜性等级:S1(最适宜)、S2(次适宜)、S3(临界适宜)和N(不适宜)。(2)评价方法。采用基于GlS的土地质量评价法，即将玉米作物生长有关主导生态条件与土地质量(供水、供肥等)相比照，从而评定土地的适宜性等级。3）评价过程。如下。　①评价对象生态条件的调查。评价对象玉米属于禾本科，为一年生草本，其主导生态条件例如:性喜高温，需水量大，要求土壤肥沃和土层疏松，其根系生长要求防止土壤侵蚀等。 ②确定评价对象的影响因素和因子。根据将玉米作物生长有关的生态条件与土地质量相比照，除了温度可通过季节调节