疊置分析的實(shí)現(xiàn)目錄CONTENTS二、疊置分析算法一、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備一、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備在電子地圖系統(tǒng)中，疊置分析是經(jīng)常使用的一種數(shù)字地圖分析方法，我們?cè)诮M織數(shù)據(jù)的時(shí)候，可能是采用矢量結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)模型，也可能采用柵格結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)模型。而矢量數(shù)據(jù)，又可以再分為基于簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的和基于拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的矢量數(shù)據(jù)。我們?cè)谶M(jìn)行疊置分析前，首先應(yīng)判斷電子地圖的表達(dá)圖層是否能滿足分析的需要，如能滿足的話，可以直接將其作為分析數(shù)據(jù)來進(jìn)行疊置，如果不能滿足分析的需要，我們需要首先進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，通過表達(dá)圖層，來提取數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圖層，然后再進(jìn)行疊置分析。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備二、疊置分析算法a矢量數(shù)據(jù)的疊置分析1)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的疊置分析在這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里地理實(shí)體都被抽象為點(diǎn)、線、面三種基本類型，每個(gè)空間實(shí)體對(duì)象都維護(hù)自己的所有屬性，每個(gè)對(duì)象都記錄了它的全部空間信息，每個(gè)對(duì)象都是自包含的。由于在簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里各個(gè)多邊形獨(dú)立存儲(chǔ)，它們之間不共享弧段或節(jié)點(diǎn),故兩個(gè)多邊形圖層的疊置分析可通過將第一個(gè)圖層里的每一個(gè)多邊形與第二個(gè)圖層里的每一個(gè)多邊形做疊置分析而完成，這時(shí)問題的關(guān)鍵轉(zhuǎn)化為兩多邊形的疊置分析。第一步可轉(zhuǎn)化為求兩組線段的交點(diǎn)的算法，在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)兩個(gè)多邊形交、差、并的具體實(shí)現(xiàn)。疊置分析算法2)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的疊置分析所謂拓?fù)潢P(guān)系，是指對(duì)象在被拉伸、壓縮，而不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)和折疊的情況下，對(duì)象間繼續(xù)存在的一些屬性或關(guān)系，簡(jiǎn)言之即空間對(duì)象間的位置關(guān)系。在這種結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)所有平面點(diǎn)的坐標(biāo)，弧段由點(diǎn)組成，相鄰接的弧段共享端點(diǎn)；多邊形由弧段的引用組成，相鄰多邊形公用弧段數(shù)據(jù)。疊置分析算法基于這種結(jié)構(gòu)的疊置分析算法及優(yōu)化有很多種，特點(diǎn)各有不同，但核心的步驟都是如下幾步：①弧段節(jié)點(diǎn)匹配，消除同一節(jié)點(diǎn)由于被多次釆樣而對(duì)應(yīng)不同的坐標(biāo)值的問題；②同一節(jié)點(diǎn)上弧-弧相鄰關(guān)系的建立，一般都是根據(jù)方位角對(duì)各個(gè)相鄰弧段排序；③根據(jù)前兩個(gè)步驟產(chǎn)生的信息搜索各個(gè)簡(jiǎn)單多邊形；④進(jìn)行多邊形包含關(guān)系判斷，從而產(chǎn)生復(fù)雜多邊形。當(dāng)以上多邊形拓?fù)潢P(guān)系自動(dòng)生成算法被用于疊置分析時(shí)，只需將參與疊置分析的兩個(gè)圖層中的弧段鏈表取出來，分別設(shè)為L(zhǎng)1和L2。用弧段鏈表L1中每一條弧段與弧段鏈表L2中的每一條弧段作相交判斷，如果相交，則將相交弧段在交點(diǎn)處斷開。疊置分析算法經(jīng)過上述弧段相交處理后可以直接運(yùn)用多邊形拓?fù)渖伤惴?，只是參與多邊形疊置分析的兩個(gè)圖層都是經(jīng)過弧段節(jié)點(diǎn)匹配的，所以可以跳過步驟①，直接進(jìn)行第②③④步。對(duì)于新生成的每個(gè)多邊形，將組成它的所有弧段的指向多邊形內(nèi)部一側(cè)的屬性值疊加即可得到該多邊形的屬性值。基于這種拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量系統(tǒng)的疊置分析比柵格系統(tǒng)要復(fù)雜得多。在拓?fù)浏B置之前，假設(shè)每一層都是平面增強(qiáng)的（已經(jīng)建立了完整的拓?fù)潢P(guān)系），那么當(dāng)兩層數(shù)據(jù)疊置時(shí)，其結(jié)果也必然是平面增強(qiáng)的。當(dāng)兩線交叉時(shí)，要計(jì)算新的交叉點(diǎn)，一條線穿過某一區(qū)域時(shí)，必然產(chǎn)生兩個(gè)子區(qū)域。疊置分析算法拓?fù)浏B置能夠把輸入特征的屬性合并列一起，實(shí)現(xiàn)特征屬性在空間上的連接，拓?fù)浏B置時(shí)，新的組合圖的關(guān)系將被更新。疊置可以是多邊形對(duì)多邊形的疊置（生成多邊形數(shù)據(jù)層），也可以是線對(duì)多邊形的疊置（生成線數(shù)據(jù)層）及點(diǎn)對(duì)多邊形的疊置（生成點(diǎn)數(shù)據(jù)層）、多邊形對(duì)點(diǎn)的疊置（生成多邊形數(shù)據(jù)層）及點(diǎn)對(duì)線的疊置（生成點(diǎn)數(shù)據(jù)層）。疊置分析算法（1）多邊形與多邊形的疊置。多邊形與多邊形的疊置是空間疊置分析的主要類型。多邊形的疊置是將兩個(gè)或多個(gè)多邊形圖層進(jìn)行疊置，產(chǎn)生一個(gè)新的多邊形圖層的操作。其結(jié)果是將原來的多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來兩層或多層的屬性。但多邊形疊置的結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)一些碎屑多邊形，須對(duì)其進(jìn)行消除。（2）線對(duì)多邊形疊置。線與多邊形的疊置是確定一圖層上的弧段落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每條弧段建立新的屬性。（3）點(diǎn)對(duì)多邊形疊置。點(diǎn)與多邊形的疊置是確定一圖層上的點(diǎn)落在另一圖層的哪個(gè)多邊形內(nèi)，以便為圖層的每個(gè)點(diǎn)建立新的屬性。（4）點(diǎn)對(duì)線疊置。疊置分析算法b基于柵格結(jié)構(gòu)的疊置分析在柵格系統(tǒng)中，層間疊置可通過像元之間的各種運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。設(shè)A,B,C為表示第一、第二、第三層上同一坐標(biāo)處的屬性值，f函數(shù)表示各層上屬性與用戶需要之間的關(guān)系，U為疊置后屬性輸出層的屬性值，則U=f（A,B,C）疊置操作的輸出結(jié)果可能是：（1）各層屬性數(shù)據(jù)的平均值（簡(jiǎn)單算術(shù)平均或加權(quán)平均等）；（2）各層屬性數(shù)據(jù)的最大值或最小值；（3）算術(shù)運(yùn)算結(jié)果：（4）邏輯條件組合。疊置分析算法柵格數(shù)據(jù)的疊置操作有時(shí)也稱為柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合，它是指不同層面的柵格數(shù)據(jù)逐網(wǎng)格按一定的數(shù)學(xué)法則或邏輯判斷進(jìn)行運(yùn)算，從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。圖1是柵格圖層A,B,C進(jìn)行信息復(fù)合的一個(gè)簡(jiǎn)單例證。柵格圖層的復(fù)合運(yùn)算疊置分析算法電子地圖系統(tǒng)中，矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)的疊置分析各有特點(diǎn)，可以根據(jù)需要結(jié)合使用。矢量結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)在疊置分析時(shí)，機(jī)器精度范圍內(nèi)不降低原始精度，但原理