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基于ArcGIS和Python集成开发可达性分析工具的研究

更新时间：2019-12-26 21:47:21 大小：1M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：python 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

为降低可达性度量的实现难度,弥补现有GIS软件没有集成可达性分析模型或方法的不足,在详尽分析有关模型或方法与GIS集成研究现状的基础上,提出以改进潜能模型作度量模型,按GIS内部集成方式,使用面向ArcGIS 10的Python脚本编程技术集成开发可达性分析工具的设想,对可达性潜能模型分析原理、工具开发环境配置、使用数据的预处理要求、工具的具体设计流程和实现方法等作了详细叙述。最后以评价某市小学教育资源空间布局合理性为例,阐述工具在实际应用中应采取的使用方法和流程,实例评价结果验证工具开发的有效性。


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基于ArcGIS和Python集成开发可达性分析工具的研究.pdf 1M

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，
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．１１  
测
绘
工
程
ꢀ
第
卷第  
期
１１  
２５  
ꢀ
ꢀ
，
Ｎｏｖ．２０１６  
年
２０１６ １１  
月
Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ ｏｆＳｕｒｖｅｉｎ ａｎｄＭａ ｉｎ  
ꢀ ꢀ ｐｐ ｇ  
ｇ ｇ ｙ ｇ  
ꢀ
ꢀ
：
ＤＯＩ１０．１９３４９ ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００６７９４９．２０１６．１１．００９  
－
／
ｊ
基于  
和
ＡｒｃＧＩＳ Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
集成开发可达性  
分析工具的研究  
，
红 赖鑫生  
胡
ꢀ
（ ，  
上饶师范学院 数学与计算机科学学院 江西 上饶  
）
３３４００１  
： ，  
要 为降低可达性度量的实现难度 弥补现有  
，
软件没有集成可达性分析模型或方法的不足 在详尽分析有  
ＧＩＳ  
摘
ꢀ
， ，  
集成研究现 状 的 基 础 上 提 出 以 改 进 潜 能 模 型 作 度 量 模 型 按  
，
内 部 集 成 方 式 使 用 面 向  
关模型或方法与  
ＧＩＳ  
ＧＩＳ  
， 、  
脚本编程技术集成开发可达性分析工具的设想 对可达性潜能模型分析原理 工具开发环境配  
的
ＡｒｃＧＩＳ１０ Ｐｔｈｏｎ  
ꢀ
ｙ
、 、 。  
置 使用数据的预处理要求 工具的具体设计流程和实现方法等作了详细叙述 最后以评价某市小学教育资源空间  
， ，  
布局合理性为例 阐述工具在实际应用中应采取的使用方法和流程 实例评价结果验证工具开发的有效性  
。
：
；
；
集成开发 可达性分析工具 潜能模型  
ＡｒｃＧＩＳ Ｐｔｈｏｎ  
； ；  
关键词  
ｙ
： ；  
ＴＰ３１９ Ｐ２０８  
ꢀꢀꢀ  
：
Ａ
：
文章编号  
１００６７９４９２０１６１１００４３０７  
ꢀꢀꢀ  
（
）
中图分类号  
文献标识码  
－
－
－
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｔｅｒａｔｅｄｄｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔｏｆａｎａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔ  
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ  
ｐ
ｇ
ｙ
ａｎａｌｓｉｓｔｏｏｌｂａｓｅｄｏｎＡｒｃＧＩＳａｎｄＰｔｈｏｎ  
ꢀ ꢀ  
ｙ
ꢀ ꢀ  
ꢀ ꢀ  
ｙ
，
ＨＵ Ｈｏｎ ＬＡＩＸｉｎｓｈｅｎ  
ｇ
ꢀ
ｇ
ꢀ
（
， ， ，  
ＣｏｌｌｅｅｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＣｏｍ ｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ ＳｈａｎｒａｏＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔ Ｓｈａｎｒａｏ３３４００１ Ｃｈｉｎａ  
ꢀ
）
ｇꢀ ꢀ  
ꢀ
ꢀ
ｐ
ꢀ
ｇ
ꢀ
ｙ
ｇ
ꢀ
：
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｏｆａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｍａｋｅｕ ｆｏｒｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｓｏｆ  
ｙ ꢀ ｇꢀ  
ꢀ ꢀ ꢀｐ ꢀ ꢀ  
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ｙ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
，
ｅｘｉｓｔｉｎ ＧＩＳｓｏｆｔｗａｒｅｎｏｔｉｎｔｅｒａｔｅｄ ｗｉｔｈａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔ ａｎａｌｓｉｓ ｍｏｄｅｌｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄｏｎａｄｅｔａｉｌｅｄ  
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀꢀ  
ｇ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ｇ
ꢀ
ꢀ
ｙ
ꢀ
ｙ
ꢀ
，
ａｎａｌｓｉｓｏｎｔｈｅ ｒｅｓｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｄｅｌｓｏｒｍｅｔｈｏｄｓａｎｄＧＩＳｉｎｔｅｒａｔｉｏｎ ｔｈｉｓ ａｅｒ ｒｏｏｓｅｓｔｏ  
ｙ ꢀ ꢀ ꢀｐ  
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀｐｐ ꢀｐ ｐ  
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ｇ
ꢀ
ｄｅｖｅｌｏ ａｎａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔ ｏｔｅｎｔｉａｌｍｏｄｅｌａｎａｌｓｉｓｔｏｏｌｂ ｕｓｉｎ ｔｈｅ ｔｈｏｎｓｃｒｉｔｉｎ ｆｏｒＡｒｃＧＩＳ１０ａｎｄｔｈｅ  
ｙｐ ｙ ꢀ ꢀｙ ｐ ｇ  
ꢀｐｙ ꢀ  
ꢀ
ｐ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ｇ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
，
ＧＩＳｉｎｔｅｒｎａｌｉｎｔｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ａｎｄｔｈｅｎ ｉｔ ｉｖｅｓａｎｄｅｔａｉｌｅｄａｃｃｏｕｎｔｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  
ꢀｇ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ  
ꢀ
ꢀ
ｇ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ｐ
ꢀ
，
ｃｏｎｆｉｕｒａｔｉｏｎ ｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄａｔａ ｒｅｒｏｃｅｓｓｉｎ ｄｅｓｉｎ ｒｏｃｅｓｓａｎｄｉｍ ｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｉｓｔｏｏｌ．  
ｇꢀｐ  
ꢀ ꢀ ꢀｐ ｐ ꢀ ꢀ ｐ ꢀ ꢀ  
，
ｇ
ｇ
ｑ
ꢀ
ꢀ
，
Ｆｉｎａｌｌ ｔｈｅ ｒａｃｔｉｃａｌａ ｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｉｓｔｏｏｌｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂ ａｎｅｘａｍ ｌｅｏｆａｓａｔｉａｌｌａｏｕｔ  
ꢀｐ ꢀｐｐ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ｙ  
ｐ ꢀ ꢀꢀｐ ꢀ ｙ  
ｙ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
，
ｒａｔｉｏｎａｌｉｔ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｎｕｒｂａｎ ｒｉｍａｒ ｅｄｕｃａｔｉｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅ  
ꢀ ꢀ ꢀｐ  
ｙ
ꢀ
ｙ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｏｏｌｄｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔ．  
ꢀ ꢀ ꢀ  
ｐ
：
；
；
；
Ｋｅ ｗｏｒｄｓＡｒｃＧＩＳ Ｐｔｈｏｎ ｉｎｔｅｒａｔｅｄｄｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔ ａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔ ａｎａｌｓｉｓｔｏｏｌ ｏｔｅｎｔｉａｌｍｏｄｅｌ  
ｙ ꢀ  
；
ｐ
ｙ
ｇ
ꢀ
ｐ
ｙ
ꢀ
ꢀ
ｙ
ꢀ
（
）
一词现 已广 泛应用于 城  
ｙ
：
模型和方法的主要分类有 基于  
可达性  
空间统计与分  
ＧＩＳ  
ａｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔ  
ꢀꢀ  
［］  
５
）、  
（
析的统计指标法 如比例法  
（
、
市公共设施服务评价 城市规划合理性分析以及同  
出行成本法 如最小  
［］  
６
［］  
１
，
城化研究与比较 等多个方面 其被广泛采用的定  
、
、
）、  
机
邻近距离法 费用加权距离法  
网络分析法等  
、
移 动 或 两 步 移 动 搜 寻  
［］  
７
（
会 累 积 法 如 等 值 线 法  
：
义为 可达性是人们以某种方式克服空间阻力到达  
［
］
８９  
－
）、 （  
等 空间相互作用法 如潜能或改进潜能模型  
法
、 ，  
目标地的能力值 难 易值 或是人 们在 一定空间 范  
［
］
１０  
、
［
］
１１  
、
［］  
４
［
］
２４  
。
－
）、  
等 时间地理  
法
胡弗模型法  
核心密度法  
围内可获得的资源数量  
而用于可达性度量的  
［ ］  
１２  
［ ］  
１３  
。
等
学法  
以及基于矩阵或空间句法的拓扑 法  
， ，  
刘长富 彭菁 宋正娜 等对这 些模 型和 方法的优 缺  
：
收稿日期  
２０１６０１２１  
－ －  
：
基金项目 国家自然科学基金资助项目  
（
）；  
江西省自然科学  
６１５６２０７１  
，
点作了充分的比较和分析 认为实际应用中选用何  
（
）；  
上 饶 师 范 学 院 科 研 基 金 资  
基金项目  
２０１５１ＢＡＢ２０７０２０  
、
种模型或方法取决于设施种类 研究区域或单元的  
（
）
助项目  
２０１１００１  
）， ， ，  
女 讲师 硕士  
．
：
胡
（
作者简介  
红
１９８０－  
ꢀ
， 、  
大小 不能简单认为模型或 方 法的表达式 计算 式  
·
·
测
绘
工
程 第  
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ ꢀ ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ  
卷
２５  
４４  
ꢀ
ꢀ
ꢀ
［ ，，］  
２４５  
。
［ ， ］） ，  
的技术与方法的研究 集成形式主要有  
１５１９２４  
－
越复杂越好  
：
系统与模型或方法应用系统间的松散  
ＧＩＳ  
①
许多学者近年来偏向使用  
技 术进行可 达  
种
ＧＩＳ  
３
。 ，  
性研究 然而 由于可达性相关研究所涉及的地理  
（
集成 如文献  
［
，
］）；  
１７１８２１２２ ＧＩＳ  
②
组件与模型或  
－
－
、
空间及一般属性数据 量 普遍较 大 处理流 程复 杂  
，
（
［ ， ］）；  
方法应用系统间的紧密集成 如文 献  
③
２０ ２３  
且现有 软件没有集成可达性度量的相关模型  
ＧＩＳ  
模型以拓展模块形式在  
环境中无缝友好的完  
ＧＩＳ  
， ，  
和方法 因此 现实工作中 可 达性度 量的实 现难度  
（
全集成 如文献  
［ ， ， ］）。  
１５１９２４  
。 ，  
较大 学者往往需要把多种工具组合在一起 人工  
，
比较而言 上述  
、
两种集成形式由于 能获  
① ②  
、
干预每一项操作 人工管理繁杂的原始资料和过渡  
，
得统一的用户界面及操作 且在实现方式上有  
ＧＩＳ  
。
性数据  
（
组件或系统本身提供的有力支持 如简洁而完备的  
模型或方法与  
集成既可以发挥  
在空  
ＧＩＳ  
、
脚本语言 自带建模工具以及组件对象本身属性和  
ＧＩＳ  
，
间数据管理与分析方面的优势 也可以发挥模型或  
），  
方法的应用 因而更能降低模型或 方法 在各 专业  
［
］
１４  
，
方法在各专业领域应用分析的优势  
降低模型或  
，
领域应用的具体实现难度 所以与此相关的设计与  
［ ］  
１５  
。 ，  
方法的实际应用难度 但迄今为止 除纪亚洲  
，
实现技术 如  
、
ＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄ  
ꢀ
等
组件集成开发技术  
ＧＩＳ  
－
、
空间分析建模技术 面向  
ｅｒ  
人利用  
建模方法集成应用自  
ＡｒｃＧＩＳＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ  
ꢀ
的
ＡｒｃＧＩＳ Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
脚本  
，
定义城市绿地空间可达性评价分析模型外 有关这  
编程技术等即成为当前模型或方法与  
集成应  
ＧＩＳ  
。 ，  
一方面的直接研究并不多见 由此 本文拟以  
。
用研究的主要方向  
ＧＩＳ  
，
集成开发思想为指导 利用面向  
的
ＡｒｃＧＩＳ Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
可达性潜能模型分析工具的开发实践  
２
ꢀ
［
］
１６  
脚本编程技术 集成开发基于  
和潜能模型  
ＡｒｃＧＩＳ  
，
的可达性分析工具 并在实际事例中应用和验证这  
，
鉴于上述分析 本文简要介绍按  
内部集成  
ＧＩＳ  
，
一工具的有效性 以期能降低可达性度量的实现难  
、
方式 使用面向  
的
ＡｒｃＧＩＳ Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
脚本编程技术集  
，
度 弥补现有  
软件没有集成可达性分析模型或  
、
成开发可达性潜能模型分析工具的理论依据 技术  
ＧＩＳ  
，
方法的不足 进一步推动可达性在相关领域的应用  
。
，
方法和实现流程 以促进学者将其它相关模型或方  
，
集成 提高可达性及  
法与  
在各专业领域的  
ＧＩＳ  
ＧＩＳ  
模型或方法与  
集成的研究现状  
ＧＩＳ  
１
ꢀ
。
应用程度  
、
不少学者已对常见应用评价 模拟或预测模型  
可达性潜能模型分析原理  
２．１  
ꢀ
， ：  
的集成和应用作了大量研究 如 张瑜等借  
与
、
潜能模型作为可达性度量模型是区域经济学  
ＧＩＳ  
，
与数学模型集成技术 研究分析了区域耕地  
助
、
地理学借鉴物理万有引力定律研究社会 经济空间  
ＧＩＳ  
的有效磷富集状况及生态风险空间分异特征  
佳等借助 与烤烟产值最佳估测模型集成技术  
［
］
１７  
；
位
。 ，  
相互作用的成果 潜能模型提出至今 得到了国内  
［
］
２５  
、
郑
，
。
外学者积极应用和改进 本文以  
ＧＩＳ  
Ｇｕａｌｉａｒｄｏ  
ｇ
［
］
１８  
；
［ ］  
２６  
［］  
５
宋正娜 等人提及的改进潜能模型为工具  
开展了福建烟区烤烟产值分区的研究  
张建新等  
、
朝洪  
利用  
设计了自动处理影像数  
ＡｒｃＧＩＳＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ  
ꢀ
，
度量可达性的方法 其计算表达式表示如下  
：
ｎ
ｍ
，
据的方法和模型 使用模型与  
集成的方法扩展  
ＧＩＳ  
Ｍｊ  
Ｐ
ｋ
，
Ｖｊ  
（）  
１
Ａ
ｉ
．
＝
＝
［
］
１９  
；
β
ＤｉＶｊ  
β
∑
Ｄｋ  
ｊ
∑
１
＝
ｊ
了
软件在影像数据处理方面的功能  
戴
ｊ
ＡｒｃＧＩＳ  
ｋ １  
＝
：
；
Ｍｊ  
式中  
表示设施点 的可达性  
ｉ
表示设施点  
ｊ
Ａ
慧等利用  
组件开发技术集成  
个国土  
ｉ
ＡｒｃＥｎｉｎｅ  
ｇ
１４  
；
Ｖｊ  
的吸引力  
表示各需求点需求对设施点 的可达  
ｊ
，
生态安全定量评价模型 研发了一个通用性强的国  
［
］
２０  
；
β
；
Ｄ
性的负面影响  
表示需求点 至设施点 的出行  
ｉ
ｊ
土生态安 全 评 价 系 统  
向 诗 剑 等 以 一 种 松 耦 合  
ｉ
ｊ
、
的 基于矢量的集成方式探索了一种集成  
（
Ｄ
、 ），  
以距离 时间或费用表示 为出行摩擦系  
β
与
阻抗  
ＡＢＭ  
［
］
２１  
；
（
数 一般在  
［，］  
中选取  
１２  
）；， 、  
分别表示设施点 需  
ｎ ｍ  
分析新能源汽车扩散的实现方法  
黄国如等  
ＧＩＳ  
；
实现 了 城 市 雨 洪 模 型  
与
的 集  
ＡｒｃＧＩＳ  
的紧密  
求点的 数 量  
为 需 求 点 的 某 项 可 达 性 影 响  
Ｐ ｋ  
ｋ
ＳＷＭＭ  
［
］
２２  
；
。
因素  
成
张攀攀等实现了大气环境模型与  
ＧＩＳ  
［
］
２３  
；
集成  
型和  
黄宏胜以完全集成方式实现了资源环境模  
工具开发环境的配置  
２．２  
ꢀ
［
］
２４  
。
是 于  
Ｐｔｈｏｎ ＧｕｉｄｏｖａｎＲｏｓｓｕｍ １９９１  
ꢀ
年推 出  
的集成应用  
ＧＩＳ  
ｙ
ꢀ
，
上述研究显示 学者对模型或方法与  
，
的一种功能强大的面向对象的开源编程语言 具有  
集成  
ＧＩＳ  
、 、 ，  
简单易学 不 受 局 限 跨 平 台 使 用 等 诸 多 优 点 因  
的研究主要聚焦在模型或方法与  
软件或组件  
ＧＩＳ  
（
的集成应用 如 文献  
［ ］） （  
和集 成开 发 如 文 献  
１７１８  
－
，
此 从  
，
开始  
Ｐｔｈｏｎ ＥＳＲＩ  
ｙ
被
进 一 步 整  
ＡｒｃＧＩＳ１０  
ꢀ

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