使用表示模型和过程模型解决空间问题

需要 Spatial Analyst 许可。

ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块可以帮助您执行有用的分析，但其本身无法解决问题。要获得希望的结果，必须提出正确的问题并提供正确的信息。

空间问题建模

一般来说，模型是现实的表达。由于真实世界固有的复杂性以及其中的交互作用，模型被创建为一种简化的、易于管理的现实视图。模型帮助您了解、描述和预测真实世界中事物的运作。

主要有两类模型：

• 表示模型 - 表示地表上的对象
• 过程模型 - 模拟地表上的过程

表示模型

表示模型试图描述地表上的各种对象。例如，建筑物、河流或森林。在 GIS 中通过一组数据图层来创建表示模型。在 Spatial Analyst 中，这些数据图层是栅格数据或要素数据。栅格图层由常规网格或格网表示，每个图层中的各个位置都由一个具有数据值的格网像元表示。各个图层的像元堆叠在彼此上方，以描述每个位置的多个属性。

表示模型由数据图层构成。

表示模型会试图捕获某个对象中的空间关系（如建筑物的形状）以及地表上其他对象之间的空间关系（如建筑物的分布）。除了建立空间关系，GIS 表示模型还能够为对象的属性（例如，各个建筑物的所有者）建模。表示模型有时被称作数据模型，并被视为描述性模型。

过程模型

过程模型试图对表示模型中描述的各个对象之间的交互作用进行描述。使用空间分析对这些关系进行建模。交互作用有多种不同的类型，且 Spatial Analyst 提供了大量可描述这些类型的工具。过程建模有时被称为制图建模。过程模型可用于描述过程，但通常用于预测采取某项行动时将发生的事情。

每种 Spatial Analyst 工具都可以被看作一个过程模型。一些过程模型很简单，而一些则较为复杂。使用地图代数或 ModelBuilder 添加处理逻辑和合并多个过程模型可进一步增加复杂性。

最基本的 Spatial Analyst 操作之一是将两个栅格相加：

对栅格的值进行求和为基本操作。

通过处理逻辑可增加复杂性。例如，如果某个位置的土壤为沙质且干燥，则该位置满足条件（真 [T]），可适用于某种用途：

可应用逻辑条件来增加复杂性。

通过一些专业化工具可进一步增加复杂性，这些工具的算法用于生成难以自行创建的分析结果。计算非欧氏距离或地下水中污染物水文扩散的工具是该类型工具的示例。

使用专业化工具增加复杂性。

通过合并多个工具和处理逻辑可以实现更高的复杂性：

通过合并多个工具和条件实现更高复杂性。

过程模型应尽可能简单地捕获必需的实际情况以解决问题。您可能只需要一步操作或一种工具，但对于复杂模型，有时可能需要数百步操作或数百种工具。

过程模型的类型

过程模型有多种类型，可解决各种各样的问题，这些类型包括：

• 适宜性建模 - 哪里是用于某种用途（如新学校、垃圾填埋场或公园）的最佳位置？
• 距离建模 - 哪里是最近的某个受保护濒危物种的栖息地？
• 水文建模 - 水从地表向哪个方向流动？
• 表面建模 - 某国家中各个位置的污染等级是多少？

接下来的步骤

一旦确定了要使用的模型类型（表示或过程），就可以开始构造模型了。关于详细信息，以下主题将详细介绍如何构造概念模型：

• 解决空间问题的概念模型
• 使用概念模型创建适宜性地图