【ArcGIS】两步移动搜索法

基于直线空间距离的两步移动搜索法(不是道路距离)

【分析原理】两步移动搜索法比较多应用在绿地研究中,这里我们以绿地为例进行解释:

第一步,对于每一块绿地j,给定空间距离阈值d0,便形成一个空间作用域(catchment);对于落在空间作用域内的每个街道k的人口,利用高斯方程赋以权重,并对这些加权后的人口进行加和,可得到绿地j所有潜在的使用者数量;再将绿地的规模除以所有潜在使用者数量得出供需比率Rj

式中:Pk是绿地j的空间作用域内(dkj≤d0)街道k的人口数量dkj是从街道k中心到绿地j中心的空间距离;Sj是绿地j的容纳能力,文中以绿地的面积为代表(比如要是养老院就是床位数);G(dkj,d0)是考虑到空间摩擦问题的高斯方程,(相比原始模型,引入高斯方程后的模型就是多了这个),计算方法如公式(2)所示:

第二步,对于每一个街道i,给定空间距离阈值d0,便形成另一个空间作用域,同样对于落在空间作用域内的每块绿地l的供给比率(Rl)利用高斯方程赋以权重,然后对这些加权后的供给比率(Rl)进行加和,便得到每个街道i的绿地可达性Ai。Ai值的大小可以理解为在某领域内城市绿地的人均占有量,单位是㎡/人。

式中:Rl表示街道i的空间作用域内(dil ≤d0)绿地l的供给比率。其他指标说明同公式(1)。显然选择合理的空间距离阈值d0是两步移动搜索法的关键。按照以往经验,人的步行速度为5km/h(肖华斌等, 2009)。一般而言步行者出行的最大心理承受时限不会超过30分钟,那么以5km/h的平均水平,半个小时可到达的距离约为2.5km,因此d0取2.5km为宜。也可以分级(500m、1000m、2000m、2500m这样)

图3与图4是高斯两步移动搜索法的示例。在图3中,以d0为阈值,有1、2、3 三个街道中心点落在了绿地a的空间作用域内。同样在图4中,以d0为阈值,有a、c两个绿地中心点落在了街道2的空间作用域内,根据公式(3),对a、c高斯方程加权后的供需比率进行累加,便得到了街道2 的绿地可达性。


【数据分析】两种点数据(多对多)

【实验目的】行政区划点图层中的每个城市,到city_area_2015图层中的每个图斑的可达性,其中权重是city_area_2015中不同图斑的面积


通过领域分析,建立多对多的最短直线距离



搜索半径可以自己设置,因为我研究的是全国范围内,研究区域比较大,所以我就设置成50km,如果是某个城市,可以设置成1km


因为输入的是行政区划,所以对应的inputFID就是行政区划点中的不同区域的FID。而nearFID,就是cityarea2015的FID,Distance代表着距离,可以根据GIS的分析工具了解,具体内容如下

在输出的(行政区划县_点_PointDistance2)的属性表中,连接(inputFID_行政区划)属性表的面积和(nearFID_cityarea2015)属性表的面积



计算公式(2)的高斯衰减函数

((math.exp((-1/2)*( !DISTANCE! /50000)*( !DISTANCE! /50000)))-(math.exp(-1/2)))/(1-(math.exp(-1/2)))

计算公式(1),添加字段【Guss_pk】和【Sum_中心area】。【Guss_Pk】是中心j的空间作用域内(dkj≤d0)行政区划k的面积,即“Guss*行政区划area”计算高斯修正后的行政区划面积。


以NearFID即中心点为汇总字段,汇总【Guss_Pk】字段,得到每个中心点在50km的空间作用域内的行政区划面积。



将汇总输出的表再连接回到“行政区划县_点_PointDistance2”,将值计算至【Sum_行政区划area】字段上来。






.计算Rj,即公式(1)。中心area就是代表中心的面积。

计算公式(3)中高斯修正的绿地供需比Rj。即【Guss*Rj】


以inputID即行政区划点为汇总字段,汇总【Guss_Rj】字段,得到Ai。行政区划点中添加字段Ai,将汇总输出表的Ai的值连接至小区点图层中,并将值计算到Ai中。



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