ArcGIS教程：了解路径距离分析（一）

　　路径距离工具，如路径距离、路径距离分配和路径距离回溯链接均用于距离分析。这些工具与“成本”、“欧氏”、“水文分析”以及其他 Spatial Analyst 工具配合使用可以有效地对扩散和移动过程进行建模。下面的内容描述了路径距离工具的基础理论和使用方法。

　　路径距离的基本运动规则

　　路径距离工具与成本距离相似，两者都用于确定从某个源到栅格上各像元位置的最小累积行进成本。但是，路径距离不仅可计算成本表面的累积成本，而且当需要对必须行驶的实际曲面距离以及影响到从一个位置到另一个位置的总移动成本的水平和垂直因子进行补偿时，路径距离工具也是适用的。这些工具生成的累积成本表面可用于扩散建模、流向运动和最低成本路径分析。

　　要充分使用路径距离工具，必须了解在表面上进行扩散和运动的一些基本原则。要说明这些基础原则，需要在成本因素不同的情况下计算能源的消耗量，更明确地说就是汽车在两点间行驶所需要的燃油量。

　　驾驶一辆汽车在平坦的道路上行进 50 英里从点 A 到达点 B 需要 x 加仑的燃油。

　　



　　如果必须在崎岖不平的表面上行驶(例如未铺面道路)，则同一辆汽车从点 A 行驶到点 B 将需要更多的燃油量。第二个示例中，所消耗的燃油量的计算方法为：将在摩擦表面上行驶所受到的摩擦影响(即摩擦系数 (F)，用以对崎岖表面进行补偿)，乘以行驶的距离再除以该车在平坦道路上行驶时的每加仑英里数(D = 行驶英里数/每加仑英里数)，得到如下公式：

　　F * D = fuel_used

　　



　　上述公式也可用于第一个示例中，但其摩擦系数的影响要比第二个示例中低很多，因为该车在平坦的表面上行驶。

　　如果从点 A 到点 B 的路径是上坡，则该车的实际行进距离将比道路平直时的距离要远。(此时，您可以忽略推动车辆爬坡所需的额外燃油。)要行进的距离被称为表面距离 (SD)。

　　



　　在此类行进表面上，表面距离超出了实际行进距离。继续上例，此时该车必须在不平的道路上行驶更长的距离。表面距离 (SD) 会以系数的形式提高行驶的总成本，而不是简单的相加。考虑表面距离(SD 替换 D)时，使用以下公式：

　　F * SD = fuel_used

　　可能影响汽车能量消耗的另一组系数是水平系数。这些系数会考虑最容易行进的水平路径以及汽车自此处的行进距离。此例中的一个水平系数可能是风速。如果汽车的后面有强风，则无论表面和实际行进距离如何，从点 A 行进到点 B 所使用的燃油量都会少一些。

　　



　　在行进总成本中包含水平系数 (HF) 可得到如下公式：

　　F * SD * HF = fuel_used

　　必须调整与风速相关的水平系数，以补偿将会遇到的与行驶方向和风向间的关系有关的水平摩擦量。例如，如果风从汽车后面以 45 度角吹来，将有助于汽车行驶，但是肯定没有直接从后面吹来(0 度)的帮助更大。

　　



　　如果汽车逆风行驶，则水平摩擦系数最大。

　　影响汽车能量消耗的最后一类因素是行驶中必须克服的上坡或下坡，这被称为垂直系数。在本例中，如果汽车下坡行驶，则总行程成本减少;如果上坡行驶，则总成本增加。

　　



　　将垂直系数 (VF) 与上述公式结合可得到如下公式：

　　F * SD * HF * VF = fuel_used

　　对扩散或运动对象的源进行建模时，路径距离工具可控制摩擦、表面距离、水平系数和垂直系数。上例虽是一个简单的示例，但是可以说明影响运动的诸多因素。多数运动并不像汽车在平面上行驶这么简单。例如，当垂直角度较大或与指定的水平行进方向明显偏差时，对于某些类型的现象来说可能反而是最低成本。在某种情况下，零坡度可能会非常耗费成本。垂直系数的坡度可能是空气密度、浓度级别或噪音分贝值而不是高程。路径距离工具可以控制影响扩散的因素(如此处所列因素)，可以自定义分析以满足所研究现象的需求。