3.4 叠加分析
3.4.1 概念
矢量叠加分析（Overlay Analysis）是指将同一区域的、具有正确空间坐标系统的两个或多个不同主题的矢量数据图层进行逻辑交、差、并等拓扑运算，生成一个具有多重属性的新图层的过程。
叠加后产生新的数据，原数据保持不变。新数据中的图形（线或多边形）在原数据的基础上进行重构（交叉部分进行切割），属性将继承参与叠加的要素的属性信息。
3.4.2 矢量叠加的类型
1．点与多边形的叠加
点与多边形的叠加是将输入图层上的点要素与叠加图层上的多边形要素进行空间叠加，输出结果为点数据。这种叠加的实质就是确定点与多边形要素之间的包含关系，同时新生成的要素也获得了多边形的某些或者全部的属性。它常常用于确定点要素的归属问题。
2．线与多边形的叠加
线与多边形的叠加是将输入图层上的线要素与叠加图层上的多边形要素进行空间叠加，输出结果为线要素。它通过比较线上的点坐标与多边形坐标的关系，判断线段是否落在多边形内。对于跨越多个多边形的，需要在边界处对线进行剪断，使得被剪切的线段落入相应的多边形内，同时也继承了包含该线段的多边形的属性。
3．多边形与多边形的叠加
多边形叠加是将两个或多个多边形要素进行叠加，叠加后产生新的多边形，这些新多边形获得了叠加前两个或多个多边形的属性。多边形叠加过程可以分为几何求交和属性分配两个步骤：几何求交首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些点重新进行多边形拓扑运算；属性分配即对新生成的拓扑多边形图层的每个对象赋予唯一的标识码，同时生成一个与新多边形一一对应的属性表，表中继承了叠加前各多边形要素的属性数据。
3.4.3 矢量叠加的方法
1．合并（Union）
它将输入图层与叠加图层的空间范围联合起来，保留输入图层和叠加图层中的所有图形信息和属性信息。该操作的逻辑表达式为“输入图层∪叠加图层”，并要求进行分析的图层均为多边形图层。
2．相交（Intersect）
它只保留输入图层与叠加图层公共部分的空间图形，并综合所有叠加图层的属性。该操作的逻辑表达式为“输入图层∩叠加图层”，其输入图层可以是点、线或者多边形图层，输出图层的性质与输入图层相同。
3．识别（Identity）
它以输入层的数据范围为边界，保留边界内叠加图层的所有多边形，输出图层也获得了叠加图层的属性数据（图3.87）。该操作的逻辑表达式为“（输入图层∩叠加图层）∪（输入图层）”。其输入图层可以是点、线或者多边形图层，输出图层的性质与输入图层一致。
4．更新（Update）
它用叠加层内的多边形全部替换输入层中同一区域的所有要素，新生成的图层保留原来的属性字段，但在叠加层范围内的多边形属性从叠加层获得。该操作的逻辑表达式为“【输入图层－（输入图层∩叠加图层）】∪（输入图层∩叠加图层）”。其输入图层可以是点、线或者多边形图层，输出图层的性质与输入图层一致。
5．擦除（Erase）
它在输入图层中擦除由叠加图层所定义的范围。它以擦除层为界，将输入层中与擦除层相交的部分擦除。即在输入层中去掉叠加层范围内的要素，新生成的图层是以输入层的边界为外边界和叠加层的边界为内边界构成的（图3.88）。该操作的逻辑表达式为“输入图层－（输入图层∩叠加图层）”。
6．对称区别（SymmetricalDifference）
它也称对称差、反相交。它和逻辑交的运算是相反的，逻辑交是保留要素的共同部分，而对称区别是去掉相交部分，保留各自不相交的部分。
3.4.4 矢量叠加中两个问题的处理
1．碎多边形的处理
满足最小上图图斑的要求。产生的主要原因在于不同图层中要素的边界不重合，这种不重合可能是正常现象，也可能是由要素边界不稳定或者是数字化过程中产生的误差等因素所引起。
（1）设定模糊容差（Tolerance）
（2）数据预处理与后处理：Eliminate工具可以将碎多边形按公共边最长法或面积最大法，将其合并到相邻的多边形中。
（3）融合：基于某一个特定的属性将相邻多边形进行整合。Dissolve工具可以将相邻且具有某一相同属性的多边形进行合并，消除它们之间的边界。
2．几何属性的重算
长度（周长）、面积等几何属性的重算：一是直接采用Geodatabase格式来自动重算；二是对Shapefile格式手动创建新字段并计算几何属性。
3.4.5 叠加分析的应用
叠加分析可以用于解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态变化分析以及地图要素的更新、区域信息提取等方面的问题。实际应用可涉及适宜性评价、环境评价、灾害评价、城乡规划、土地定级与地价评估等众多领域。
