确定土地利用适宜图层
（一）空间运算单元
1.像元运算级别
由于模型空间运算主要基于栅格像元进行，因此需要对参与运算的像元根据参数属性进行类别定义。按精度顺序从低到高分别为：名词级、顺序级、区间级和比率级。具体而言，名词级用于对对象进行区分或分类；顺序级除了可以区分对象，还可以将对象进行排序；区间级除了能掌握对象类别的顺序，还能知道它们之间的差距，其数字可进行加、减运算；比率级作为测量级别中的最高级别，可进行加、减、乘、除运算（表5-2）。
表5-2 LUCIS模型中像元运算类型的异同及特征
续表
对LUCIS模型而言，像元运算级别之所以很重要，是因为运用GIS建模分析时，必须保证各参数被定义为正确的测量级别。上述四个级别中，只有区间级和比率级的数据可以直接参与栅格数据的数学运算。如果名词级和顺序级数据需要参与运算，则需要提前将其转化为区间级或比率级数据。
2.像元运算规则
（1）优势规则（Dominant rule）。
优势规则用于在相同空间位置上找到的、优选于所有其他值的单个值（主导值）的选择，其具体包括以下两种情形。
第一种是筛选排除情形。假设三个外部条件图层，运算中筛选排除的条件是：条件图层1中的各栅格属性值≥7，或者条件图层2中各栅格属性值≥4，或者条件图层3中各栅格属性值=2。如果输入的三个条件图层所对应的栅格单元中，满足上述外部图层条件中的任一查询，则结果图层的对应栅格单元将被赋值为1，反之则被赋值为0（图5-3）。
第二种是按序排除情形。将栅格数据加在一起，然后用预定义的适宜性方案进行排序（如1～9），在排除高于或者低于取值方案的值后，组合创建成结果图层。例如，栅格1是空间距离排序（距离上班单位的远近），栅格2是房租的排序，若综合这两个因素试图找寻出适合居住的数据，则结果图层中的“*”表示是被排除的数据（图5-4）。
（2）贡献规则（Contributory rule）。
结果图层单元的属性，仅由输入图层对应栅格值对结果的影响大小决定。确定输入数据对结果的影响贡献率大小分为两种情形：一是基于名词级数据，用于统计影响适宜性结果的正向指标数量；二是加权情形，即将各影响因子图层中的像元值按重要性赋予权重值后求和（图5-5）。
图5-3 优势规则——筛选排除
图5-4 优势规则——按序排除（取值方案为1～9）
图5-5 贡献规则（加权规则）
（二）土地利用类型图层的适宜性效用值分配
为三种土地利用类型图层的适宜性分配效用值，即对图层赋值。赋值范围为1～9，其中1代表最低、9代表最高。效用值的分配过程具体分为以下两种。
1.单个效用值分配
在一个单独的栅格图层中分配效用值，称为单个效用值分配（Single Utility Assignment，SUA）。因此，单个效用值分配也可以认为是创建SUA。创建SUA时，主要根据栅格的测量级别选择合适的排序策略，最后用栅格分类法完成赋值。在此过程中的排序策略分为区间级/比率级和名词级/顺序级两种。
（1）区间级/比率级排序策略。
由于图层数据已按区间划分，因此只需要将原始栅格值用ArcGIS的重分类工具转化为1～9的属性值即可。
（2）名词级/顺序级排序策略。
名词级/顺序级排序策略通常有四种方法，即直接赋值、讨论赋值、修正特尔斐法赋值和成对对比法赋值。直接赋值是最简单的方法，建模者独自决定每个图层中特征值的有效性并对结果负责，但也是结果争议最多的方法。讨论赋值是通过相关专家和利益相关者投票方式去决定图层特征值的排序。修正特尔斐法赋值也需要依赖群组对赋值达成共识。成对对比法赋值是将层次分析法的结果转换成1～9的单个效用值，计算公式如下。
注：AHPTV为层次分析转换的值（AHP Transformation Value）；SV为样本值（Sample Value）；MinSV为最小样本值（Minimum Sample Value）；NMaxV为新最大值（New Maximum Value）；NMinV为新最小值（New Minimum Value）；OMaxSV为旧最大样本值（Old Maximum Sample Value）；OMinSV为旧最小样本值（Old Minimum Sample Value）。
2.多个效用值分配
多个效用值的分配有两种情况：第一种是由多个SUA图层组合创建一个简单的多效用分配图层（Multiple Utility Assignment，MUA）；第二种是由多个MUAs或者多个MUAs和SUA组合创建一个复杂的多效用分配图层。具体创建MUA的方法有以下三种。
（1）非成对加权法。
非成对加权法包括秩和、倒数排序和指数排序计算方法，分别如公式（5-2）、公式（5-3）和公式（5-4）所示。
式中，wj表示加权逆秩和（weight inverse ranking/sum）；rj表示排序；n表示种类数。
式中，ρ为2。
（2）成对对比法。
成对对比法在创建MUA时，与创建SUA的不同点在于，不要求转换权重，即最终成对值就是最后的权重值。
（3）文献法。
文献法即在文献群中搜集和分析与研究目的相关的资料，通过比较和借鉴，对资料做出恰当的分析和使用。
在上述方法基础上，确定适宜性图层的过程可以概括为，先将多个与目标层对应的SUA图层进行叠置运算，从而得到与目的层对应的多个MUAs图层，再将目的层的多个MUAs通过叠置运算，得到最终适宜性MUA（图5-6）。
图5-6 SUA结合为MUA以及MUAs结合为MUA