第六章空间分析一4教学材料.ppt

地理信息系统基础与实践Geographical Information System Theory and Practice ;学习目标： 1、理解图文互访； 2、掌握点、线、面相互关系的查询； 3、了解空间量算的各种方法及应用 4、理解叠置分析的概念和类型 5、掌握多边形叠置分析的步骤和方法 6、理解缓冲区的概念和作用，并能说明其应用方法 7、了解泰森多边形、网络分析在地学中的主要用途 8、掌握数字高程模型与数字地形模型的概念、作用与表示方法。 重点难点： 执行空间分析的方法和步骤； DTM 和DEM;空间分析的定义;空间分析分类 1???按分析方法看GIS空间分析分类 (1)GIS系统提供的空间分析 查询检索分析、空间形态分析、地形分析、叠置分析、邻域分析、网络分析、图像分析、空间统计分析等。 (2)专用空间模型分析 指在GIS支持下通过建立一定的数学模型实现地理现象的分析和模拟，这是GIS应用深化的重要标志。 2、按用户交互方式看GIS空间分析分类 （1）咨询式空间分析 主要根据已有数据实现空间数据的查询检索及集合分析。 （2）产生式空间分析 基于GIS中拓扑关系和空间操作运算、空间统计分析及将GIS作为通用工具同其他专业模型结合，实现空间数据的模拟和分析。;3、按空间数据特征看GIS空间分析分类 （1）空间数据的空间特性分析 空间位置分析：指通过空间坐标系中坐标值来确定空间物体的地理位置。 空间分布分析：空间分布反映了同类空间物体的群体定位信息。 空间形态分析：空间形态反映了空间物体的几何特征，包括形态表示和形态计算两个方面。前者如走向、连通性等，后者如面积、周长：坡度等。 空间关系分析：空间关系反映了空间物体之间的各种关系，如方位关系、距离关系、拓扑关系、相似关系等。 （2）空间数据的非空间特性分析 主要是基于数据库的统计分析。;基本的空间分析包括以下方面： 空间查询 6.1 空间量算 6.1 缓冲区分析 6.3 叠加分析 6.4 网络分析 6.5 空间统计分析 6.2 空间插值 5.7 数字高程模型 6.6 空间建模与空间决策支持系统 6.7;第一节、空间查询;空间查询方式;空间查询显示;查询通常基于标准的SQL实现，之后按照属性数据和空间数据的对应关系显示图形。;(1)空间几何数据查询 主要根据空间目标的几何数据，分析计算不同地物(如线状地物)的长度、组成、坐标点数及面状地物的面积、周长等。 (2)空间位置查询 简单的点击空间点状地物，就可获取坐标点地理位置； 点击线状地物，就可获取该线的长度及地理位置； 点击面状地物，就可获取该面的周长、面积及其地理位置等。 (3) 空间关系查询：主要指拓扑关系查询。 ①同类要素间的邻接性查询、连通性查询、包含性查询、重合性查询、方向性查询等。 ②不同类要素间的关联性查询、穿越性查询、落入性查询、方向性查询等。;3、结合空间特性和非空间（属性）特征的查询;（二）、空间数据查询的数学基础;（三）、空间查询的方法;扩展SQL查询;例：在ARCVIEW软件下，提供查询的对话框，可在对话框编写查询的条件进行查询。;可视化查询是指将查询语言的元素，特别是空间关系，用直观的图形或符号表示。查询主要使用图形、图像、图标、符号来表达概念。 具有简单、直观、易于使用的特点。 缺点：当空间约束条件复杂时，很难用图符描述；用二维图符表示图形之间的关系时，可能会出现歧义；难以表示“非”关系；不易进行范围（圆、矩形、多边形等）约束；无法进行屏幕定位查询等。 ;3、 基于自然语言的查询：在查询语言中引入自然语言的概念;几何量算; 一、长度量算:包括矢量曲线的长度量算 线由点组成，矢量图形的长度量算基于 直线段的两点之间距离公式，设空间两点 p1（x1，y1）和p2（x2，y2）， 则直线段的长度为 由此不难得出折线与多边形周长的长度量算公式 式中，i为折线或多边形的顶点数，含义为依次求出组成折线或多边形的所有线段长度，然后累加求和 多边形周长等于相邻点距离之和 ;二、面积量算：多边形面积等于：凸折线梯形面积之和，减去凹折线梯形面积之和。;形状量算;圆 U=1;伸延率=L/ L’ 式中，L为区域最长轴长度，L’为区域最短轴长度。;质心量算;距离量算;n 维匀质空间广义距离公式 ;空间数据的统计分析： 1、属性数据的集中特征 （1）平均数（ ）： 简单算术平均数： 加权算术平均数： （Pi为权重） （2）中数（Me） ： ;空间数据的统计分析： 1、属性数据的集中特征 （1）平均数（ ）： （2）中数（Me） ： 在数据集 X中，如果有一个数x 同时满足下式： P(X≥