第五章 土地数据空间分析

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1、第五章土地数据空间分析空间分析概述土地数据查询与量算空间关系分析数字地面模型及应用土地数据分析实例一、概述空间分析是GIS系统的重要功能之一,是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。是评价GIS软件的主要评价指标之一。空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，专业属性则是实体某一方面的性质。定义：空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等信息。空间分析

2、的意义是地理信息系统的重要组成部分，也是区别于其它类型系统的一个最主要的功能特性。空间分析的目的：通过对空间数据深加工，获取新的地理信息。Goodchild(美国)把空间分析分为两类：（1）产生式分析——获取新的地理信息数字地形模型分析空间叠合分析空间邻近度分析空间网络分析（2）咨询式分析——回答用户问题空间集合分析空间数据查询二、空间信息1、空间位置：借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。2、空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。3、空间形态：空间对象的几何形态，点、线、

3、面（平面、曲面）、体4、空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。二、空间信息5、空间相关：与空间物体在空间域上的统计相关，通常以相关场和相关曲面描述，如降水与径流之间的相关、疾病与水源之间的相关等。空问相关反映空间事物之间因果联系的紧密程度及其在空间域上的变化，往往据此可以得出深层的结论。6、空间相似：空间相似描述物体在形态和结构上的一致性。7、空间对比：空间对比反映事物在空间域上的差异，揭示空间现象的地带规律。质量（土壤区域差异）、数量（人口密度分区）和形态（地貌形态分布）8、空间趋势：空间趋势反映空间事物在空间域上全局变化

4、的主要特征，它忽略了局部差异的、占主导地位的变化规律。9、空间运动：空间运动反映空间事物在空间域上的位置和形态变化。（人口迁移、土地沙化、城镇化进程）三、空间分析的基本内容1、空间位置的描述与分析（x，y）、（ψ，λ）2、空间分布分析：空间分布检验，以确定分布是否随机分布，是否均匀分布等；空间分散参数的描述，如分布密度、均值、中心、轴线、离散度等；空间聚类分析，以反映分布的多中心特征并确定这些分布中心；空间趋势的分析，以反映面状分布事物的空间趋势；空间聚合与分解、综合与取舍，以反映空间对比，区分主次3、空间形态分析：面向空间物体的个体几何特征4、

5、空间关系分析：空间距离分析、方位计算与分析、连通行分析、可达行分析、通视分析。5、空间相关分析：空间事物在空间域的相关性可以通过统计方法来分析，如用于描述城市间人口迁徙和货物运输相互作用的模型，用于降水与径流间的空间统计相关性的计算都是相关分析的例子。四、空间分析的可靠性1．数据的保障程度数据的质量和精度是土地信息系统建设和应用的关键因素之一，此外，数据实时更新速度也是分析成果有效的重要因素。在城市应急系统中通常都具有最佳路径选择功能，最佳路径分析难以考虑各种突发事故，系统亦难以获得这样的数据。叠置分析在理论和技术上均是十分完善的，但由于数据

6、来源多样，同样空间地物呈现出不同的坐标数据，使得分析结果中出现很多多余的缝隙多边形，严重影响分析的可使用性。四、空间分析的可靠性2．数据的合理性一些空间决策需要极为详细的数据支持，亦涉及很多影响因子，全面采集相关数据是不可能的，这就使人们放弃对精全的追求，应用一些概略分析模型，其分析结果则必然是不十分可靠的。如在城市规划中，商业网点的分布是一个极为复杂的问题，为了简单起见，我们可以用简单的单目标规划模型来解决，即以商业网点与居民之间的直线距离总和最短为目标求解网点分布，这样的分析结果必然是十分粗糙的。四、空间分析的可靠性3．计算的正确性计算

7、的正确性既可以受软件质量的影响，也可以受数据和模型的影响。在数据正确完整、模型正确的条件下，由于程序设计的错误、算法欠佳、无精确解而采用近似解等原因都可能影响分析质量。对通视分析，分析模型无疑是正确的，但由于难以直接计算连续曲面上的通视问题而将曲面剖分为若干平面片，这就是近似解法。此外由于地表的建筑物、植被的高度无法精确确定而采用平均期望值，这就是数据近似，因此给定点的通视图分析结果与实际情况必然存在差异。各种空间分析术语基本的空间分析包括以下方面：空间查询空间量算简单的空间分析缓冲区分析叠加分析网络分析空间统计分析复杂的空间分析

8、空间插值数字高程模型空间建模与空间决策支持系统面向应用的分析5.2土地数据的查询与量算空间信息查询是按一定的要求对地理信息系统所描述