《GIS分析导论》PPT课件

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1、第六章GIS分析导论6.1空间分析的数学模型GIS的数据模型分两大类，即矢量数据模型和栅格数据模型。以栅格数据模型为存储结构、地图代数（MapAlgebra）为数学基础的空间分析方法自1980年代后期以来成为GIS技术发展的重要方向，并日趋成熟。它的最大特点就是能够对空间问题进行建模，因此已成为衡量一个GIS功能强弱的关键指标之一。一.栅格数据模型1、概念栅格数据模型是一种简单直观的空间数据结构，又称网格结构或像元结构是将地球表面划分为大小相等的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素由行、列定义，并包含一个代码

2、表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包含指向其属性记录的指针。因此，栅格数据是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地理要素的非几何属性特征2.栅格数据结构获取方法栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地理要素的非几何属性特征。特点：属性明显，定位隐含。获取方法：(1)手工网格法；(2)扫描数字化法；(3)分类影像输入法；(4)数据结构转换法。二.矢量数据模型XYijx1y1x2y2xiyixnyn1、概念矢量数据模型的矢量结构是通过记录坐标

3、的形式来表示点、线、面(多边形)等地理实体。特点：定位明显，属性隐含。获取方法：(1)手工数字化法；(2)手扶跟踪数字化法；(3)数据结构转换法。比较内容矢量结构栅格结构数据结构复杂简单数据量小大图形精度高低图形运算、搜索复杂、高效简单、低效软件与硬件技术不一致一致或接近遥感影像格式要求比较高不高图形输出显示质量好、精度高，但成本比较高输出方法快速，质量低，成本比较低廉数据共享不易实现容易实现拓扑和网络分析容易实现不易实现三矢量结构与栅格结构的比较四三维数据结构三维数据结构也存在栅格和矢量两种形式。栅格结构使

4、用空间索引系统，它包括将地理实体的三维空间分成细小的单元，称之为体元或体元素。存储这种数据的最简单形式是采用三维行程编码，它是二维行程编码在三维空间的扩充。这种编码方法可能需要大量的存储空间，更为复杂的技术是八叉树，它是二维的四叉树的延伸。三维矢量数据结构表示有多种方法，其中运用最普遍的是具有拓扑关系的三维边界表示法和八叉树表示法。6.2GIS空间分析的基本原理与方法一、栅格数据分析的模式1栅格数据的聚类、聚合分析1）聚类分析概念：空间聚类是根据预先设定的聚类条件，使符合条件的区域输出在图上，不符合条件的区域

5、为空白。（a）栅格数据系统样图(b)提取要素“2”的聚类结果聚类分析示意图在四种类型要素中提取其中要素2的聚类：21;1,3,40示例：空间聚类（1）某镇土地利用现状左下图是一幅土地利用栅格图（1.耕地，2.园地，3.林地，4.居民点，5.独立工矿，6.水域，7未利用地），设定条件可以是：E=（属性=“水域”）∩（面积≥1公顷）∩（水域邻接居民点），右下图是输出结果。这类聚类条件的设定常用于位址规划。图空间聚类分析输出图形2）聚合分析概念聚合分析是根据预先设定的聚合条件，在同一图层上进行数据类别的合并或转

6、换，以实现空间地域的兼并，从而将复杂的空间数据合并成预定的类别空间聚合的结果往往是将复杂的类别转换为较简单的类别，大多数以小比例尺图形输出。当从大比例尺图形向小比例尺图形转换时，常使用这种方法。(a)(b)栅格数据的聚合a:>=3b:<31耕地2园地3林地4居民点5独立工矿6水域7未利用地耕地、园地、林地、水域农用地；居民点、独立工矿建设用地未利用地未利用土地聚类、聚合分析应用栅格数据的聚类聚合分析处理法在数字地形模型及遥感图象处理中的应用是十分普遍的。例如，由数字高程模型转换为数字高程分级模型便是空间

7、数据的聚合，而从遥感数字图象信息中提取其一地物的方法则是栅格数据的聚类信息复合模型(overlay)包括两类：即简单的视觉信息复合和较为复杂的叠加分类模型。正因为如此，栅格数据常被用来进行区域适应性评价、资源开发利用、规划等多因素分析研究工作。在数字遥感图象处理工作中，利用该方法可以实现不同波段遥感信息的自动合成处理。视觉信息复合是将不同专题的内容叠加显示在结果图件上，参加复合的平面之间没发生任何逻辑关系，仍保留原来的数据结构；叠加分类模型则根据参加复合的数据平面各类别的空间关系重新划分空间区域，使每个空间区

8、域内各空间点的属性组合一致。叠加结果生成新的数据层，该数据层图形数据记录了重新划分的区域，而属性数据库结构中则包含了原来的几个参加复合的数据层的属性数据库中所有的数据项。2栅格数据的信息复合分析（1）、概念视觉信息复合是将统一地区的统一比例尺的不同含义的图形图像进行叠合显示在屏幕上或结果图件上，以便判断不同地理实体的空间关系，从而获取更多的空间信息。视觉信息复合中，不改变各图层数据结构，也不形成新的