空间分析原理与方法.doc

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1、第五章空间分析原理与方法主要内容：地理信息系统备种空间分析的原理方法，包括空间查询、空间量算、再分类、邻域分析、鲁加分析、缓冲区分析、网络分析等。重点与难点：栅格数据与矢量数据的叠加分析、空间查询、网络分析学时数：8什么是空间分析比如在地图上量测地理要素Z河的跖离、方位、面积以及利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例。GTS集成了很多先进技术，因此其进行空间分析的能力要远高于地图，空间分析早已成为GIS的核心功能Z-o在GIS屮，根据数据的性质，空间分析可分为：＞基于空间图形数

2、据的分析运算＞基于非空间展性的数据运算＞空间和非空间数据的联合运算空间分析的目的是解决人们所涉及到的地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。一、空间查询（一）图形属性相互査询▼沁'=11—'＞属性杳图形＞图形查属性（二）基本空间关系查询空间实体存在着多种空间关系，如拓扑、方位、距离等，通过空间关系查询和定位空间实体是GIS不同于一般数据库系统的功能之一。点、线、瓯实体的相互关系包括1）面面查询（相邻和包含）2）面点杳询（包含）3）点面查询4）线面查询（相交）如长江、黄河流经哪

3、些省区。5）线线查询（相交）6）点线杳询（某结点由哪些线相交）7）线点杳询（某条道路经过哪些村庄）（三）基于空间关系和属性特征查询如杳询满足下列条件的城市1）在京沪线的东部（方位关系）2）距离京沪线不超过50km（距离关系）3）城市人口大于100刀（属性信息）以Arcview屮的USA为例，查询距离密西西比河100m订es并且人口大于4力-的城市。二、空间量算点状地物（0维）:坐标线状地物（1维）:长度、曲率、方向面状地物（2维）:面积、周长、形状、曲率等体状地物（3维）:表面积、体积1、线的长度计算(xl

4、,yl)(x2,y2)(xn,yn)L二L1+L2+L3+L4+L5+L62、面状地物的面积矢量数据结构（右图）每条边，它的两条垂线、及这两条垂线所截得X轴部分所包

5、旳的面积所有瓯积的代数和即为多边形面积。栅格数据结构：统计具有相同属性值的格网数日。yX2、形状量算通常面状地物的外观复杂多样，很难找到一个准确的指标进行描述。通常认为一个标准的圆目标既菲紧凑型也非膨胀型，则可定义其形状系数为：其屮，戶为目标物周长，A为目标物面积。如果z/

6、算质心——通常定义为一个多边形或面的几何屮心。简单多边形如圆、矩形的质心很容易求得，而复杂多边形的质心计算很复杂。在某些情况下，质心描述的是分布屮心，而不是绝对几何屮心。例如要得到一个全国的人口分布等值线图，而人口数据到具级，所以必须在每个具域里定义一个点为质心,代表该县的数值，然后进行插值计算人口等值线。如果某具的绝大部分人口明显集屮于某一侧时，可把质心放在分布屮心上，这种质心称为重心或平均屮心。三、再分类对GIS的原始数据进行再次分类纟R织，即为再分类。（一）不改变已有地物的属性值，而只是根据地物的属性

7、，将其划分到相应的类别屮。（Arcview«

8、4图例编辑H1的分类显示）（二）通过对地物属性信息经过分类组织产生新的地物特征。如Arcview中的Reclassify命令四、信息复合（overlay）一叠加分析信息复合（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。（-）视觉信息叠加视觉信息蒂加是将不同专题的内容蒂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。1、点、线、面图层的复合2、遥感影象与地图的复合3、专题地图与数字高稈模型复合显示立体专题

9、图4、遥感影象与DEM复合生成真三维地物景观。（二）叠加分类模型喬加分类模型则根据参加复合的数据平面备类别的空间关系重新划分空间区域,使每个空间区域内备空间点的属性组合一致。可分为矢量图层叠加与栅格图层叠加矢量图层叠加根据叠加的矢量数据类型的不同，分为1、点与多边形的叠加点与多边形的亞加，实际上是计算多边形对点的包含关系。比如有一幅屮国政区图和屮国城市图，通过蒂加分析得出政区包含哪些城市。实际结果将多边形图层的屈性数据，注入到点数据层的屈性表屮。PointinpolygonFastfoodrestauran

10、tIDRestaurant1McDonald2PizzaHut3KFC4McDonald5BorgerKingTownsIDTownAShiQiBGangKouCSanJiaoIDTownR^staurnnt1ShiQiMcDonald2GangKouPizzaHut:3GangKouKFC4SanJiaof^cDonald5SanJiaoBurgerKing2、线与多边形的叠加（包含）线与多边形叠加，是比较线上