第章_空间分析原理.ppt

内容提要 第一节 概述 第二节 空间数据的复合分析 第三节 邻域分析 第四节 数字地面模型 第一节 概述 评价GIS指标, 与其它系统区别。 1、空间分析的定义 空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，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、空间形成、空间演变等信息。 2、空间分析的功能 (1) 查询检索：属性、图形、交叉查询等。 (2) 形态分析：对几何特征进行分析，如计算距离、面积、周长等。 (3) 地形分析：通过数字高程模型进行如坡度坡向分析、视域分析、淹没分析等。 (4) 叠加分析：以叠加运算为基础对多种地学信息进行综合分析，以判断信息间相互关系，并获取更丰富的信息。 (5) 邻域分析：根据指定的目标信息检查邻近区域内的目标信息，或从邻近区域的目标信息中进一步分析特定的目标信息。如缓冲区分析。 (6) 网络分析：最短或最佳路径分析，寻找两点之间的最优通道。 (7) 模型分析：加强系统的分析功能。 第二节 空间数据的复合分析 概念: 将同一空间上两个或两个以上不同含义的地理要素的重合点之间进行分析处理。 一、复合分析的数学方法 1．逻辑关系分析。用逻辑表达式来分析处理重合点的非几何特性之间逻辑关系，实现对空间数据复合、提取、删除等操作。包括： (1) 逻辑交运算。如A为针叶林区，B为坡度15度，子集C表示既是针叶林又是坡度15度的区域。 (2) 逻辑并运算。逻辑并运算得子集C，它表示该区域是针叶林或坡度15度。 (3) 逻辑非运算。逻辑非运算得子集C，它表示坡度不小于15度的针叶林区。 2．算术关系分析。通过对重合点的非几何特性间算术运算，求得新的复合层。 算术差运算：将同一地区不同时间拍摄的影象信息进行算术差运算，求得不同时间差异的复合图，了解其动态变化。 比值处理：在遥感图象处理中使用图象相除运算，实现图象增值，如对多光谱图象进行比值处理后，扩大图象差异，有利于识别地物。 3．统计关系分析。用统计分析方法来获取各重合点之间非几何特性值，从而得到新的复合层，以表示不同属性之间关系或按统计值划分区域。 分视觉信息复合分析和叠加分析两类。 二、视觉信息复合 将同一地区的同一比例尺的不同含意图象进行叠合，从而获取更多的空间信息，以便用户判断不同地理实体的空间关系。 1．点、线和面状图之间复合 通过点、线和面状图之间相互复合。寻求特征信息在空间上的关联性。 如居民点与污染区空间位置关系，旅游路线确定等。 2．生成立体专题图 把专题图和数字高程图复合，生成立体专题图可增加视觉效果，便于人类认识、改造和利用自然资源。 3．遥感信息和专题图的视觉复合 在遥感分类中的“异物同谱”现象, 把遥感分类图和专题图进行视觉复合，可提高遥感分类精度。 三、叠加分析 (spatial overlay analysis) 叠加分析: 叠加形成一新的目标，对空间区域重新划分，属性数据中包含了参加叠加的多种数据项。 分栅格叠加和矢量叠加。栅格叠加得到新的栅格属性，而矢量叠加得到包括新的空间特性和属性关系。 拓扑叠加产生伪多边形，可指定容差值消除。 栅格叠加组合数量很大，需进行条件叠加。 分条件叠加和无条件叠加。无条件叠加也称全叠加，适用于叠加要素较少的场合。 图5-33 无条件叠加 条件叠加: 以特定条件对两组以上图件中相关要素进行叠加。 空间查询，空间聚类，空间聚合等，其实质是用条件叠加来实现的。 空间聚类：根据聚类条件使符合条件的区域输出到图上，不符合条件的区域为空白。 空间聚合：根据聚合条件, 将同一图层上不同属性进行合并，实现地域合并。 1．叠加条件的确定 可是几何、也可是属性条件。 (1) 根据求解问题的目标确定条件。 例如：已知某地区的降雨量分布图及土壤图，现在要了解降雨量1000mm，土厚50cm的地区。则： E=(降雨量1000)∩(土厚50cm) (2) 根据专家命题模型来确定条件。 根据经验确定逻辑分类模型。 例如根据农业专家经验适宜于种水稻的条件为： 积温3200?C；降雨800mm；坡度3 ?；无霜期200天。则： E=(积温3200)∩(降雨800)∩(坡度3)∩(无霜期200) 2．叠加方法 栅格叠加算法简单，主要是减少存贮量。 单个栅格为单元的叠加，数据大。 用游程编码实现叠加操作可减少存储量，提高运算效率具有明显优越性。 例：如图示的降雨量及土层厚度。 若对第k行进行全叠加后的游程编码如表所示。 若对第k行按如下关系表达式进行条件叠加，其条件表达式为； E=(降雨量=1000mm)∩(土厚=50cm) 则得到第K行的游程编码如下表所示。0为空白。依次对各行进行叠加可得全图。 第三节 邻域分析 概念: