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空间数据分析《地理信息系统与应用》读书报告 姓 名：苏明珍 学 号：1130101098 专 业：水文学及水资源 研究方向：水资源规划与管理 导 师：董增川 手 机 空间数据分析 前言 随着社会进步和科技的发展，空间数据处理研究面临日益严峻的新挑战。首先，由于空间数据采集技术不断的成熟和普及，大量的空间数据可以通过遥感遥测、地理信息系统、物联网、多媒体系统、医学和卫星图像等各种形式进行采集成。其次，由于电子信息领域存储介质技术的进步，存储器本身的容量得到大规模的提升，因而大量的与时间相关的空间数据的历史记录可以通过大容量存储介质保存起来。随着时间的推移，这些历史数据构成海量的空间数据库。 空间分析是从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的核心功能之一。它特有的对地理信息的提取、表现和传输的功能，是地理信息系统区别于一般管理信息系统的主要功能特征。空间分析的目的是，分析空间数据，获得新的地理信息，提供空间决策信息。 概述 空间数据是用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。空间数据通常可以用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然世界的数据。与传统数据相比，空间数据具有显著的特点：第一，空间数据总与某一地理方位相关，除了非空间属性以外，还包含拓补关系、距离关系、方向关系等空间属性；第二，空间数据具有空间自相关特性，每一空间对象总与其它事物相关，且邻近对象之间的相关性往往比距离更远的对象之间的相关性要强。这些特性使得空间数据的分析比传统数据分析面临更多的困难。 空间分析法。主要利用地理信息系统的各种分析模型和操作对数据进行深分析，从而产生新的信息和知识。空间分析方法有综合属性数据、拓扑、距离、趋势面、预测等分析，可发现空间上的相连、相邻和共生等关联规则，或发现最短路径、最优路径等辅助决策知识。 空间数据分析最早是在地图制图学和测量学中发展起来的，但是现在已经延伸到很多研究领域。例如，在流行病学研究中，人们用地理空间信息来研究传染病的传播模式。一个著名的案例就是1854年英国伦敦宽街街区的霍乱传播的控制。约翰·斯诺博士通过在地图上对霍乱患者住址的分析找到了引发霍乱的病源，最终通过切断被污染的水源，从而有效的遏制了霍乱的进一步蔓延。空间数据分析是地理信息系统中最为重要的内容之一。空间数据分析可分为两类：（1）产生式分析。如空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析；（2）咨询式分析：如空间集合分析，空间数据查询等。 空间分析是 GIS 的主要特征，有无空间分析功能是 GIS 与其他系统相区别的标志。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以对空间事物做出定量的描述。从信息提取的角度来讲，这类分析还不是严格意义上的分析，而是一种描述和说明，是特征的提取、参数的计算。 空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息；是地理信息系统的主要特征，同时也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一；是各类综合性地学分析模型的基础，为人们建立复杂的空间应用模型提供了基本工具。因此，在研究空间分析时，就不能不考虑空间数据表示方法与数据模型。 GIS 通过对空间数据的分析以实现对原始空间数据进行转换从而解决特定的问题。目前，常见的空间数据分析应用有：矿产资源分布研究、动物迁徙分析、城市犯罪地理学、交通路网分析、地震灾害研究、物种种群分布研究、车载 GPS导航、城市规划、企业市场战略部署、商业网点规划、通信网络规划、企业客户关系管理、房地产楼盘规划、个人位置服务等等。实际上，空间数据分析和处理已经深入到人们工作和生活的各个方面 GIS的空间分析功能是以空间要素的定位数据为基础，采用一系列空间图形操作和分析算法，以一个或多个数据平面（数据层）作为输入，通过空间运算，形成新的数据。对于各种地理信息系统的专题应用来讲，GIS的空间分析功能能利用GIS数据的分层组织结构，对原始数据进行多种形式的组合变换和计算，生成新的多种形式的空间信息，从而它为地理信息系统进行各种地学模型的分析提供方便。 在地理信息系统中，其空间数据的分析操作基于如下的数据要求：每个数据层都要求在统一的地理坐标之下；具有相同的投影性质；各数据层应有相同的数据结构(矢量\栅格)和自己的空间关系；各种空间要素都带有自己的地物特征属性（如用户识别码User-ID）。 空间数据表示的基本任务是将以图形模拟的空间物体表示成计算机能够接受的数字形式，因此空间数据的表示必然涉及空间数据模式和数