第十章：空间探索.ppt

第十章：空间分析 §10.1 概述 §10.2 空间查询与空间量算 §10.3 空间变换 §10.4 再分类 §10.5 缓冲区分析 §10.6 叠加分析 §10.7 网络分析 §10.8 空间插值 §10.9 数据的统计分析 §10.1 概述 空间分析 定义 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。 是对分析空间数据有关技术的统称 目的 解决人们所涉及到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 基础（分析的对象）：地理空间数据 手段：包括各种几何运算、逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段 §10.1 概述 空间分析 地理信息系统（GIS）与计算机辅助绘图系统(CAD)的主要区别：GIS具有空间数据的利用和分析功能 源于60年代地理和区域科学的计量革命， 在开始阶段，主要是应用定量分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式 后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析 实际上 自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析，如：在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等 §10.1 概述 GIS与空间分析 GIS为空间分析提供了良好支撑平台,空间分析也因为有了GIS而真正得以应用 GIS特有的对地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征 §10.2空间查询与量算 空间查询与量算 查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是地理信息系统的基本功能之一 是地理信息系统进行高层次分析的基础 首先始于空间查询和量算，是空间分析的定量基础 §10.2空间查询与量算 空间查询： 属性查图形 按属性信息的要求来查询定位空间位置 查询到结果后，再利用图形和属性的对应关系，进一步在图上用指定的显示方式将结果定位绘出 图形查属性 根据对象的空间位置查询有关属性信息，让用户利用光标，用点选、画线、矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物，并显示出所查询对象的属性列表，可进行有关统计分析。该查询通常分为两步： 借助空间索引，在地理信息系统数据库中快速检索出被选空间实体， 根据空间实体与属性的连接关系得到所查询空间实体的属性列表 综合查询 §10.2空间查询与量算 在大多数GIS中，提供的空间查询方式有： 基于属性特征查询： 基于空间关系查询 空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系 通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一 简单的面、线、点相互关系的查询包括： §10.2空间查询与量算 在大多数GIS中，提供的空间查询方式有： 基于空间关系和属性特征查询 传统的关系数据库的标准SQL并不能处理空间查询 对于GIS而言，需要对SQL进行扩展 对于传统的SQL，要实现空间操作，需要将SQL命令嵌入一种编程语言中，如C语言 而新的SQL允许用户定义自己的操作，并嵌入到SQL命令中 地址匹配查询 根据街道的地址来查询事物的空间位置和属性信息,利用地理编码，输入街道的门牌号码，就可知道大致的位置和所在的街区 它对空间分布的社会、经济调查和统计很有帮助，只要在调查表中添了地址，地理信息系统可以自动地从空间位置的角度来统计分析各种经济社会调查资料 经常用于公用事业管理，事故分析等方面，如邮政、通讯、供水、供电、治安、消防、医疗等领域 §10.1空间查询与量算 空间量算 （１）几何量算： 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）：体积，表面积等 §10.2空间查询与量算 空间量算 （２）形状量算：面状地物形状量测的两个基本考虑： 空间一致性问题，即有孔多边形和破碎多边形的处理 度量指标：欧拉函数=（孔数）-（碎片数-1） 多边形边界特征描述问题 面状地物的外观是复杂多变的，很难找到一个准确的指标进行描述，最常用的指标包括多边形长、短轴之比，周长面积比，面积长度比等 通常认为圆形地物既非紧凑型也非膨胀型，则可定义其形状系数r为 　　　　 　　　其中P为地物周长，A为面积。如果r1为紧凑型；r=1为标准圆；r1为膨胀型 §10.2　空间查询与量算 空间量算 质心量算 质心是描述地理对象空间分布的一个重要指标 通常定义为一个多边形或面的几何中心 有时描述的是分布中心 经常用于宏观经济分析和市场区位选择，还可以跟踪某些地理分布的变化，如人口变迁，土地类型变化等 §10.2