邬伦_第8章 空间分析.pptVIP

第八章 空间分析 1．空间查询与量算 2．空间变换 3．再分类 4．缓冲区分析 5．叠加分析 6．网络分析 7．空间插值 8．空间统计分类分析 1．空间查询与量算 1.1 空间查询 1.2 空间量算 1.1 空间查询 简单查询 属性查图形 先利用SQL对属性数据进行查询，再利用属性和图形的对应关系，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 先借助空间索引，在地理信息系统数据库中快速检索出被选空间实体，然后根据空间实体与属性的连接关系即可得到所查询空间实体的属性列表。 常用查询方式 1）基于空间关系查询 面面查询，如与某个多边形相邻的多边形有哪些。 面线查询，如某个多边形的边界有哪些线。 面点查询，如某个多边形内有哪些点状地物。 线面查询，如某条线经过（穿过）的多边形有哪些，某条链的左、右多边形是哪些。 线线查询，如与某条河流相连的支流有哪些，某条道路跨过哪些河流。 线点查询，如某条道路上有哪些桥梁，某条输电线上有哪些变电站。 点面查询，如某个点落在哪个多边形内。 点线查询，如某个结点由哪些线相交而成。 常用查询方式 2）基于空间关系和属性特征查询 传统SQL对空间关系的查询能力有限，且使用方式繁琐，一般通过在GIS中对SQL扩展来实现空间关系和属性特征查询。 基于空间关系和属性特征查询比单纯的基于空间关系的查询要复杂，既需要使用传统SQL对属性进行查询，也需要用扩展的SQL查询空间关系，而且还要将两种查询结果联系起来。 常用查询方式 3）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是地理信息系统特有的一种查询功能，这种查询利用地理编码，输入街道的门牌号码，就可知道大致的位置和所在的街区。 1.2 空间量算 1.2.1 几何量算 1.2.2 形状量算 1.2.3 质心量算 1.2.4 距离量算 1.2.1 几何量算 几何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义： 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。 矢量数据结构的几何的量算： 1）线的长度计算 2）面状地物的面积 1）线的长度计算 线状地物对象最基本的形态参数之一是长度。在矢量数据结构下，线表示为点对坐标（X，Y）或（X，Y，Z）的序列，在不考虑比例尺情况下，线长度的计算公式为： 在栅格数据结构里，线状地物的长度就是累加地物骨架线通过的格网数目，骨架线通常采用8方向连接，当连接方向为对角线方向时，还要乘上 2）面状地物的面积 在矢量结构下，面状地物以其轮廓边界弧段构成的多边形表示的。对于没有空洞的简单多边形，假设有N个顶点，其面积计算公式为： 对于栅格结构，多边形面积计算就是统计具有相同属性值的格网数目。但对计算破碎多边形的面积有些特殊，可能需要计算某一个特定多边形的面积，必须进行再分类，将每个多边形进行分割赋给单独的属性值，之后再进行统计。 1.2.2 形状量算 （1）空间一致性 常用的指标是欧拉函数，用来计算多边形的破碎程度和孔的数目。 欧拉数=（孔数）-（碎片数-1） （2）多边形边界特征描述 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。 例如，形状系数r： 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。 1.2.3 质心量算 质心描述的是分布中心，而不是绝对几何中心。 通过对离散目标物赋予权重来计算质心： 1.2.4 距离量算 欧氏距离通常用于计算两点的直线距离 考虑障碍或阻力时的非标准欧氏距离的一般公式为： 2．空间变换 概念 为了满足特定空间分析的需要，需对原始图层及其属性进行一系列的逻辑或代数运算，以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性，这个过程称为空间变换。 空间变换可以基于单个图层进行，也可以对多个图层，对于多个图层的变换则进化为叠加分析。 矢量结构空间变换复杂，对单图层意义不大；栅格结构的空间变换简单，可分为三种方式：（1）单点变换；（2）邻域变换；（3）区域变换。 单点变换 只考虑单个点的属性值进行运算，假定独立单元的变换不依赖于其邻点上属性的影响，也不受区域内一般特征的影响。单点变换最常见的函数有加、减、乘、除等代数运算；与、并、非、异或等逻辑运算；大于、小于等比较运算；指数函数，对数函数、三角函数等。其得到的新图层可与原图层属性意义完全不同。 邻域变换 是指在计算新图层图元值时，不仅考虑原始图层上相应图元本身的值，而且还要考虑与该图元有邻域关联的其它图元值的影响。这种关联可以是直接的几何关联，也可能是间接的几何关联。常见的函数有平滑