空间分析绪论.ppt

第1章 绪论 1.1 空间分析课程的主要讲课内容 （1）空间分析的理论 介绍空间分析中的一些理论问题，如空间关系理论、空间认知理论、空间推理理论。其他的相关的理论。 （2）空间分析的方法 介绍空间分析的各种具体方法，如栅格数据分析的方法、矢量数据分析的方法、各种量算方法、统计分析方法、三维空间分析方法等。 （3）空间分析的过程和应用 针对具体问题，利用多种空间分析算法如何综合集成地解决具体问题； 与此密切相关的空间决策支持技术；同时介绍空间分析的多种应用。 教材： 刘湘南，GIS空间分析原理与方法(第二版) ，科学出版社，2011年。 参考书： （1）郭仁忠，空间分析(第二版)，高等教育出版社，2001年 （2）黎夏，空间分析，科学出版社，2006年。 （3）王家耀 ，空间信息系统原理，科学出版社，2001 （4）韦玉春，地理建模原理与方法，科学出版社，2005 （5）汤国安等，ArcView地理信息系统空间分析方法， 2002，科学出版社 （6）吴立新，地理信息系统原理与算法，科学出版社，北京，2005 （7）边馥苓，空间信息导论，测绘出版社，北京，2006 （8）李霖，空间数据多尺度表达模型及其可视化，科学出版社。 （9）汤国安等，ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程， 2006，科学出版社 1.4 空间分析相关概念 1.空间 2.地理空间 3.空间数据 4.空间分析 1.4.1空间 空间的概念不同的学科有不同的解释。哲学家、天文学家、物理学家对空间的论述众说纷纭。从物理学角度看，空间为宇宙在三个相互垂直的方向上所具有的广延性；天文学中的space指宇宙空间，是时空连续体系的一部分；行星物理和相关地球物理中的space常指地球高层空间和行星际空间；在数学中空间概念的范围很广，一般指某种对象(现象、状况、图形、函数等)的任意集合，其中要求说明“距离”或“邻域”的概念；从地理学的意义上讲，空间是人类赖以生存的地球表层具有一定厚度的连续空间域，是一个定义在地球表层空间实体集上的关系。 空间可以定义为一系列结构化物体及其相互间联系的集合(Gatrell，1991)。日常语义上的“空间”是指事物之间的距离或间隔。 GIS领域的space是指地理环境或地球表层空间，是地理信息系统表达和研究的对象。 常用的空间类型有: (1)欧氏空间，它允许在对象之间采用距离和方位的量度，欧氏空间中的对象可以用坐标组的集合来表示 (2)量度空间，它允许在对象之间采用距离量度(但不一定有方向); (3)拓扑空间，它允许在对象之间进行拓扑关系的描述(不一定有距离和方向); (4)面向集合的空间，它只采用一般的基于集合的关系，如包含、合并及相交等。 1.4.2地理空间 地球表面上的一切地理现象、地理事件、地理效应、地理过程统统都发生在以地理空间为背景的基础之上。地理学的空间是一个定义地球表层空间实体集上的关系。 地理空间Geospace是一个相对空间，是一个空间实体组合排列集(这些空间实体具有精确的空间位置)，强调宏观的空间分布和空间实体间的相关关系(关系以各单个地理空间实体为联结的结点或载体)。地理空间是指空间参考信息的地理实体或地理现象发生的时空位置集。 地理空间的数学描述可以表达为S=（Ω，R），其中设E1，E2，…，En为n个不同类的地理空间实体，R表示地理空间实体间的相联系、相互制约关系，Ω={ E1，E2，…，En}表示地理空间中各个组成部分的集合。 1.4.3空间数据 空间数据是对空间事物的描述，空间数据(Spatial Data)实质上就是指以地球表面空间位置为参照，用来描述空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据。空间数据(Spatial Data)是一种带有空间坐标的数据。包括文字、数字、图形、影像、声音等多种方式。 1.4.4空间分析 关于空间分析的定义目前还不统一，下面给出几个不同的定义： 1.空间分析是基于地理对象的空间布局的地理数据分析技术 该定义是以地理目标的空间布局为分析对象，从传统的地理统计与数据分析的角度出发，将空间分析分为三个部分：统计分析、地图分析和数学模型。是一种统计型定义法，过于强调统计分析，而将地图分析和数学模型置于从属地位，从空间分析的需求和GIS的发展现状及前景看，这种定义不能完全概括空间分析的内涵。 2. 空间查询和空间分析是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识 该定义侧重于图形与属性信息的交互查询，以获取派生知识或新知识，其分析对象是地理目标的空间关系。该定义以数据库管理系统为基础，将空间分析的类型按数据库结构及查询需要来划分，认为空间分析由以下几部分组成：拓扑空