第四章(上)GIS 的空间分析功能.pptVIP

第四章  GIS 的空间分析功能 1 GIS 与 CAD 和一般管理系统的区别 GIS之所以区别其他类型信息系统就是其具有的空间分析功能，这些空间分析功能运用GIS的空间与属性数据库来回答有关现实世界的问题。 目前绝大多数地理信息系统软件都有空间分析功能。空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特有的对空间信息（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。 2 空间分析优势的核心 GIS的优势就是它具有对原始数据进行转换、提取信息并回答用户问题的能力。 这种转换往往与GIS的空间分析能力有关。基于GIS提供的一系列空间分析工具，用户可以根据不同的目的，将它们进行灵活、方便的不同组合，从而建立新的空间模型。而这个模型就可能展现空间数据之间新的联系，揭示客观世界的发展、运动规律。 然而，现今GIS大部分具有的分析功能并没有得到理想的运用，事实上更多的运用是一些数据操作与维护功能，真正能够用GIS来分析空间数据并告诉我们某些事实的却非常之少。 3 空间分析的含义 空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。根据作用的数据性质不同，可以分为： （1）基于空间图形数据的分析运算； （2）基于属性数据运算； （3）空间和属性数据的联合运算。 空间分析赖以进行的基础是空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。 二 GIS 的空间分析能力 对属性数据进行分析 算术与逻辑运算，统计分析和SQL 查询、数据检索 空间数据与属性数据的综合运算 算术与逻辑运算、叠加分析、高级统计分析、数据检索、网络分析 矢量分析 逻辑运算、网络分析、拓扑叠加、缓冲区分析、重分类 栅格分析 算术与逻辑运算、叠加分析、统计分析 (1) 基于属性的查询 （SQL 结构化查询语言） SQL, Structured Query Language. 一种管理关系数据库的句法，70年代由 IBM 提出,目前已经成为大部分关系数据库中数据查询的行业标准。 布尔逻辑运算（Boolean logic operates） SQL 查询范例 (2) 从属性 图形查询 （3）从图形 属性查询 （4）基于空间关系查询（矢量分析） 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,或者某条线经过（穿过）的多边形有哪些。 面点查询，如某个多边形内有哪些点状地物，或者如某个点落在哪个多边形内。 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，或者如某个结点由哪些线相交而成。 点点查询，如某点的一定距离的范围内存在着哪些点 点—线关系查询范例：距高速公路30 Mile的范围内的所有城镇 当前图层：USCITIES 面-面关系查询范例：美国与加拿大毗邻的州有哪些？ 面-线关系查询范例：美国有哪些高速公路与加拿大相连 3 GIS 的其他矢量分析功能 重新分类，消除与合并，Reclassify, dissolve and merge; 拓扑叠加 Topological overlay 缓冲区分析 Buffering TIN 模型 网络分析 Network Analysis （1）数据重新分类（再分类）消除与合并 与传统地图相比，地图上所载负的数据是经过专门分类和处理过的，而地理信息系统存储的数据则往往具有原始数据的性质，所以可以根据不同的需要对数据再进行分类和提取。由于这种分类是对原始数据进行的再次分类组织，因此称为再分类（Reclassification） 对点、线状地物的再分类，对于矢量数据结构可以通过简单的修改属性表中的数值来实现，对于栅格数据结构也可以通过修改属性值来获得新的点、线地物。 对面状地物的再分类，对于栅格数据结构则和点、线分类一样，简单的改变属性数值并改变图例表现这一变化，对矢量图形而言，再分类的结果，必然需要对原已存在的边界进行处理 — 消除、合并 重分类，融合与合并 （2）拓扑关系叠加 矢量的拓扑叠加主要是指多个平面二维图层重叠在一起，经过拓扑运算而产生新的矢量图层，这些新的图层将具有新的拓扑关系和新的属性。 拓扑叠加可以是点对线、点对多边形，线对多边形，以及多边形对多边形等。 例如：某个全国土地利用图与某省行政边界图的叠加结果，将产生一张具有该省行政边界的土地利用图。当然，这需要运用GIS的矢量