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第五章 空间查询与 空间分析 主要内容 §6.6 空间统计分析 为什么要进行空间统计分析？ 空间数据的直观、综合评价 空间数据的主要特征和内在联系 空间数据的分类和评价 统计图表分析 多变量统计分析 多变量统计分析 §6.7 空间建模 空间建模概论 数据查询、空间分析是建模的基础 模型是一种现象或系统的简化表示 模型与特定专业相关 GIS使用空间数据，强调空间数据模型以及空间显示模型 强调GIS在建模中的应用而非在模型中的应用 地理信息系统建模 建模的步骤和方法 建模的步骤： 明确分析的目的和评价准则； 准备分析数据； 进行空间分析操作； 进行结果分析； 解释、评价结果（如有必要，返回第一步）； 结果输出（地图、表格和文档）。 例1： 道路拓宽改建中的拆迁指标计算 明确分析的目的和标准 本例的目的是计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的建筑面积和房产价值，道路拓宽改建的标准是： 道路从原有的20m拓宽至60m； 拓宽道路应尽量保持直线； 部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。 例1： 道路拓宽改建中的拆迁指标计算 准备进行分析的数据 现状道路图 分析区域内建筑物分布图及相关信息 进行空间操作 根据拓宽半径，建立道路的缓冲区 缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加 例1： 道路拓宽改建中的拆迁指标计算 进行统计分析 选择落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物，将其从选择组中去掉，并对道路的拓宽边界进行局部调整； 然后对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。 将分析结果以地图和表格的形式打印输出 例2： Finding a site for a new school in Stowe, Vermont, USA 例2： Finding a site for a new school in Stowe, Vermont, USA 例3： Finding an alternative access road to the new school site 建模的工具 利用GIS系统内部的建模工具； 利用GIS软件提供的宏语言（VBA…）、应用函数库（API…）或功能组件（COM…）等，开发自所需的空间分析模型。这种模型法是将由GIS软件支持的功能看作模型部件，按照分析目的和标准，对部件进行有机的组合。因此，这种建模法充分利用GIS软件本身所具有的资源，建模和开发的效率比较高。 利用GIS系统外部的建模工具； 独立开发实现一个GIS应用软件系统。 制图建模 制图建模（Cartographic Modeling） 应用分析建模，由于是建立在对图层数据的操作上的，所以又称为制图建模。 它是通过组合各种空间分析的操作，回答有关空间问题的一个过程。更形式化的定义是通过作用于原始数据和派生数据的一组顺序的、交互的空间分析操作命令，对一个空间分析过程进行的实现模拟。 制图建模的方法 制图建模的方法采用空间分析流程的逆过程，即从空间分析的最终结果开始，反向一步步分析为得到最终结果，需要采取哪些空间分析方法？哪些数据是必须的？并确定每一步要输入的数据以及这些数据是如何派生而来。 制图建模的实例 制图建模的目标：获得某研究区坡度大于20度的区域占整个区域面积的比例。 制图建模的GIS实现 多数GIS软件提供宏命令或脚本描述语言，可将制图模型表示成空间操作命令序列，自动批处理完成整个分析过程。 例如：根据DEM生成坡度图，可表达成GIS命令：CALC SlopeMap = slope ( DEMmap ) 由多个原始图层生成一个新图可以写成下面的形式：Newmap = f ( Map1, Map2, ...... ) 式中，f ( ) 表示一个GIS命令。 建模实例--ArcView Erosion hazard modeling 建模实例—ArcGIS 建模实例--ERDAS 应用模型的种类 （1）GIS基本空间分析 Overlay、Buffering、Voronoi、网络分析、…… （2）遥感数字图像处理 变换（Linear、FFT、Cosine、Wavelet、K-L……）、增强（直方图均衡、滤波、合成、密度分割、……）、模式识别（监督分类、非监督分类、数学形态学……） 应用模型的种类 （3）DEM建模分析 建模（数据源：离散点、GPS、RS、多波束，插值方法）、 分析（面积-体积计算、剖面生成、坡度分析、坡向分析、流域分析、光照强度分析、通视分析……） 应用模型的种类 ⑷ 数据统计分析 常规（均值、方差、标准差、变异系数）、 相关分析、回归分析、时间序列分析、马尔科夫过程、系统聚类分析、主成分分析、趋势面分析、地统计分析（Kriging）、…… 应用模型的种类 ⑸规划分析 线性规划、多目标规划