空间数据查询与分析.pdfVIP

第五章 空间数据查询与分析 本章主要讲述了空间数据查询和空间数据分析以及数字地面模型的相关知识。空间 数据查询内容包括空间数据查询的含义，各种查询方式、查询结果的显示方式；空间数 据查询应用。空间数据分析的内容包括空间数据分析基础即空间几何量算；空间数据分 析方法即缓冲区分析、叠加分析、空间数据再分类、网络分析、空间插值、统计分类分 析；，空间数据分析的应用。在本章的第三节介绍了数字地面模型（DTM）和数字高程模 型(DEM)的概念，DEM 的数据的采集及表示方法，DEM 的应用及地形分析。 第一节 空间数据查询 空间数据的查询是地理信息系统的一项重要功能，查询是用户与系统交流的途径， 它可以向人们提供与地理空间、时间空间相关的空间数据，或者是与其关联的属性数据。 目前大多数成熟的商品化地理信息系统软件的查询功能都能完美地实现对空间实体的简 单查找，如根据鼠标所指的空间位置，系统可查找出该位置的空间实体和空间范围（由 若干个空间实体组成）以及它们的属性，并显示出该空间对象的属性列表，并可以进行 有关统计分析。 1 空间数据查询的含义 空间数据查询首先是给出查询条件，然后系统经过空间量算，或在空间数据库和与 其相联的属性数据库中快速检索返回满足条件的内容。 查询是 GIS 用户最经常使用的功能，用户提出的很大一部分问题都可以通过查询的 方式解决，查询的方法和查询的范围在很大程度上决定了 GIS 的应用程度和应用水平。 通过数据查询可以定位空间对象，提取对象信息，为地理信息系统的高层次空间分 析奠定基础。GIS 数据查询包含了图形和属性的双向查询以及基于时间要素的图形、属 性联合查询。 2 空间数据查询的方式 2．1 基于空间关系查询 空间实体间存在着多种空间关系，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。用户往往 希望地理信息系统提供一些更能直接计算空间实体关系的功能，如用户希望查询出满足 如下条件的旅游景点： 86 （1）在北京三环以外； （3）距离三环线不超过 100 公里； （3）景点选择区域是特定的多边形； 整个查询过程涉及到了空间顺序方位关系：在北京三环以外，距离三环线不超过 100 公里 ；空间拓扑关系：特定的选择区域之内。 地理信息系统中简单的面、线、点相互关系的查询包括： （1）面面查询。如与某个多边形相邻的多边形有哪些（与河北省相邻的省市有哪些）。 （2）面线查询。如某个多边形的边界有哪些线（密云水库的边界）； （3）面点查询。如某个多边形内有哪些点状地物（北京地区有哪些旅游景点）； （4）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（京广铁路穿过那些省、市）； （5）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； （6）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； （7）点面查询。如某个点落在哪个多边形内（泰山位于哪个省内）； （8）点线查询。如某个结点由哪些线相交而成（经过郑州的铁路线）。 在实际的地理信息系统的中往往不是指对单一关系查询，而是数种关系的组合，还 可能有属性信息的条件限制。 2．2 基于空间关系和属性特征查询 1）基于属性数据的查询 根据空间目标的属性数据来查询该目标的其他属性信息或者相应的图形信息。GIS 中基于属性数据的查询包括两个方面的内容：一是由地物目标的某种属性数据（或者属 性集合）查询该目标的其他属性信息；由地物目标的属性信息查询其对应的图形信息。 目前 GIS 的地物属性数据库大多是以传统的关系数据库为基础的，地物的图形数据 和属性数据是分开存贮的，图形和属性之间通过目标的 ID 码进行关联，因此基于属性的 GIS 查询可以通过关系数据库的 SQL 语言进行查询。 2）基于图形数据的查询 基于图形的查询是可视化的查询，用户通过在屏幕上选取地物目标来查询其对应的 图形和属性信息。它包括两种方式：区