空间分析技术：GIS的灵魂
ArcGIS空间分析介绍与应用实例
•
模型假设
j
泄流河道泄流情况图
空间缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、 面实体，自动建立它们周围一定距离 的带状区，用以识别这些实体或主体対邻近 对象的辐射范围或影响度。以便为某项分析 或决策提供依据［3］。它是地理信息系统重 要的和基本的空间操作能力之一。现实中的 任何问题都是在各种各样的多种因素的影响 下形成的，因而在对现实的问题进行分析时， 我们要找出问题的主导影响因素，将研究的 问题抽象化，建立模型，这样才便于对问题 进一步的分析。 由图可知，唐家山堰塞湖坝址下游的泄洪河 道崎岖，河床粗糙，落差较大，且地质复杂。 因而唐家山堰塞湖的洪水在泄流过程中的运 动过程较为复杂，它的影响因素也较为复杂， 为便于对泄洪河道的缓冲区进行分析，我们 假设：不考虑洪水在河槽中弯曲流动等损失 的能量
ArcGIS空间分析介绍
地理信息系统（GIS）的一个主要优势在于 能够对GIS数据进行空间运算以派生新的信 息。这些工具构成了所有空间建模和地理处 理的基础。在三种主要的GIS数据类型—— 栅格，矢量及不规则三角网中，栅格数据结 构为空间分析提供了最强的建模环境及空间 运算。 空间分析是GIS的核心与灵魂，是 GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地 图系统的主要标志之一。 空间分析，配合 空间数据的属性信息，能提供强大、丰富的 空间数据查询功能。
GIS空间题概述
2008年5 月12 日, 在我国四川发生8.0 级强地震, 地震造成数万人死亡, 上千万人口 受灾; 并且在地震灾区山体崩塌、滑坡、地表植被破坏等随处可见、滑坡体造成江河 堵塞, 形成大大小小的堰塞湖上百个。 堰塞湖是河流被外来物质赌赛而形成的湖泊， 常有山崩、地震、滑坡、泥石流、火山喷发的熔岩流和流动沙丘等造成[1]。汶川地震 中造成的堰塞湖不仅仅造成大片区域的淹没, 由于堰塞湖坝体的不稳定性, 对下游也 是一个极大的洪水威胁, 因此堰塞湖成为地震灾区可能导致洪水灾害的一个严重的安 全隐患。 5月23日唐家山堰塞湖蓄水已超过１亿m 3，并且每天以800 多万m 3 的库容增加，以2m 的速度上涨，风险等级正在逐步上升，如不采取应急措施，遇强降雨随时存在溃坝风 险，唐家山堰塞湖成了悬在下游数十万群众头上的一颗“定时炸弹”［2］。对于堰塞体 较为巨大唐家山堰塞湖，通过对相关数据的不断监测和分析，堰塞湖水从坝顶溢出从 而溃坝的可能性很大。根据中科院的测算，如果1 亿m3的洪水决堤，完全能够吞噬一座 50 万到100 万人口的中型城市！一但唐家山堰塞湖溃坝就会给下游地区带来巨大的人 员和经济损失。尽管唐家山堰塞湖最终在科学的决策和合理的统筹安排下排除了险情。 但是回过头来分析堰塞湖监测和抢险过程中的珍贵数据，对了解和掌握地震形成堰塞 湖过程和抢险泄洪的规律，意义都十分重大，因为它对于科学防治和处理地震形成的 堰塞湖及其相关灾害都有一定的参考和借鉴。
地理信息系统与空间分析
地理信息系统与空间分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、分析和展示地理数据的技术工具。
它将地理数据与地图结合起来，帮助人们更好地理解和解决与地理空间相关的问题。
空间分析是GIS的核心功能之一，它通过对地理数据进行统计、模拟和推理，揭示地理现象的规律和趋势。
地理信息系统的应用范围非常广泛。
在城市规划中，GIS可以帮助规划师分析城市的人口分布、交通状况和环境质量，为城市的发展提供科学依据。
在农业领域，GIS可以帮助农民确定最佳的种植方案，提高农作物的产量和质量。
在环境保护中，GIS可以帮助监测和评估自然资源的利用情况，预测和防范自然灾害。
在交通运输领域，GIS可以帮助规划交通路线和优化交通流动，提高交通效率和安全性。
空间分析是GIS的核心功能之一。
它通过对地理数据进行统计、模拟和推理，揭示地理现象的规律和趋势。
空间分析可以帮助我们回答许多与地理空间相关的问题。
比如，我们可以使用空间分析来确定某个区域的人口密度分布，了解人口的分布规律和聚集趋势。
我们还可以使用空间分析来评估土地的适宜性，确定最佳的土地利用方案。
空间分析还可以帮助我们预测和防范自然灾害，提高对灾害的应对能力。
空间分析的方法有很多种。
其中一种常用的方法是空间插值。
空间插值是根据已知的地理数据，在未知位置上估计或预测某个地理现象的值。
比如，我们可以使用空间插值来估计某个区域的降雨量分布，或者预测某个地区的气温变化。
另一种常用的方法是空间统计。
空间统计是对地理现象的分布进行统计分析，揭示地理现象的空间相关性和空间自相关性。
比如，我们可以使用空间统计来研究城市的空间结构，了解不同地区之间的联系和差异。
除了空间分析，地理信息系统还有许多其他功能。
比如，GIS可以帮助我们进行地图制作和地图分析，提供高质量的地图产品和地理信息服务。
GIS还可以帮助我们进行地理数据管理和数据共享，提高数据的利用效率和共享效益。
GIS空间分析
地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能，这是区别于计算机地图制图系统的显著特征之一。
利用空间信息分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。
空间信息分析的内涵极为丰富。
作为GIS的核心部分之一，空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。
叠置分析(Overlay Analysis)覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
也就是说，覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。
覆盖叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。
1)多边形叠置这个过程是将两层中的多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，同时它们的属性也将联系起来，以满足建立分析模型的需要。
一般GIS软件都提供了三种多边形叠置：(1)多边形之和(UNION)：输出保留了两个输入的所有多边形。
(2)多边形之积(INTERSECT)：输出保留了两个输入的共同覆盖区域。
(3)多边形叠合(IDENTITY)：以一个输入的边界为准，而将另一个多边形与之相匹配，输出内容是第一个多边形区域内二个输入层所有多边形。
多边形叠置是个非常有用的分析功能，例如，人口普查区和校区图叠加，结果表示了每一学校及其对应的普查区，由此就可以查到作为校区新属性的重叠普查区的人口数。
2)点与多边形叠加点与多边形叠加，实质是计算包含关系。
叠加的结果是为每点产生一个新的属性。
例如，井位与规划区叠加，可找到包含每个井的区域。
3)线与多边形叠加将多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段(全部或部分)落在哪个多边形内。
网络分析(Network Analysis)对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。
gis与空间分析原理与方法
gis与空间分析原理与方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间信息与属性数据相结合的技术和工具，用于收集、存储、查询、分析和显示地理信息的系统。
空间分析是GIS的重要组成部分，它是通过对地理空间数据进行处理和分析，挖掘地理空间特征和关联关系的一种方法。
本文将介绍GIS与空间分析的原理和常用方法，以及其在实际应用中的意义与挑战。
一、GIS的基本原理GIS的基本原理是将地理空间信息与属性数据进行关联，通过空间参考和属性链接来实现地理数据的管理和分析。
地理空间信息可以是点、线、面等地理实体，属性数据则包括这些地理实体所具有的属性信息，如名称、面积、人口等。
GIS根据地理实体的属性数据和空间坐标，将其存储为地理特征，通过属性查询和空间查询等方法来实现对地理实体的查询和分析。
二、常用的空间分析方法1. 空间查询空间查询是GIS中最常用的空间分析方法之一，它可以根据空间位置和属性属性对地理实体进行查找和分析。
常见的空间查询方法有点查询、线查询和面查询等。
通过空间查询，可以找出特定地区的地理实体，并进行相关的空间分析。
2. 空间插值空间插值是一种通过已知的空间点数据来估计未知位置上的值的方法。
常见的空间插值方法有反距离加权法（IDW）、克里金插值法等。
空间插值可以用来推测地理空间的连续性属性，如温度、降雨量等。
3. 空间连接空间连接是指通过地理空间位置的关联，将不同数据集中的相关要素连接起来，以实现地理实体之间的关联分析。
常见的空间连接方法有点点连接、点线连接和面面连接等。
空间连接能够帮助我们发现地理实体之间的关联关系，如道路和学校的连接关系等。
4. 空间缓冲区分析空间缓冲区分析是通过在地理实体周围创建缓冲区，来研究缓冲区内的空间特征和关联关系。
常见的空间缓冲区分析方法有单一缓冲区分析、多重缓冲区分析等。
空间缓冲区分析可以用于研究城市规划、环境保护等问题。
(GIS)第五章-空间分析原理与方法
二、地形剖面线计算
具体应用时，可根据需要对度数进行分级，以形成坡度分析的分级标 准。当需要时，也可以把度数转化为百分比。
坡度百分比=高差/长度×100%
• 影 与
y轴的夹角，即：
o
y
arctg
y zi1, j x zi1,
zi, j1
一、空间分析的意义
空间分析是GIS的重要功能之一，是GIS区别于其它类型系 统的一个最主要的功能特征。
二、空间分析的定义
空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理 为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对 象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间 演变等信息。
空间分析的对象 一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐
一、数字地形模型的概念
数字地形模型DTM（Digital Terrain Models）是地 形起伏的数字表达，它由对地形表面取样所得到的一组点 的x、y、z坐标数据和一套对地面提供连续描述的算法组 成。简单地说，数字地面模型是按一定结构组织在一起的 数据组，它代表着地形特征的空间分布。
二、DTM的形式
xi1, j
xi1, j1 2
,
yi1, j
yi1, j1 2
,
zi1, j
zi1, j1 2
• 矢量 a，' b'
的计算
a'
pr
pl
x,0,
zi, j 1 zi1, j 1 zi, j 2
zi1, j
b'
• 坡度计算
z
地理信息系统中的空间分析技术与效果评估方法
地理信息系统中的空间分析技术与效果评估方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据收集、存储、管理、分析和展示于一体的技术系统。
而空间分析技术则是GIS的核心组成部分，它允许我们从地理上的角度来理解和解决问题，提供了量化、定量、可视化的手段来研究地理现象。
本文将从理论基础、常用技术和效果评估方法三个方面来阐述地理信息系统中的空间分析技术及其效果评估方法。
一、理论基础地理信息系统中的空间分析技术基于空间数据模型和地理空间分析理论展开。
空间数据模型是对现实世界中地理空间数据进行抽象和描述的方式，常见的空间数据模型包括面（polygon）模型、线（polyline）模型、点（point）模型等。
地理空间分析理论则主要包括地理位置、空间关系、空间知识等内容，通过对空间数据的操作和分析，揭示地理现象背后的规律。
二、常用技术1. 空间查询技术空间查询是GIS中最基本和常用的空间分析技术，主要包括邻接查询、包含查询、重叠查询等。
邻接查询用于查找与指定对象相邻的对象，包含查询用于查找包含指定对象的对象，重叠查询用于查找与指定对象重叠的对象。
这些查询技术可以帮助我们快速定位和识别符合特定空间条件的地理现象。
2. 空间插值技术空间插值技术常用于补充缺失的空间数据，通过根据已有数据的空间特征进行插值，以推断未采样点的属性值。
常见的插值方法有反距离权重插值（inverse distance weighting），克里金插值（Kriging）等。
利用空间插值技术，我们可以根据有限的采样点数据，区域内的相关性推断整个区域的属性分布情况。
3. 缓冲区分析技术缓冲区分析是一种基于地理位置的分析技术，它通过指定距离或者邻域条件，将地理对象周围的区域定义为缓冲区。
缓冲区分析常用于评估城市规划、环境保护以及灾害管理等相关问题。
例如，我们可以通过缓冲区分析来确定河流的保护带范围，根据不同的需求指定不同的缓冲距离，从而有效保护河流周边的生态环境。
GIS空间分析原理与方法
GIS空间分析原理与方法GIS空间分析是地理信息系统中的一项重要业务，它通过对空间数据的处理和分析，揭示地理现象之间的空间关系和模式，帮助决策者进行科学决策。
在实际应用中，GIS空间分析主要涉及空间数据模型、空间对象关系和空间分析方法三个方面。
一、空间数据模型空间数据模型是GIS空间分析的基础，它描述了在GIS中如何表示和管理地理空间数据。
在空间数据模型中，常用的模型包括向量模型和栅格模型。
向量模型以点、线和面作为基本空间对象，通过记录它们的坐标和属性信息来描述地理对象。
向量模型适合表示形状复杂且几何关系明确的地理实体，如建筑物、道路等。
其中，点对象表示一个位置，线对象表示一条路径，面对象表示一个区域。
向量模型的优点是精度高、适用于复杂的空间关系和拓扑操作；缺点是数据量大，存储和处理复杂。
栅格模型通过将地理空间划分为一个规则的网格单元来表示地理对象，每个网格单元包含高程、属性和坐标信息。
栅格模型适用于描述连续分布的地理数据，如地形、气候等。
栅格模型的优点是数据结构简单，适合于大规模数据的存储和处理；缺点是精度相对较低，不适用于复杂的拓扑关系和空间分析。
二、空间对象关系空间对象关系是指地理实体之间的空间关系，常见的关系包括邻接、包含、相交、接触等。
空间对象关系的研究对于空间分析具有重要意义，它可以帮助我们发现地理现象之间的关联和规律。
邻接关系是指地理实体之间在空间上的直接相连，如一个国家与其邻国之间的关系。
邻接关系可以通过空间查询或空间缓冲区分析来确定。
包含关系是指一个地理实体完全包含另一个地理实体，如一个县完全包含一个乡镇。
包含关系可以通过空间查询和空间缓冲区分析来确定。
相交关系是指地理实体之间在空间上有交集，如两条道路之间的交叉口。
相交关系可以通过空间查询和空间缓冲区分析来确定。
接触关系是指地理实体之间在空间上有接触，但没有重叠，如两个水域之间的接触关系。
接触关系可以通过空间查询和空间缓冲区分析来确定。
gis空间分析
gis空间分析【GIS空间分析】GIS空间分析（Geographic Information System）是指利用计算机和特殊软件技术对地理、地貌、地质、水文等地球表层信息进行科学分析和处理的一种技术手段。
它通过空间数据的获取、管理、分析和可视化展示，帮助人们深入了解地理空间关系，从而在地理决策、规划和管理中发挥重要作用。
本文将从GIS空间分析的定义、原理、应用以及未来发展等方面进行探讨，以期给读者对这一领域有一个系统、全面的了解。
一、GIS空间分析的定义GIS空间分析是通过对空间数据进行处理和分析，以实现地理空间信息的获取、提取、融合和展示的一种技术手段。
它结合了计算机科学、地理学、数学和统计学等多学科的知识，通过对地理空间数据进行空间关系、属性关系和统计关系的分析，从而揭示地理空间的内在规律。
GIS空间分析可以对地理空间数据进行分类、查询、计算和模拟，进而为地理决策提供科学支持。
二、GIS空间分析的原理GIS空间分析的原理基于空间数据的统计分析和空间拓扑分析，主要包括以下几个方面：1. 空间统计分析：通过统计学方法对地理空间数据进行描述、分布和变异等分析，揭示地理现象的空间规律。
例如，可以通过点密度分析、缓冲区分析和空间插值等方法，推测出分布在特定区域的事件规律，为决策提供依据。
2. 空间拓扑分析：通过对地理空间数据进行空间关系和拓扑关系分析，揭示地物之间的相互作用和约束关系。
例如，可以使用拓扑关系分析方法，判断道路网的连通性和阻断情况，为交通规划和设施布局提供支持。
3. 空间模拟分析：通过对地理空间数据进行模拟和预测，揭示不同因素对地理现象的影响和变化趋势。
例如，可以使用地理模型和算法，模拟城市扩张、环境变化等情景，并评估不同决策方案的效果。
4. 空间可视化分析：通过将分析结果以图形、图像或动画的形式展示，帮助人们直观地理解和掌握地理空间的特征和规律。
例如，通过空间分析结果的可视化呈现，可以使决策者更好地理解地理现象，从而做出科学决策。
GIS空间分析
GIS空间分析张小东（渭南师范学院环境与生命科学系2007级地理科学2班）摘要GIS的发展引领着空间分析也在迅速的走向成熟，因为空间分析作为GIS的核心技术，同时也是区别于其它信息系统的主要特征，能够根据地理对象的位置和形态特征等采用相关分析模型对其进行综合性的分析、预测乃至决策和支持。
本文针对空间原理和作用进行了探讨研究。
关键词：GIS 、空间分析、空间分析与GIS 、原理和方法、应用引言：地理信息系统(GIS) 从20 世纪60 年代出现至今, 只有短短40 多年的时间, 但是它的发展非常迅猛, 已经成为多学科集成并应用于许多领域的基础平台, 成为地学空间信息处理的重要手段和工具。
地理信息系统具有空间数据的输入、存储、管理、分析和输出等功能, 地理信息系统的主要目的是为了分析空间数据, 以提供空间决策支持信息, 因此, 空间分析是地理信息系统的主要功能, 是核心, 是灵魂。
空间分析是通过利用空间解析式模型来分析空间数据, 地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。
空间分析建立在对空间数据有效的管理之上 , 它的研究一直滞后于空间数据结构、空间数据库以及地图数字化和自动绘图技术。
在地理信息系统领域 , 关于图形自动绘制、空间数据结构和数据库的研究论文、学术专著很多 , 标志着这些分支的发展与成熟 , 特别是在进入 20 世纪 90 年代以后 , 基于数据库技术和因特网技术的支持并行处理和分布式计算的地理信息系统商业化软件平台的出现 , 标志着空间数据管理理论和技术的跨越式发展 , 但空间分析的理论和技术没有根本的突破 , 有关空间分析的专门著作仍不多。
空间分析内容繁杂 , 要在一本书中将空间分析的各种分析方法与分析模型作系统全面的阐述是不可能的。
本人仅就目前常用的空间分析方法和空间决策模型做了一定的研究。
正文一、地理信息系统概述:地理信息系统(Geographic Information System ,GIS) 是以地理空间数据为基础,按照地理特征的关联,将多方面的数据以不同层次联系起来,构成现实世界模型,并在此基础上采用模型分析方法,提供多种动态的地理信息, 为辅助决策而建立起来的计算机技术系统。
空间分析复习题
一、填空题1、地理分析模型按建立的方法主要有三种概念模型、数学模型、统计模型。
2、在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个，即基于对象（要素）（Feature）的模型、网络（Network）模型、场（Field）模型。
3、栅格数据的追踪分析是指对于特定的栅格数据系统，有一个或多个起点，按照一定的追踪线索进行目标追踪或者轨迹追踪，以便进行信息提取的空间分析的方法。
4、栅格数据的窗口分析按照分析窗口的形状，可以将分析窗口类型化分为矩形窗口、圆形窗口、环形窗口、扇形窗口。
5、点与面之间的包含分析，主要在于分析点在面域范围之内还是之外，当面状物体表示为多边形时，点在多边形中的计算方法主要有两种：一个是计算通过点的垂直线与多边形相交的交点分布情况，另一个是计算点与多边形顶点连线的方向角之和。
6、面状地物形状量算的两个方面：一是空间一致性问题，即有孔多边形和破碎多边形的处理：二是多边形边界特征描述问题，度量空间一至性最常用的指标是欧拉函数，它用来计算多变形的破碎程度和孔的数目。
它只用一个单一的数描述这些函数，称为欧拉数，数量上，欧拉数=（空洞数）-（碎片数-1）。
7、空间数据有：栅格模型和矢量模型两种基本的表示模型，在栅格模型中，地理空间被划分为规则的小单元（象元），空间位置由象元的行、列号表示。
8、GIS空间关系主要分为拓扑关系、方向关系、度量关系三种基本类型。
9、空间分析的模型和方法应该从五个方面去组织和阐述，即：空间位置分析、空间分布分析、空间形态分析、空间关系分析、空间相关分析。
10、连续表面的内插技术必须采用连续的空间渐变模型来实现这些连续变化，可用一种平滑的数学表面加以描述，这类技术可以分为整体拟合和局部拟合两大类。
二、名词解释1、拓扑属性：描述了两个对象之间的关系，因此又称为拓扑关系。
2、空间分析：是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
3、栅格数据的聚类分析与聚合分析：聚类分析是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。
GIS的核心之一：空间分析
第8章GIS基本空间分析空间分析是从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息的提取、表现和传输的功能，是地理信息系统区别于一般管理信息系统的主要功能特征。
在空间分析的研究和实践中，很多在应用领域具有一定普遍意义的、涉及空间位置的分析手段和方法被总结、提炼出来，形成了在GIS软件中均包含的一些固有的空间分析功能模块。
这些功能具有一定的通用性质，故而称之为GIS基本空间分析，具体的有叠置分析、缓冲区分析、窗口分析和网络分析。
了解GIS基本空间分析对于进一步掌握复杂空间分析方法，具有一定的指导意义。
8.1叠置分析叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息的方法之一，叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。
其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，图8.1 叠置分析结构框架基准面相同的、同一区域的数据。
按照GIS中最常用的两种数据结构将叠置分析分成矢量数据叠置分析和栅格数据叠置分析，具体如图8.1。
根据操作形式的不同，叠置分析可以分为图层擦除、交集操作、图层合并等；根据操作要素的不同，可以将矢量数据叠置分析分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加，栅格数据叠置分析分为单层与多层栅格数据叠置分析。
要注意的是这里也要对属性进行一定的操作，所指的属性是较为简单的属性值，但注解属性，尺度属性，网络属性等均不能作为输入的属性值。
8.1.1矢量数据的叠置分析1.点与多边形叠置点与多边形叠置，是指一个点图层与一个多边形图层相叠，叠置分析的结果往往是将其中一个图层的属性信息注入到另一个图层中，然后更新得到的数据图层；基于新数据图层，通过属性直接获得点与多边形叠加所需要的信息。
GIS空间分析技术
GIS空间分析技术一、概述这种技术现在应用得非常广泛，比如你在手机上用导航，其实就是GIS空间分析技术在帮你找到目的地。
还有城市规划、环境监测、灾害预警等等，都离不开GIS空间分析技术。
可以说它是我们现代社会中不可或缺的一部分。
GIS空间分析技术就像是一个强大的“空间大脑”，帮助我们理解和管理空间信息。
随着科技的发展，它的应用前景会越来越广阔。
接下来我们会更深入地介绍GIS空间分析技术的相关知识。
1. GIS技术概述：介绍地理信息系统（GIS）的基本概念、发展历程及其在各个领域的应用你是否曾经想过，我们生活的世界其实是一个巨大的信息库，而地理信息系统（GIS）就是解读这个世界信息的神奇工具。
那么GIS 究竟是什么呢？别急让我带你一探究竟。
想象一下你有一张巨大的地图，上面标注了各种地点、道路、建筑物等。
这张地图不仅仅是平面的，它还能展示三维的景观，而且随着技术的进步，这张地图还可以动。
这就好像是你手中的一个万能宝典，让我们能够快速查找并理解地理数据和信息。
这就是我们所说的地理信息系统（GIS）。
GIS技术的发展可谓是日新月异。
从最初的纸质地图，到现在的数字化地图，再到现在的三维立体地图，每一次技术的飞跃都让我们对地理信息的理解和应用更加深入。
如今GIS技术已经渗透到我们生活的方方面面，无论是城市规划、交通管理、环境监测，还是灾害预警、农业种植等各个领域，都能见到GIS技术的身影。
它不仅为我们提供了大量的地理信息数据，更帮助我们分析这些信息，为我们的决策提供依据。
可以这么说，GIS技术就是我们的地理信息好帮手。
随着技术的不断进步，未来的GIS技术将如何发展呢？它能给我们带来哪些惊喜呢？让我们在接下来的文章中一同探索吧！2. 空间分析的重要性：阐述空间分析在GIS中的核心地位，以及其在城市规划、资源管理、环境监测等领域的重要性你知道吗？在我们生活的世界里，GIS（地理信息系统）已经成为了一个不可或缺的存在。
测绘技术中的GIS空间分析方法
测绘技术中的GIS空间分析方法一、引言现代测绘技术的发展和应用，离不开地理信息系统（GIS）的支持。
GIS作为实现数据可视化、处理和分析的工具，在测绘领域具有不可替代的作用。
其中，空间分析是GIS的核心功能之一，可以帮助测量者理解和解决各种空间问题。
本文将着重探讨GIS空间分析方法在测绘技术中的应用。
二、几何空间分析方法几何空间分析方法是GIS中最基础、最直观的技术手段之一。
通过几何空间分析，我们可以计算、衡量地理要素的位置、形状、大小等属性。
其中，最常见的几何空间分析方法包括距离分析、区域分析和方位分析。
距离分析是测绘技术中广泛应用的方法之一。
测量者可以通过GIS工具计算两个地理要素之间的距离，从而精确估计两者之间的关系和联系。
例如，在城市规划中，可以测算不同地区之间的距离，以确定合适的交通路线和市区规划。
区域分析是用来研究地理要素的空间分布和形态的方法。
通过区域分析，我们可以了解某一特定区域的面积、周长、形状等属性。
此外，区域分析也可以用于确定土地的适宜性或开垦潜力，在农业和环境保护领域具有广泛应用。
方位分析是用来研究地理要素之间相对方向和位置关系的方法。
通过方位分析，我们可以确定两个地理要素之间的方位角、方位线等属性。
这在导航系统和地理定位领域是极为重要的。
例如，GPS系统就是通过方位分析来计算地理位置的。
三、空间关系分析方法除了几何空间分析方法，GIS还可以进行空间关系分析，用于研究地理要素之间的拓扑关系和统计关系。
空间关系分析是更为综合和复杂的分析手段，可以揭示地理要素之间的相互作用和影响。
拓扑关系分析是一种研究地理要素之间接触、接壤和相交关系的方法。
通过拓扑关系分析，我们可以计算和描述地理要素之间的空间关系，如相邻、重合和交叉等。
这对于土地利用规划、灾害风险评估等领域非常重要。
统计关系分析是一种通过空间数据的统计学分析来研究地理要素之间的关联关系的方法。
通过统计关系分析，我们可以发现隐藏在地理数据中的规律和模式。
什么是GIS
什么是GIS最简单地来说，GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。
这是GIS的本质，也是核心。
物质世界中的任何事物都被牢牢地打上了时空的烙印。
人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。
地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
由于信息技术的发展，数字时代的来临，理论上来说，GIS可以运用于现阶段任何行业。
从技术和应用的角度，GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上，GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系统。
简而言之，GIS 是一个基于数据库管理系统（DBMS ）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。
GIS即地理信息系统（Geographic Information System），经过了40年的发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。
尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。
GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。
简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。
编辑本段GIS 的组成部分从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。
硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。
《GIS空间分析期末复习资料》
《GIS空间分析》期末资料（核心版）一、名词解释1.地理信息：是指与空间地理分布有关的事物的信息，它描述了事物的位置、数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律。
2.地理信息系统：GIS是一种利用计算机技术以及网络通讯技术（即IT技术）等实现对整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间及地理分布有关的数据进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、显示、输出、应用和维护更新的信息系统。
（GIS ≈ 地理数据+ 空间分析）3.GIS空间分析：是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。
其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
（1）空间分析是GIS的核心和灵魂，是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一（2）基础：地理空间数据库4.要素（Feature）：是描述客观世界中的具有共同特征和关系的一组现象（如道路，也称作要素类，feature class）或一个确定的实体及其目标的表示（如某一条道路）。
5.要素集（feature dataset）：要素的集合。
6.地理数据库（GeoDatabase）：是一种采用标准关系数据库技术来表现和管理地理信息的数据模型。
（1）Geodatabase是现阶段ArcGIS软件中最核心的数据库模型（2）Geodatabase是地理数据统一存储的仓库7.缓冲区：是指对点、线或面实体，按指定的条件，在其周围建立一定宽度范围的空间区域作为分析对象，这个区域（面/多边形）称为缓冲区。
8.矢量叠置分析：就是将具有相同坐标系统的多个空间要素对象的数据层进行叠加，产生一个新数据层面的方法。
产生的数据层面综合了原来两层或多层要素所具有的属性特征。
9.网络分析：是指依据网络拓扑关系（结点与弧段拓扑、弧段的连通性），通过考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面研究的一种分析计算10.DEM：是用数字形式表示高程在地理空间中起伏变化的连续表面，即数字高程模型。
地理信息系统中的空间数据分析与可视化方法
地理信息系统中的空间数据分析与可视化方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理数据的技术。
空间数据分析和可视化是GIS的核心功能之一，它们对于地理数据的理解和决策支持起着至关重要的作用。
本文将介绍地理信息系统中的空间数据分析与可视化方法。
一、空间数据分析方法1. 空间查询空间查询是GIS中最常用的功能之一，它允许用户通过地理位置来查询数据。
常见的空间查询包括点查询、线查询、区域查询和邻域查询。
通过空间查询，用户可以从海量的地理数据中快速准确地检索到自己需要的信息。
2. 空间统计空间统计是对地理现象的分布、聚集和相关性等方面进行统计分析的方法。
它可以帮助我们了解地理现象的空间分布规律，并发现其中的模式和趋势。
常用的空间统计方法包括点模式分析、线模式分析和面模式分析等。
3. 空间插值空间插值是在已有的离散空间数据点之间进行数值推算的方法，用于生成连续的空间数据表面。
通过空间插值，我们可以根据有限的观测数据推测出整个区域的数据分布情况。
常见的插值方法有反距离加权法、克里金插值法和样条插值法等。
4. 空间网络分析空间网络分析是将空间数据和网络数据结合起来进行分析的方法。
它可以帮助我们解决路径规划、网络最短路径、服务范围分析等问题。
通过空间网络分析，我们可以优化交通路线、确定最佳服务位置，并提供决策支持。
二、空间数据可视化方法1. 点图和符号地图点图和符号地图是最常见的空间数据可视化方法之一，用于表示点状要素的分布情况。
点图通过在地图上以点的形式表示要素，并结合不同的符号来显示不同的属性。
符号地图则是在点图的基础上，根据要素的属性值来选择不同的符号类型和大小。
点图和符号地图可以直观地展示地理现象的分布情况，帮助我们快速了解地理特征。
2. 等级符号地图等级符号地图是一种将要素的数量级和属性值同时表示的可视化方法。
它通过符号的大小、颜色和形状等来表示要素的属性值，从而使观察者能够直观地判断要素的数量和属性差异。
空间分析是GIS系统的重要功能之一,是GIS系统与计算机辅
DEM分析 一、DEM 概述
2、表示法：
2）TIN 法 TIN（Triangulated Irregular Network) 利用 所有采样点取得的离散数据，按照优化组合的原 则，把这些离散点连接成相互连续的三角面。
连接原则： 尽可能地确保每个三角形都是
锐角三角形或是三边的长度近 似相等--Delaunay。
1. 2.
3.
4. 5.
空间位置： 借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对 象表述的研究基础，即投影与转换理论。 空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等 内容。 空间形态：空间对象的几何形态 空间距离：空间物体的接近程度 空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。
叠加分析 一、基于矢量数据的叠加分析 1、内容 1
点层与面层的叠加
核心算法为判断点是否在多边形内。 2
线与多边形的叠加是把一幅图(或一个数据层)中的多边形的 特征加到另一幅图(或另 一个数据层) 线与多边形叠加的算法就是线的多边形裁剪。
叠加分析 一、基于矢量数据的叠加分析 2、多边形与多边形的叠加 1）定义： 多边形叠加分析也称为Polygon-on-polygon 叠加，是 指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠加， 根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多 边形（合成叠加）或进行多边形范围内的属性特性的 统计分析（统计叠加）。 2）应用：寻求和确定同时具有几种属性的分布区域。
地区；
c) 对于某些特殊计算如视线计算时，格网的轴线方向 被夸大； d) 由于栅格过于粗略，不能精确表示地形的关键特征, 如山峰、洼坑、山脊等；
DEM分析 一、DEM 概述
3、DEM 特点
1）容易以多种形式显示地形信息。
空间分析技术：GIS的灵魂
Robert Haining曾经对于空间分析给出如下定义：“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”。
简单地说，可以认为所谓空间分析，就是利用计算机对数字地图进行分析。
自从有了地图，人们就自觉或者不自觉地进行着各种类型的空间分析。
比如，在地图上测量地理要素之间的距离、面积，以及利用地图进行战术研究和战略决策等。
随着现代科学技术，尤其是计算机技术引入地图学和地理学，地理信息系统开始孕育、发展。
以数字形式存在于计算机中的地图，向人们展示了更为广阔的应用领域。
利用计算机分析地图、获取信息，支持空间决策，成为地理信息系统的重要研究内容，“空间分析”这个词汇也就成为了这一领域的一个专门术语。
空间分析是GIS的核心和灵魂，是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。
空间分析，配合空间数据的属性信息，能提供强大、丰富的空间数据查询功能。
因此，空间分析在GIS中的地位不言而喻。
一般来说，空间分析包括以下的内容，这些功能在GIS平台软件（比如ESRI公司的ArcGIS，计算所的VegaGIS，中地公司的MAPGIS等）中都提供：1.基于空间关系的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。
如查询满足下列条件的城市：在京九线的东部，距离京九线不超过200公里，城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万。
整个查询计算涉及了空间顺序方位关系(京九线东部),空间距离关系（距离京九线不超过200公里），甚至还有属性信息查询(城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万）。
2.空间量算对于线状地物求长度、曲率、方向，对于面状地物求面积、周长、形状、曲率等；求几何体的质心；空间实体间的距离等。
3. 缓冲区分析邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确定是空间分析的一个重要手段。
交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重要性，公共设施的服务半径，大型水库建设引起的搬迁，铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等，均是一个邻近度问题。
空间分析及GIS学科观察和思考
空间分析（地理分析）是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
自从有了地图，人们就自觉或者不自觉地进行着各种类型的空间分析。
空间分析是地理信息系统的主要特征。
空间分析能力是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统成功与否的一个主要指标。
空间分析是GIS的核心和灵魂，是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。
空间分析，配合空间数据的属性信息，能提供强大、丰富的空间数据查询功能。
因此，空间分析在GIS中的地位不言而喻。
空间分析源于60年代地理学的计量革命，在开始阶段，主要是应用定量（主要是统计）分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式。
后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。
实际上自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。
如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例，而后者实质上已属较高层次上的空间分析。
在地学领域中，空间分析一般是指“GIS空间分析”，或“地理空间分析”。
任何信息，总含有空间、时间、属性特征。
如水文走向含属性和时间特征, 疾病传播含时间、空间和属性特征, 而河道演变则反映了空间形态特征随时间变化性质。
国内外许多学者都对空间分析进行研究(UnWin,1981；李德仁等，1993；Rober t Haining，1994；郭仁忠,1997；王劲峰，2000)，但是对空间分析下定义是比较困难的，目前尚无一个统一的定义，不同的应用领域给出不同的涵义，它们的侧重点各不相同，但是都从不同的方面对空间分析的内涵进行了阐释：或侧重于地理学（地学），或侧重于测绘学（地图学）；或侧重于几何图形分析，或侧重于地学统计与建模。
综合这些学者的研究成果。
综述之，GIS空间分析是使用几何分析、统计分析、数学建模、地理计算等方法，对地理空间中的目标的空间关系进行描述、分析、建模，并进一步为空间决策支持提供服务的技术。
地理学研究中的GIS空间分析技术
地理学研究中的GIS空间分析技术地理信息系统（GIS）是一种数字化的地理信息处理系统，它能够以图像的方式将地球上的空间信息进行表现，进行分析，产生信息的质量评价以及对未来的预测，为地理学研究提供了传统研究方法所不具备的空间分析技术。
GIS空间分析技术是GIS技术的核心，是地理学分析中的基本概念和工具，涵盖着许多空间分析技术方法，例如空间数据挖掘、GIS时空分析、GIS多源数据融合等。
GIS空间分析技术不仅在自然地理学研究中具有重要地位，也在人文地理学和社会科学分析中，发挥了重要作用，本文将探讨GIS空间分析技术在地理学研究中的应用。
一、GIS空间分析技术在自然地理学中的应用1. 生态环境监测和预测GIS空间分析技术可应用于生态环境监测。
它可以消除许多环境监测数据中的噪声和错误，通过分析数据的空间关系以及描述环境监测结果等，对于生态环境变化趋势的研究和预测具有重要的作用。
对海湾、河流、湖泊等水域的水质，森林等自然生态资源进行分析，为生态资源保护和合理利用提供支持。
2. 土地利用与覆盖研究GIS空间分析技术也可应用于土地利用与覆盖研究。
土地利用和覆盖的变化是典型的空间辐射过程。
世界上绝大部分的自然资源和人文环境是通过土地利用与覆盖这一过程来开发和改善的。
对于土地资源开发、保护和管理以及土地利用的分析都离不开GIS空间分析技术的支持。
它能够有效地分析土地利用与覆盖变化的趋势、对城市化过程、农业生产及森林、草地等自然资源进行分析，为土地的开发和管理提供依据。
3. 自然地理灾害研究自然地理灾害始终是全人类共同关注的问题。
但每当发生自然地理灾害的时候，人们感到非常无助。
GIS空间分析技术有助于预测和防范自然地理灾害的发生，精确判定灾害范围和影响，帮助领导做出科学决策。
例如，对流域洪水水文过程的流量预测或对干旱气候事件的监测，都需要GIS空间分析技术来进行预测和分析。
二、GIS空间分析技术在人文地理学和社会科学分析中的应用1. 城市规划和城市管理GIS空间分析技术对于城市规划和管理具有重要作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Robert Haining曾经对于空间分析给出如下定义：“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”。
简单地说，可以认为所谓空间分析，就是利用计算机对数字地图进行分析。
自从有了地图，人们就自觉或者不自觉地进行着各种类型的空间分析。
比如，在地图上测量地理要素之间的距离、面积，以及利用地图进行战术研究和战略决策等。
随着现代科学技术，尤其是计算机技术引入地图学和地理学，地理信息系统开始孕育、发展。
以数字形式存在于计算机中的地图，向人们展示了更为广阔的应用领域。
利用计算机分析地图、获取信息，支持空间决策，成为地理信息系统的重要研究内容，“空间分析”这个词汇也就成为了这一领域的一个专门术语。
空间分析是GIS的核心和灵魂，是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。
空间分析，配合空间数据的属性信息，能提供强大、丰富的空间数据查询功能。
因此，空间分析在GIS中的地位不言而喻。
一般来说，空间分析包括以下的内容，这些功能在GIS平台软件（比如ESRI公司的ArcGIS，计算所的VegaGIS，中地公司的MAPGIS等）中都提供：
1.基于空间关系的查询
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。
如查询满足下列条件的城市：在京九线的东部，距离京九线不超过200公里，城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万。
整个查询计算涉及了空间顺序方位关系(京九线东部),空间距离关系（距离京九线不超过200公里），甚至还有属性信息查询(城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万）。
2.空间量算
对于线状地物求长度、曲率、方向，对于面状地物求面积、周长、形状、曲率等；求几何体的质心；空间实体间的距离等。
3. 缓冲区分析
邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确定是空间分析的一个重要手段。
交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重要性，公共设施的服务半径，大型水库建设引起的搬迁，铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等，均是一个邻近度问题。
缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。
所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。
4.叠加分析
大部分GIS软件是以分层的方式组织地理景观，将地理景观按主题分层提取，同一地区的整个数据层集表达了该地区地理景观的内容。
地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成
的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
叠加分析不仅包含空间关系的比较，还包含属性关系的比较。
叠加分析可以分为以下几类：视觉信息叠加、点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形叠加、栅格图层叠加。
5.网络分析
对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。
网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。
6.空间统计分类分析
多变量统计分析主要用于数据分类和综合评价。
在大多数情况下，首先是将大量未经分类的数据输入信息系统数据库，然后要求用户建立具体的分类算法，以获得所需要的信息。
分类评价中常用的几种数学方法有：主成分分析、层次分析、聚类分析、判别分析。
GIS得以广泛应用的重要技术支撑之一就是空间统计与分析。
例如，在区域环境质量现状评价工作中，可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。
通过叠加分析，可以提取该区域内大气污染布图、噪声分布图;通过缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。
可以预见，在构建和谐社会的过程中，GIS和空间分析技术必将发挥越来越广泛和深刻的作用。
（计算机世界报2005年08月15日第32期B10）。