地理信息系统第7讲GIS基本空间分析
如何进行地理信息系统数据的空间分析
如何进行地理信息系统数据的空间分析地理信息系统（GIS）是一种集地理学、地图学、计算机科学和统计学于一体的技术工具，用于处理、存储、分析和可视化地理数据。
其中，空间分析是GIS的核心功能之一，它提供了对地理数据进行深入探索的方法。
本文将介绍如何进行地理信息系统数据的空间分析，以帮助读者更好地利用GIS工具。
一、数据准备在进行空间分析之前，首先需要准备好地理数据。
这包括地理数据的获取、处理和整理。
常见的地理数据类型包括矢量数据和栅格数据。
矢量数据是基于地理空间中的点、线、面等要素的几何位置和属性信息，而栅格数据则是将地理空间划分为规则的网格单元，并在每个单元内存储属性信息。
根据具体需求，选择合适的数据类型，并对数据进行清理、转换和投影相关的处理。
二、空间关系分析空间关系分析是空间分析的核心内容之一。
它通过研究地理数据要素之间的相互关系，揭示要素之间的空间模式和规律。
常见的空间关系分析方法包括距离分析、邻近分析、叠置分析等。
1. 距离分析：通过计算要素之间的距离，可以揭示地理现象的空间联系。
例如，可以计算两个地点之间的欧氏距离，了解它们的空间接近程度。
此外，还可以进行缓冲区分析，通过建立以某个地点为中心的缓冲区，研究地理现象在不同距离下的分布规律。
2. 邻近分析：邻近分析主要包括最近邻分析和K近邻分析。
最近邻分析通过找出某个要素的最近邻要素，分析其空间聚集程度。
K近邻分析则是找出离某个要素最近的K个要素，进一步研究空间热点和冷点的分布。
3. 叠置分析：叠置分析是将不同的地理要素叠加在一起，研究它们的相互关系。
这种分析可用于研究地理要素的覆盖关系、冲突关系等。
例如，可以叠加人口分布、土地利用和环境保护区的数据，评估环境对人口分布的影响。
三、空间插值分析空间插值分析是用于估计地理现象在未知位置的属性值的方法。
根据数据密度分布，通过已知数据点之间的关系，推断未知位置的属性值。
常见的空间插值方法有反距离加权插值（IDW）、克里金插值等。
地理信息系统课件第七章空间信息可视化
森林火灾扩散的可视化模拟
总结词
利用地理信息系统对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。
详细描述
洪水灾害是一种常见的自然灾害，其影响范围和程度受到多种因素的影响，如地形、降雨量、河流等。通过地理信息系统，可以对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。这种可视化评估可以帮助决策者制定更为合理的防洪规划和应急响应计划，减少洪水灾害对人类社会和经济的影响。
城市规划与管理
1
2
3
利用可视化技术对污染源进行实时监测，掌握污染排放情况，为环境治理提供数据支持。
污染源监测
将环境监测数据与地理信息结合，通过可视化方式呈现环境质量状况，为环境质量评估提供依据。
环境质量评估
通过空间信息可视化，展示生态系统的结构和功能，为生态保护和修复提供决策支持。
生态保护
环境监测与评估
基于Web技术的地图可视化工具，支持在线地图编辑和分享。
QGIS Desktop
一个开源的、跨平台的GIS系统，提供强大的地图制作和可视化功能。
QGIS的可视化工具
专注于地理空间数据处理和分析的开源软件，提供丰富的地图制作和可视化工具。
GRASS GIS
用于地图可视化的模块，支持多种地图类型和风格。
定义
直观性、交互性、动态性和多维性。空间信息可视化能够将抽象的地理信息转化为直观的图形，便于用户理解和分析；同时，用户可以通过交互操作，动态地查看不同时间和空间尺度的数据；此外，可视化技术还可以展示多维度的地理信息，帮助用户深入挖掘数据的潜在价值。
特点
定义与特点
通过可视化，用户可以快速获取地理信息的整体分布和变化趋势，为决策提供有力支持。
GIS地理信息系统空间分析ppt课件
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2
空间分析功能的类型
按照 Goodchild 提出的空间分析框架，可以 将空间分析方法分为以下两种类型：
产生式分析：空间叠加分析，缓冲区分析，数 字地面模型分析，空间网络分析，空间统计分 析等；
咨询式分析：空间集合分析，空间数据查询等。
如果线状图层为道路网，叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密度， 内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互 交通量。
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线与多边形叠加示意图
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多边形与多边形的叠加
概念 处理过程 ARC/INFO中空间叠加分析
空间叠加(Identify;Intersect;Union) 要素提取(Clip;Erasecov;Split) 要素合并(Disslove,Reselect) 图层数据的合并与分解(Mapjoin;Split) 图层更新(Upda多边形与多边形的叠加概念
多边形叠加将两个或多 个多边形图层进行叠加 产生一个新多边形图层 的操作 ，用以解决地 理变量的多准则分析、 区域多重性的模拟分析、 地理特征的动态变化分 析，以及图幅要素的更 新、图幅的拼接和区域 信息的提取等。
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多边形与多边形的处理过程
几何求交过程：首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些交 点重新进行多边形拓扑运算，对新生成的拓扑多边形图层的每个对 象赋一多边形唯一标识码，同时生成一个与新多边形对象一一对应 的属性表。
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点状图、线状图和面状图之间的叠加显示
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遥感影像叠加
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数字高程模型（DEM）叠加显示立体专题图
第七讲 GIS的空间分析技术
2） 区域变换方式；
1、同一层的自身变换操作
数学运算变换（三角函数、乘方等） 直方图统计 重分类 聚类 空间内插 缓冲
2、多层数据的空间变换操作
数学运算（加、减、乘、除等） 逻辑组合 拓扑叠加 缓冲
信息复合模型
（1） 视觉信息复合 · 面状图、线状图和点状图之间的复合； · 面状图区域边界之间或一个面状图与其 他专题区域边界之间的复合； · 遥感影像与专题地图的复合； · 专题地图与数字高程模型复合显示立体 专题图； · 遥感影像与DTM复合生成三维地物景观。
空间决策支持经历以下过程：
1） 确定目标 2） 建立模型 3） 寻求手段 4） 结果评价
GIS实现工具
1） 数据输入（含编辑） 2） 数据显示（含显示、绘图） 3） 地理数据的存贮；
与GIS空间数据库进行交互作用的 分析模型应具备以下的功能：
1） 从GIS中获取节点及连接点； 2） 完成分析，并直接以图形方式汇总给 用户； 3） 应能提供多种启发式方法以解决问题 与选择； 4） 允许用户能与GIS的显示/分析功能相 沟通。
CI CR RI
当CR<0.1时，认为判断矩阵是可接受的， 或认为是有满意的一致性。
1、 层次总排序及一致性检验 当CR<0.1时，认为层次总排序具有满 意的一致性。
CR
a j CI a j RI
j 1 j 1 m
m
j
j
轮渡
桥梁
隧道
Wz1
0 .07
0.05
0.57
0.36
1 aij 0, aij , i j, aij 1, i, j 1,2, , aij
GIS空间分析范文
GIS空间分析范文GIS（地理信息系统）是一种将地理数据与信息技术相结合的系统，可以对空间数据进行存储、查询、分析、可视化等操作。
空间分析则是GIS中最重要的功能之一，通过对地理空间数据进行分析，可以揭示地理现象的规律、趋势和关系，提供科学的依据和支持。
空间分析的主要内容包括距离分析、邻近性分析、空间关联分析、路径分析、插值分析等。
距离分析用于计算地理现象之间的距离、距离变化和距离相似性，如计算两个地点之间的实际距离、行驶距离等。
邻近性分析则用于研究地理现象之间的邻近性关系，如计算一些区域内的邻近点、邻近区域等。
空间关联分析是通过统计方法来分析空间数据之间的关联程度，如通过空间自相关的方式分析一个区域内的空间数据是否呈集聚或分散的趋势。
路径分析则用于寻找最佳路径，如导航系统中的路径规划。
插值分析通过已知的点值数据来估计未知的地理现象数值，如通过已知的气象站数据来估计整个区域的降雨量分布。
空间分析依赖于空间数据的质量和准确性，因此数据的获取、管理和处理是空间分析中至关重要的环节。
一般来说，空间数据可以分为矢量数据和栅格数据两种类型。
矢量数据使用点、线、面等几何要素来表示地理要素，而栅格数据则将地理空间划分为规则的像元（像素），通过像元的属性值来表示地理现象。
在进行空间分析时，需要对空间数据进行预处理、处理和分析。
预处理包括数据采集、数据清理和数据预处理等操作；处理包括数据转换、投影转换等操作；分析则根据所需的空间分析任务进行，可以使用专门的空间分析软件，如ArcGIS、QGIS等。
GIS的空间分析在各个领域都有广泛的应用。
在城市规划领域，可以通过空间分析来评估不同区域的适宜性，优化城市规划和发展。
在环境保护领域，可以使用GIS空间分析来评估不同区域的生态环境状况，预测环境的变化趋势，并为环境保护决策提供科学依据。
在交通管理领域，可以利用空间分析来评估交通网络的拥堵情况、优化交通规划，提高道路运输效率。
GIS空间分析的应用
GIS空间分析的应用GIS（地理信息系统）空间分析是一种利用计算机和地图技术进行地理数据的处理和分析的方法。
它可以帮助人们更好地理解地理现象、解决地理问题，并从空间角度发现隐藏的关联和模式。
下面将重点介绍GIS空间分析的应用。
首先，GIS空间分析可以应用于环境管理领域。
通过对环境数据（如土壤类型、气候数据、植被分布等）的整合和分析，可以揭示环境相关因素之间的关系，并根据分析结果制定环境保护和管理策略。
比如，可以利用GIS空间分析技术确定适合农作物种植的地区，以减少农药的使用量和环境污染。
其次，GIS空间分析在城市规划和土地利用方面具有广泛的应用。
通过对城市空间的分析和模拟，可以预测城市发展趋势、评估土地资源利用效率，并制定合理的城市规划方案。
例如，可以利用GIS空间分析技术确定新建住宅区的最佳位置，以提高城市居民的交通便利性和生活质量。
此外，GIS空间分析还可以用于交通运输规划和管理。
通过对交通网络和交通流量数据的分析，可以优化交通路线、调整交通信号灯，并优化交通系统的整体运行效率。
例如，可以利用GIS空间分析技术确定公交车站的最佳位置，以提高公共交通系统的覆盖范围和服务质量。
另外，GIS空间分析在应急管理和资源调度方面也具有重要意义。
通过对灾害风险区域和救援资源的分析，可以更好地组织应急救援行动，并合理分配救援资源。
例如，可以利用GIS空间分析技术确定适合建设应急避难所的地点，以提高灾害应对的效率和效果。
最后，GIS空间分析还可以用于商业决策和市场营销。
通过对人口分布、消费行为和竞争对手位置的分析，可以制定市场营销策略，并选择最有利可图的商业位置。
例如，可以利用GIS空间分析技术确定开设商场或超市的最佳位置，以吸引更多的潜在消费者和提高销售额。
综上所述，GIS空间分析在环境管理、城市规划、交通运输、应急管理和商业决策等领域中具有广泛的应用。
通过利用GIS空间分析技术，人们可以更好地理解地理现象、解决地理问题，并从空间角度发现隐藏的关联和模式，为决策提供科学的依据。
如何进行地理信息系统空间分析
如何进行地理信息系统空间分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理数据与空间分析方法相结合的技术系统。
它可以帮助我们更好地理解和利用地球上的空间信息。
本文将探讨如何进行GIS空间分析。
首先，进行GIS空间分析前，我们需要获取地理数据。
地理数据可以来自于各种来源，如卫星遥感、测量仪器等。
这些数据可以包括点、线、面等空间要素，还可以有属性数据，如人口统计数据、环境指标数据等。
获取到这些数据后，我们需要对其进行预处理，包括数据清理、转换投影等，以便能够在GIS软件中进行分析。
在进行GIS空间分析时，我们可以利用GIS软件中的各种功能和工具来探索和发现空间模式、关联性以及趋势等。
其中最常用的分析方法之一是空间查询。
通过设置查询条件和空间关系，我们可以从地理数据库中提取出所需的信息。
例如，在城市规划中，我们可以根据相关标准和要求，查询具有特定属性和空间关系的土地，以确定其适宜的用途。
除了空间查询，还有一种常用的分析方法是缓冲区分析。
通过在特定要素周围创建一个以特定距离为半径的缓冲区，我们可以评估特定要素对周围环境的影响范围。
这对于环境保护、交通规划等方面都有很大的帮助。
例如，在确定建筑物周围的环保限制区时，我们可以创建一个缓冲区，用于限制建筑物等开发活动对周围生物多样性的影响。
除了缓冲区分析，还有一种常用的分析方法是空间插值。
空间插值可以根据已有的地理数据，在没有数据的位置上进行估算和推断。
这对于绘制地图、预测疾病传播等方面非常有用。
例如，在绘制高程图时，我们可以使用空间插值方法填补采样点之间的高程数据空白，使绘制出的地形更加准确。
另外一种常用的分析方法是空间统计。
空间统计可以帮助我们研究地理现象的空间分布模式和影响因素。
例如，在研究犯罪分布时，我们可以利用空间统计方法分析犯罪事件的聚集性，从而找出犯罪高发区。
GIS空间分析不仅可以用于学术研究，还可以广泛应用于各行各业。
使用地理信息系统进行空间分析的步骤与技巧
使用地理信息系统进行空间分析的步骤与技巧引言：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机技术对地理空间数据进行管理、分析和可视化展示的工具。
通过GIS的应用，我们能够更深入地了解地球上的空间分布和相关因素之间的关系。
本文将介绍使用GIS进行空间分析的具体步骤和相关技巧，以帮助读者更好地运用此工具进行研究和分析。
一、数据收集与整理：在进行空间分析之前，首先需要收集与分析相关的地理空间数据。
这些数据可以来自于现有的地图、卫星遥感图像、实地调查以及其他的GIS数据库等。
在收集到数据之后，需要对其进行整理和准备工作，保证数据的完整性和可靠性。
这包括数据的格式转换、数据字段的清洗、坐标系的统一等工作。
二、空间数据输入与编辑：在GIS软件中，我们需要将收集到的地理数据导入到系统中进行进一步的分析。
这可以通过批量导入文件、链接数据库或是手动输入数据等方式完成。
在导入数据后，我们还可以进行数据的编辑和修复，以满足后续分析的需求。
三、空间分析操作：在进行具体的空间分析之前，需要根据实际需求选择合适的空间分析方法和操作。
常见的空间分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值、缓冲区分析等。
这些方法可以帮助我们发现地理现象的特征、分析地理对象的空间分布规律，并提供科学的依据支持决策和规划。
四、空间数据可视化：空间数据的可视化是GIS分析的重要环节。
通过将分析结果以地图的形式进行展示，我们可以更直观地理解地理现象的空间分布和特征。
在可视化过程中，我们可以选择合适的符号化方式、颜色渲染方法、缩放等操作，以展示分析结果的详细信息。
五、优化与模型建立：在进行空间分析的过程中，我们可以通过优化模型和算法来提高分析结果的准确性和精度。
例如，我们可以利用空间插值技术来预测未来的地理现象；或者通过网络分析算法来优化路径规划等。
这些优化和建模的方法可以进一步提高空间分析的效果和可靠性。
地理信息系统第7讲GIS基本空间分析
地图操作: 融合
消除具有相同属性的多边形边界（数据分类）
1
1
3
4
3
2
1
1
3 4 2
1
4
地图操作: 裁剪
落入裁减区域范围内的输入地图要素
5
地图操作: 合并
两幅或两幅以上的地图拼接成新图
合并
6
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；
8
叠置分析-矢量数据的叠置分析
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。
输出地图包含输入地图相同的点要素, 但点的属性 已为1其落入2 的多+ 边A形的属B性 = 1A 2B
叠置分析-矢量数据的叠置分析
线与多边形叠置
线与多边形的叠置同点与多边形叠置类似, 线与多 边形的叠加, 指一个线图层与一个多边形图层相叠, 叠置结果通常是将多边形层的属性注入另一个图 层中, 然后更新得到的数据图层；基于新数据图层, 通过属性直接获得线与多边形叠加所需要的信息。
1
+A
B
= 1A 1B
资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性 和网络组成。
分配有两种方式，一种是由分配中心向四周输出，另 一种是由四周向中心集中。
网络的应用
最佳选址 : 选址功能是指在一定约束条件下、在某一指 定区域内选择设施的最佳位置，它本质上是资源分配分 析的延伸，例如连锁超市、邮筒、消防站、飞机场、仓 库等的最佳位置的确定。
地理信息系统的空间分析
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一、 空间查询
3)扩展的SQL查询
MapInfo提供的扩展的SQL查询图形操作符： •Contains •Contain Part •Contain Entire •Within •Partly Within •Entirely Within •Intersects
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第七章 地理信息系统的空间分析
§7-1 空间查询
§7-2 叠置分析 §7-3 缓冲区分析
按“ESC”键返回
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第七章 地理信息系统的空间分析
空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特 有的对地理信息（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。 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，其目的在提取和传输空间信息。 本章介绍 GIS 中实现空间分析的基本功能，包括空间查 询，缓冲区分析、叠加分析、路径分析、空间统计分类分析 等，并描述了相关的算法，以及其中的计算公式。
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§7-2 叠置分析
1、点与多边形叠加
点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的包含关系。 矢量结构的GIS能够通过计算每个点相对于多边形线段的位 置，进行点是否在一个多边形中的空间关系判断。 在完成点与多边形的几何关系计算后，还要进行属性信 息处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的 点上。当然也可以将点的属性叠加到多边形上，用于标识 该多边形，如果有多个点分布在一个多边形内的情形时， 则要采用一些特殊规则，如将点的数目或各点属性的总和 等信息叠加到多边形上。
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§7-2 叠置分析
3、多边形叠加
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一、 空间查询
GIS空间分析方法
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。
第七章MAPGIS空间分析
第七章MAPGIS空间分析第七章MAPGIS空间分析教学目的与要求通过本章的学习，要求进一步了解空间分析功能，掌握MAPGIS 下矢量数据的空间分析方法，属性分析方法，三维模型分析方法；熟悉DTM分析模型，掌握GRD模型与TIN 模型分析方法、及其具体应用；了解网络管理及网络分析，掌握网络输入编辑方法，熟悉并掌握连通性检查、路径分析、资源分配、查询统计、动态分段等网络分析功能，了解中心、站点、障碍、阀门、网线需求、网线权值、转角权值的设置等。
教学重点MAPGIS空间分析DTM分析及其应用MAPGIS网络分析内容提要7.1MAPGIS空间分析7.2数字地面模型7.3MAPGIS网络录入7.4MAPGIS网络分析7.1 MAPGIS空间分析空间分析子系统提供了一系列数据操作功能，如空间分析、属性分析、数据检索以及三维模型分析等功能。
借助于这些功能，用户能够从原始数据中图示检索或条件检索出某些实体数据，还可以进行空间迭加分析，以及对各类实体的属性数据进行统计。
用户可重复使用各种分析工具，最终得出希望的结果。
空间分析子系统主要功能：空间分析，属性分析，数据检索及三维模型分析等功能。
7.1.1 空间分析矢量空间分析分为：迭加分析缓冲区分析多层立体迭置7.1.2 属性分析属性分析的对象可以是属性，也可以是表格，属性和表格的区别在于属性附属于空间数据，不是独立的，而表格则不存在这样的依赖关系，是独立的数据体。
各种属性分析都形成一个结果表。
属性分析的主要功能有：单属性统计单属性统计是对所选文件属性（或表格）的某个数值型字段，统计图元总数，该字段总和、最大值、最小值、平均值以及所统计图元（或表格行）数。
并将统计结果保存在表格数据缓冲区中，然后显示统计结果，用户可将该结果（*.WB）存盘和打印。
最后关闭表格显示窗口。
表格缓冲区中的内容，在下一次分析时，自动冲掉前一次统计分析的结果。
该统计结果缓冲区在系统结束时自动清除。
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基准面相同的、同一区域的数据。
把两幅或多幅地图进行叠加以 生成新的地图的操作 相同的空间尺度 只能同时叠加两幅地图，但可 连续操作 叠加的结果：
几何形状改变 属性改变
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叠置分析-矢量数据的叠置分析
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。
网络的应用 最佳选址 ：选址功能是指在一定约束条件下、在某一 指定区域内选择设施的最佳位置，它本质上是资源分配 分析的延伸，例如连锁超市、邮筒、消防站、飞机场、 仓库等的最佳位置的确定。 在网络分析中的选址问题一般限定设施必须位于某个节 点或某条链上，或者限定在若干候选地点中选择位置。
点：圆形缓冲区 线：长条缓冲区 面：向内、外的缓冲带
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基本缓冲区类型
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缓冲区变形
缓冲距离不一定为常数
主流用200米，支流用100米
可形成缓冲环
核电站：5km, 10km, 20km, 50km
单侧缓冲区 单个缓冲区与完整缓冲区
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缓冲区变异
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缓冲区用途
查询 空间分析
窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格
点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口 ，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计 算，或与其它层面的信息进行必要的复合分析，从而 实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。
窗口分析中的三个要素： 中心点，在单个窗口中的中心点可能就是一个栅格点， 或者是分析窗口的最中间的栅格点，窗口分析运算后的 数值赋予它。 分析窗口大小与类型，依据的单个窗口中的栅格分布状 况，如平滑运算的3×3矩形窗口，扇形窗口等。 运算方式，图层根据窗口分析类型运算，依据不同的运 算方式获得新的图层，如DEM提取坡度、坡向运算。
网络的应用 地址匹配：地址匹配实质是对地理位置的查询，它涉及 到地址的编码。地址匹配与其它网络分析功能结合起来 ，可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。所需输入 的数据，包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询 地址的属性值。这种查询也经常用于公用事业管理，事 故分析等方面，如邮政、通讯、供水、供电、治安、消 防、医疗等领域。
Geographical Information System
地理信息系统
第七讲 GIS基本空间分析
概述
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。 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。
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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，
化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。
网络组成
线状要素——链 点状要素
① 障碍； ② 拐角点； ③ 结点； ④ 中心； ⑤ 站点。
网络中的属性
阻强：指资源在网络流动中的阻力大小，如所花的时间
，费用等。它是描述链与拐角点所具有的属性。
资源容量：指网络中心为了满足各链的需求，能够容纳
范围统计（Range）：是指分析窗口范围内统计值的范
围；
多数统计（Majority）：是指分析窗口范围内绝大多数
的统计值，频率最高的单元值；
少数统计（Minority）：是指分析窗口范围内较少数的
统计值，频率最低的单元值；
种类统计（Variety）：是指分析窗口范围内统计值的
种类，不同单元值的数目。
据学校一定距离内不能有游戏厅 都是规划中的河流一定范围内不能建筑 道路拆迁估算 商业选址
中立区：抗议人群据政府的距离
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窗口分析
地学信息除了在不同层面的因素之间存在着一定的制
约关系之外,还表现在空间上存在着一定的关联性。对 于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的(i，j)栅格 往往会影响其周围栅格的属性特征。充分而有效地利 用这种事物在空间上相联系的特点，是地学分析的必 然考虑因素。
在栅格数据内部，叠加运算是通过像元之间的各种运算来
实现的。
叠置分析-栅格数据的叠置分析
布尔逻辑运算
叠置分析-栅格数据的叠置分析
重分类
叠置分析-栅格数据的叠置分析
数学运算复合法
缓冲区分析
缓冲把地图分为两个区域，ห้องสมุดไป่ตู้个区域在 所选地图要素制定距离之内，另一个在 制定距离之外。在指定距离之内的区域 称为缓冲区 常见缓冲区类型
窗口分析的类型
统计运算 平均值统计（Mean）：新栅格值为分析窗口内原栅格值的均值；
最大值统计（Maximum）：新栅格值为分析窗口内原栅格值的最
大值；
最小值统计（Minimum）：新栅格值为分析窗口内原栅格值的最
小值；
中值统计（Median）：是指 这 个数的中数，若 为奇数，则 ；若
消除方法
设置模糊容差 最小制图单元
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叠置分析-栅格数据的叠置分析
栅格数据由于其空间信息隐含属性信息明确的特点，可以
看作是最为典型的数据层面，通过数学关系建立不同数据 层面之间的联系是GIS提供的典型功能，空间模拟尤其需 要通过各种各样的方式将不同的数据层面进行叠加运算， 以揭示某种空间现象或空间过程。
1 2
1A
1B 2B
+
A
B
=
2A
地图叠置分析：联合
OR
=
12
地图叠置分析：相交
AND
=
13
地图叠置分析：层叠加
+
=
[(输入地图) AND (叠加地图)] OR (输入地图)
14
地图叠置分析：破碎多边形处理
在地图叠加过程中，沿着两个输入地图的共 同边界出现的极小多边形。 原因
数字化 原地图误差 遥感解译 野外调查
具体实现来说，窗口分析是对一个栅格及其周围栅格
的数据分析技术，一般在单个图层上进行。进行分析 时，首先选择合适的窗口大小、窗口类型，确定分析 的目的，指定分析选用的运算函数，从最初点开始进 行运算得到新的栅格值，按次序逐点扫描整个格网进 行窗口运算最后得到新的图层
分析窗口的类型 矩形窗口：是以目标栅格为中心，分别向周围八个方向 扩展一层或多层栅格。 圆形窗口：是以目标栅格为中心，向周围作一等距离搜 索区，构成一圆形分析窗口。 环形窗口：是以目标栅格为中心，按指定的内外半径构 成环形分析窗口。 扇形窗口：是以目标栅格为起点，按指定的起始与终止 角度构成扇形分析窗口。 其他窗口，如正六边形等。
2
地图操作
边界融合 (Dissolve) 裁剪 (Clip) 合并 (Merge)
3
地图操作：融合
消除具有相同属性的多边形边界（数据分类）
1 1 3 1 3 4 2 1 3 2 1 4
4
地图操作：裁剪
落入裁减区域范围内的输入地图要素
5
地图操作：合并
两幅或两幅以上的地图拼接成新图
合并
为偶数，则 ，新栅格值为分析窗口内原栅格值的中值；
求和统计（Sum）：新栅格值为分析窗口内原栅格值的总和；
标准差统计（Standard deviation）：新栅格值为分析窗口内原栅
格值的标准差值；
其他，诸如值域、模等。如图8.18是11×11窗口大小的平均值统计
的窗口分析。
测度运算
网络分析
网络是指现实世界中，由链和结点组成的、带有环路
，并伴随着一系列支配网络中流动之约束条件的线网 图形，它的基础数据是点与线组成的网络数据。
网络分析是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网
络上的流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网 络资源等的优化问题的领域。
对地理网络、城市基础设施网络进行地理分析和模型
1
+
A
B
=
1A
1B
叠置分析-矢量数据的叠置分析
多边形叠置
多边形叠置是GIS空间分析中的最常用的功能之一，也是叠置分析
中最经典的形式。多边形叠置是将两个或多个多边形图层进行叠加， 产生一个新的多边形图层。新图层的多边形是原来各图层多边形相 交分割的结果，每个多边形的属性含有原图层各个多边形的所有属 性数据。
输出地图包含输入地图相同的点要素，但点的属性已为其落入的多
边形的属性
1
2
+
A
B
=
1A
2B
叠置分析-矢量数据的叠置分析
线与多边形叠置
线与多边形的叠置同点与多边形叠置类似，线与多边形的叠加，指
一个线图层与一个多边形图层相叠，叠置结果通常是将多边形层的 属性注入另一个图层中，然后更新得到的数据图层；基于新数据图 层，通过属性直接获得线与多边形叠加所需要的信息。