第六讲 空间查询与空间分析
GIS课程教案(第六章 空间查询与空间分析)-2
§6-4 叠置分析
一、基于矢量数据的叠置分析
1、内容 1)点与多边形的叠置 点与多边形的叠置 点层与面层的叠置 核心算法为判断点是否在多边形内。 核心算法为判断点是否在多边形内。 为判断点是否在多边形内 2)线与多边形的叠置 线与多边形的叠置 线与多边形的叠置是把一幅图(或一个数据层) 线与多边形的叠置是把一幅图(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)的线上。 特征加到另一幅图( 一个数据层)的线上。 线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。 线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。 线的多边形裁剪 3)多边形与多边形的叠置 多边形与多边形的叠置
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
第六章 空间查询与空间分析
(三)基于DEM的可视化分析 基于DEM的可视化分析 DEM
1、剖面分析 1)意义: 意义:
§6-3
DEM分析 DEM分析
常常可以以线代面,研究区域的地貌形态、轮廓形状、地势变化、地质构造、 常常可以以线代面,研究区域的地貌形态、轮廓形状、地势变化、地质构造、斜坡 以线代面 特征、地表切割强度等。 特征、地表切割强度等。 如果在地形剖面上叠加其它地理变量,例如坡度、土壤、植被、土地利用现状等, 如果在地形剖面上叠加其它地理变量,例如坡度、土壤、植被、土地利用现状等, 叠加其它地理变量 可以提供土地利用规划、工程选线和选址等的决策依据。 可以提供土地利用规划、工程选线和选址等的决策依据。 2)绘制 可在格网DEM或三角网DEM上 可在格网DEM或三角网DEM上 格网DEM DEM 进行。 进行。 已知两点的坐标A(x 已知两点的坐标A(x1,y1), 则可求出两点连线 B(x2,y2),则可求出两点连线 格网或三角网的交点, 与格网或三角网的交点,并内 交点上的高程, 插交点上的高程,以及各交点 之间的距离。然后按选定 选定的垂 之间的距离。然后按选定的垂 直比例尺和水平比例尺, 直比例尺和水平比例尺,按距 高程绘出剖面图 绘出剖面图。 离和高程绘出剖面图。 剖面图不一定必须沿直线绘 剖面图不一定必须沿直线绘 不一定 曲线绘制。 也可沿一条曲线绘制 制,也可沿一条曲线绘制。
空间查询与分析
地图叠加将会引起
几何形状改变 属性改变
1)点与多边形的叠置
确定一个图层上的点落在另一个图层的哪个多 边形内,以便为图层中的每个点建立新的属性。
A
B
C D
商业经销点的分布
点号 属性 属性 12
多边 形号
1
A
2
B
3
C
4
C
5
D
2)线与多边形的叠置
确定一个图层上的线落在另一个图层的哪个多边 形内,以便为图层中的每条弧段点建立新的属性。
在MapInfo 中,属性数据保存在数据表中,利 用一张属性数据表的属性进行查询可以利用 MapInfo 的选择功能。
例如在中国地图中查找: 90年人口<6000万的省份 90年人口<6000万且女性人口>2000万的省份 90年总人口中65岁以上老人占5%以上的省份
结构化查询语言(SQL)
基本语法:
Parcel
PIN p101 p102 p103
销售日 期
98-10-1
68-6-10
97-7-3
面积
2.5 3.1 2.3
代码
1 2 2
分区 居住 商业 商业
p104 78-7-30 1.5
1
居住
PIN p101 p101 p102 p102 p103 p104
业主名字 Wang Chang Smith Jones Mark Joe
线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。
在林业规划中,需要按照距河流一定纵深范围来规划 森林的砍伐区,以防止水土流失
在地震带,需按照断裂线的危险等级,绘出围绕每一 断裂线的不同宽度的缓冲带,使之作为警戒线的指示
地理信息系统第六章
壤类型图与 城市功能分 区图叠置, 可得出商业 区中具有不 稳定土壤结 构的地区有 哪些.
根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求,一般 的GIS软件都提供了三种类型的多边形叠加操作,如 图所示:
以ArcGIS为例,提供的多边形与多边形叠置 分析功能,包括:
(1)Union。进行多边形叠置,输 出层为保留原来两个输入图层的 所有多边形。如上图的并。 (2) Identify。进行多边形叠置, 输出层为保留以其中一输入图层 为控制边界之内的所有多边形。 如上图的叠和。 (3)Intersect。进行多边形叠置, 输出层为保留原来两个输入图层 的共同多边形。如上图的交。 另外还有Erase、Update、clip等 功能。
6.2 空间数据的叠置分析
从几何运算上看,两个多边形通过不同的叠加运算可以 得到不同的结果:
叠置分析
在统一的空间参照系统条件下,将同一地区两个地理 对象的图层进行叠置,以产生空间区域的多重属性 特征,或建立地理对象之间的空间对应关系。。 叠置分析又叫叠合分析、叠加分析。按数据结构分类: 基于矢量数据的叠置分析、基于栅格数据的叠置分 析。
(4) Update 。进行多边形叠置,输出层为一个经删除 处理后的多边形与一个新特征多边形。
(5) Erase 。进行多边形叠置,输出层为保留以其中一 个输入多边形为控制边界之外的所有多边形。
(6)Symmetrical Difference 。对称差、反相交。它和 逻辑交的运算是相反的,逻辑交是保留要素的相交共 同部分,而对称区别是去掉相交部分,保留各自不相 交的部分。
第六章 空间查询与空间分析
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 空间查询 叠置分析 缓冲区分析 数字高程模型 泰森多边形分析 统计分析 网络分析 空间分析
如何进行地理信息系统的空间查询与分析
如何进行地理信息系统的空间查询与分析地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于存储、管理、分析和可视化地理数据的工具。
通过将各种地理数据叠加在一起,并应用专业的算法和模型,GIS可以帮助我们进行空间查询和分析,从而提供可靠的地理决策支持。
本文将探讨如何进行地理信息系统的空间查询与分析的方法和技巧。
一、理解地理信息系统的空间查询与分析在进行地理信息系统的空间查询与分析之前,我们需要先了解几个基本概念。
空间查询是指通过指定特定的空间范围或条件,从地理数据中检索出满足条件的特定地理要素。
空间分析则是对地理数据进行一系列的操作和计算,从而得出有关地理现象和关系的结论。
二、数据准备与清理在进行空间查询与分析之前,我们需要收集并准备好相关的地理数据。
这些数据可以来自各个渠道,包括传感器、遥感卫星、地理测绘等。
在收集到数据后,我们需要对其进行清理和预处理,包括去除重复数据、处理错误数据、转换数据格式等。
同时,还需要对数据进行地理坐标的投影和转换,以确保数据的一致性和准确性。
三、空间查询1.属性查询属性查询是根据地理数据的属性(如名称、类型、属性值等)来进行查询的一种方法。
通过简单的数据库查询语句,我们可以筛选出满足特定属性条件的地理要素。
例如,我们可以查询某个城市的人口数量、土地利用类型等。
2.空间范围查询空间范围查询是指根据地理数据的空间位置进行查询的一种方法。
通过指定一个空间范围,例如矩形框或多边形区域,我们可以筛选出位于该范围内的地理要素。
这种查询方法适用于需要在特定区域内进行研究或分析的场景,例如城市规划、环境保护等。
3.空间关系查询空间关系查询是指根据地理要素之间的空间关系进行查询的一种方法。
常见的空间关系包括相交、包含、接触等。
通过指定特定的空间关系,我们可以筛选出满足条件的地理要素。
这种查询方法适用于需要按照地理要素之间的空间关系进行研究或分析的场景,例如道路交通规划、资源分布等。
桂理工地理信息系统原理课件CH6 空间查询与空间分析
属性数据查询
通过对属性数据的操作从地图中检索数 据。
结果通过高亮度显示或保存。 手段:表达式
表达式必须被GIS或数据库理解 不同的系统可能表达式不一样
属性数据查询
逻辑表达式
逻辑运算符: = , > , < , ≥,≤,≠ 运算数: 字段、数字、字符串
布尔运算符
用来连接两个或两个以上的逻辑表达式 运算符:AND、 OR、 XOR、 NOT
栅格数据叠加分析
叠置(或叠加 Overlay)分析是对栅格数据处理 的主要手段,比矢量数据要简单; 这是一种Cell to Cell 的运算,不考虑空间实体之 间的拓扑关系,仅仅需要考虑对应位置(行、列) Pixel或Cell 是否有值,便可以进行复杂的数学运 算(包括逻辑、代数、统计、几何等),因此非 常简便而且有效; 运算结果便产生代表新内容、新含义的图层; Raster Overlay 仅能在raster thematic 概述
• 面向位置的特征,简单且效率高 • 可在单个单元、单元组、不同单元层
等上进行空间分析操作 • 不排除矢量数据的分析方法,但算法 不同
数据分析环境
分析区域范围 特定格网 最大、最小坐标定义的区域 格网组合
数据类型: 专题数据、影像数据
输出单元确定 等于或大于输入格网中最大的格网单元
线与多边形叠加
• 线与多边形的叠置是把一幅图(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)
• 线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。
多边形与多边形叠加
• 是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置,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(合成叠置)或进行多边形范围内的属性特性的统 计分析(统计叠置)。
GIS空间查询与空间分析
回答是什么、在那里、有多少和怎么样,并不回答为什么。 定义: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
空间分析的主要内容
1. 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。
空间分析模型
模型的概念
模型:所谓模型,就是指将系统的各个要素,通过适当的筛选, 用一定的表现规则所描写出来的映像。
地学模型:地学模型是用来描述地理系统各地学要素之间的相 互关系和客观规律信息的语言的、数学的或其他的表达形式, 通常反映了地学过程及其发展趋势或结果。
地学模型主要包括以下几种形式:
逻辑模型:由地理名词和逻辑运算符组成的逻辑表达式表示;
5、其它查询方法
返回
5、其它查询方法
空间查询
1)可视化空间查询
可视化查询是指将查询语言的元素,特别是空间关系,用直观的图形或符号表示。 查询主要使用图形、图像、图标、符号来表达概念。
具有简单、直观、易于使用的特点。
缺点:当空间约束条件复杂时,很难用图符描述;用二维图符表示图形之间的关系时, 可能会出现歧义;难以表示“非”关系;不易进行范围(圆、矩形、多边形等)约束; 无法进行屏幕定位查询等。
2) 标准差:标准差是方差的平方根;
4、变差系数: 用来衡量数据在时间和空间上的相对变化的程度,它是无量纲的量。 返回 为标准差除以平均数取百分。 四、统计数据的分类分级
统计分析
四、统计数据的分类分级
1、系统聚类法:根据距离,将相似的样本归为一类,把差异大的样本区分开来。
距离:表示相似程度,可以欧 氏距离,绝对值距离、相似系 数距离等。
空间查询和空间分析精品PPT课件
ArcGIS均有对应的功能、 菜单。
2021年1月8日星期五
距离
得分
0—500米 500—1000米 1000—1500米
>1500米
0(不必建设) 1 2
3(必须建设)
[R_school])
人口密度
得分
0 - 50
0(无需建设)
每一个单元,计算与其相邻的8个 单元的之间的坡度、坡向
坡度:高程差/d(单元的大小) 坡向:每一个单元,通过与相邻8
个单元的关系,计算平均方向或最 大的方向。
ArcGIS采用8单元计算法。
e1 e2 e3 e4 C e5 e6 e7 e8
S
d
2 x
d
2 y
d y [(e6 2e7 e8 ) (e1 2e2 e3 )] / 8g d x [(e1 2e4 e6 ) (e3 2e5 e8 )] / 8g
剖面
可以绘制任意方向线,得到沿该线各个单元的高程(属性)数值,将 其展开,得到纵剖面
可以用在道路的选择、坡度的估计等等。
2021年1月8日星期五
accum_cost = a1 + ( (cost_a + cost_b) / 2 ) * D accum_cost:某一单元b的累计通行成本
a1:上一个相邻单元a的累计通行成本 cost_a:单元a的成本 cost_b:单元b的成本
2021年1月8日星期五
成本距离分析
有障碍的通行(坡度、额外的费用) 有运动的成本 累计距离 最低成本表面 最小成本路径
不规则三角网(TIN)
TIN的空间分析与栅格数据格网 分析有许多共同之处。因为都 是表示连续的表面
第六讲 空间数据索引技术与空间查询语言(2)ppt课件
突破关系模型中关系必须是第一范式的限制, 允许定义层次关系和嵌套关系。
增加抽象数据类型,如点、线、面、栅格、图 像等。
增加空间谓词。如表示空间关系的,包含、相 交等,表示空间操作的,叠加、缓冲区等。
点四叉树的每个结点存储了一个空间点的信 息及孩子结点的指针。
(0,100) D (30,90)
B (10,75)
(100,100) N WN E
A
SWSE
F(80,70)
F BC E
A (45,45)
C (25,15) E(70,20)
D
(0,0)
(100,0)
(a)平面图
(b)结构图
图5-22 一颗二维的点四叉树结构
对于二维空间为平行于x或y轴的直线,这 一超平面将数据空间划分为两个子空间。所 有的边界一起将整个数据空间划分成许多k 维的矩形子空间,这些矩形子空间称为网格 目录,由一个k维的数组表示。
y 刻度
···
··· · 单元
·
··
·· · 网格目录
··
··
· ·
·
· · ·· ·· ··
··
·
数据桶
x 刻度
第七讲
空间数据索引技术 与空间查询语言
➢ 空间数据索引技术 ➢ 空间查询语言
空间索引技术
一、 空间索引技术 二、 简单格网空间索引 三、 KD树索引(二叉树索引) 四、 B树索引 五、 四叉树索引 六、 可扩展的哈希索引 七、 空间填充曲线
五、四叉索引
1)点四叉树索引
点四叉树是QuadTree的一个变种,主要是 针对空间点的存储表达与索引,与KD树相似, 两者的差别是在点四叉树中,空间被分割成 四个矩形,四个不同的多边形对应于SW、 NW、SE、NE四个象限。
GIS 空间查询与空间分析2
若把离差求平方和,即得离差平方和,记为
若将离差取绝对值,然后求和,再取平均数,得平均离差,记为
平均离差和离差平方和是表示各数值相对于平均数的离散程度的重要统计量。
第3节 空间统计分析
三、属性数据的离散特征数 方差与标准差
方差是均方差的简称,是以离差平方和除以变量个数求得的,记为σ2,即:
1)认知。有效获取空间数据,并对其进行科学的组织描述,利用数据再现事物本身。 空间目标兼有几何数据和属性数据的描述,因此必须联合几何数据和属性数据进行分析。 2)研究空间数据间的关系并建立相应的空间数据模型; 例如绘制风险图。 3)提高适合于所有观察模式处理过程的理解; 2)解释。理解和解释地理空间数据的背景过程,认识事件的本质规律。 4)改进发生地理空间事件的预测能力和控制能力。 例如住房价格中的地理邻居效应。 3)预报。在了解、掌握事件发生现状与规律的前提下,运用有关预测模型对未来的状况做出 预测,例如传染病的爆发。 4)调控。对地理空间发生的事件进行调控,例如合理分配资源。
三、空间查询的种类 其他查询
3)自然语言空间查询 在SQL查询中引入一些自然语言,如温度高的城市 SELECT name FROM WHERE SELECT name FROM WHERE Cities temperature is high Cities temperature >= 33.75
只适用于某个专业领域的地理信息系统,而不能作为地理信息系统中 的通用数据库查询语言。
第3节 空间统计分析
GIS中空间数据的统计分析,是指对GIS地理数据库 中的专题数据进行统计分析
统计表格是详尽地表 示非空间数据的方法, 不直观,但可提供详 细数据,便于对数据 进行再处理。
GIS基础讲稿第6章空间查询与分析PPT课件
第六章 空间查询与分析
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
第六章 空间查询与分析
第一节 空间数据查询 第二节 空间数据的统计分析 第三节 缓冲区分析 第四节 叠置分析 第五节 空间集合分析 第六节 地学分析 第七节 地形分析
量算面积:选择“面积”查询,选择某 面或画一个面,可量算出该区域面积。
12
(七)多媒体查询
启动GIS软件后,在菜单栏上打开“查 询/查询内容选择”菜单项,弹出“目标 信息选项”对话框。有5项供选择: 属性、图片、文本、声音、录像等,对 查询内容进行设置即选择需要显示的项 目。正常情况下,仅显示属性。设置后 选择的内容查询时都显示在屏幕上。
9
(四)缓冲区查询
启动GIS软件后,在菜单栏上打开“查 询/缓冲区查询”,便可选择各种缓冲区 查询功能。 点缓冲区查询:在弹出的缓冲宽度设置 窗口中,输入宽度,确定。 线缓冲区查询:方法同上 面缓冲区查询:方法同上
10
(五)DEM高程查询
启动GIS软件后,在菜单栏上打开“查询 /DEM高程查询”,便可查询。
定义4:从决策支持的角度出发,强调数学建模和对模 型的管理21世纪教材,Arcview的相关著作等。
15
空间分析定义
(基于教材)空间分析是基于空间数据 的分析技术,它地学原理为依托,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、 空间关系、空间演变等信息和挖掘的新 知识。(空间演变反映了位置的迁移、 形态的变迁、数量与质量特征的变 化。)。
第六章空间查询与分析
1)线的长度计算
在矢量数据结构下,线表示为点对坐标(X,
Y)或(X,Y,Z)的序列,在不考虑比例尺情
况下,线长度的计算公式为:
L n 1X i 1 X i2 Y i 1 Y i2 Z i 1 Z i21 2 nli
i 0
i 1
2)面状地物的面积
在矢量结构下,面状地物以其轮廓边界弧段 构成的多边形表示的。对于没有空洞的简单多边 形,假设有N个顶点,其面积计算公式为:
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。从数学的角度看,缓冲区分析的 基本思想是给定一个空间对象或集合,确定它们 的邻域,邻域的大小由邻域半径R决定。
缓冲区计算的基本问题是双线问题
角平分线法
凸角圆弧法
点、线、多边形的缓冲区
成都平原城镇缓冲区与全氮等值线图的叠置 人口
地价
成
都
摄影测量得到的正射航片或卫星影像;
卫星或航天飞机的扫描影像; 野外测量采样数据,采样点随机分布或有规律
的线性分布(沿剖面线或沿等高线);
数字化的多边形图、等值线图;
在资源环境研究中,主要需要样点调查 资料和数字化的区域边界图
( 1) 规 则 采 样
( 2) 随 机 采 样
( 3) 断 面 采 样
( 4) 成 层 随 机 采 样
ArcGIS 查询机耕道
MapInfo中查找的结果显示
(2)标准SQL查询语言
Select From Where or and
需显示的属性项 属性表 条件 条件 条件
MapInfo软件中SQL输入标准对话框
通过SQL语言查询的结果
(3)扩展的SQL查询
例如查询三峡地区长江流域人口大于50 万的县或市,扩展的SQL空间查询语句为:
空间查询和空间分析共46页文档
谢谢!
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ,而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸,生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业,需 要决心 ,能力 ,组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 大,就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因, 节制使 人枯萎 。 12、不问收获,只问耕耘。如同种树 ,先有 根茎, 再有枝 叶,尔 后花实 ,好好 劳动, 不要想 太多, 那样只 会使人 胆孝懒 惰,因 为不实 践,甚 至不接 触社会 ,难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕,不悔(虽然只有四个字,但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己, 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体, 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米,如 果他不 曾希望 它长成 种籽; 单身汉 不会娶 妻,如 果他不 曾希望 有小孩 ;商人 或手艺 人不会 工作, 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
(6)空间查询与分析
5.2 空间查询 二、空间查询的过程
图形--属性 属性限制 空间(拓扑)限制 二者结合
查询方式 查询条件
查询结果
GIS软件 空间查询语言
空间数据库
统计结果: 图、表、文字
新图层
新的属性域添加 到属性数据库
闪烁、颜色等明 显表示
浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健
•从多边形与弧段关联表中,检 索该多边形关联的所有弧段; •从 弧 段 关 联 的 左 右 多 边 形 表 中,检索出这些弧段关联的多 边形。
B C
1
A2
浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承健
5.2 空间查询
三、空间查询的种类
3. 空间拓扑关系查询(由空间要素查空间要素)
1)拓扑相邻关系
线—线:查询与某干流A相连 的所有支流
5.3 Arcview中空间查询的方法
二、条件查询
2.用Query Builder工具 查询
查询表达式的用法: A.字符串如“土壤”、“name”等在查询表达式中通常要加 引号,字符串不区分大小写。 B.查询串可用“*”、“?”通配符,如要查询土壤和土地, 可用 [名称]= "土*"。 C.计算可以包含在查询中,有效的数学操作符为“+”、“-”、 “*”、“/” [Pop_2000]/[Area] <= 3000
5.2 空间查询
三、空间查询的种类
4.属性查询(根据属性条件查找空间要素)
1) Find 查找
选择一个属性表,给定
一个属性值,找出对应的属 性记录或图形,对应的图形 以高亮显示。
实现过程:执行数据库查询 语言,找到满足要求的记 录,得到它的目标标识,再 通过目标标识在图形数据文 件中找到对应的空间对象, 并显示出来。
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缓冲区分析
缓冲区的建立
缓冲区分析
缓冲区的建立
在建立缓冲区时,有时需要根据空间地物的特性不同,建立不同距 离的缓冲区。例如,沿河流给出的环境敏感区的宽度应根据河流的 类型而定。不同的工厂、飞机场和其它设施所产生的噪音污染,其 影响的范围和在噪音源处的噪音级别并不一致;或者你可能只是想 对选出的某些地物建立缓冲区,而不是对所有空间地物都建立缓冲 区。这时可以扩展属性表,给定一项缓冲区距离的内容
落入查询 有时我们需要了解一个空间对象它落在哪个空间对象之内。 例如,查询一个一等测量钢标落在哪个乡镇的地域内,以 便找到相应行政机关给予保护 执行这一操作采用空间运算即可,即使用点在多边形内, 线在多边形内,或面在多边形内的判别方法
空间查询
空间关系查询
缓冲区查询 缓冲区查询与后面所述的缓冲区分析有一点差别,缓冲区 查询不对原有图形进行切割,只是根据用户需要给定一个 点缓冲,线缓冲或面缓冲的距离,从而形成一个缓冲区的 多边形,再根据前面所述的多边形检索的原理,检索出该 缓冲区多边形内的空间地物
网络分析
在数学领域内,网络分析的基础是图论和运筹学,它通过研究网 络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况,对网 络结构及其资源等的优化问题进行研究 一般来说,它包括最佳路径、资源分配、结点或弧段的游历(旅 行推销员问题、中国邮递员问题)以及最小连通树、最大(小) 流等问题。 在 GIS 中,网络分析则是依据网络拓扑关系(线性实体之间、线 性实体与结点之间、结点与结点之间的连接、连通关系),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的一种分析计算
空间查询
空间关系查询
邻接查询 线与线的邻接查询例如查询所有与主河流A关联的支流 第一步:从线状地物表中查找出组成线状地物 A 的所 有弧段及关联的结点; 第二步:从结点表中查找出与这些结点相关联的弧段 (线状目标)即为与A关联的支流
空间查询
空间关系查询
包含关系查询 查询某一个面状地物所包含的某一类的空间对象。被包含 的空间对象可能是点状地物、线状地物或面状地物
缓冲区分析
点缓冲区
选择一组点状地物,或一类点状地物或一层点状地物,根据给 定的缓冲区距离,形成缓冲区多边形图层
缓冲区分析
线缓冲区
选择一类或一层的线状空间地物,按给定的缓冲距离,形成线 缓冲区多边形
缓冲区分析
面缓冲区
选择一类或一层面状地物,按给定的缓冲区距离,形成缓冲区 多边形 面缓冲区有外缓冲区和内缓冲区之分,外缓冲区仅在面状地物 的外围形成缓冲区,内缓冲区则在面状地物的内侧形成缓冲区。 当然也可以在面状地物的边界两侧均形成缓冲区
空间查询
属性查询
扩展的SQL查询
将 SQL 查询和空间关系查询结合起来是 GIS 研究学者研究的一个 重要课题 Adjacent” , 包 含 “ Contain” , 穿 过 “ Cross” 和 在 … 之 内 “Inside”,缓冲区“Buffer”等 Select From Where * 县或市 县或市· 人口>50万 And Cross(河流· 名称=“长江”)
空间查询
空间定位查询
空间定位查询是指给定一个点或一个几何图形,检索出该图形 范围内的空间对象以及相应的属性
空间查询
空间定位查询
按点查询:给定一个鼠标点位,检索出离它最近的空间对象, 并显示它的属性,回答它是什么,它的属性是什么
空间查询
空间定位查询
按矩形查询:给定一个矩形窗口,查询出该窗口内某一类地物 的所有对象。如果需要,显示出每个对象的属性表。在这种查 询中往往需要考虑检索是包含在该窗口内的地物,还是只要该 窗口涉及到的地物无论是被包含的还是穿过的都被检索出来。 这种检索过程异常复杂,它首先需要根据空间索引,检索到哪 些空间对象可能位于该窗口内,然后根据点在矩形内、线在矩 形内、多边形位于矩形内的判别计算,检索出所有落入检索窗 口内的目标
缓冲区分析
缓冲区的建立
从原理上说,缓冲区的建立相当简单,建立点缓冲区仅是以点状地 物为圆心,以缓冲区距离为半径绘圆即可,线状地物和面状地物的 缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为参考线,作它们 的平行线,再考虑端点圆弧,即可建立缓冲区
按照常规算法建立的缓冲区,缓冲区之间往往出现重叠,缓冲区可 能彼此相交 。 消除这种彼此相交的现象一是可以在作参考线的平行 线时,考虑各种情况,自动切断彼此相交的弧段(程朋根,龚健雅, 1997 ,王桥,毋河海, 1998 )。另一种方法是通过叠置的缓冲区多 边形进行合并,并清除缓冲区内的相交弧段
上复多边 形
O x x x o o y z y z y
叠置分析
基于矢量的叠置分析
交
叠置多边形 3 7 8 本底多边形 A A A
上复 多边形
交积 1 1 1
x y z
叠置分析
基于矢量的叠置分析
差
叠置多 边形 1 5 6 本底多 边形 A A A 上复多 边形 0 0 0 差 积 1 1 1
多边形与多边形的叠置
数据输入
取一个本底多边形
取一个上复多边形
本底多边形与上复多边形比较
完全在外面
部分包含
完全在内部
逐条边求交与切割
重建拓扑关系或重新编号 得到叠置多边形
进行多边形在多边形内的判别 建立叠置多边形与本底多边形和上复多边形的联系
属性抽取通过RDBMS的关系连接
叠置分析
基于矢量的叠置分析
它实际上与前面所述的按多边形的定位查询相似
空间查询
空间关系查询
穿越查询 往往需要查询某一条公路或一条河流穿越了哪些县、哪些 乡,完成这一操作,即可使用穿越查询
穿越查询一般采用空间运算方法执行。根据一个线状目标 的空间坐标,计算出哪些面状地物或线状地物与它相交
空间查询
空间关系查询
多边形与多边形的叠置 多边形与多边形的叠置比前面两种叠置要复杂得多 它需要将两层多边形的边界全部进行边界求交的运算和切 割。然后根据切割的弧段重建拓扑关系,最后判断新叠置 的多边形分别落在原始多边形层的哪个多边形内,建立起 叠置多边形与原多边形的关系,如果必要再抽取属性
开 始
叠置分析
基于矢量的叠置分析
空间查询
属性查询
SQL查询
GIS 软件通常支持标准的 SQL 查询语言。标准 SQL 查询语言 是 Select From Where or 需显示的属性项 属性表 条件 条件
and
条件
空间查询
属性查询
SQL查询
空间查询
属性查询
扩展的SQL查询
将 SQL 查询和空间关系查询结合起来是 GIS 研究学者研究的一个 重要课题 Adjacent” , 包 含 “ Contain” , 穿 过 “ Cross” 和 在 … 之 内 “Inside”,缓冲区“Buffer”等 Select From Where * 县或市 县或市· 人口>50万 And Cross(河流· 名称=“长江”)
叠置分析
基于矢量的叠置分析
线与多边形的叠置
线与多边形的叠置分析与上面类似,亦是将线的图层叠置在多边 形的图层上,以确定一条线落在哪一个多边形内 往往一个线目标跨越多个多边形,这时需要先进行线与多边形边 界的求交,并将线目标进行切割,形成一个新的空间目标的结果 集
叠置分析
基于矢量的叠置分析
网络分析
近年来,在继较早引入 GIS 的土地管理、城市规划等部门之后, 城市交通规划与管理、地下管网(如给排水、煤气)的管理和维 护,以及电力、通讯、有线电视等部门也相继应用 GIS 技术进行 相应的系统管理与维护 共同点就是──其基础研究数据是由点和线组成的网状数据
要全面地描述这些网状事物以及其间的相互关系和内在联系就必 须利用基于此类数据所进行的一类空间分析──网络分析
叠置分析
空间叠置至少涉及到两个图层,其中至少有一个图层 是多边形图层称基本图层,另一图层可能是点、线或 多边形 空间叠置分析往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差的 运算
叠置分析
基于栅格的叠置分析
厚度>50cm的 土壤
小麦地
叠置分析
基于栅格的叠置分析
厚度>50cm的 土壤
小麦地
叠置分析
多边形与多边形的叠置 多边形与多边形的叠置也与线与多边形叠置类似,产生一 个叠置多边形的图层,该图层的多边形重新编号,并建立 每个叠置多边形与本底多边形和上复多边形的联系表
叠置分析
基于矢量的叠置分析
并
叠置多 边形
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
本底多 边形
A O A O A A A A O O O
缓冲区分析
它是对一组或一类地物按缓冲的距离条件,建立缓冲区多边形图, 然后将这一个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠置分析, 得到所需要的结果 缓冲区查询是不破坏原有空间目标的关系,只是检索得到该缓冲 区范围内涉及到的空间目标
实际上缓冲区分析涉及两步操作,第一步是建立缓冲区图层,第 二步是进行叠置分析
空间查询
空间定位查询
按圆查询:给定一个圆或椭圆,检索出该个圆或椭圆范围内的 某个类或某一层的空间对象,其实现方法与按矩形查询类似
空间查询
空间定位查询
按多边形查询:用鼠标给定一个多边形,或者在图上选定一个 多边形对象,检索出位于该多边形内的某一类或某一层的空间 地物,这一操作其工作原理与按矩形查询相似,但是它比前者 要复杂得多,它涉及到点在多边形内、线在多边形内,多边形 在多边形内的判别计算,这一操作也非常有用,用户需要经常 查询某一面状地物,特别是行政区所涉及的某类地物,例如查 询通过湖北省的主要公路