第四章GIS空间分析与查询1-2改安全讲解

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GIS空间分析原理与方法

GIS空间分析原理与方法学院：资源与环境学院专业：地理信息系统班级：2011010班姓名：李松青学号：201101014GIS空间分析原理与方法地理信息系统是地理空间数据处理、分析的重要手段和平台。

在计算机软硬件的支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

地理信息系统的核心是功能是空间分析。

空间分析使GIS超越一般空间数据库、信息系统和地图制图系统，不仅能进行海量空间数据中隐藏的模式、关系和趋势，挖掘出对科学决策具有指导意义的信息，从而解决复杂的地学应用问题，进行地学综合研究。

以下是对本册内容的总结：第一章地理空间数据源分析与GIS本章简要回顾了20世纪50年代以来地理空间数据处理与建模领域，探讨了GIS 环境下空间分析的基本框架。

1.地理空间数据处理与建模1.1数量地理学讲述了数量地理学的发展、与传统地理学的比较及其地理分析模拟方法（地理系统分析，随机数学方法，地理系统数学模拟）。

1.2 地理信息系统主要介绍了GIS的概念与功能1.3 地理计算介绍了地理计算的概念与地理计算的模型和方法2.地理空间数据挖掘2.1 地理空间数据挖掘概述介绍了数据挖掘的概念、发展及其体系结构2.2 地理空间数据立方体介绍了数据立方体的基本思想与数据立方体概念所涉及的维度类型（非空间维度，空间-非空间维度，空间-空间维度），度量值（数值度量，空间度量）和成员属性2.3 联机分析处理技术介绍了OLAP概念以及与地理空间数据立方体的关系。

2.4 地理空间数据挖掘典型方法地理空间数据挖掘主要方法有：地理空间统计方法，地理空间聚类方法，地理空间关联分析，地理空间分类与预测分析，异常值分析3.GIS环境下的空间分析3.1 空间分析概念介绍了空间分析的概念与本质特征，空间分析的研究对象与目标3.2 空间分析的萌芽与发展介绍了空间分析的发展过程3.3 GIS与空间分析介绍了GIS与空间分析的关系以及地理信息系统未能大量引入专业空间分析模块的原因。

GIS数据处理与空间分析教程

GIS数据处理与空间分析教程引言：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行捆绑组织、存储、查询、分析、可视化并生成可输出图形报告的系统。

在各个领域，如城市规划、环境管理、资源分配、农业发展等都有广泛的应用。

本教程将就GIS数据处理与空间分析的相关内容进行深入的介绍和讲解。

第一章：GIS数据处理的基础知识GIS数据由地理空间数据和属性数据组成，地理空间数据包括点、线、面等地理要素。

在这一章节，我们将学习地图投影的基本知识，了解常见的地理坐标系和地图投影方式，并介绍GIS数据的各种数据格式，如Shapefile、GeoJSON等。

第二章：GIS数据获取与预处理本章节将介绍如何获取地理空间数据，包括地理信息系统数据和其他来源的数据。

我们将探讨如何使用GPS设备采集地理数据，并学习如何使用影像处理软件提取图像中的地理信息。

另外，还将涉及数据预处理的工作，如数据清洗、数据转换和数据拓扑校正等。

第三章：GIS数据管理与存储GIS数据管理与存储是GIS应用中关键的一环，本章节将重点介绍如何进行数据管理和数据存储。

我们将学习如何使用数据库管理系统（DBMS）对GIS数据进行组织和存储，并了解属性数据表的设计和建立。

此外，还将介绍如何维护和更新数据，以及数据备份和恢复的相关策略。

第四章：GIS空间分析基础在进行GIS空间分析之前，我们需要了解一些基础概念和方法。

本章节将介绍GIS空间分析的基本概念，如空间关系、空间查询和空间操作等。

我们还将学习常见的空间分析方法，如缓冲区分析、叠加分析和网格分析等，并通过具体案例来加深理解。

第五章：GIS空间分析进阶本章节将介绍一些进阶的GIS空间分析方法和技术，如网络分析、三维分析和时空分析等。

我们将详细讲解这些方法的原理和应用场景，并通过实际案例来展示如何使用这些方法进行空间分析。

第六章：GIS可视化和报告生成通过可视化和报告生成，我们可以有效地展示和传达GIS数据和分析结果。

ArcGIS软件与应用第4章 GIS空间数据选择与查询

图4.9 【交互式选择方法】的位置
22
在“江西省市级行政区域”中先选择“赣州市”、“南昌市” 和“吉安市”，后取消“赣州市”的选择，如下图所示。
23
在菜单栏中单击【选择】，在下拉菜单中单击【清除所选要素】，则之前被选中的要素均被取消选择，如图4.12所示。
图4.12 【清除选择要素】的位置
24
图4.33 选择超链接
52
人们在日常工作或生活中通常需要知道某区域内某地理要素的数量、面积、长度等。本节围绕计算江西省范围内的公路总长度展开空间数据选择、导出数据、地图裁剪、地图投影等相关功能的综合训练。
53
在公路图层中裁剪出江西省行政区范围内的公路数据，统计出江西省范围内的公路总长度值。
36
先通过【按属性选择】对话框选择“赣州市”，然后通过【按位置选择】对话框，选择赣州市范围内的五级河流，在通过【按属性选择】选择长度大于1 km的河流。
37
38
通过ArcMap提供的测量长度和面积工具，可以对地图上的线和面进行测量。有两种测量方式：一种是手动绘制线或者面，一种是直接单击所要测量的要素。【测量】工具位置如图4.24所示。
图4.26 测量结果
42
单击某个要素可以查看其测量值，如图 4.27所示。
图4.27 测量要素
43
浏览地图时，需要在指定数据附近进行平移和缩放以研究不同的区域和要素时。可以使用【转到XY】工具输入X、Y坐标并导航至该坐标位置。【转到XY】工具具体位置如图4.28所示。
图4.28 坐标定位工具位置
61
在“公路clip”图层的属性表中新增属性字段，其中，字段名称为公路长度，类型为浮点型，精度为10，小数位数为3。

实验4-1 GIS空间分析(空间分析基本操作)

实验4-1、空间分析基本操作一、实验目的1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。

2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。

3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。

二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。

空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。

它是GIS 所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。

在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。

有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。

两种数据格式间可以进行转换。

空间分析空间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。

空间分析是地理信息系统的主要特征。

空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）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的主要指标。

空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。

空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。

空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。

空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。

通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。

地理信息系统下的空间分析——第四章_栅格数据的空间分析方法

空值，有时也被称为null值，在所有操作符和函数中对其处理方式是有别于任何其它值的。
被赋予空值的单元有两种处理方式：
（1）如果在一个操作符或局域函数、邻域函数中的邻域或分区函数的分类区中的输入栅格的任何位置上存在空值，则为输出单元位置分配空值。
（2）忽略空值单元并用所有的有效值完成计算。
6、关联表
栅格计算器由四部分组成左上部layers选择框为当前arcmap视图中已加载的所有栅格数据层列表双击一个数据层名该数据层便可自动添加到左下部的公式编辑中间部分是常用的算术运算符110小数点关系和逻辑运算符面板单击所需按纽按纽内容便可自动添加到公式编辑器中
第四章栅格数据的空间分析算法
4.1 栅格数据栅格数据是GIS的重要数据模型之一，基于栅格数据的空间分析方法是空间分析算法的重要内容之一。栅格数据由于其自身数据结构的特点，在数据处理与分析中通常使用线性代数的二维数字矩阵分析法作为数据分析的数学基础。栅格数据的空间分析方法具有自动分析处理较为简单，而且分析处理模式化很强的特征。
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外，还表现在空间上存在着一定的制约关联性。
对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的某个栅格往往会影响其周围栅格属性特征。准确而有效的反映这种事物空间上联系的特点，是计算机地学分析的重要任务。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，或与其他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。
带面积的点的精度为加减半个单元大小。这是用基于单元的系统来工作必须付出的代价。
图4.9：点特征的栅格数据表示

gis空间分析原理与方法

gis空间分析原理与方法GIS（地理信息系统）是一种以地理空间数据为基础，利用计算机技术进行数据管理、空间分析和空间可视化的系统。

GIS空间分析是GIS系统中最核心和重要的功能之一，它基于地理空间数据，通过一系列的理论和方法，揭示地理现象之间的空间关系和规律。

本文将介绍GIS空间分析的原理和方法。

一、GIS空间分析的原理GIS空间分析的原理包括空间对象和空间关系。

1. 空间对象在GIS中，地理空间数据可以表示为不同的空间对象，如点、线、面等。

每个空间对象都有其特定的几何形状和属性信息。

2. 空间关系空间关系指的是空间对象之间的相对位置和相互作用。

常见的空间关系有邻接关系、包含关系、重叠关系等。

空间关系能够帮助我们理解地理现象之间的联系和相互影响。

二、GIS空间分析的方法GIS空间分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值和空间模型等。

1. 空间查询空间查询是根据特定的空间条件，在地理空间数据集中提取与条件匹配的数据信息。

常见的空间查询操作有点查询、线查询和面查询等。

2. 空间统计空间统计是通过对地理空间数据的属性信息进行统计和分析，揭示地理现象的空间分布和规律。

常见的空间统计方法有点密度分析、热力图和聚类分析等。

3. 空间插值空间插值是通过已知的有限样本点，推算未知位置处的属性值。

常见的空间插值方法有反距离加权插值法、克里金插值法和样条插值法等。

4. 空间模型空间模型是对地理现象和过程进行建模和模拟，从而预测和分析未来的空间变化。

常见的空间模型有流域模型、土地利用模型和城市增长模型等。

三、GIS空间分析的应用GIS空间分析在各个领域都有广泛的应用，如城市规划、环境保护、农业管理和风险评估等。

1. 城市规划GIS空间分析可以帮助城市规划师分析和评估不同用地类型之间的空间关系，进行最优用地布局和交通规划。

2. 环境保护GIS空间分析可以用于环境监测和评估，分析污染源的扩散范围和影响程度，制定环境保护措施和应急预案。

地理信息系统应用：第四讲 GIS应用方法-空间分析

3）从侧重发展方向（决策支持）的角度看，空间分析对象是以与决策支持有关的地理目标的空间信息及其形成机理，主要强调相关数学建模及模型的管理与应用。空间分析可理解为在对地理目标进行形态结构定义与分类的基础上，对目标的空间关系和空间行为进行描述，为目标的空间查询和空间相关分析提供参考，进一步为空间决策提供服务的功能体系。该体系主要包括：空间数据挖掘、空间回归分析、空间统计-机理模型、空间运筹模型等。
5）趋势面分析：运用适当的数学方法计算出一个空间曲面，并以此空间曲面去拟合地理要素分布的空间形态，展示其空间分布规律，常用回归分析方法等；
6）空间相互作用分析：主要是定量分析各种“地理流”在不同区域之间“流动”的方向和强度。譬如，运用线性规划方法研究区域内的人口流动问题、产业布局及其优化问题等；
GIS应用从早期的空间数据结构和计算机制图，逐步发展空间分析功能。从基本的分析(“Where”,”What”,”How to”)，发展到高级的分析（所处位置与周围环境关系及其动态模拟，如设施区位选址、自然灾害预测等）。
空间分析正成为GIS应用关注的焦点，起到越来越重要的作用，应用日益广泛。如环境污染监测模拟、城市规划与管理、洪水灾害分析、智能交通指挥系统等。
第四讲 GIS应用方法-析的概念，从不同的角度理解有不同的定义方式。 1）从侧重于空间实体的图形与属性交互查询角度看，空间分析是以地理目标的空间关系为分析对象，从中获取派生的信息和新的知识。包括以下内容：拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析和地学分析。 2）从侧重于空间信息的提取及其传输角度看，空间分析是以地理目标的位置和形态特征为分析对象，目的在于提取和传输空间信息的空间数据分析技术。空间信息包括位置、分布、统计、关系、关联、趋势和运动，对应的空间分析内容包括空间位置分析、分布分析、形态分析、关系分析和相关分析等。

第4章 GIS的空间分析方法

模型：所谓模型，就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表现规则描写出来的简明的映象。通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。地学模型：是用来描述地理系统各个要素之间相互关系和客观规律的，它用信息的、语言的、数学的或其它表达形式，通常反映地学过程及其发展趋势或结果。是在对系统所描述的具体对象与过程，进行大量专业研究的基础上，总结出来的客观规律的抽象或模拟。地学模型也称为专题分析模型。
� 形状量测
如果认为一个标准的圆目标既非紧凑型也非膨胀型的，则可定义其形状系数据r 为
r =
P
2
π ⋅
A
其中，P为目标物周长，A为目标物面积。如果 r〈1，目标物凑型； r =1目标物为一标准圆； r 〉1，目标物为膨胀型。
三、GIS空间分析模型
地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务，更为重要的是要完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务，必须发展广泛的适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统走向实用的关键。
�
局部内插法
移动拟合法： A、移动平均法：在局部邻域(或称窗口)中计算各数据点的平均值来在未知点X处内插变量Z值。 B、二次多项式(曲面)：
�
y
O
x
R
栅格数据的窗口分析
按窗口统计分析分类：
� � � �
3×3窗口
5×5窗口
7×7窗口
� � �
按窗口形状分类： � 矩形窗口 � 圆型窗口 � 环型窗口
二、空间量测
�
质心量测
应用范围极其广泛，如： 1）商场选址应该位于具有最佳势能的定位点处。 2）经济的增长极可能发生在高势能地区。
�
1) 2) 3) 4)

地理信息系统的数据查询与空间分析技巧

地理信息系统的数据查询与空间分析技巧地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理数据与计算机技术相结合的现代信息管理系统。

它能够提供有关地理位置、地物属性和地物关系的信息。

在这个信息大爆炸的时代，GIS正成为人们获取、处理、分析和展示地理数据的重要工具。

本文将探讨地理信息系统中的数据查询与空间分析技巧，旨在帮助读者更好地理解和应用GIS工具。

一、数据查询技巧数据查询是地理信息系统中最基本也是最重要的功能。

通过数据查询，我们可以针对特定条件或属性查找和筛选感兴趣的数据。

以下是几种常见的数据查询技巧。

1. 属性查询属性查询是根据数据表中一列或多列的属性值进行查询的方式。

在进行属性查询时，需要明确查询条件，并利用逻辑运算符（如等于、大于、小于等）组合条件表达式。

例如，我们可以通过属性查询找到特定区域的人口密度高于平均水平的地区。

2. 空间查询空间查询是根据地物之间的空间关系进行查询的方式。

常见的空间查询包括点与面的关系、线与面的关系、面与面的关系等。

例如，在城市规划中，我们可以利用空间查询找到位于某个距离内的商业中心区域，以便进行商业用地的规划。

3. 缓冲区查询缓冲区查询是基于距离测量进行的一种查询方式。

通过设定缓冲区距离，在地图上生成一定距离内的区域范围，以便进行进一步分析。

例如，我们可以利用缓冲区查询找到离公园500米范围内的住宅区，从而评估周边居民的可达性和容量。

二、空间分析技巧空间分析是地理信息系统中的一项重要任务，用于揭示地理现象之间的空间关系和模式。

以下是几种常见的空间分析技巧。

1. 空间叠加分析空间叠加分析是将不同图层的地理要素进行叠加以获得新的结果图层的过程。

通过空间叠加分析，我们可以识别出不同要素之间的重叠区域、相交区域和分离区域，从而发现地理现象之间的关联关系。

例如，我们可以将人口分布图层和道路网络图层进行叠加分析，得到不同人口密度区域的交通便利性。

GIS空间分析4

第四章空间分布空间聚类分析第一节概述聚类分析是一种数字分类方法。

对分类对象间的关系用某些相似性度量进行刻划，根据相似性度量进行分类。

也有称群分析、簇群分析、簇分析、点群分析、丝分析等，在1975年(苏州)概率统计会上，决定使用聚类分析这一名称。

从数学角度来看，聚类分析是在一个大的对称矩阵中探索诸元素间相关关系的一种数学分类方法。

一．两种不同的模式识别(有无训练集)有训练集:如判别分析，在已知样本分类的情况下设计判别函数。

这些已知分类的样本称为训练集，也称为有人管理或有教师的分类法。

无训练集:如聚类分析，在设计分类器时，所选用的样本预先不知所属的类别，需要根据样本间的距离或其它相似性的程度来自动地进行分类，也称为无人管理的分类。

二．聚类分析的两种类型根据分类对象不同，分为Q型(Q-mode)和R型(R-mode)。

Q型−对样品进行分类。

即把不同的物体(如岩石标本、样品等物种或人种)进行比较，目的是要确定不同物体之间的关系，从而将物体进行归类分群。

R型−对变量进行分类。

即属于同一物种的各种属性，即各类变量(如岩石厚度、岩石成分及各种化验观测数据)进行比较，目的是要不同变量之间的关系，从而对变量进行分类。

三．两种不同的聚类方法(步骤)根据聚类的方法，分为系统聚类法和分解法两种。

系统聚类法(Hierachical Clustering Methods)是从少到多的聚类法，开始各个样本都各自为一类，以后逐步归并，直至全部样本变成一类。

分解法则相反，开始时全部样本为一类，以后分解，直至各个样本自成一类。

系统聚类法又包括几种不同的方法。

这里主要介绍系统聚类法。

聚类分析的结果一般通过聚类图(谱系图、枝状图)反映。

例，在煤田地质勘探过程中，有时煤系含有多个煤层，如果标志层不明显，只用宏观的标志进行煤层对比较为困难，这时就可用聚类分析进行煤层的数字分类，从而达到对比煤层的目的。

做法是在一个煤田或勘探区内，选择若干个煤钻孔，对所有煤层进行工业分析、光谱分析等取得一批实验观测数据(如下表)。

第四章 GIS空间数据库gis

①建立实际的空间数据库结构；
②以实验性数据进行系统测试；
③加载实际数据，实现空间数据库的建立。
2、空间数据库的运行与维护
第二节空间数据库概念模型设计: 语义模型与对象模型
• 语义数据模型

E-R模型。实体、联系、属性等概念
面向对象的基本概念：

• 面向对象的数据模型

对象、类；继承；重载；概括与聚集。
2) 概括：
概括是把几个类中某些具有部分公共特征的属性和操作方法抽象出来，形成一个更高层次、更具一般性的超类的过程。子类和超类用来表示概括的特征，表明它们之间的关系是“即是”(is-a)关系，子类是超类的一个特例。如多边形对象类和弧段对象
类概括形成空间对象类
3）聚集：
聚集是将几个不同类的对象组合成一个更高级的复合对象的过程。 “复合对象”用来描述更高层次的对象，“部分”或“成分” 是复合对象的组成部分。“成分” 与“复合对象”的关系是“部分”(parts—of)的关系。如多边
② 设计全局的E-R模型：
③ 全局E-R模型的优化：实体类型尽可能少，所含属性尽可能少，实体类型之间联系无冗余。优化的方式：把有联系的实体类型合并；冗余属性的消除；冗余联系的消除。
二、面向对象的数据模型
1、基本思想：我们通过对问题领域进行自然分割，用更接近人类通常思维的方式建立问题领域的模型，从而将客观世界的一切实体模型化为对象。每一种对象都有各自的内部状态（结构模拟）和运动规律（行为模拟）；不同对象之间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的系统，并使系统尽可能地直接表现出问题的求解过程。
空间数据库的分类：
从应用性质上空间数据库可分为基础地理空间数据库和专题数据库。

gis空间查询的基本方法

gis空间查询的基本方法GIS（地理信息系统）空间查询是通过在地理数据中执行空间分析和检索操作来获取有关空间关系的信息。

以下是GIS空间查询的基本方法：1. 点查询：-描述：通过指定坐标点在地图上查询相关的地理要素。

-应用：用于获取点坐标所在位置的地理属性信息。

2. 线查询：-描述：通过指定线段在地图上查询相关的地理要素。

-应用：用于获取线段所经过区域或路径上的地理属性信息。

3. 面查询：-描述：通过指定面状区域在地图上查询相关的地理要素。

-应用：用于获取指定区域内的地理属性信息，如土地利用类型、土地所有者等。

4. 邻近查询：-描述：查找与指定地理对象在空间上相邻或相交的对象。

-应用：用于分析地理对象的周围环境，如查找邻近的设施、交通路线等。

5. 缓冲区分析：-描述：根据指定的距离范围创建一个区域，该区域内的地理对象被视为与原始对象有空间关系。

-应用：用于分析地理对象周围一定范围内的其他对象，例如评估环境影响。

6. 交叉查询：-描述：查找与指定地理对象在空间上相交的其他对象。

-应用：用于识别空间上的重叠或交叉，例如交叉的道路或管道。

7. 空间连接：-描述：基于空间位置连接两个或多个数据集，以获取它们之间的关系。

-应用：用于建立空间关联，例如查找地理要素之间的共同点。

8. 空间统计分析：-描述：分析空间上的分布模式和关联关系，包括聚类、离群点等。

-应用：用于了解地理对象的空间分布规律，支持决策制定和规划。

9. 网络分析：-描述：基于网络结构进行路径分析、最短路径、服务区域等分析。

-应用：用于规划交通、配送、路径规划等。

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。

Arcgis第四章空间分析

ArcGIS属性字段统计对话框
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☆频数统计
用于计算某一属性值或某几项属性的组合值出现的频率，并可对该频率下的各项属性进行汇总 ArcGIS中打开ArcToolbox > Analysis tools >Statistics > Frequency
ArcGIS频率统计工具（Frequency）对话框
插值运算栅格计算器三维立体显示效果沿指定路径生成飞行动画平面面积2darea表面面积surfacearea和体积volume表面积与体积计算对话框剖面分析在表面上绘制三维线剖面图三维可视化数字地形表示与转换tin格网空间数据的简化利用空间数据进行地表建模地形渲染地形场景的显示与交互三维可视化的一般过程三维可视化工具arcscene中的三维可视化要素立体显示效果对比图场景属性设置场景属性设置general选项卡场景坐标系统设置场景范围设置场景光照设置三维动画沿指定路径创建飞行动画对话框创建动画关键帧对话框动画控制器动画工具条及其下拉菜单arcscene的tools工具条空间分析建模的一般过程明确问题分解问题模型构建模型运行与检验模型结果分析与应用图解建模形成的流程图模型生成器图标arcgis中模型生成器的打开模型参数设置方法一模型参数设置方法二将被占用土地与分村行政区数据叠加overlayidentity给多边形添加村的信息选择street数据建立网络的数据加载网络数据将街道分为五类按街道类型streettype确定显示时所用的线宽并对学校和车站进行符号化
9
☆多元统计
按某一字段中的各类值分别统计各字段的各类统计值 ArcGIS中打开ArcToolbox Analysis tools > Statistics > Summary Statistics

第四章+GIS设计的内容和步骤

北建工测绘系-GIS软件设计与实现
为什么需要加工逻辑说明
在分层的GIS数据流图中，子图及数据流、文件等都说明了父图的加工，实际上就是给出了定义。但最底层的数据流图中的加工不能通过子图做进一步的描述，所以必须有一个加工小说明来定义底层数据流图中的加工。
北建工测绘系-GIS软件设计与实现
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.2.4 软件需求规格说明
北建工测绘系-GIS软件设计与实现
4.2 系统定义/需求分析
4.2.1 系统需求调查和分析 4.2.2 系统可行性研究 4.2.3 系统分析工具 4.2.4 软件需求规格说明
北建工测绘系-GIS软件设计与实现
系统定义时期的主要任务: 确定软件开发工程必须完成的总目标以及工程的可行性；导出实现工程目标应该采用的策略即系统必须完成的功能；估计完成该项工程需要的资源和成本；并且制定工程进度表；最后编写系统需求分析报告。这个时期的工作通常又称为系统分析或需求分析时期，由系统分析员负责完成。
经济和社会效益分析（三）
GIS的效益包括经济效益和社会效益两部分。经济效益指应用系统为用户增加的收入，它可以通过直接的和统计的方法估算。社会效益大多只能用定性的方法估算。
北建工测绘系-GIS软件设计与实现
系统开发与运行环境评价
由于GIS开发工作是在社会环境下运作的，除了技术因素与经济因素之外，还有许多社会因素对项目的开展起着制约的作用。例如与项目直接相关的管理人员、工作人员是否对项目持支持态度；有多少人力可用于GIS系统，其中有多少人员需要培训；项目财力支持情况，包括组织部门所能给予的当前的投资额及将来维护GIS的逐年投资额等。
第四章 GIS设计的主要内容

空间查询与空间分析

空间查询与空间分析空间查询和空间分析是地理信息系统（GIS）中重要的功能，用于处理地理空间数据，为决策提供支持。

本文将从定义、应用领域、方法和技术等方面进行介绍，全面探讨空间查询和空间分析的相关内容。

一、空间查询的定义和应用领域空间查询是指对地理空间数据进行特定条件的和检索，以获取符合查询条件的空间数据或空间特征。

空间查询的目的是为了从地理空间数据中寻找并提取出满足特定需求的信息，为决策提供科学依据。

空间查询广泛应用于资源管理、环境保护、城市规划、应急管理、交通规划、地理病理学等领域。

资源管理是空间查询的一个重要应用领域。

通过对资源分布、利用程度等信息的查询和分析，可以实现对资源的合理配置和管理。

例如，通过对森林资源的查询和分析，可以确定合适的伐木量，确保森林的可持续利用。

城市规划是另一个典型的应用领域。

通过对城市地理空间数据进行查询和分析，可以得到城市土地使用的空间分布情况、用地类型和规模等信息。

这些信息可以帮助规划人员制定城市的发展策略和规划布局。

二、空间查询的方法和技术空间查询的方法和技术包括空间关系查询、空间属性查询和空间拓扑查询。

1.空间关系查询：是通过指定空间关系条件，来查询满足这些关系条件的空间要素。

常用的空间关系查询有重叠关系、接触关系、相交关系、包含关系等。

2.空间属性查询：是通过指定空间要素的属性条件，来查询满足这些属性条件的空间要素。

常用的空间属性查询有按照属性值进行等值查询、范围查询和多条件复合查询等。

3.空间拓扑查询：是通过指定空间要素之间的拓扑关系，来查询满足这些拓扑关系的空间要素。

常用的空间拓扑查询有连接查询、容纳查询、相邻查询和交叉查询等。

空间查询的实现主要通过空间数据库管理系统（SDBMS）来完成。

SDBMS是一种针对空间数据进行管理和查询的专门数据库管理系统，具备管理空间数据的特殊功能和索引结构。

常用的SDBMS有Oracle Spatial、PostGIS、ArcSDE等。

地理信息系统(GIS)-空间分析

• 通视计算
① OP的倾角α可由公式计算出： ② 观察点与各交点的倾角βi (i＝A,B,C)计算式：
i = A、B、C
A
淹没损失的估算
• 淹没分析
– 研究土地利用专题数据与DEM之间的相关关系。
• 估算淹没损失的步骤：
① 根据高程确定淹没区域； ② 统计淹没区域内的被淹没对象的类别和面积； ③ 根据淹没类别和面积，精确计算被淹没对象的
言，其运算规则类似于常规的代数学，栅格数据集是其代数运算的基本对象。
OUTPUT = Layer1 + Layer2 + Layer3
Layer1 Layer2 Layer3
OUTPUT
基于栅格数据的叠置分析
地图代数运算方式
① 单个栅格图层的地图代数：对栅格图层中的每一栅格乘以（或加、减、除）一个变换因子
Original Coverage
Clip Coverage
Output Coverage
基于矢量数据的叠置分析
• 相交（Intersect）合并（Union）判别（Identity） Intersect (AND)
Union (OR)
Identity
基于栅格数据的叠置分析
地图代数（Map Algebra）进行栅格数据分析的语
③ 用户可以创建复杂的地图代数表达式，并把其作为一个简单的命令处理
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GIS空间分析理论与方法复习资料

GIS空间分析理论与方法第一章绪论1.空间分析概念GIS空间分析是从一个或多个空间数据图层获取信息的过程。

空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题（刘湘南等, 2008)。

2.空间分析与GIS的关系空间分析是地理信息系统的核心和灵魂。

空间分析是地理信息系统的主要特征,是评价一个地理信息系统的主要指标之一。

3.空间分析在GIS中的地位和作用空间分析是GIS的核心;空间分析是GIS的核心功能；空间分析的理论性和技术性第二章GIS空间分析的基本理论1.空间分析有哪些理论?空间关系理论；地理空间认知理论；地理空间推论理论;空间数据的不确定性分析理论2.简述空间关系的类型及各类型的特点？GIS空间关系主要分为顺序关系、度量关系和拓扑关系三大类型。

顺序关系描述目标在空间中的某种排序,主要是目标间的方向关系，如前后左右、东西南北等。

度量关系是用某种度量空间中的度量来描述的目标间的关系，主要是指目标间的距离关系。

拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量,如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。

3.简述拓扑空间关系的特点？拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系,以及表示线段流向的关系.拓扑变换：拓扑所研究的是几何图形的一些性质,它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变,只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点，又不产生新点。

拓扑变换的条件：在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系,并且邻近的点还是邻近的点。

拓扑关系表达的代表性模型：4元组模型、9元组模型、基于V oronoi图的V91模型、RCC 模型、空间代数模型4.简述方向空间关系的类型和特点？方向关系是顺序关系中的最主要的关系。

方向关系的描述方式包括定量描述和定性描述两种。

一般方向关系的形式化描述：使用的是绝对方向关系参考。

九种方向关系：正东：restricted—east（pi，qi）≡X（pi)>X(qi）∧Y(pi）=Y（qi）5.简述距离关系的类型和计算方法？欧氏距离、切比雪夫距离、马氏距离、明氏距离P216.简述空间关系描述模型的评价准则?一般从完备性、严密性、唯一性、通用性1.空间关系表达是否是形式化的、无歧义的2.表达的完备性3.表达的可靠性4.表达的唯一性5.表达的课推理性7.简述时空空间关系的特点？地理实体之间的空间关系往往随着时间而变化,时间关系交织在一起就形成了多种时空关系。

GIS(地理信息系统)空间分析课件

总结词
研究人口分布与经济活动的空间关联性，分析经济发展对人口分布的影响，为区域经济发展提供决策支持。
4. 成果应用
将分析结果应用于区域经济发展规划、城市规划和人口管理等领域。
自然灾害风险评估与应急响应案例
1. 数据准备
收集地质、气象、历史灾害等数据，建立灾害数据库。
3. 应急响应
根据风险评估结果，制定应急预案和救援措施，优化资源配置。
叠加分析
将不同图层进行叠加，通过比较和组合不同图层的属性信息，进行分类、统计和综合评价。
统计分析
利用统计学原理和方法，对空间数据进行处理和分析，挖掘空间数据的内在规律和特征。
03
空间数据查询与可视化
空间数据查询
空间数据检索
01
根据地理坐标、属性信息等条件，快速定位和获取相关空间数
据。
多源数据融合
栅格数据
混合数据
同时包含矢量数据和栅格数据的空间数据类型，兼具矢量数据和栅格数据的优点，能够更好地满足复杂空间分析的需求。
以网格形式表示地理空间，每个网格单元代表一定地理区域，数据结构简单，易于处理和分析。
空间分析基本概念
01
02
03
空间关系
指地理实体之间的相对位置关系、拓扑关系、距离关系等，是空间分析的基础。
在空间自相关分析中，需要构建空间权重矩阵，以描述区域单元之间的空间关系，常用的空间权重矩阵包括邻接矩阵、距离矩阵等。
空间分布特征分析
空间分布类型
空间分布特征分析用于描述地理现象的空间分布类型，包括集中型、分散型、均衡型等，以揭示地理现象的空间分布规律。
空间分布指数
通过计算各种空间分布指数，如集中度、分散度、均衡度等，对地理现象的空间分布特征进行定量描述。