GIS空间分析基础.

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ARCGIS空间分析基础

在Coverage中,存储要素属性的数据表是以 INFO格式存储 (ArcInfo中的一种文件格式),与Shape文件不同,Coverage中可以将要素的拓扑信息(长度,面积,连通性,相邻关系)作为属性表的一部分来存储.INFO数据表有一个标识字段(关键字段) cover# (具体比如: landusecover#) ,通过关键字段关联要素的几何数据与属性表.
4.1.1.9
栅格: Grids
除了影像外,ArcGIS 还支持一种称为GRID的栅格数据格式. 有两种类型的栅格数据:连续数据和离散数据. 这两种数据和结构是相同的,都是由一定大小的栅格单元组成的矩阵表示.不同之处在于,连续栅格数据中栅格单元的值可以是浮点数,栅格单元的值域是一个连接变化的区间; 而离散栅格数据中,栅格单元的值是整型数,值域区间是离散的有限区间. 连续栅格通常用于表示可度量和具有一定数量的数据,普通的例子比如:高程,降雨量等.
EDGES
NODES Nodes A B C D E F G H 1, 5, 2 2, 5, 4 2, 4, 3 1, 6, 5 5, 6, 7 5, 7, 8 5, 8, 4 3, 4, 8
Adjacent A B C D E F G H B, D A, G, C B, H A, E D, F E, G B, F, H C, G
– 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.
4.1.1.1空间数据的表示
点
在某一尺度下, 可以用点,线, 面,体来表示各类地理空间要素

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。

GIS的核心之一：空间分析-图文

GIS的核心之一:空间分析■图文第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，叠置分析矢量数据叠置分析栅格数据叠置分析图&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。

第四部分空间分析基本原理和方法(一)

第二节 GIS的空间分析模型的空间分析模型
GIS支持的空间分析模型是多样的。它们支持多种类型的空间分析需求。
第二节 GIS的空间分析模型的空间分析模型
一、GIS空间分析模型的概念空间分析模型的概念 GIS空间分析模型是在GIS空间数据基础上建立起来的模型，它是对现实世界科学体系问题域抽象的空间概念模型，和广义的模型概念既有区别，又相互联系。GIS空间分析模型主要是数学模型。特点表现在：
第二节 GIS的空间分析模型的空间分析模型
1、空间定位是空间分析模型特有的特性，构成空间分析模型的空间目标(点、弧段、网络、面域、复杂地物等)的多样性决定了空间分析模型建立的复杂性。 2、空间关系也是空间分析模型的一个重要特征，空间层次关系、相邻关系以及空间目标的拓扑关系也决定了空间分析模型建立的特殊性。
第一节关于模型的一般知识
四、模型的分类模型可以分为两类，即形象模型和抽象模型。前者包括直观模型、物理模型等，后者包括思维模型、符号模型、数学模型和仿真模型等。但这些模型之间是互相联系的，一个系统中往往需要多种类型的模型。
研究生11.11.16
第一节关于模型的一般知识
(1)直观模型，只供展览用的实物模型以及玩具、照片等。通常是把原型的尺寸放大或缩小。 (2)物理模型，主要是直观模型的进一步改进，它不仅可以显示原形的外形和特征，而且可以用来进行模拟实验，间接地研究原形的外形的某些规律。 (3)思维模型，指通过人们对原型的反复认识，将获取的知识以经验形式直接存储于大脑中，从而可以根据思维或直觉作出相应的决策。专家系统中的专家知识就是一种思维模型。 (4)符号模型，是在一些约定或假设下借助于专门的符号、线条等，按一定形式组合起来描述原型。地图就是一种典型的符号模型。

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。

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Voronoi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空间分析资料

GIS空间分析复习资料一、简答题1、地理空间数据挖掘典型方法：（1）地理空间统计方法：地理空间统计是指分析地理空间数据的统计方法，主要是基于空间中邻近的要素通常比相聚教员的要素具有较高的相似性这一原理。

地理空间统计模型可分为：地统计、格网空间模型和空间点分布形态。

（2）地理空间聚类方法：地理空间聚类方法是按照某种距离量度准则，在大型、多维数据集中标识出聚类或稠密分布的区域，从而发现数据集的整体空间分布模式。

该方法把空间数据库中的对象分为与意义的子类，是同一子类内部成员有尽可能多的相同属性，而不同的子类之间差异较大。

其方法主要有：分割法、层次法、基于密度的方法、基于网格的方法。

（3）地理空间关联分析：地理空间关联分析利用空间关联规则提取算法发现空间数据库中空间目标间的关联程度，其核心内容是挖掘空间关联规则。

（4）地理空间分类与预测分析：地理空间分类与预测是根据已知的分类模型把数据库中的数据映射到给定类别中，进行数据趋势预测分析的方法。

（5）异常值分析：若一个数据库包含的数据目标与通常的行为或数据模型不一致，则这些数据目标被称为异常值。

在很多情况下，异常值会导致重要隐含信息的丢失。

它是内在数据可变性的必然结果，对异常值进行检测和分析，具有很重要的价值，也是一项重要的数据挖掘技术。

2、属性数据的量测尺度？（1）命名量：命名量是空间属性量测中的的一个重要尺度，描述事物名义上的差别，起到区分不同本质空间目标的作用。

命名式的量测尺度也成为类型量测尺度，只对特定现象进行标示，赋予一定相知而不定量描述，对命名数据的逻辑运算只有“等于”或“不等于”两种形式而其近似均值只能使用众数。

（2）次序量：次序量是通过对空间目标进行排列来标示的一种量测尺度面对空间目标的描述不按值得的大小，而是按顺序排列，对次序逻辑运算除了“等于”或“不等于”之外，还可以比较它们的大小，即“大于”或“小于”，但是它们之间不能进行加、减、乘、除运算。

地理信息系统中的空间数据分析方法与使用教程

地理信息系统中的空间数据分析方法与使用教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、管理、分析和展示的工具。

在GIS中，空间数据分析是一项重要的功能，它可以帮助用户在研究和决策过程中更好地理解和利用地理空间数据。

本文将介绍地理信息系统中常用的空间数据分析方法和使用教程。

一、空间数据分析方法1. 空间查询和空间关联分析：空间查询是GIS中最基础的分析方法之一，可以根据用户设定的条件查询地理空间数据，例如查询某个区域范围内的地块、建筑物或其他地理要素。

空间关联分析则是通过比较两个或多个地理要素之间的空间关系来进行分析，例如判断某个地块是否位于某个行政区域内。

2. 空间插值和空间推测：空间插值技术可以根据已知点的属性值，推断未知点的属性值，从而实现空间数据的补全和预测。

例如，在气象领域中，可以通过插值方法预测某个地区的气温和降雨量。

空间推测则是通过已知要素的空间分布模式来推断其他地理要素的分布模式。

3. 空间统计和空间模型分析：空间统计方法用于分析地理要素之间的空间关系，并进行统计计算。

例如，利用空间统计分析可以研究疾病的空间聚集现象，了解其在不同地理区域的分布特点。

空间模型分析则是利用数学模型来描述和解释地理要素之间的空间关系，例如地理回归模型可以用于分析地理要素之间的因果关系。

4. 空间多目标决策分析：在GIS中，空间多目标决策分析是一种辅助决策的方法，可以根据用户设定的目标和约束条件，通过空间分析方法来评估和比较不同方案的优劣。

例如，在城市规划中，可以利用空间多目标决策分析来评估不同用地方案对城市环境和社会经济的影响。

二、空间数据分析的使用教程1. 数据准备：在进行空间数据分析之前，首先需要准备好所需的地理空间数据，包括矢量数据和栅格数据。

矢量数据包括点、线、面等要素的坐标和属性信息，栅格数据则是由像素组成的网格数据。

GIS基本空间分析

2
3
B0
4
AB B
A0
叠置前两个输入图层的弧-多边形关系表弧ID 起点终点左多边形右多边形 1 2 1 2 1 2 0 0 A B
② 拓扑重构
弧ID 起点终点左多边形右多边形 2 1
⑥ ②
① ②
1 4
4 2
00 00
A0 B0
3
④
⑤
B0
4
③
④ ⑤ ⑥
3
3 3 2
4
4 1 3
A0
3 多边形的叠加
居民区叠加图污染分级图
A B
B1 A1 A3
B3
居民区ID A B
污染分级 1 2 3
叠加居民污染区区ID 分级 A1 A 1 A2 A3 B1 B3 A A B B 2 3 1 3
A2
1
2
3
原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。
在统一空间参照系统条件下，将同一地区两个或两个以上图层进行叠合，以建立地理对象之间的空间对应关系，或产生空间区域的多重属性特征。
空间合成叠加
空间统计叠加
分类
矢量数据的叠置分析栅格数据的叠置分析
一叠置分析(overlay)
（一）矢量数据的叠置分析
（二）栅格数据的叠置分析
算法复杂，但数据量小、精度较高。算法简单，但数据量大。
在一个局部区域内用在一个局部区域内用xx方向和方向和yy方向上关于方向上关于高程高程zz的二阶导数的正负组合关系来判断的二阶导数的正负组合关系来判断地形特征点类型的判断表zziijj11zziijijj11zziijj11当当zziijj11zziijj则则vrvriijj1122当当zziijj11zziijj则则vrvriijjzzii11jjzziijjzzii11jzziijj33当当zzii11zziijj则则vrvriijj1144当当zzii11zziijj则则vrvriijj公式公式1423同时成立同时成立则则vrvriijj2以上条件都以上条件都不成立则不成立则vrvriijji1j1i1ji1j1ij1i1j1i1ji1j1ij1差分算法示意图表示其他点表示鞍点表示脊点表示谷点vr在一个在一个3333的栅格窗口中也可以直接利用中心格网的栅格窗口中也可以直接利用中心格网点与88个邻域格网点的高程关系来进行判断地形特征点

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。

GIS空间分析基础(空间对象-数据模型)

➢ 空间对象间的关系 • 空间相关在连续型的空间对象中，空间两点属性值的差异与两点距离之间的关系服从地理学第一定律 • 空间关联空间上不连续的两类或多类对象的属性之间存在着相互对应的关系
➢ 空间对象间的关系 • 空间配置关系某种资源在不同对象或对象不同部分之间的分配关系 • 空间过程关系空间对象属性的时空耦合特征 • 空间尺度关系空间对象在不同尺度之间的关系
GIS空间分析的目的：分析空间对象的属性、探求空间对象的时空分布规律、发生原因及发展规律
➢ 空间对象的类型按空间维数分类：零维、一维、二维、三维按空间对象的连续性分类：连续型、离散型
➢ 空间对象的表达 • 位置 • 编码 • 类型 • 行为 • 描述属性 • 说明 • 关系
➢ 空间对象间的关系 • 距离关系 • 方位关系 • 拓扑关系 • 空间相关 • 空间关联 • 空间配置关系 • 空间过程关系 • 空间尺度关系
网络边（link）、结点（node）、站点（station）、中心（center）、转向点（turn）
2、GIS的数据模型格网模型：一系列规则或者不规则的小单元对空间对象进行表达的模型
• 格网的表达方式简单，对每个单元用行列号进行访问 • 便于对空间对象进行分割
2、GIS的数据模型格网模型：一系列规则或者不规则的小单元对空间对象进行表达的模型
GIS空间分析基础
1、空间对象
➢ 空间对象的属性 ➢ 空间对象的表达 ➢ 空间对象间的关系
➢ 空间对象 • GIS空间分析的客体 • 客观存在的、带有空间信息的实体或者现象 ➢ 空间对象的属性 • 空间要素属性：空间对象的位置、大小、形状、速度、发生时间等 • 非空间要素属性：颜色、质地、密度、硬度等

GIS空间分析方法

GIS空间分析方法GIS（地理信息系统）空间分析是指利用GIS技术和方法对地理空间数据进行处理和分析的过程。

它包括了对地理空间数据进行统计、计算、模型建立和模拟等操作，旨在揭示地理空间现象的内在规律和相互关系，为决策提供科学依据。

1.点线面分析点线面是地理空间对象的常见形式，点线面分析是GIS空间分析的基础。

点线面分析涉及到对点、线、面要素进行拓扑关系的判定和属性数据分析，以及对点线面的距离测量、方位计算和空间关系的判断等操作。

这些操作可以用于地理空间对象的查找、选择、连接和组织等任务。

2.缓冲区分析缓冲区分析是指在地理空间对象周围建立一个等距离或者等属性值的区域，用于分析地理现象的时空关系。

通过缓冲区分析，可以确定一定距离范围内的地理对象数量、密度和分布情况，从而对资源分配、环境保护和区域规划等问题进行优化和决策。

3.可视化分析可视化分析是将地理空间数据以图形、图像或者动画的形式呈现出来，方便人们对数据进行直观理解和分析的过程。

可视化分析能够将地理空间数据转化为易于理解和记忆的图像，帮助人们发现地理空间模式、趋势和异常现象等信息，从而辅助决策和规划过程。

4.空间插值分析空间插值分析是利用已有的有限样本数据来推测或者估计未知位置上的属性值的方法。

通过空间插值分析，可以对地理现象的分布进行估计和预测，从而为资源管理、环境评价和风险分析等提供重要的参考。

5.空间网络分析空间网络分析是指在地理空间数据之上进行网络建模，进行路径分析和网络优化的方法。

空间网络分析常用于交通规划、物流分配和资源调度等问题的求解，可以帮助人们找到最优路径、确定最佳服务区域和优化交通运输等任务。

综上所述，GIS空间分析方法包括点线面分析、缓冲区分析、可视化分析、空间插值分析和空间网络分析等。

这些方法可以揭示地理空间现象的内在规律和相互关系，为决策提供科学依据，广泛应用于城市规划、环境保护和自然资源管理等领域。

空间分析考试重点

1、GIS空间分析的基本方法：矢量数据的空间分析，栅格数据的空间分析，数字高程模型分析，地理网络表达与分析，空间统计分析，空间数据不确定性分析，元胞自动机——地理过程模拟和分析工具2、GIS空间分析基础：国家现行坐标系：地心坐标系：WGS84 投影坐标系：北京54坐标系西安80坐标系高斯克吕格投影：横轴等角切圆柱投影大于等于50万比例尺Lambert(兰勃特投影）：正轴等角割圆锥投影小于等于50万比例尺大部分省图，同级比例尺采用地理空间坐标转换：仿射变换相似变换（平移变换旋转变换比例变换）高程地图投影3、矢量数据的空间分析方法：叠置分析缓冲区分析泰森多边形分析（1）叠置分析：前提：坐标、投影、比例尺一致叠置分析的应用：（2）缓冲区分析：最常用的两种方法：角平分线法凸角圆弧法缓冲区分析应用：（3）泰森多边形分析：定义：应用：狄洛尼三角网：狄洛尼三角网特性：4、栅格数据的空间分析（1）栅格数据空间分析的方法：距离制图密度制图表面分析统计分析（2）距离制图的输入：源、成本输出：成本距离加权数据距离方向数据分配数据距离制图函数含义：（2）密度制图两种方法：简单密度制图核函数密度制图（3)表面分析：（4）统计分析：单元统计领域统计分类区统计单元统计：多个栅格同邻进行加减乘除，输入输出是N:1，邻域统计：以待计算栅格为中心，向其周围扩展一定范围，通过栅格数据进行函数运算，从而得到此栅格的值输入输出是1:1分类区统计：以一个数据集的分类区为基础，对另一个数据集进行数据统计分析，输入输出是：2:1，拥有相同的栅格单元，不考虑是否临近○1单元统计概念以及应用：○2邻域统计概念以及应用：○3分类区统计的概念和应用：5、DEM分析(1)三种DEM形式：等高线，格网，三角网(2)三种的存储(3)三种形式的表面创建等高线：通过内插得到高程为A的点，将这些点用平滑线按一定顺序连接起来TIN（三角网）：所有点集中距离最小格网：空间插值(4)表面分析解决什么问题：地形因子提取（平面曲率、剖面曲率的提取）可视性分析（视线瞄准线，视场）提取断面山体阴影图水文分析（提取河网，山谷线，山脊线的步骤）○1无洼地DEM生成：○2汇流累积量6、网络分析：（1）关联矩阵（2）邻接矩阵（3）网络分析应用：○1最佳路径（邮递员问题）○2连通分析，最小连通方案求解（几个村子）○3定位配置（选址服务区）7、空间统计分析：（1）探索性空间统计分析有哪些图○1直方图：○2正态QQ Plot图：○3全局趋势图○4半变异/协方差函数云图解决问题：○1当前数据是否有错/奇异值（离群值）（直方图和半变异/协方差函数云图）○2获得数据分布特征，是否为正态分布，若不是，主要分布在哪（直方图、正态QQ Plot图）○3对数据规律的初步考察，趋势变动（全局趋势图）○4空间自相关程度：空间自相关分析：建立空间权重矩阵（空间位置上的关系）、进行全局空间自相关分析（整个区域是否存在空间自相关）、最后进行局部空间自相关分析（找出空间自相关现象存在的局部区域）见笔记（2）地统计分析空间插值的方法（一句话概括）全局多项式，局部多项式，反距离多项式，地统计分析干嘛的：8、元胞自动机组成（概念）一种利用简单编码与仿细胞繁殖机制的非数值算法空间分析模式。

GIS基本空间分析

GIS基本空间分析基本空间分析的方法主要包括了以下几种：1.空间查询和测量：通过查询和测量地理实体的位置、距离、长度、面积等特征，分析它们在空间上的关系。

常见的空间查询包括邻近查询、包含查询、相交查询等，可以用来解决地理要素的选择、筛选和匹配等问题。

2.空间缓冲区分析：通过在地理实体周围建立固定距离的缓冲区，研究地理实体之间的空间接近程度和相互影响关系。

空间缓冲区分析可以用来提取地理实体的邻近关系，寻找交通、环境和建筑物等方面的冲突和关联。

3.空间插值和表面分析：通过根据已知的地理实体数据值和其空间位置之间的关系，对未知位置的地理实体值进行估计和预测。

常见的空间插值方法有反距离加权插值、克里金插值、样条插值等，可以用于生成等值线、数字高程模型等地理表面。

4.空间聚类与簇分析：通过找出地理实体的内部集聚和空间聚类现象，分析地理实体的空间分布规律。

簇分析可以帮助我们发现聚类和分散的特征，揭示地理实体之间的相互作用和影响。

5.空间分布模式识别：通过对地理实体的分布特征和其所处的环境背景进行比较和分析，识别出地理实体的空间分布模式。

常见的空间模式有随机分布、聚集分布和均匀分布等，可以用于研究城市规划、土地利用、资源管理等方面的问题。

6.空间网络分析：通过对地理实体之间的连接关系和网络结构进行分析，寻找最佳路径和优化资源分配。

空间网络分析可以用于交通规划、物流管理等领域，帮助决策者做出合理的决策和布局。

基本空间分析在多个领域中发挥着重要作用，如城市规划、环境保护、资源管理等。

例如，在城市规划中，可以通过空间缓冲区分析确定建筑物之间的最佳距离，保证交通和消防通道的畅通；在环境保护中，可以利用空间聚类与簇分析，发现水体污染的集聚区，采取相应的保护措施；在资源管理中，通过空间分布模式识别，找出资源开发的最佳位置，实现资源的合理利用。

总之，基本空间分析是GIS的核心内容之一，通过对地理数据的空间关系和空间模式的分析，揭示地理实体之间的相互作用和分布规律，为决策者提供科学的空间决策支持。

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。

第二章_GIS空间分析的基本理论

15
（1）正东关系形式化定义为：
restricted _ east( pi , q j ) X ( pi ) X (q j ) Y ( pi ) Y (q j )
16
（2）正南关系：形式化定义为：
restricted _ south( pi , q j ) X ( pi ) X (q j ) Y ( pi ) Y (q j )
10
例如，在橡皮表面有一个多边形，多边形内部有一个点。无论对橡皮进行压缩或拉伸，点依然存在于多边形内部，点和多边形之间的空间位置关系不改变，而多边形的面积则会发生变化。前者则是空间的拓扑属性，后者则不是拓扑属性。
11
包含在欧氏平面中的对象的拓扑和非拓扑属性
拓扑属性一个点在一个弧段的端点；一个弧段是一个简单弧段(弧段自身不相交)；一个点在一个区域的边界上；一个点在一个区域的内部；一个点在一个区域的外部；一个点在一个环的内部；一个面是一个简单面(面上没有“岛”)；一个面的连续性(给定面上任意两点，从一点可以完全在面的内部沿任意路径走向另一点)。两点之间的距离；一个点指向另一个点的方向；弧段的长度；一个区域的周长；一个区域的面积。
35
词典编纂距离：
在一个固定的地名册里两个点(城市)间的编纂距离为这两个城市词典位置之间的绝对差值。
36
非点状目标之间的距离：
对于非点状目标之间的距离而言，由于目标的模糊性，不同类型实体间(如面状与线状) 的距离往往有多种定义。
例如，对于如下图所示的两个对象A、B之间的距离如何计算还没有一个统一的方法。
i
A(x1，y1)、B(x2，y2)两点之间的切氏距离为：
d(A，B) max(| x1 x 2 | ，y1 y2 |) |

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