空间分析的基础

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空间分析的基本方法PPT课件

第六章空间分析的基本方法空间分析的基本方法第六章空间分析的基本方法理解gis中模型的概念特点和作用掌握gis空间分析的一般步骤了解空间查询与量算的各种方法及其应用了解视觉信息复合分析的类型和用途理解叠置分析的概念和类型掌握多边形叠置分析的步骤和方法理解缓冲区的概念和作用并能说明其应用方法了解泰森多边形网络分析在地学中的主要用途了解空间插值的类型和方法了解空间信息分类和统计分析方法重点
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四、空间分析的步骤
1. 建立分析的目的和标准 2. 准备空间操作的数据 3. 进行空间分析操作 4. 结合分析的目的和任务，对获得的新空间数据进行分析 5. 结果评价和解释 6. 产生最终的结果图和报表
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第二节空间查询与量算
一、空间查询
是按一定条件对空间目标的位置和属性信息进行查询，
空间分析是综合分析空间数据的技术的通
称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与其它信息系统的一个显著标志。
分析技术:
空间图形数据的拓扑运算；非空间属性数据运算；空间和非空间数据的联合运算。
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（1）点状地物（0维）：坐标；（2）线状地物（1维）：长度、方向、曲率；（3）面状地物（2维）：面积、周长、形状等；（4）体状地物（3维）：体积、表面积等。
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2. 形状量算面状目标物的外观是多变的，很难找到一个准确的量对其
进行描述。最常用的指标包括多边形的长短轴之比、周长面积比等。其中绝大多数指标是基于面积和周长的。通常认为圆形地物既非紧凑型也非膨胀性，则可定义其形状系数r为：
以形成一个新的数据子集

空间分析的原理和方法

DEM的表示方法某地区地表高程的变化可用多种方法模拟。用数学定义的表面或点、线影像都可用来表示DEM。数学分块法数学方法拟合表面时需依靠连续的三维函数，连续的三维函数能以高平滑度表示复杂表面。局部拟合法是将复杂表面分成正方形像元，或面积大致相同的不规则形状小块，根据有限个离散点的高程，可得到拟合的DEM。图形法线模式：表示地形的最普通线模式是一系列描述高程曲线的等高线。地图（有等高线）便是数字地面模型的现成数据源，用扫描仪在这些图上自动获取DEM数据方面已做了许多工作。 • 另外是根据各局部等值线上的高程点，通过插值公式计算各点的高程，得到DEM。
V5
e5
e6
e1 V2 V1 V2 V3 V4 V5
v1 0 v2 1 D (G ) v3 1 v4 1 v5 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0
e3
e4 V3
e2
v1 v2 D (G ) v3 v4 v5
• 坡度图与坡向图：坡度定义为水平面与局部地表之间的正切值。它包含两个成分：斜度——高度变化的最大比率(常称为坡度)；坡向——变化比率最大值的方向。这两个因素基本上能满足环境科学分析的要求。 • 地貌晕渲图：制图工作者用一种“阴影立体法”表示地表形状即地貌晕渲法。有了DEM，地貌晕渲图能自动精确地实现。
距离
O
A
B
C
P
视线平面投影
通视剖面图
第二节
空间叠合分析
一、什么是空间叠合分析？是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，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。

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

空间分析方法

班级：交工1102 姓名：高志波学号：201111010212简析几种空间分析方法空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。

空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其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，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。

缓冲区分析一、定义缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立其周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或者主体对邻近对象的辐射范围或者影响程度，是解决临近度问题的空间分析工具之一。

它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。

二、分类（1）基于点要素的缓冲区：通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆；（2）基于线要素的缓冲区：通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形；（3）基于面要素的缓冲区：向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。

三、空间缓冲区分析模型(1) 缓冲区分析的三要素在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下三类要素:①主体表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类。

②邻近对象表示受主体影响的客体，例如行政界线变更时所涉及的居民区、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等。

③对象的作用条件表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。

(2) 缓冲区分析模型根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用以下三种不同的分析模型: 线性模型、二次模型、指数模型线性模型二次模型指数模型四、空间缓冲区分析在林业上的应用已知一伐木公司，获准在某林区采伐，为防止水土流失，规定不得在河流周围 1km 内采伐林木。

另外，为便于运输，决定将采伐区定在道路周围 5km 之内。

请找出符合上述条件的采伐区，输出森林采伐图。

解题过程首先要以区域的道路分布图、河流分布图、森林分布图为数据源。

解题流程见图所示。

(1)将该地区具有相同比例尺且进行配准的道路分布图、河流分布图、森林分布图，进行预处理和数字化；(2)利用河流分布图生成1km的等距离缓冲区；(3)利用道路分布图生成5km的等距离缓冲区；(4)森林分布图中可采伐林地、道路缓冲区及河流缓冲区图进行叠置，叠置条件表达式为:采伐区＝森林分布图中可伐林地∩道路周围5km缓冲区∩非河流周围1 km缓冲区将上述3张图进行两两叠置，所得结果即为森林采伐图。

空间分析的基础讲解

2 1
＋
A B
1A 2A
1B
2B
矢量数据网络分析
网络分析的主要用途是：选择最佳路径、设施以及进行网络流分析。所谓最佳路径是指从始点到终点的最短距离或花费最少的路线，如图所示。最佳布局中心位置是指各中心所覆盖范围内任一点到中心的距离最近或花费最小；网流量是指网络上从起点到终点的某个函数，如运输价格，运输时间等。
空间分析是综合分析空间数据的技术的通称。空间分析有着十分丰富的内涵，
它是构成地理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与其它信息系统的一个显著标志。
空间分析的内容及功能：
常见的GIS平台空间分析功能有：空间查询与量算，缓冲区分析，叠置分析，网络分析，空间统计分类分析等
缓冲区分析
缓冲区分析是根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区域多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。
矢量数据叠置分析
多边形叠置分析是指同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置。
根据两组多边形边界的 ห้องสมุดไป่ตู้点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析。
三维空间分析
浅谈空间分析
现代空间分析概念的提出，起源于20实际60年代地理和区域科学的计量革命。空间分析的概念，从不同的角度理解有不同的定义方式。
从侧重于空间信息的提取和空间信息传输角度考察，空间分析是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识。
从侧重于空间信息的提取和空间信息传输角度考虑，空间分析是基于地理现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。

测绘技术中的地理空间分析技巧

测绘技术中的地理空间分析技巧导语：地理空间分析是测绘技术中的一项重要内容，通过对地理空间数据的处理和解析，可以揭示地理现象和相关规律。

本文将介绍测绘技术中的地理空间分析技巧，涵盖了数据获取、处理和分析等方面。

一、地理空间数据的获取地理空间数据的获取是进行地理空间分析的基础，通常采用的方法有卫星遥感、GPS测量和地理信息系统（GIS）等。

卫星遥感可以获取大范围的地理空间数据，通过不同的遥感传感器，可以获得不同分辨率和波段的数据。

利用遥感数据，可以获取地表覆盖类型、地形高程和植被指数等有关地理空间信息，为后续的分析提供了基础数据。

GPS测量可以获取精确的地理位置信息，通过接收卫星信号，确定测量点的经纬度坐标。

通过GPS测量，可以获取到地理空间数据的具体位置信息，为后续的分析提供准确的数据基础。

地理信息系统（GIS）是一种集成了空间数据采集、存储、管理和分析等功能的系统，可对地理空间数据进行整合和分析。

通过GIS软件，可以将不同源头的地理数据整合在一起，进行数据处理和分析，为地理空间分析提供便利。

二、地理空间数据的处理地理空间数据的处理是为了提取数据的有用信息，通常采用的方法有数据清洗、数据转换和数据融合等。

数据清洗是为了剔除数据中的错误、重复和不完整的部分，确保数据质量。

通过数据清洗，可以提高数据的准确性和可靠性，为后续的分析提供可靠的数据基础。

数据转换是将原始数据转换为特定的格式和结构，以满足后续分析的需要。

例如，将卫星遥感数据转换为数字高程模型（DEM），可以用于分析地形起伏和水文流域等。

数据融合是将不同类型和来源的数据融合在一起，形成更全面、更准确的数据。

例如，将遥感数据和GPS测量数据进行融合，可以得到更准确的地理位置信息。

三、地理空间数据的分析地理空间数据的分析是为了揭示地理现象和相关规律，通常采用的方法有空间插值、空间统计和空间关联等。

空间插值是通过已知样点的空间位置和属性值，推算未知位置的属性值。

空间分析的原理与方法

空间分析的原理与方法
空间分析是一种通过对地球表面空间数据进行加工、分析和可视化的方法来揭示人类空间活动规律、发现空间特征和提供决策支持的过程。

其基本原理是以地球表面上的空间数据为依据，通过数据处理、分析和可视化技术，识别并提炼空间模式及特征，进而对空间关系、空间结构和发展趋势进行研究。

空间分析的方法包括以下几种：
1. 空间统计分析：基于地理信息系统，统计分析地理现象在空间分布的规律和特征。

2. 空间交互模型：通过空间关系模型、地理网络模型等方法，研究地理空间要素之间的相互作用和影响。

3. 空间模拟：通过建立模型，模拟真实的空间过程和变化情况，并探索空间过程的动力学规律和机理。

4. 空间数据挖掘：基于数据挖掘技术和机器学习算法，从海量的空间数据中挖掘出规律、趋势、关联和特征。

5. 空间可视化：采用图像处理技术，将空间数据转化为视觉表现形式，使人们能够更直观地理解和认知地理现象和空间模式。

通过以上方法，空间分析能够有效地描述和解释地理现象和空间模式的规律与特征，为决策和规划提供科学支持和可视化工具。

地理空间基础知识点总结

地理空间基础知识点总结地理空间是指地球表面上的各种地理现象在空间上的分布、组合和相互关系。

地理空间包括自然地理空间和人文地理空间两个方面。

自然地理空间是指地球上自然环境的分布、演变、交融及其与人类活动的相互作用；人文地理空间是指地球上各种人文现象在空间上的分布、组合和相互关系。

1.地球的几何特征地球是一个椭球体，其赤道半径为6378千米，极半径为6357千米。

地球自西向东自转一周约需24小时，在赤道的自转速度约为1670千米/小时。

地球的自转和公转轨道相互配合，使地球的自转轴相对太阳固定在一个倾斜的23.5度角上，造成了季节变化。

地球的自转和公转还影响了地球上的日照、气候和地理空间分布。

2.地球的地理环境地球的地理环境包括自然环境和人文环境两个方面。

自然环境包括地形地貌、气候、水文、土壤、生态等自然要素，其分布和相互作用影响了地球上的生产活动和城乡发展。

人文环境包括人口、居民人口、农业人口和流动人口等主要人文要素，以及城市、交通、通讯等人文活动，其分布影响了地球上的社会经济活动和文化传承。

3.地理空间格局地理空间格局是指地理现象在地球表面上的分布、组合和相互关系。

地理空间格局的基本要素包括地域、地方和地带。

地域是指地球上的各类地理环境的广阔范围、较为稳定的自然特征区域，如毛伊岛、中国大陆、美国大陆等。

地方是指地球上具有一定规模和地理边界的地理区域，是自然、人文现象的空间表现和生活活动场所，如农村、城市、工业区等。

地带是指地球上一定地理要素分布特征相似的自然地理和人文地理分布区域，如亚热带、冷带、古镜带、城市带等。

4.地理空间关系地理空间关系是指地球上各类地理现象之间在空间上的相互联系和影响。

地理空间关系主要包括相对位置关系，即地理现象在地球表面上的相对位置和方位关系；空间分布关系，即地理现象在地球表面上的分布规律和地域格局；空间交流关系，即地理现象之间在空间上的联系和互动关系；空间分工关系，即地理现象在地球表面上的专门分工和合作关系。

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。

空间分析的主要方法

空间分析的主要方法空间分析是地理信息科学中的重要内容之一，它是通过对地理现象的空间分布、空间关联和空间变化进行定量和定性分析，以揭示地理现象的内在规律和特征。

空间分析的主要方法包括地图分析、空间统计分析、空间模型分析和地理信息系统分析等。

下面将对这些方法进行详细介绍。

地图分析是空间分析的基础，通过地图的制作和解读，可以直观地表现地理现象的空间分布特征。

地图分析主要包括地图要素的识别、地图要素之间的空间关系分析和地图要素的数量化分析。

在地图要素的识别中，需要对地图上的各种地理要素进行识别和提取，包括地形、水系、土地利用、交通等要素。

在地图要素之间的空间关系分析中，需要研究地图要素之间的相对位置、距离和方向关系，以揭示它们之间的空间联系。

在地图要素的数量化分析中，需要对地图上的各种地理要素进行数量化描述和统计分析，以揭示它们的空间分布规律和特征。

空间统计分析是通过统计方法对地理现象的空间分布特征进行分析。

空间统计分析主要包括空间集聚分析、空间自相关分析和空间插值分析。

在空间集聚分析中，需要对地理现象的空间分布进行集聚程度的测度和分析，以揭示其集聚规律和特征。

在空间自相关分析中，需要对地理现象的空间相关性进行检验和分析，以揭示其空间相关性的程度和方向。

在空间插值分析中，需要对地理现象在空间上的分布进行插值估计和预测，以揭示其空间分布的连续性和变化趋势。

空间模型分析是通过建立数学模型对地理现象的空间关系进行模拟和预测。

空间模型分析主要包括空间回归模型、地理加权回归模型和空间自回归模型等。

在空间回归模型中，需要对地理现象的空间关系进行回归分析和模型建立，以揭示其影响因素和作用机制。

在地理加权回归模型中，需要对地理现象的空间关系进行加权回归分析和模型建立，以考虑其空间异质性和空间非独立性。

在空间自回归模型中，需要考虑地理现象的空间自相关性和空间依赖性，以建立相应的自回归模型和进行模拟预测。

地理信息系统分析是通过地理信息系统对地理现象的空间数据进行存储、管理、处理和分析。

地理信息技术专业中的空间分析方法介绍

地理信息技术专业中的空间分析方法介绍地理信息技术作为一门关注地球空间信息的学科，涉及诸多领域的空间数据处理和分析。

空间分析是地理信息技术中一个重要的工具，它通过对地理现象的空间关系进行量化和分析，帮助人们深入理解地理现象的规律和特点。

这篇文章将介绍地理信息技术专业中常用的空间分析方法。

一、地理空间分析方法1. 空间查询空间查询是地理信息系统中最基础的空间分析方法之一。

它通过设定特定的查询条件，从地理空间数据库中检索特定的地理对象。

常用的空间查询包括点查询、线查询、面查询等。

例如，当我们需要查询某一地区的医院分布情况时，可以通过空间查询筛选出该地区范围内的医院数据。

2. 空间统计空间统计是地理信息技术中常用的分析方法之一。

它通过对地理空间数据的统计分析，揭示其分布的规律和趋势。

常用的空间统计方法包括核密度估计、泰森多边形分析等。

例如，核密度估计可以用于分析某一地区的人口密度分布情况，从而为城市规划提供参考依据。

3. 空间插值空间插值是一种根据有限的采样数据，估计未知位置上的属性值的方法。

它通过对已知采样点之间的关系进行推断，填补未知位置上的数据缺失。

常用的空间插值方法包括反距离加权插值、克里金插值等。

例如，根据已知地震台站的测量数据，可以通过空间插值方法推断其他地区的地震活动情况。

4. 空间交互分析空间交互分析是一种基于地理空间关系的分析方法，用于研究不同空间对象之间的相互作用和影响。

常用的空间交互分析方法包括缓冲区分析、最近邻分析等。

例如，缓冲区分析可以用于分析某一工厂周围的环境污染范围，进而评估其对周围居民的影响程度。

5. 空间模型空间模型是一种通过数学模型对地理现象进行描述和分析的方法。

它基于地理空间对象的属性和拓扑关系，构建相应的数学模型，来模拟和预测地理现象的发展趋势。

常用的空间模型有空间自相关模型、地理加权回归模型等。

例如，空间自相关模型可以用于分析某一地区的犯罪率和社会经济因素的关系。

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。

空间分析的基本方法

（5）点—线查询：查询并判断点与线之间的距离、方向及重叠关系。如查找某一河流上的桥梁，或通过某一居民点的公路。
（6）点—面查询：查询并判断点与面之间的距离、方向及包含关系。如查找某市的采矿点，或某一矿井的所在辖区等。
二、空间量算 1. 几何量算：
一般GIS软件都具有对点、线、面状地物的量算功能。几何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义：
量与定性相结合的形式；（5）综合性：实用模型往往涉及多种模型方法。
三、空间分析建模，是通过作用于原始数据和派生数
据的一组顺序的、交互的空间分析操作命令，回答有关空间现象问题的过程。
由于空间分析建模是建立在对图层数据操作上的，又称为 “地图建模”。地图建模的结果得到一个“地图模型”，它是对空间分析过程及其数据的一种图形或符号表示，目的是帮助分析人员组织和规划所要完成的分析过程，并逐步指定完成这一分析过程所需要的数据。
重点：矢量数据分析方法，栅格数据分析方法、空间插值。 • 学习目标
难点：空间插值技术
空间分析是综合分析空间数据的技术的通
称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与其它信息系统的一个显著标志。
分析技术:
空间图形数据的拓扑运算；
二、遥感信息和专题图的视觉复合
遥感信息和非遥感信息结合是地理信息系统和遥感相结合的基础，遥感和地理信息系统所处理问题具有互补性。遥感图上信息丰富，但缺乏行政区划界线等非遥感信息，这样不利于区域分析。另外，在遥感分类中常常出现比较麻烦的“异物同谱”现象。如荒草和牧草，果园和灌木等，从遥感角度看，因为具有相同的光谱特性而无法区分，这时如把遥感分类图和专题图或地形图进行视觉复合，就可以直觉地解决某些“异物同谱”分类问题，从而大大提高遥感分类精度。

状态空间分析方法基础

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§9-1 控制系统的状态空间描述
别是每一个状态变量的一阶导数，右端是状态变量和输入变量所组成的代数多项式。
2.输出方程输出方程是在指定输出变量的情况下，该输出变量与状态变量以及输入变量之间的函数关系。状态变化决定输出的变化，这是一个变换过程，所以输出方程的数学形式表征为一个变换关系的代数方程。
1.1检测的基本概念
1）传感器传感器的作用是把被测的物理量转变为电参量，是获取
信息的手段，是自动检测系统的首要环节，在自动检测系统中占有重要的位置。 2）信号处理电路
信号处理电路的作用把传感器输出的电参量转变成具有一定驭动和传输功能的电压、电流和频率信号，以推动后续的记录显示装置、数据处理装置及执行机构。 3）记录显示装置
1）静态测量和动态测量 2）直接测量与间接测量 3）模拟式测量和数字式测量 4）接触式测量和非接触式测量 5）在线测量和离线测量
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1.1检测的基本概念
2. 测量误差在检测过程中，被测对象、检测系统、检测方法和检测
人员都会受到各种因索的影响。而且，对被测量的转换有时也会改变被测对象原有的状态信息，这就造成了检测结果（测量值）与真值之间存在一定的差值，这个差值就称为测量误差。
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§9-3 线性离散系统状态空间表达式
一、线性离散系统的状态空间表达式线性定常离散系统状态空间表达式的结构图如图9-16所
示。二、线性定常离散系统状态方程的解
1.迭代法求解迭代法是一种递推的数值解法，其思路是：利用初始时刻t0=0(即k=0)时的x(0)和u(0)求x(1)；再根据求出的 x(1)和给定的u(1)求x(2)；如此逐步迭代，即可求得所需的 x(k)。此法适于在计算机上求解。

空间解析几何的基本概念与性质

空间解析几何的基本概念与性质空间解析几何是数学中的一个重要分支，研究了几何图形在三维空间中的特性与性质。

它以解析方法为基础，运用代数工具对问题进行分析和求解，是数学与几何的结合点。

空间解析几何的基本概念和性质可以帮助我们更好地理解和应用几何知识。

本文将介绍空间解析几何的一些基本概念及其性质。

一、坐标系空间解析几何的基础是坐标系。

我们可以通过坐标系将点在三维空间中的位置表示出来。

一般常用的是直角坐标系，通过x、y、z三个坐标轴来确定点的位置。

每个坐标轴上的单位长度都是相等的，这样可以方便地计算和表示点的位置。

二、直线直线是解析几何研究的重要对象之一。

在三维空间中，直线可以由一点和一个与之不重合、不平行的方向向量确定。

直线上的所有点可以通过参数方程表示。

直线的性质包括长度、方向、夹角等。

三、平面平面是由三个不共线的点或一个点和一个法向量决定的。

平面的性质包括与坐标轴的相交情况、法向量、法向量与坐标轴的夹角等。

四、距离公式在空间解析几何中，我们经常需要计算两点之间的距离。

根据勾股定理，在直角坐标系下，点A(x1, y1, z1)和点B(x2, y2, z2)之间的距离可以使用以下公式表示：AB = √((x2-x1)²+(y2-y1)²+(z2-z1)²)这个距离公式在三维空间中十分常用，可以帮助我们计算两点之间的准确距离。

五、向量运算向量运算是空间解析几何的重要内容之一。

向量的加减法、数乘、点乘、叉乘等运算规则在解析几何中有广泛的应用。

通过向量运算，我们可以求解直线的交点、判断平行和垂直关系、计算面积等。

六、空间几何体的方程在空间解析几何中，我们可以使用方程来表达几何体。

比如，直线可以用一元一次方程进行表示，平面可以用二元一次方程进行表示。

通过方程，我们可以对几何体进行严密的数学分析。

七、投影与夹角投影和夹角是空间解析几何的重要概念之一。

在三维空间中，我们可以通过投影来表示一个几何体在某个方向上的影子。

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

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。

空间分析的方法

空间分析的方法空间分析是地理信息系统（GIS）中的重要组成部分，它通过对地理现象的空间特征进行定量和定性分析，揭示地理现象的空间分布规律和空间关联关系，为决策提供科学依据。

空间分析的方法主要包括空间数据的获取、数据预处理、空间数据分析和结果表达四个步骤。

首先，空间数据的获取是空间分析的第一步。

空间数据可以通过遥感技术获取，也可以通过实地调查和测量获得。

遥感技术可以获取大范围、多时相的空间数据，包括卫星影像、航空影像等，而实地调查和测量则可以获取更精确和详细的空间数据。

在获取空间数据时，需要注意数据的准确性、完整性和时效性，以保证后续分析的可靠性和有效性。

其次，数据预处理是空间分析的重要环节。

数据预处理包括数据清洗、数据转换、数据集成和数据存储等过程。

在数据清洗过程中，需要对空间数据进行去噪、填补缺失值、处理异常值等操作，以提高数据质量。

数据转换则是将不同格式、不同参考系的空间数据进行统一，以便后续分析。

数据集成是将多源空间数据进行整合，形成一个完整的空间数据集，为后续分析提供数据基础。

数据存储则是将预处理后的空间数据进行组织和管理，以方便后续的空间数据分析。

接着，空间数据分析是空间分析的核心内容。

空间数据分析包括空间关联分析、空间聚类分析、空间插值分析、空间模式分析等多种方法。

空间关联分析用于研究地理现象之间的空间关联关系，包括空间自相关分析、空间异质性分析等。

空间聚类分析用于识别地理现象的空间集聚模式，包括点簇分析、聚类分析等。

空间插值分析用于根据有限的样本数据推算出未知地点的空间数据值，包括反距离加权插值、克里金插值等。

空间模式分析用于研究地理现象的空间分布模式，包括集聚模式、离散模式等。

通过这些空间数据分析方法，可以深入了解地理现象的空间特征和规律。

最后，结果表达是空间分析的最终目的。

结果表达包括结果可视化和结果解释两个方面。

结果可视化是将分析结果以图表、地图等形式直观展示出来，以便用户直观理解和使用。

第二章_GIS空间分析的基本理论

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（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 )
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（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 )
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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。
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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。
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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 |) |