地理信息系统的空间分析
地理信息系统下的空间分析——第六章_空间数据的量算及统计分析方法0
地理信息系统下的空间分析——第六章_空间数据的量算及统计分析方法0地理信息系统 (Geographic Information System, 简称GIS) 是一种用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理数据的技术。
GIS的空间分析是指对地理数据进行计量和统计分析的过程。
本文将介绍GIS中空间数据的量算及统计分析方法。
一、空间数据的量算方法1.面积量算：面积量算是对地理空间对象的面积进行计算的方法。
常见的面积量算方法有几何方法、计算公式等。
在GIS中，可以通过点、线、面等要素的矢量数据来计算其面积。
2.距离量算：距离量算是对地理空间对象之间的距离进行计算的方法。
常见的距离量算方法包括欧氏距离、曼哈顿距离、最短路径距离等。
在GIS中，可以通过点、线、面等要素的矢量数据来计算其之间的距离。
3.方位角量算：方位角量算是对地理空间对象之间的方向角进行计算的方法。
常见的方位角量算方法有方位角计算公式等。
在GIS中，可以通过点、线要素的矢量数据来计算其之间的方位角。
二、空间数据的统计分析方法1.面状数据的统计分析：对面状数据进行统计分析是研究地理空间对象在空间范围内的分布情况和特征的方法。
常见的面状数据的统计分析方法有面积统计分析、面积比例统计分析、分区统计分析等。
2.点状数据的统计分析：对点状数据进行统计分析是研究地理空间对象在空间位置上的分布情况和特征的方法。
常见的点状数据的统计分析方法有点密度统计分析、距离统计分析、聚类统计分析等。
3.线状数据的统计分析：对线状数据进行统计分析是研究地理空间对象在空间路径上的分布情况和特征的方法。
常见的线状数据的统计分析方法有长度统计分析、方向统计分析、曲率统计分析等。
三、GIS空间分析的应用场景1.环境保护：通过对空间数据的量算和统计分析，可以评估环境状况和监测环境污染等问题。
2.城市规划：通过对地理空间对象的量算和统计分析，可以评估城市土地利用情况、交通网络等，为城市规划提供科学依据。
测绘工程技术专业地理信息系统空间分析地理信息系统空间分析的方法和应用
测绘工程技术专业地理信息系统空间分析地理信息系统空间分析的方法和应用地理信息系统（Geographic Information System, GIS）是一种以地理空间信息为基础的计算机系统，通过对地理数据进行采集、存储、管理、分析和展示，能够提供空间关系的综合分析与决策支持。
在测绘工程技术专业中，地理信息系统的空间分析技术具有广泛的应用。
本文将介绍地理信息系统空间分析的方法和应用。
一、地理信息系统空间分析的方法地理信息系统空间分析的方法主要包括数据获取、数据预处理、数据存储、空间分析和结果展示。
1. 数据获取数据获取是地理信息系统空间分析的第一步。
常见的数据获取方式包括遥感影像获取、GPS测量和地面调查。
通过遥感影像获取的数据可以用于制作数字高程模型、提取地物信息等；GPS测量可以获取点位、线段和面信息；地面调查则可以获取各种属性数据。
2. 数据预处理数据预处理是为了提高数据质量和准确性。
预处理包括数据清理、数据匹配和数据转换。
数据清理主要是清除噪声和异常值，确保数据的完整性和一致性；数据匹配是将来自不同数据源的数据进行匹配和整合；数据转换是将不同格式、不同坐标系的数据进行转换，以方便后续的分析处理。
3. 数据存储数据存储是将预处理后的数据进行组织和管理，以方便进行空间分析。
常见的数据存储方式包括文件存储、数据库存储和云存储。
文件存储便于数据的传输和共享；数据库存储可以提高数据的查询和管理效率；云存储则能够实现数据的远程备份和共享。
4. 空间分析空间分析是地理信息系统空间分析的核心内容。
它包括空间数据的拓扑关系分析、空间数据的属性关系分析和空间数据的网络分析等。
通过空间分析可以进行空间模式识别、空间关联分析、空间聚类分析和空间插值分析等。
5. 结果展示结果展示是将空间分析的结果可视化展示，以便用户进行数据解读和分析。
常见的结果展示方式包括地图和图表，也可以结合动画、三维模型和虚拟现实等技术进行展示。
地理信息系统原理第6章 空间分析
i
其中，Wi为第i个离散目标物权重，Xi，Yi为第i个离散目标物的坐
标。
质心量测经常用于宏观经济分析和市场区位选择，还可以跟踪某些
地理分布的变化，如人口变迁，土地类型变化等。
距离量算
“距离”是人们日常生活中经常涉及到的概念，它描述了两个事物或 实体之间的远近程度。最常用的距离概念是欧氏距离，无论是矢量结构， 还是栅格结构都很容易实现。
是针对矢量数据结构，或者是针对栅格数据结构的空间数据。
线的长度计算
线状地物对象最基本的形态参数之一是长度。
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：
n1
L
X i1 X i
2
Yi1 Yi
2
Zi1 Zi
2
1 2
ArcGis地理处理工具
1）局部工具集 局部工具可以将输出栅格中 各个像元位置上的值作为所有输入 项在同一位置上的值的函数进行计 算。 通过局部工具，您可以合并 输入栅格，计算输入栅格上的统计 数据，还可以根据多个输入栅格上 各个像元的值，为输出栅格上的每 个像元设定一个评估标准。
像元统计
合并 等于频数 大于频数 最高位置 小于频数 最低位置 频数取值
、右多边形是哪些。 ⑤ 线线查询，如与某条河流相连的支流有哪些，某条道路跨过哪些
河流。 ⑥ 线点查询，如某条道路上有哪些桥梁，某条输电线上有哪些变电
站。 ⑦ 点面查询，如某个点落在哪个多边形内。
⑧ 点线查询，如某个结点由哪些线相交而成。
2) 空间量算
空间信息的自动化量算是地理信息系统所具有的重要功 能，也是进行空间分析的定量化基础。其中的主要量算有：
地理信息系统中的空间分析与建模研究
地理信息系统中的空间分析与建模研究地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种科技工具，它通过数字化的方式对空间数据进行采集、存储、管理、分析和展示，使得人们能够更加全面、深入、准确地了解、描述和利用地球上的自然、社会和经济现象。
而空间分析与建模则是GIS技术中的重要组成部分，它们通过对地理数据的空间关系、空间特征和空间变化进行定量分析和描述，为城市规划、环境保护、自然资源管理、灾害风险评估等领域的决策和规划提供重要支持。
一、空间分析的基本概念空间分析（Spatial Analysis）是指根据所研究对象在空间中的位置、范围、方向、关系等特征，通过对空间数据进行处理和分析，寻找隐含规律、发现异常现象、预测未来趋势等目的的空间信息处理技术。
空间分析包括空间查询、空间统计、空间插值、空间叠加、空间交互分析等方法，它们可以用来分析地形地貌、地表覆盖、城市规划、农业生产、自然灾害等方面的空间数据，提取有用的信息和知识。
二、空间建模的应用领域空间建模（Spatial Modeling）是指通过对地理数据的属性、特征和关系进行分析和抽象，建立空间现象的理论模型、概念模型、数学模型、模拟模型等，并通过模型验证和应用来揭示反映地理现象的本质规律和内在机制的技术手段。
空间建模包括数据建模、模型建模、规划建模、优化建模等方法，在城市规划、远程遥感、交通运输、地质资源、环境评价等领域都有广泛的应用。
三、空间分析与建模的技术方法空间分析和建模的技术方法不断发展和完善，目前主要采用的方法包括：1、基于栅格和矢量数据的空间分析方法。
栅格数据分析方法适用于数据量大、空间分辨率低、对地形地貌等连续性变量的分析，如高程、坡度、坡向、植被覆盖度的变化等；矢量数据分析方法适用于精度要求高、空间分辨率细、对地物分布的拓扑关系、属性关系、空间距离等有较高要求的分析，如城市规划、车辆路线优化、农业区划等。
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程地理信息系统（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综合性工具。
其中，空间数据分析是GIS的核心功能之一，它帮助人们了解和解释地理现象，并为决策提供支持。
本文将介绍地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程。
一、空间数据分析方法1. 空间查询分析地理信息系统中的空间查询分析是通过对地理空间数据进行查询和筛选，从而获取特定的空间信息。
空间查询可以通过属性查询和空间关系查询实现。
属性查询是基于地理空间数据的属性，在数据库中执行条件查询。
空间关系查询是根据地理对象之间的空间关系，如相交、包含、邻近等进行查询分析。
2. 空间缓冲分析空间缓冲分析是一种常用的地理信息系统中的空间分析方法，它以某一地理空间对象为中心，根据设定的缓冲距离，生成一系列缓冲区域。
空间缓冲分析可以用于分析地理要素的覆盖范围、相互作用范围以及对环境的影响等。
3. 空间插值分析空间插值分析是通过已知的点数据，推算未知地点的数值。
它使用插值算法，根据给定的空间数据点，在空间上生成连续的表面。
空间插值分析用于补充缺失数据、推算未来趋势以及对地理现象进行模拟和预测。
4. 空间聚类分析空间聚类分析是通过对地理要素进行分类和聚类，揭示地理现象的空间集聚特征。
它可以帮助我们发现空间上的热点区域、人口分布密度等。
常用的空间聚类分析方法有基于密度的聚类方法和基于网格的聚类方法。
5. 空间统计分析空间统计分析是通过计算地理要素的空间分布和相互关系，揭示地理现象的统计特征。
它可以帮助我们理解地理数据的空间相关性、局部差异性和空间自相关性等。
常用的空间统计分析方法包括空间自相关分析、热点分析和空间回归分析等。
二、空间数据分析使用教程1. 数据准备在进行空间数据分析之前，首先需要对数据进行准备。
这包括收集和整理地理空间数据，将其转换为GIS所支持的数据格式，如shapefile、GeoJSON等。
地理信息系统中的空间分析
地理信息系统中的空间分析地理信息系统（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，用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理信息的系统。
而空间分析则是GIS中的重要组成部分，通过对地理数据的处理和分析，揭示地理现象之间的空间关系和规律，为决策提供科学依据。
一、空间数据的获取和处理在地理信息系统中，空间数据的获取是空间分析的基础。
通过卫星遥感、GPS定位、无人机航拍等技术手段，可以获取到大量的空间数据。
这些数据包括地图、遥感影像、地形图、矢量数据等。
在数据获取之后，需要对数据进行处理和预处理，包括数据清洗、数据转换、数据融合等操作，以确保数据的准确性和完整性。
二、空间数据的存储和管理地理信息系统需要存储和管理大量的空间数据，以便后续的分析和应用。
传统的GIS系统采用数据库来存储数据，如Oracle Spatial、PostGIS等。
而随着云计算和大数据技术的发展，云GIS和分布式GIS成为了新的趋势，可以实现对海量空间数据的存储和管理。
三、空间分析的方法和技术空间分析是地理信息系统的核心功能之一，其目的是通过对地理数据的处理和分析，揭示地理现象之间的空间关系和规律。
常用的空间分析方法包括空间插值、空间关联、空间聚类、空间回归等。
而在实际应用中，还可以结合统计分析、模型建立等方法，进行更加深入的研究。
四、空间分析的应用领域空间分析在各个领域都有广泛的应用。
在城市规划中，可以通过空间分析来确定最佳用地布局、交通规划等。
在环境保护中，可以通过空间分析来评估生态环境的状况、预测自然灾害等。
在农业领域，可以通过空间分析来确定最佳的农田利用方式、农作物种植布局等。
在交通运输中，可以通过空间分析来优化路网规划、交通流量预测等。
在商业领域，可以通过空间分析来确定最佳的商铺位置、市场分布等。
五、空间分析的挑战和发展趋势尽管空间分析在各个领域都有广泛的应用，但在实际应用中仍然面临一些挑战。
地理信息系统的空间分析方法研究
地理信息系统的空间分析方法研究地理信息系统(GIS)是一种基于计算机技术的地理空间信息处理系统，它可以将不同类型的空间数据结合起来，进行管理、分析和显示。
空间分析是GIS中的重要组成部分，其主要目的是研究空间数据的关系和规律，对地理现象进行量化分析和预测。
本文将探讨地理信息系统的空间分析方法研究。
一、空间分析的基本概念空间分析是通过空间方法进行地理现象的研究和分析，它主要涉及到数据的测量、几何、拓扑、位置和方位等概念。
其中，测量是指对距离、面积、角度等空间元素的量化；几何是指对空间元素的形状、方向、位置等进行描述；拓扑是指对空间元素的相对位置和拓扑关系进行描述和分析；位置是指对空间元素的位置信息进行识别和定位；方位是指空间元素的朝向和方向。
二、空间分析的常用方法1.空间统计方法空间统计主要针对空间数据的分布规律和空间相关性，常用方法包括空间自相关、空间回归、核密度估计、插值分析等。
（1）空间自相关空间自相关是指空间数据之间的相关性和空间模式之间的关系。
$I(x)$和$J(y)$为两个位置变量，$Z(x)$和$Z(y)$为分别在位置$x$和$y$的变量值。
其数学形式为：$$I(x,y)=\frac{\sum_i\sum_j[Z(x_i)-\bar{Z}(x)][Z(y_i)-\bar{Z}(y)]}{\sqrt{\sum_i[Z(x_i)-\bar{Z}(x)]^2\sum_i[Z(y_i)-\bar{Z}(y)]^2}}$$其中$\bar{Z}(x)$和$\bar{Z}(y)$是$x$和$y$两个位置的平均变量值，$i$和$j$为样本点的编号。
如果$I(x,y)>0$，则说明变量在空间上存在正相关性；如果$I(x,y)<0$，则说明变量在空间上存在负相关性；如果$I(x,y)=0$，则说明变量在空间上不存在相关性。
（2）空间回归空间回归用于建立响应变量与自变量之间的空间关系模型。
在空间回归模型中，响应变量可以是空间数据或位置变量，自变量可以是其他空间数据、位置变量或其他非空间数据。
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。
地理信息技术专业中常见问题解析地理信息系统的空间分析方法与应用
地理信息技术专业中常见问题解析地理信息系统的空间分析方法与应用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理学、计算机科学、地图学等多学科知识为一体的技术系统。
在地理信息技术专业中，空间分析是GIS的重要应用之一。
本文将解析地理信息系统的空间分析方法与应用，旨在帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、空间分析方法在地理信息系统中，空间分析是指通过对地理数据进行操作、处理和分析，从中提取有效的空间信息或发现地理现象的关联性和内在规律。
下面将介绍几种常见的空间分析方法：1. 空间查询和选择：通过设定条件，从地理数据库中筛选出符合要求的地理要素。
例如，通过查询所有位于某个区域内的河流，可以找到该区域的水系分布情况。
2. 空间测量和距离计算：通过计算地理对象之间的空间距离和相关属性，实现对地理现象的测量和分析。
例如，可以计算两地之间的直线距离，评估交通、供水等基础设施的建设需求。
3. 空间叠置和叠加分析：将多个地理数据图层叠置在一起，并基于其空间位置关系，进行叠加分析，从而得到新的空间信息。
例如，可以将人口分布图层与土地利用图层叠置，得到不同区域的人口密度分布图。
4. 空间插值和预测：通过已知的地理数据点，推断未知区域的数值数据。
例如，可以利用已有的气象站观测数据，通过插值算法推测未覆盖观测点的气温分布情况。
二、空间分析应用地理信息系统的空间分析在各行各业都有广泛的应用，下面将介绍几个常见的应用领域：1. 环境保护与资源管理：通过对地表覆盖、土地利用、水资源等地理数据的分析，评估环境质量、资源分布等情况，为环境保护和资源管理决策提供支持。
2. 城市规划与土地管理：通过对城市人口、交通网络、土地利用等地理数据的分析，优化城市规划布局，提高土地利用效率，实现城市可持续发展。
3. 自然灾害风险评估：通过对地震、洪水、滑坡等自然灾害相关地理数据的分析，评估灾害风险，提前预警，减少损失。
地理信息系统空间分析方法地理信息系统
地图注记配置与优化
根据需要调整注记的颜色和背景色， 提高注记的可读性
对于重要的地理信息，可采用加粗、 斜体等排版方式进行突出显示
05 空间分析在地理信息系统 中的应用
城市规划与管理领域应用
城市规划设计与评估
利用空间分析技术对城市用地、交通、环境 等进行综合评估，为城市规划提供科学依据 。
城市基础设施管理
栅格数据结构
栅格矩阵
将地理空间划分为规则的网格，每个 网格单元表示一个像素，像素值表示 地理现象的属性。
压缩栅格数据
通过压缩技术减少栅格数据的存储空 间，提高数据处理效率。
空间索引技术
四叉树索引
将地理空间递归划分为四个相等 的子空间，直到每个子空间内只 包含一个空间对象或为空，形成 四叉树结构。
地图符号设计与应用
01
地图符号设计原则
02
符号形状应简洁明了，易于识别
03
符号大小应根据实际情况进行调整，以保持图面清晰易读
地图符号设计与应用
地图符号应用
符号设计应符合专题地图的主题 和目的
符号色彩应与背景色形成对比， 以便于区分
01
03 02
地图符号设计与应用
点状符号
表示特定地点或事件，如城市、山峰、地震 等。
地理信息系统空间分析方法地理信 息系统
目录
• 空间数据获取与处理 • 空间数据结构与索引 • 空间分析基本方法 • 专题地图制作与可视化 • 空间分析在地理信息系统中的应用 • 地理信息系统空间分析发展趋势及挑战
01 空间数据获取与处理
空间数据来源及类型
地图数据
包括纸质地图、数字地图等， 提供基础的空间信息和属性信
通过空间分析，实现城市基础设施的规划、建设、 管理和维护，提高城市运行效率。
地理信息系统中的空间分析算法
地理信息系统中的空间分析算法地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种将地理空间信息与数据库技术相结合的信息系统。
GIS 可以将地理空间信息进行存储、管理、处理、分析、查询与表达，帮助我们更好地理解地理现象，从而更好地进行空间规划和决策。
GIS的其中一个重要组成部分就是空间分析算法，通过空间分析算法，我们可以对空间数据进行统计、分析与挖掘，提取出空间数据中的特征和规律，进一步支持市政管理、环保监测、自然资源管理、交通规划等领域的工作。
本篇文章将探讨一些常用的空间分析算法。
一、空间统计分析空间统计分析通常是通过 GIS 软件中的空间分析工具或 R 语言中的 spatial 统计包来实现的，目的是通过建模、统计和分析空间数据集，了解数据的分布规律及其空间自相关性，进而挖掘数据中的潜在信息。
在空间统计分析中，空间自相关性是重要的概念之一。
空间自相关性指的是空间邻近地区的相似性。
其通常用半方差函数（Semi-Variogram）来描述。
半方差函数对于空间数据的变异属性及其自相关情况进行了刻画。
空间统计分析通常包括以下步骤：1. 数据预处理：对原始数据进行清理、去除异常值，将其转换为空间数据集。
2. 空间数据可视化：通过 GIS 软件中的空间图表和地图进行可视化展示，直观了解数据的分布情况。
3. 空间自相关性检验：通过计算半方差函数、空间权重矩阵及空间自相关指数等进行检验，判断空间数据的自相关性。
其中，空间权重矩阵通常包括近邻、距离加权、kernel 加权等。
4. 模型拟合：选择合适的空间统计模型，使用最小二乘法等拟合方法来求解模型参数。
5. 空间插值：对于未知位置的点，通过空间插值方法来估算其值。
空间插值方法包括IDW 方法、Kriging 方法、样条插值法等。
二、空间数据挖掘空间数据挖掘是指对空间数据集进行关联规则、分类、聚类、预测等操作，发现空间数据中的模式和规律，进而支持决策和规划。
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。
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。
地理信息系统中的空间分析方法解析
地理信息系统中的空间分析方法解析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、管理、分析和展示地理数据的技术系统。
在GIS 中，空间分析是其中一个重要的功能模块，它通过使用各种方法和技术，在地理数据中发现模式、趋势和关系，从而为决策者提供有关地理现象和问题的深入洞察。
空间分析的目标是理解和解释地理空间中的现象和关系。
为了实现这一目标，地理信息系统中的空间分析方法涉及多个方面，包括空间关系、空间模式、空间插值和空间统计分析等。
首先是空间关系分析。
空间关系分析用于确定地理实体之间的空间关系，例如接近、连接、邻近和包含等。
常用的空间关系分析方法包括邻域分析、交集分析和缓冲区分析等。
邻域分析用于确定地理实体的邻居或相邻实体；交集分析用于找到两个或多个地理实体相交的区域；缓冲区分析则是通过创建周围一定距离的缓冲区，来分析地理实体之间的接近程度。
其次是空间模式分析。
空间模式分析旨在识别地理空间中的模式和趋势。
常见的空间模式分析方法包括集群分析和散点分析。
集群分析用于确定地理实体的聚集模式，即某个区域内地理实体的数量高于或低于预期；散点分析则用于发现地理实体的离散或随机分布模式。
第三是空间插值分析。
空间插值分析用于根据有限数量的采样点，预测未知地理点的属性值。
通过利用已知点的值和其空间位置之间的关系，可以推断未知点的属性值，并在GIS中进行可视化和分析。
常用的空间插值方法包括反距离加权插值法、克里格插值法和三角网插值法等。
最后是空间统计分析。
空间统计分析旨在发现地理现象的空间分布规律，并进行相关性和趋势分析。
常见的空间统计分析方法包括空间自相关分析和核密度分析。
空间自相关分析用于确定地理实体之间的空间相关性；核密度分析则用于确定地理实体的密度分布，并帮助识别热点区域和冷点区域。
在实际应用中，地理信息系统中的空间分析方法常常结合使用，以解决具体的地理问题。
地理信息系统中的空间分析方法介绍
地理信息系统中的空间分析方法介绍地理信息系统（GIS）是一种集地理空间数据获取、存储、管理、分析和可视化于一体的技术系统。
它利用计算机和相关软件来进行地理数据的处理和空间分析。
在GIS中，空间分析是一项重要的功能，它可以帮助我们更好地理解地理现象和问题，并为决策提供科学依据。
本文将介绍地理信息系统中常用的空间分析方法。
1. 缓冲区分析缓冲区分析是指在地理空间中，通过设定一个距离值，以周围的要素为中心，在该距离内生成一个区域。
缓冲区可以用来表示某一地物的影响范围，如河流的保护带、工业区的限制区等。
它可以帮助我们评估空间上相邻要素之间的关系，并且在城市规划、环境保护等领域有着广泛的应用。
2. 可视域分析可视域分析是指通过考虑地形、地貌和遮挡物等因素，确定某一点在地理空间中的可视范围。
它可以分析观察点能够看到的地物和景观，并进一步评估观察点的适宜性。
可视域分析在城市规划、风景区开发等方面具有重要意义，可以帮助决策者选择最佳的观测点和布局方案。
3. 空间插值分析空间插值分析是指在已有一些地理数据点的基础上，通过数学插值方法，推算处于其他点上的数值。
它可以帮助我们估计未知地点上的数值情况，如降雨量、气温等。
空间插值分析在农业、环境保护等领域具有广泛的应用，可以帮助我们了解地理现象的分布规律，并进行预测和决策支持。
4. 点线面分析点线面分析是指在地理空间中，通过对点要素、线要素和面要素进行特定的操作和分析，来获得想要的结果。
点线面分析可以帮助我们了解各种要素之间的关系，并为城市规划、交通规划等提供科学依据。
例如，通过点线面分析可以确定最佳的交通线路和服务范围，以提高交通效率和服务质量。
5. 空间插图分析空间插图分析是指通过将地理数据与地理空间进行直观地可视化，来传达地理信息。
它可以帮助我们更好地理解地理现象和问题，并进行有效的沟通和决策。
空间插图分析通常采用地图、图表、图形等方式来展示地理数据，可以用于教育、研究和决策支持等方面。
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
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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(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。
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§7-1 空间查询
主要内容：
一、空间查询：
1、空间定位查询 2、空间关系查询 3、SQL查询
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一、 空间查询
1．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。 1)按点查询 2)按矩形查询 3息
一、 空间查询
2．空间关系查询 空间关系查询包括空间拓扑关系查询和缓冲区查询。空 间关系查询有些是通过拓扑数据结构直接查询得到，有些是 通过空间运算，特别是空间位置的关系运算得到。 1)邻接查询 2)包含关系查询
3)穿越查询
4)落入查询 5)缓冲区查询
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一、 空间查询
1)邻接查询
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§7-2 叠置分析
3、多边形叠加
多边形叠加结果通常把一个多边形分割成多个多边形， 属性分配过程最典型的方法是将输入图层对象的属性拷贝到 新对象的属性表中，或把输入图层对象的标识作为外键，直 接关联到输入图层的属性表。这种属性分配方法的理论假设 是多边形对象内属性是均质的，将它们分割后，属性不变。 也可以结合多种统计方法为新多边形赋属性值。
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在中国省区图上选取1990年人口数在平均人口数以上的省区： 1）打开china和province图层 ；2）点击“查询”菜单中的 “SQL查询，在其中的“从表”输入PROVINCE，“条件”输 入 总 人 口 _1990>(select Avg( 总 人 口 _1990 from province)),按确定。
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§7-2 叠置分析
2、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。与 上面不同的是，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。
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主要内容：
1、点缓冲区
2、线缓冲区
3、面缓冲区
4、缓冲区的建立
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§7-3 缓冲区分析
缓冲区分析的概念与缓冲区查询的概念不完全 相同，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。 缓冲区分析则不同，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。所以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。
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§7-2 叠置分析
1、点与多边形叠加
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§7-2 叠置分析
1、点与多边形叠加
例如一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图 （点），二者经叠加分析后，并且将政区图多边形有关的属 性信息加到矿产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以 查询指定省有多少种矿产，产量有多少；而且可以查询，指 定类型的矿产在哪些省里有分布等信息。
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§7-3 缓冲区分析
2、线缓冲区
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§7-3 缓冲区分析
3、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， 如下图所示 ：
§7-2 叠置分析
2、线与多边形的叠置
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§7-2 叠置分析
2、线与多边形的叠置
如果线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的所 有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，进 而计算它的河流密度等；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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一、 空间查询
1)查找
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一、 空间查询
2)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 需显示的属性项
From
Where or And
属性表
条件 条件 条件
进一步复杂的查询还可以进行嵌套。即是说Where的条件中 可以进一步嵌套Select语句
3)扩展的SQL查询
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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
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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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§7-3 缓冲区分析
3、面缓冲区
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§7-3 缓冲区分析
4、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。
一、 空间查询
1)邻接查询----多边形邻接查询
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一、 空间查询
1)邻接查询---线与线的邻接查询
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一、 空间查询
3)穿越查询
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查找京广线穿越的省份：1）打开china.tab、province.tab 和rail.tab； 2）打开SQL对话框，在条件文本框内键入表 达式：PROVINCE.obj Intersects (select obj from rail where name = "京广线" )。
第一个对象包含第二个对象的中心 第一个对象包含第二个对象的一部分 第一个对象包含整个第二个对象 第一个对象的中心在第二个对象内 第一个对象的一部分在第二个对象内 第一个对象的完全在第二个对象内 两个对象在某处相交
§7-2 叠置分析(P240)
主要内容：
1、点与多边形叠加
2、线与多边形的叠置
3、多边形叠加
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§7-3 缓冲区分析
4、缓冲区的建立
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§7-3 缓冲区分析
4、缓冲区的建立
缓冲区边界相交的情况
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多边形叠加完成后，根据新图层的属性表可以查询原图 层的属性信息，新生成的图层和其它图层一样可以进行各种 空间分析和查询操作。
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根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求，一般的 §7-2 叠置分析 GIS软件都提供了三种类型的多边形叠加操作，如图8-13所 示：
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§7-3 缓冲区分析
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一、 空间查询
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： Select * From 县或市 Where 县或市· 人口＞50万 And Cross（河流· 名称--“长江”） 执行的结果如图7－1－11所示。
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一、 空间查询
返回 休息
一、 空间查询
5)缓冲区查询
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一、 空间查询
3．SQL查询 GIS的一个主要功能特色之一就是能够根据图形查询到 属性和根据属性条件查询到相应的图形。前面介绍的都是根 据空间图形查询空间关系及相应的属性，这一部分介绍如何 根据属性查找图形。 1)查找 2)SQL查询 3)扩展的SQL查询
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§7-3 缓冲区分析
1、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，如下图所示 ：
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§7-3 缓冲区分析
1、点缓冲区
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§7-3 缓冲区分析
2、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。如下图所示 ：
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§7-2 叠置分析
3、多边形叠加
多边形叠加是GIS最常用的功能之一。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， 其结果将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。
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§7-2 叠置分析
3、多边形叠加
叠加过程可分为几何求交过程和属性分配过程两步。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。