空间查询和空间分析
第六讲 空间查询与空间分析
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
空间分析
空间分析复习资料一、名词解释1、空间分析：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。
2、网络结构模型：在网络模型中，地物被抽象为链、节点等对象，同时要关注其间连通关系。
3、空间数据模型：是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法。
4、叠置分析：将不同层的地物要素相重叠，使得一些要素或属性相叠加，从而获取新信息的方法。
包括合成叠置分析和统计叠置分析。
同义词：地图覆盖分析。
5、网络分析：是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、策划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。
6、栅格数据的聚类分析：栅格数据的聚类是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。
7、数据高程模型：数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型。
数字地形模型是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
8、坡度：坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地表面高程相对于水平面变化的二阶导数。
9、坡向：实际应用中，由于所建立的DEM数据常常是按从南到北获取的，所以求出的坡向角度是与正北方向的夹角。
10、缓冲区分析：缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。
邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确实是空间分析的一个重要手段。
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。
11、最佳路径分析：12、空间插值：常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便于其它空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。
13、虚拟现实：由计算机生成的可与用户在视觉、听觉、触觉上实施交互，使用户有身临其境之感的人造环境。
它在测绘与地学领域中的应用可以看作地图认知功能在计算机信息时代的新扩展。
空间查询的名词解释
空间查询的名词解释随着信息时代的发展，人们对于信息获取的需求也与日俱增。
空间查询作为一种重要的数据查询方式，在地理信息系统（GIS）和数据库管理系统（DBMS）中得到广泛应用。
本文将对空间查询进行详细解释，包括其定义、特点、分类和应用。
一、空间查询的定义空间查询是指在地理空间数据中，根据特定的条件，从数据库中提取出符合条件的数据集的过程。
它是一种以空间为基础的查询方式，通过对地理位置和空间属性的查询与分析，帮助用户获取所需的空间信息。
二、空间查询的特点1. 空间性：空间查询关注的是地理空间数据，将地理位置作为查询的主要条件。
与传统的文本或数值查询相比，空间查询更加注重地理位置和空间属性的信息。
2. 复杂性：空间查询通常涉及多源数据集、多条件查询和多种查询方式，需要综合考虑多个因素。
与传统的简单查询相比，空间查询更具挑战性。
3. 联结性：空间查询常需要将多个数据源进行联接，进行空间分析和关联分析。
这种联结性将不同的数据集进行有机整合，从而得到更全面、更准确的查询结果。
三、空间查询的分类根据空间查询的不同性质和目的，可以将空间查询分为以下几类：1. 空间范围查询：根据地理空间上的位置范围，提取出落在指定区域内的数据。
例如，在一幅地图上选择某个区域，查询该区域内的河流、山脉等地理要素。
2. 地理邻近查询：根据地理要素之间的邻近关系，查询与指定要素邻近的其他要素。
例如，在一张地图上选择一个城市，查询该城市附近的道路、河流、湖泊等。
3. 属性查询：根据地理要素的属性条件，提取符合条件的数据。
例如，在一个城市数据库中查询人口超过一定数量的社区或街道。
4. 空间关系查询：根据地理要素之间的空间关系，查询满足特定空间关系的要素。
例如，在一个校园地图中查询教学楼和食堂之间的距离或路径。
四、空间查询的应用空间查询在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 土地规划与管理：通过空间查询，可以对土地利用情况进行查询和分析，为城市规划、土地管理和土地资源开发提供支持。
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
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。
使用GIS技术进行地理数据空间分析的实用指南
使用GIS技术进行地理数据空间分析的实用指南地理信息系统(GIS)技术已经成为现代社会中不可或缺的工具之一。
通过GIS技术，我们能够有效地处理和分析地理数据，了解地理空间中的事物和现象。
本文将为读者提供一份使用GIS技术进行地理数据空间分析的实用指南，帮助读者更好地利用该技术。
一、GIS技术的基本原理在深入了解GIS技术之前，我们需要了解其基本原理。
GIS是一种以计算机为基础的技术，通过将地理空间数据与属性数据进行关联，创建一个具有可视化效果的地图。
GIS技术的核心是空间分析，它能够帮助我们理解地理空间中的关系和模式，并利用这些信息做出决策。
二、数据获取与准备在进行地理数据空间分析之前，我们首先需要获取需要分析的数据。
可以通过多种途径获取地理数据，如航拍图像、卫星影像、遥感数据、传感器数据等。
一旦获取到数据，我们需要对其进行清理和准备工作，包括数据的格式转换、去除异常值等。
这一步不仅能够提高数据的质量，还能够减少后续分析的困难和误差。
三、空间数据分析方法1. 空间查询：空间查询是最常见的地理数据空间分析方法之一。
通过空间查询，我们可以从地图中选择特定区域或特定属性的要素。
例如，我们可以查询某个地区的人口密度或土地利用类型。
空间查询的结果可以帮助我们找出特定地点的相关信息，从而为后续分析提供支持。
2. 空间统计：空间统计能够帮助我们理解和描述地理空间中的模式和关系。
通过空间统计，我们可以探索地理空间中的聚集现象、空间自相关性等。
这些统计结果可以帮助我们了解特定环境下的特征和规律，从而更好地进行决策和规划。
3. 空间插值：空间插值是一种用于填充无数据区域的方法。
通过空间插值，我们可以根据已知的数据点推算出未知区域的数值。
这在地理数据分析中尤为重要，可以帮助我们填补数据缺失的空白，提高数据的完整性和准确性。
四、地理数据可视化地理数据可视化是GIS技术的一大特点，它能够将抽象的地理数据转化为可视化的地图或图表。
武汉大学地理信息系统考研：地理信息系统教程及参考答案
1. 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。
一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
2. TIN即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。
TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。
如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。
3. 元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。
元数据的内容包括对数据集的描述、）对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。
4. 信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？它们有何联系和区别？定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
联系和区别：信息与数据是不可分离的。
信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。
信息是对数据解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息；就本质而言，数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。
如何进行地理信息系统数据库的建立和管理
如何进行地理信息系统数据库的建立和管理地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、管理、分析和显示地理数据的技术。
在现代社会中，GIS已经广泛应用于城市规划、环境保护、农业、资源管理等各个领域。
建立和管理GIS数据库是GIS应用的基础，下面将从数据收集、数据存储、数据管理和数据分析四个方面，探讨如何进行地理信息系统数据库的建立和管理。
一、数据收集数据收集是GIS数据库建立的第一步，合理高效的数据收集将直接影响后续的数据库建立和管理工作。
数据收集方法包括地面调查、空间遥感和公共数据库等多种形式。
1.地面调查：地面调查是最常用的数据收集方法，可以通过实地勘察和测量来采集地理数据。
例如，通过实地测量绘制地图、采集空气质量监测站点的经纬度等。
地面调查的优点是数据准确性高，但是成本较高，时间也比较长。
2.空间遥感：空间遥感是利用卫星或飞机上的传感器进行数据采集，可以获取大范围、全球尺度的地理信息。
例如，通过遥感技术获取卫星遥感图像，用于土地利用、植被覆盖等方面的研究。
空间遥感的优点是数据获取速度快，覆盖范围广，但是分辨率相对较低。
3.公共数据库：公共数据库是指已经存在的各种数据资源，可以通过下载、购买等方式获取。
例如，政府提供的人口普查数据、国家统计数据等。
公共数据库的优点是数据方便获取，但是数据的准确性和时效性需要注意。
二、数据存储数据存储是GIS数据库建立的核心环节，包括数据格式选择、数据结构设计和数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）的选择。
1.数据格式选择：数据格式选择是根据不同的地理数据类型来确定合适的数据格式。
常用的数据格式包括属性数据格式（如dBase、Excel等）和空间数据格式（如shapefile、GML等）等。
在选择数据格式时，需要考虑数据的复杂程度、规模以及后续使用的需求。
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。
描述三种空间分析方法及其特点与作用
描述三种空间分析方法及其特点与作用一、矢量空间分析矢量空间分析主要通过空间数据和空间模型的联合分析来挖掘空间目标的潜在信息，而这些空间目标的基本信息，无非是其空间位置、分布、形态、距离、方位、拓扑关系等，其中距离、方位、拓扑关系组成了空间目标的空间关系。
它是地理实体之间的空间特性，可以作为数据组织、查询、分析和推理的基础。
通过将地理空间目标划分为点、线、面不同的类型，可以获得这些不同类型目标的形态结构。
将空间目标的空间数据和属性数据结合起来，可以进行许多特定任务的空间计算与分析。
1.图元合并图元合并即矢量空间聚合，是根据空间邻接关系、分类属性字段，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并(数据的综合)。
空间聚合的结果往往将较复杂的类别转换为较简单的类别，当从地点、地区到大区域的制图综合变换时常需要使用这种分析处理方法。
2.空间查询空间查询是将输入图层与查询图层的要素或是交互输入的查询范围进行空间拓扑判别(包含、相离、相交、外包矩形相交)，从输入图层中提取出满足拓扑判别条件的图元。
3.叠加分析叠加分析至少要使用到同一区域，具有相同坐标系统的两个图层。
所谓叠加分析，就是将包含感兴趣的空间要素对象的多个数据层进行叠加，产生一个新要素图层。
该图层综合了原来多层实体要素所具有的属性特征。
叠加分析的目标是分析在空间位置上有一定关联的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系。
多层数据的叠加分析，不仅仅产生了新的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系，能够发现多层数据间的相互差异、联系和变换等特征。
点与多边形的叠加，就是研究某一矢量数据层中的点要素位于另外一个矢量数据层中的哪个多边形内，这样就可以根据点与多边形的空间关系，确定给点要素添加哪些属性特征。
线与多边形叠加，就是研究矢量数据层中的线要素与其他数据层中的多边形要素之间的关系，进而判定线要素与多边形的相离、相交、包含等空间关系。
多边形的叠加，就是要研究两个或多个多边形矢量数据层的叠加操作，生成一个新的多边形数据层。
空间数据分析方法
空间数据分析方法空间数据分析方法导语：空间数据分析的方法有什么呢？以下是小编为大家分享的空间数据分析方法，欢迎借鉴！空间数据分析1. 空间分析：（spatial analysis，SA）是基于地理对性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,是地理信息系统的主要特征,同时也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一,是各类综合性地学分析模型的基础,为人们建立复杂的空间应用模型提供了基本方法.2. 空间分析研究对象：空间目标。
空间目标基本特征：空间位置、分布、形态、空间关系（度量、方位、拓扑）等。
3. 空间分析根本目标：建立有效地空间数据模型来表达地理实体的时空特性，发展面向应用的时空分析模拟方法，以数字化方式动态的、全局的描述的地理实体和地理现象的空间分布关系，从而反映地理实体的内在规律和变化趋势。
GIS空间分析实际是一种对GIS海量地球空间数据的增值操作。
4. ArcGIS9中主要的三种数据组织方式：shapefile，coverage和geodatabase。
Shapefile由存储空间数据的dBase表和存储属性数据和存储空间数据与属性数据关系的.shx文件组成。
Coverage的空间数据存储在INFO表中，目标合并了二进制文件和INFO表，成为Coverage要素类。
5. Geodatabase是面向对象的数据模型，能够表示要素的自然行为和要素之间的关系。
6. GIS空间分析的基本原理与方法：根据空间对象的不同特征可以运用不同的空间分析方法，其核心是根据描述空间对象的空间数据分析其位置、属性、运动变化规律以及周围其他对象的相关制约，相互影响关系。
方法主要有矢量数据的空间分析，栅格数据的空间分析，空间数据的量算与空间内插，三维空间分析，空间统计分析。
7. 栅格数据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。
栅格数据的处理方法有：栅格数据的聚类、聚合分析，复合分析，追踪分析，窗口分析。
空间分析基本操作方法
空间分析基本操作方法
空间分析是地理信息系统中的一项重要功能，主要用于对地理空间数据进行处理、分析和挖掘，以获取有关地理现象和关系的信息。
下面是空间分析的基本操作方法：
1. 空间查询：通过指定条件来查找和提取符合条件的地理要素。
常见的查询方法包括地理位置查询、属性查询和空间关系查询等。
2. 空间统计：计算和分析地理要素的数量、分布和统计特征，例如面积、长度、密度等。
常见的统计方法包括热点分析、空间插值和空间聚类等。
3. 空间叠加分析：将多个地理要素叠加在一起进行分析，以研究它们之间的空间关系和相互影响。
常见的叠加分析方法包括空间交叉、空间缓冲和空间合并等。
4. 网络分析：基于网络模型进行路径分析和最优路径搜索，以解决诸如路径规划、物流配送和网络优化等问题。
常见的网络分析方法包括最短路径算法、旅行商问题和最小生成树等。
5. 地形分析：分析地表地形特征和地形参数，例如高程、坡度、坡向等。
常见的地形分析方法包括等高线提取、地形剖面和地形阴影等。
6. 空间模型与模拟：利用空间分析方法构建和模拟地理现象的空间模型，以预
测和模拟未来的空间变化。
常见的模型与模拟方法包括地理模拟、空间回归和蒙特卡洛模拟等。
以上是空间分析的基本操作方法，根据具体的需求和数据，可以选择合适的方法进行空间分析。
地理信息系统中的空间数据分析与建模方法
地理信息系统中的空间数据分析与建模方法地理信息系统(GIS)是一种通过采集、存储、管理、处理和分析地理空间数据来支持决策和解决问题的工具。
在GIS中，空间数据分析和建模是其中最重要的功能之一。
本文将详细介绍地理信息系统中的空间数据分析和建模方法。
一、空间数据分析方法：1. 空间查询：空间查询是GIS中最基本的分析方法之一，通过确定地理空间中特定区域的位置、形状和属性来回答特定的查询问题。
常见的空间查询操作包括点查询、线查询、面查询和相交查询。
2. 空间关系分析：空间关系分析通过检查空间数据集之间的拓扑关系来分析它们之间的相互关系。
常见的空间关系包括相邻关系、包含关系、相交关系等。
空间关系分析可以帮助我们了解地理要素之间的相互作用和联系。
3. 空间插值：空间插值是通过已知点的观测值来推断未知地理位置上的值的方法。
常见的空间插值方法有反距离加权插值(IDW)、克里金插值、样条插值等。
空间插值可以用于根据有限的观测数据来估计整个地理空间范围内的属性值。
4. 空间统计分析：空间统计分析是将统计方法应用到地理空间数据分析中的一种方法。
空间统计分析可以用来检测地理空间数据的空间自相关性、聚集性和分布模式等特性。
常见的空间统计分析方法包括Moran's I指数、G指数、K函数分析等。
二、空间数据建模方法：1. 矢量数据建模：矢量数据建模是将地理空间数据抽象为点、线、面等矢量要素，并通过空间关系和属性进行建模的方法。
矢量数据建模可以用于描述地理空间要素的几何形状、位置和属性等信息。
2. 栅格数据建模：栅格数据建模是将地理空间数据表达为均匀分布的格栅单元，并通过像元值表示地理属性的方法。
栅格数据建模可以用于模拟地理空间数据的连续变化和空间分布。
3. 三维数据建模：三维数据建模是将地理空间数据扩展到第三个维度，即高度维度。
三维数据建模可以用于描述地理空间要素的形状、位置和属性在垂直方向上的变化。
4. 分布式数据建模：分布式数据建模是将地理空间数据存储、管理和处理分布在多个计算机节点上，通过网络进行数据传输和协同计算的方法。
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。
第五章空间查询与空间分析
2）TIN 法
TIN表示法利用所有采样点取得的离散数据，按照优化组合的原则，把这 些离散点（各三角形的顶点）连接成相互连续的三角面（在连接时，尽可能地 确保每个三角形都是锐角三角形或是三边的长度近似相等--Delaunay）。
因为TIN可根据地形的复杂程度来确定采样点的密度和位置，能充分表示 地形特征点和线，从而减少了地形较平坦地区的数据冗余。
SELECT name FROM Cities WHERE temperature is high
SELECT name FROM Cities WHERE temperature >= 33.75
这种查询方式只能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2节空间数据的统计分析
b) 如不改变格网大小,则无法适用于起伏 程度不同的地区； c) 对于某些特殊计算如视线计算时，格 网的轴线方向被夸大； d) 由于栅格过于粗略，不能精确表示地 形的关键特征,如山峰、洼坑、山脊等；
3、DEM 特点
与传统地形图比较，DEM作为地形表面的一种数字表达形式有如下特点：
1）容易以多种形式显示地形信息。地形数据经过计算机软件处理过后， 产生多种比例尺的地形图、纵横断面图和立体图。而常规地形图一经制 作完成后，比例尺不容易改变或需要人工处理。 2）精度不会损失。常规地图随着时间的推移，图纸将会变形，失掉原有 的精度。而DEM采用数字媒介，因而能保持精度不变。另外，由常规的地 图用人工的方法制作其他种类的地图，精度会受到损失，而由DEM直接输 出，精度可得到控制。 3）容易实现自动化、实时化。常规地图要增加和修改都必须重复相同的 工序，劳动强度大而且周期长，而DEM由于是数字形式的，所以增加和修 改地形信息只需将修改信息直接输入计算机，经软件处理后即可得各种 地形图。
地理信息系统中的空间数据分析与可视化方法
地理信息系统中的空间数据分析与可视化方法地理信息系统（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。
空间数据分析和可视化是GIS的核心功能之一，它们对于地理数据的理解和决策支持起着至关重要的作用。
本文将介绍地理信息系统中的空间数据分析与可视化方法。
一、空间数据分析方法1. 空间查询空间查询是GIS中最常用的功能之一，它允许用户通过地理位置来查询数据。
常见的空间查询包括点查询、线查询、区域查询和邻域查询。
通过空间查询，用户可以从海量的地理数据中快速准确地检索到自己需要的信息。
2. 空间统计空间统计是对地理现象的分布、聚集和相关性等方面进行统计分析的方法。
它可以帮助我们了解地理现象的空间分布规律，并发现其中的模式和趋势。
常用的空间统计方法包括点模式分析、线模式分析和面模式分析等。
3. 空间插值空间插值是在已有的离散空间数据点之间进行数值推算的方法，用于生成连续的空间数据表面。
通过空间插值，我们可以根据有限的观测数据推测出整个区域的数据分布情况。
常见的插值方法有反距离加权法、克里金插值法和样条插值法等。
4. 空间网络分析空间网络分析是将空间数据和网络数据结合起来进行分析的方法。
它可以帮助我们解决路径规划、网络最短路径、服务范围分析等问题。
通过空间网络分析，我们可以优化交通路线、确定最佳服务位置，并提供决策支持。
二、空间数据可视化方法1. 点图和符号地图点图和符号地图是最常见的空间数据可视化方法之一，用于表示点状要素的分布情况。
点图通过在地图上以点的形式表示要素，并结合不同的符号来显示不同的属性。
符号地图则是在点图的基础上，根据要素的属性值来选择不同的符号类型和大小。
点图和符号地图可以直观地展示地理现象的分布情况，帮助我们快速了解地理特征。
2. 等级符号地图等级符号地图是一种将要素的数量级和属性值同时表示的可视化方法。
它通过符号的大小、颜色和形状等来表示要素的属性值，从而使观察者能够直观地判断要素的数量和属性差异。
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
地理信息系统中的空间数据分析技巧
地理信息系统中的空间数据分析技巧地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种能够收集、存储、管理、分析和展示地理信息的工具。
在GIS中，空间数据分析是其中的一个重要步骤，它可以帮助我们更好地理解地理现象和探索地理关系。
本文将介绍几种常见的空间数据分析技巧，包括空间查询、空间插值、空间缓冲、空间聚类和空间关联。
首先，空间查询是最基本的空间数据分析技巧之一。
它指的是根据特定的空间位置和属性条件，在GIS中检索相应的地理实体或数据。
我们可以根据具体的需求设计空间查询语句，如“找出距离某一地点一定距离内的所有设施”或“找到符合特定属性条件的森林分布区域”。
通过空间查询，我们可以快速获取我们所需的空间信息。
其次，空间插值是一种用于填补或估计空间位置上的数据缺失的技术。
它通过已有的数据点来推断缺失位置的数值。
常用的空间插值方法包括IDW（Inverse Distance Weighting）和克里金（Kriging）等。
IDW方法假设距离越近的点对估计值的影响越大，而距离越远的点对估计值的影响越小。
克里金方法则是基于空间协方差模型来预测未知位置的数值。
通过空间插值，我们可以填补缺失数据或者得到更精确的空间分析结果。
第三，空间缓冲是通过指定的缓冲距离在GIS中绘制出特定地理要素周围的缓冲区域。
空间缓冲常用于分析地理实体之间的空间关系，如距离和接触性。
我们可以设定不同的缓冲距离来探索不同的效果，比如“找出离河流500米以内的村庄”或“找到离道路500米以内的自然保护区”。
通过空间缓冲，我们可以更好地理解地理实体之间的相互作用。
第四，空间聚类是一种用于探索地理实体聚集或分散程度的分析技术。
空间聚类可以帮助我们发现地理现象中存在的聚集现象，比如犯罪热点、商业中心等。
常见的空间聚类方法包括DBSCAN、K-means和Spatial Scan等。
通过空间聚类，我们可以发现地理实体的空间分布规律，为决策提供科学依据。
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2019年11月30日星期六
叠合（overlay）
栅格与栅格叠合适合多层、相对复杂的事物 矢量与矢量叠合适合要求精确、相对简单的事物 点——面：公共设施的分布（和空间关系查询类似） 线——面：道路网密度计算、停水停电范围分析 面——面：用地适宜性评价矢量叠合练习：洪水淹没、公园服务水平、
相同 (Equal)
相离 (Disjoint)
相切 (Touch)
拓扑关系 点－点
不存在
除了用于 点－线 不存在 数据质量
检验，也 点－面 不存在
用于空间 线－点 不存在 关系分析
线－线
相交 (Cross) 不存在
不存在
不存在
不存在
内含于
包含
重叠
(With) (Contain) (Overlap)
不存在
2019年11月30日星期六
邻近（Neighborhood，Proximity）
缓冲区（buffer） 泰森多边形（Thiessen Polygon，Voronoi Diagram，
Delaunay Network）
Buffer有关练习：危险品仓库、铁路两侧、道路密度 计算。
Thiessen Polygon有关练习：消防站、人口密度估计
Difference Symmetric Difference
2019年11月30日星期六
McHarg, Design with Nature
坡度
地面排水
土壤排水
岩层地基承载力 土壤地基承载力 侵蚀
2019年11月30日星期六
叠合结果
洪水淹没区分析
按地块面积平均计算财产密度。 叠合处理（Union），生成的叠合多边 形（Union1）具有高程、土地使用、地基 类型、地块财产密度等属性。 计算叠合后的多边形面积。 将地基—损失参数表（found.dbf）连接 到Union1，以地基类型（Class）为关键 字 计算每个多边形的估计损失 = 财产密度 × 叠合后的多边形面积 × 损失系数 在View中对Union1的要素进行过滤，只 有高程小于等于500、土地使用为住宅的 多边形才进入估计其损失的选择集，据此， 显示按损失密度的高低分类的专题地图， 汇总估计损失值。
不存在
不存在
不存在
不存在
不存在
线－面 不存在
不存在
不存在
面－点 不存在
不存在
不存在
不存在
面－线 不存在
不存在
不存在
面－面 2019年11月30日星期六
不存在
空间关系查询、分析
点－点：重合，分离 点－线：点在线上，点在端点，分离 点－面：点在面内，点在边界上，分离 线－线：邻接，交汇，穿越，包含，重合，分离 线－面：邻接，相交，穿越，包含，重合，分离 面－面：邻接，相交，包含，重合，分离 有关练习：相互位置选择查询、空间连接、拓扑关系检验 ArcGIS有丰富的空间关系分析功能，适合多种应用，例如：基于位置的
（5）不规则三角网（Triangulated Irregular Network，TIN）也可生成栅格。 （有关练习：TIN转换成栅格）
等值线（等高线）的生成。从样本点推算等值线一般用手工方法。栅格数 据、不规则三角网可以自动产生等值线。特殊的等值线需要特殊的数学方 法，一般GIS软件不提供。（有关练习：栅格、TIN分别产生等高线）
2019年11月30日星期六
泰森多边形（Thiessen Polygon）
一种点的邻近分析方法，由点生 成多边形。
荷兰的气象学家A. H. Thiessen提出 的，原用于计算降水量的分布。
点——连成三角形——连线中点 作垂线——生成泰森多边形
计算求得每个点的邻近范围的多 边形。
空间查询和量算
1 常用查询 图文互访、局部选择。 不同要素的相互选择查询，面—点、面—线、面—面、
线—点、线—线查询 2 几何量算（Measure） 累计、求和、求平均、周长、距离、面积、体积、六
2019年11月30日星期六
布尔运算
道路网密度计算 栅格叠合练习：学校选址、土方计算、电厂选址网格
2019年11月30日星期六
基本的叠合功能
B1 B2 A1 A2
叠合之前
A1 B1
A2 B1
B1
A1 B2
A2 B2
B2
A1 A2
Union
A1 B1
A2 B1
A1 B2
A2 B2
Intersection
A1 A2
B1 B2 A1 A2
总降雨量 = 点上观察到的降雨密 度）× Thiesssen多边形面积
在几何学上，泰森多边形称 Voronoi Diagram，和Delauney三角 网互为对偶关系。
泰森多边形（Thiessen Polygon） 与Delauney三角网
2019年11月30日星期六
泰森多边形的构成（栅格方法和矢量方法殊途同归）
2019年11月30日星期六
空间插值（Spatial Interpolation）
从已知点估算出附近网格点的值，网格单元的大小和插入方法决定处理结 果的合理性、精度。除用于地形外还可用于自然资源、社会经济等各种领 域。
（1）距离倒数权重法（Inverse Distance Weighted）：通用，简单（有关练 习：栅格生成）
（2）样条函数法（Spline）：橡皮＋钉子，适用于地下水位高程、大气污 染
（3）Kriging法：点与点之间在距离、方向上存在相互影响关系，可以预先 知道，计算量大，取样地点有限制，用于土壤成份、地质构造。
（4）趋势面法（Trend）：多项式回归（最小二乘法），事物的起伏规律 大致知道，适用于社会经济指标的空间连续特征，外推容易，但是不一定 符合客观规律。
2019年11月30日星期六
邻近区（缓冲区，Buffer）
缓冲区：从空间要素的周边作特定等距离的线框，目的是分析地理要素之间 的相互作用。
点、线、多边形的缓冲区——多边形 不受方向限制 Buffer分析在城市规划中的应用：洪水淹没区、历史建筑保护区、噪声范围…
2019年11月30日星期六