GIS中的数据分析
利用GIS技术进行空间数据分析的步骤与技巧
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利用GIS技术进行空间数据分析的步骤与技巧引言:在当今信息时代,地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)以其强大的数据处理能力和空间分析功能,成为了各行各业不可或缺的工具。
在各类规划、环境评估、市场分析等研究项目中,利用GIS技术进行空间数据分析已经成为一项必备的技能。
本文旨在介绍利用GIS技术进行空间数据分析的步骤与技巧,帮助读者迅速上手。
一、数据准备任何一次GIS分析都离不开高质量的地理数据。
在进行空间数据分析之前,我们需要搜集并准备好所需的地理数据。
这些数据可以包括卫星影像、数字地图、地形地貌数据、社会经济数据等。
最好将这些数据保存在一个独立文件夹下,便于管理和使用。
二、数据导入在得到所需的地理数据后,我们需要将其导入到GIS软件中,以便进行后续的分析工作。
通常,GIS软件支持导入各种格式的地理数据,比如Shapefile、GeoTIFF、KML等。
我们只需选择合适的导入功能,将数据文件导入到GIS软件中即可。
三、数据清理导入后的地理数据可能存在各种问题,比如重叠、空缺、错误等。
在进行空间数据分析之前,我们需要对这些数据进行清理和处理,以保证数据的准确性和完整性。
例如,我们可以使用GIS软件的编辑工具,手动修改地图上的错误或调整图层的位置。
四、数据预处理空间数据分析之前,有时需要对数据进行预处理。
例如,我们可以在进行空间插值之前,对高程数据进行填充空值或者降噪处理,以减少不确定性对分析结果的影响。
如果需要将不同数据进行比较和分析,我们还可以进行坐标系的转换,以确保数据的一致性和可比性。
五、空间分析正式进行空间数据分析时,我们可以根据具体的研究目的选择不同的空间分析方法。
常用的空间分析方法包括空间插值、缓冲区分析、栅格分析、网络分析等。
这些方法可以帮助我们揭示地理现象的时空分布规律,并为决策提供科学依据。
六、分析结果展示分析完成后,我们需要将结果进行展示和呈现,以便更好地理解分析结果并进行交流。
使用地理信息系统进行空间数据分析的步骤与技巧
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使用地理信息系统进行空间数据分析的步骤与技巧地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于捕获、存储、分析和显示地理数据的工具。
随着技术的不断进步和数据的不断增长,GIS在各个领域的应用也越来越广泛。
本文将介绍使用GIS进行空间数据分析的步骤和技巧。
1. 数据准备首先,我们需要收集和准备分析所需的地理数据。
这些数据可以是来自不同来源的矢量数据(如地图、卫星图像)或栅格数据(如高程模型、遥感图像)。
确保数据的质量和准确性对于分析结果的可靠性至关重要。
2. 数据导入和整合一旦我们收集到所需的数据,接下来的步骤是将这些数据导入GIS软件中。
大多数GIS软件都支持常见的地理数据格式,如shapefile和geodatabase。
在导入数据之后,我们可以对数据进行整合和处理,以便满足分析的需要。
比如,我们可以根据需要裁剪和合并矢量数据,或者进行栅格数据的重采样和影像增强等处理操作。
3. 空间数据查询GIS最基本的功能之一是空间查询。
通过空间查询,我们可以从地理数据中提取出所需的信息。
例如,我们可以通过选择特定区域或符合特定条件的数据来查询地理要素。
比如,在一张地图上查询某个区域内的学校分布情况,或者查询某个范围内的房价分布等。
4. 空间数据分析在查询和筛选数据之后,我们可以进行更深入的空间数据分析。
这些分析可以帮助我们了解地理现象的分布和关系。
常见的空间数据分析方法包括空间插值、空间缓冲区、空间叠加分析等。
通过这些分析,我们可以得出一些有关地理现象的统计数据和结论,例如某个区域的人口密度、不同地区的土地利用类型比例等。
5. 空间数据可视化一旦完成数据分析,我们可以使用GIS软件中的可视化工具来将分析结果呈现出来。
通过图表、图像、地图等形式的可视化,我们可以更直观地理解分析结果和地理现象。
例如,我们可以使用各种颜色编码来表示不同类型的地理要素,或者使用热力图来显示某个区域的数据分布情况。
如何使用GIS软件进行数据处理与分析
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如何使用GIS软件进行数据处理与分析随着科技的不断进步和数据量的日益增长,越来越多的研究者和数据分析师开始使用地理信息系统(GIS)软件来进行数据处理和分析。
GIS软件具有强大的空间数据处理能力和分析功能,可以帮助用户提取有关地理空间的有用信息,并通过数据可视化的方式呈现出来。
本文将介绍如何使用GIS软件进行数据处理与分析的一般流程和常用技巧,以帮助读者更好地利用这一工具。
一、数据准备在使用GIS软件进行数据处理与分析之前,首先需要进行数据准备工作。
这包括收集需要的地理空间数据和非空间数据,并将其整理成符合GIS软件要求的格式。
地理空间数据可以是地图、卫星影像、遥感数据等,非空间数据可以是 excel 表格、数据库等。
数据准备阶段要特别注意数据的准确性和完整性,同时还需注意数据的分辨率与精度,以确保后续分析的有效性和可靠性。
二、数据导入数据导入是将准备好的数据导入到GIS软件中的过程。
不同的GIS软件可能有不同的数据导入方式,但一般而言,可以通过“导入”或“插入”的菜单命令来实现。
在导入数据时,需要确保选择正确的投影坐标系,以避免空间分析中的误差。
若数据没有投影信息,可以根据其所在地区的经纬度范围来选择合适的坐标系。
三、数据清理与处理在进行数据清理与处理时,可以利用GIS软件提供的各种功能和工具来进行。
常见的数据清理与处理操作包括空间数据的修复、重采样、投影转换等。
例如,如果地图数据中存在拓扑错误,可以使用GIS软件的“拓扑修复”工具来修复;如果数据的分辨率过高或过低,可以使用“重采样”功能调整为合适的分辨率;如果数据的投影不一致,可以使用“投影转换”功能将其转换为一致的投影坐标系。
四、数据分析与建模GIS软件的核心功能之一就是数据分析与建模。
通过GIS软件提供的分析工具,用户可以进行各种地理空间数据的分析与建模,从而揭示其中隐藏的规律和关系。
常用的数据分析与建模操作包括空间查询、缓冲区分析、空间插值、空间统计等。
GIS数据分析方法与技巧
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GIS数据分析方法与技巧GIS(地理信息系统)是一种利用计算机技术对地理空间数据进行获取、整理、存储、管理、分析和展示的系统。
在各行各业中,GIS被广泛应用于市场研究、城市规划、环境保护、农业管理、交通规划等方面。
然而,要充分发挥GIS的功能,我们需要熟悉一些有效的数据分析方法和技巧。
一、数据采集和准备GIS数据分析的第一步是采集和准备数据。
这包括获取地理空间数据源、清理和整理数据。
数据来源可以是空间图像、地理数据库、传感器数据等。
在采集数据时,我们需要注意数据的质量和准确性。
损坏的数据或者错误的数据对分析结果会产生不可忽视的影响。
二、数据可视化在进行GIS数据分析之前,我们通常需要将数据可视化。
通过地图、图表等形式展示数据,可以更直观地理解数据的分布和趋势。
数据可视化有助于我们发现隐藏在数据背后的规律和趋势,并为后续的分析提供基础。
三、空间分析空间分析是GIS数据分析的核心内容之一。
它利用空间关系和空间属性探索地理现象的模式和规律。
空间分析常用的方法包括缓冲区分析、叠置分析、路径分析、聚类分析等。
例如,在城市规划中,我们可以利用空间分析来确定最佳的交通路线或者绿地布局,以提高城市的可持续性。
四、属性分析属性分析是对GIS数据中的属性信息进行统计和分析。
它可以帮助我们了解地理现象的特征和变化。
常见的属性分析方法包括数据分类、数据过滤、数据聚合、数据插值等。
例如,在农业管理中,我们可以通过属性分析来确定最佳的施肥量或者灌溉量,以提高作物的产量和质量。
五、时空分析时空分析是将时间因素与空间因素结合起来进行分析的方法。
它可以帮助我们发现地理现象的变化趋势和周期性规律。
时空分析常用的方法包括时间序列分析、热点分析、趋势分析等。
例如,在疾病监测中,我们可以利用时空分析来确定疾病的传播路径和高发区域,以及预测未来的疫情趋势。
六、多源数据整合在实际应用中,GIS数据往往来自不同的数据源。
为了充分利用这些数据,我们需要将它们进行整合分析。
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程
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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。
地理信息系统中空间数据分析和模拟的技术方法
![地理信息系统中空间数据分析和模拟的技术方法](https://img.taocdn.com/s3/m/ba8bac44f02d2af90242a8956bec0975f465a491.png)
地理信息系统中空间数据分析和模拟的技术方法地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于收集、存储、处理、分析和展示地理空间数据的工具。
它利用计算机技术和相关软件,将地理数据与属性数据相结合,为决策者提供空间分析和模拟的技术支持。
本文将探讨GIS中空间数据分析和模拟的技术方法,以及其在不同领域中的应用。
一、GIS中的空间数据分析方法1. 空间查询空间查询是GIS中最基础和常用的分析方法之一。
通过设定查询条件,可以实现对地理空间数据的快速筛选和查询。
例如,我们可以根据某个地区的坐标范围,查询出该地区内的所有房屋信息,并进一步分析房屋的价格分布、用途等。
2. 空间统计空间统计是在GIS中进行数据分布和相关性分析的方法。
它可以帮助我们了解地理现象的分布规律和相互影响关系,并进一步推导出空间模式和趋势。
常用的空间统计方法包括空间自相关分析、聚类分析和热点分析等。
例如,我们可以通过空间自相关分析,发现城市中心区域的房价与周边区域的房价存在显著的正相关关系。
3. 空间插值空间插值是根据已知的有限点数据,通过数学方法对未知位置的值进行估算的方法。
它可以用来填补数据缺失或生成连续的空间表面。
常用的插值方法包括反距离加权插值、克里金插值和样条插值等。
例如,我们可以利用反距离加权插值方法,根据已知的气象站点数据,估算出整个地区的气温分布。
二、GIS中的空间数据模拟方法1. 空间模型空间模型是利用数学、统计和计算机方法对地理现象进行描述和模拟的工具。
它将地理空间数据与相关因素相结合,通过建立数学模型来模拟出地理现象的演化过程。
常用的空间模型包括Cellular Automata(元胞自动机)模型和Agent-Based Model(基于代理的模型)等。
例如,我们可以利用元胞自动机模型模拟城市扩张对土地利用的影响。
2. 地理信息系统模型地理信息系统模型是将GIS与其他模型(如气候模型、土壤模型)相结合,形成综合模型的方法。
GIS中的数据分析
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二、GIS中的数据分析第1节空间数据分析地理信息系统(GIS)与—般的计算机辅助制图(CAM/CAD)系统的主要区别在于GIS具有空间数据的分析、变换能力。
除一些基本的变换功能如数据更新、比例尺变换,投影变换外.主要的空间分析和变换功能为地理数据的拓扑和空间状况运算,属性综合运算,几何要素与属性的联合运算等。
为了完成这些运算,GIS一般都以用户和系统交互的形式提供以上分析处理能力。
应指出,栅格数据结构与矢量数据结构的空间分析方法有所不同。
一般来说,栅格结构组织数据的空间分析方法要简单一些。
下图以分级结构形式概括的各种空间分析类型和方法:图: GIS空间分析方法一、综合属性数据分析GIS中属性数据一般采用关系型数据库管理,因此,关系数据库中各种分析功能都可以对属性性数据进行分析。
(一)数学计算属性数据中的数字型数据可以进行“加”、“减”、“乘”、“除”、“乘方”等数学运算,以产生新的属性值,如人口数/图斑面积(km)=人口密度。
(二)逻辑运算逻辑运算的基本原理是布尔代数,这种逻辑分析几乎可以在所有的空间分析中得到应用。
它按属性数据的组合条件来检索其他属性项目或图形数据,以及进行空间聚类.(三)单变量分级分析属性的单变量分级分析是把单个属性作为变量,依据布尔逻辑方法分成若干个类别。
这种分析方法,可进行属性数据的合并式转换,把复杂的属性类别合并成简单的类别,以实现空间聚合(四)多变量统计分析多变量统计分析主要用于数据分类。
在GIS中存储的数据具有原始的性质,以便用户可以根据不同的使用目的,进行任意提取和分析,特别是对于观测和取样数据.随着采用的分类和内插方法的不同,得到的结果有很大的差异, 因此,在大多数情况下, 首先是将大量未经分类的属性数据输入信息系统的数据库,然后要求用户建立具体的分类算法,以获得所需要的信息。
1.变量筛选分析随着现代数据收集系统的不断改进,在一个取样点上常可以收集到几十种原始变量。
地理信息系统中的空间数据分析
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地理信息系统中的空间数据分析在当今数字化的时代,地理信息系统(GIS)已经成为了我们理解和处理地理空间数据的重要工具。
其中,空间数据分析更是 GIS 的核心功能之一,它为我们提供了深入洞察地理现象、解决实际问题以及做出明智决策的能力。
空间数据分析是什么呢?简单来说,它是对具有空间位置和属性特征的数据进行分析和处理的过程。
这些数据可以包括地形地貌、土地利用、交通网络、人口分布等等。
通过对这些数据的分析,我们能够发现隐藏在其中的模式、关系和趋势。
比如说,我们想了解一个城市的商业布局是否合理。
通过空间数据分析,我们可以将各个商业点的位置与周边的人口密度、交通流量、竞争对手分布等因素结合起来进行综合考量。
如果发现某个区域人口密集但商业设施稀少,那么就可能意味着这里存在商业发展的机会。
空间数据分析的方法多种多样。
其中,缓冲区分析是一种常见的手段。
假设我们要研究一个工厂对周边环境的影响,就可以以工厂为中心建立一定半径的缓冲区,然后分析缓冲区内的土地利用类型、生态环境等要素,从而评估工厂可能带来的污染范围和影响程度。
叠加分析也是非常有用的。
比如,我们想要规划一个新的住宅区,就可以将土地利用图、地形坡度图、基础设施分布图等进行叠加,找出同时满足土地可用、地形平坦且基础设施便利的区域。
还有网络分析,它对于研究交通、物流等问题至关重要。
通过构建交通网络模型,我们可以计算出两点之间的最短路径、最优路径,评估交通拥堵情况,为交通规划和管理提供依据。
空间数据分析在许多领域都发挥着重要作用。
在城市规划中,它帮助规划师合理布局城市的功能分区,优化交通网络,提高城市的运行效率和居民的生活质量。
在环境保护方面,能够分析污染源的扩散范围,确定生态保护区的边界,为生态保护提供科学依据。
在农业领域,它可以评估土壤肥力、气候条件等因素,指导农作物的种植和农业资源的合理分配。
然而,要进行有效的空间数据分析并不是一件容易的事情。
首先,数据的质量和准确性至关重要。
地理信息系统知识:GIS在大数据分析中的应用
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地理信息系统知识:GIS在大数据分析中的应用地理信息系统(GIS)是一种用于捕获、处理、分析、存储、查询和显示地理数据的技术。
GIS的发展使得人们能够更好地理解和管理地理信息,同时也为大数据分析提供了强有力的工具和方法。
本文将从如何利用GIS进行大数据分析、GIS在大数据存储和处理中的应用等方面进行讨论。
1.利用GIS进行大数据分析利用GIS进行大数据分析的过程包括数据获取、数据清理、数据集成、数据分析和结果展示等几个关键环节。
具体而言,数据获取包括数据源的选择、数据格式的转换、数据的下载等;数据清理包括误差检查、数据去重、空间拓扑校正等;数据集成包括数据库设计、数据预处理、数据匹配等;数据分析包括空间数据分析、空间模式挖掘、地理空间数据挖掘等;结果展示包括数据的可视化呈现、地图生成等。
综合利用GIS和其他数据相关的技术,可以大大提高数据分析的精度和效率。
例如,利用GIS技术和机器学习算法可以在地图上进行空间分类,提高城市建筑物的准确识别率,并应用于城市规划、土地利用规划和城市基础设施规划等方面。
利用GIS技术和遥感技术,可以快速获取农作物生长情况,分析土地利用类型,优化农业生产管理等。
而利用GIS技术和物联网技术,可以结合气象数据、交通数据等实时信息,进行供水管道爆裂时的应急处理等。
2. GIS在大数据存储和处理中的应用在GIS中,空间数据和非空间数据的组织和管理非常重要。
空间数据包括地图、图层、矢量数据、栅格数据等,而非空间数据包括属性数据、元数据、政策和规章制度等。
因此,GIS在大数据存储和处理时必须考虑到如何有效地存储和管理这些数据。
为了保证空间数据的高效处理和分析,GIS通常采用空间数据库作为存储空间数据的主要方式。
空间数据库可以将空间数据和非空间数据相结合,增加信息量,提高数据分析能力。
针对单个数据文件过大,导致计算机运行缓慢、存储空间不足的问题,GIS也开发了一些压缩和分割空间数据的算法,例如对于大面积的地图,可以通过划分为多个网格,分别进行处理,最后进行整合。
使用GIS软件进行空间数据分析的技巧
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使用GIS软件进行空间数据分析的技巧随着科技的不断发展,GIS(地理信息系统)软件在各行各业中得到了广泛的应用。
从城市规划到环境保护,从交通管理到灾害应对,GIS软件帮助人们更好地理解和利用地理空间数据。
本文将介绍一些使用GIS软件进行空间数据分析的技巧。
1. 数据获取与处理在进行任何分析之前,首先需要获取和处理地理空间数据。
这些数据可以来自各种来源,如卫星遥感图像、地形数据、人口统计数据等。
使用GIS软件,我们可以将这些数据导入,并进行预处理,如数据清理、格式转换和投影转换等。
确保数据的准确性和一致性对于后续的分析至关重要。
2. 空间查询与可视化GIS软件提供了强大的空间查询和可视化工具,帮助我们快速定位和分析特定区域。
我们可以使用空间查询工具来选择或过滤出感兴趣的空间要素,如选取某个行政区域内的建筑物或某个地段的地形特征。
同时,利用GIS软件的可视化功能,我们可以以地图、图表或统计图等形式对地理空间数据进行展示,使得数据更加直观和易于理解。
3. 空间叠加分析与缓冲区分析空间叠加分析是GIS软件中常用的分析方法之一。
它通过将不同的空间数据层叠加在一起,来探索它们之间的相互关系。
例如,我们可以叠加地形数据和水系数据,以确定哪些地区容易发生洪水。
此外,缓冲区分析也是一种常用的空间分析方法。
它通过在地理空间数据中创建缓冲区来研究特定地点周围的影响范围。
例如,我们可以通过创建一个以学校为中心的缓冲区,来研究该区域内的交通情况和人口密度,并据此进行城市规划。
4. 空间插值与预测分析在一些情况下,我们可能无法获得完整的地理空间数据。
此时,空间插值技术可以帮助我们通过已有的数据点来推测其他地方的数据情况。
GIS软件提供了多种空间插值算法,如反距离加权插值和Kriging插值。
通过对地理空间数据进行插值分析,我们可以获取缺失数据的估算值,并进行进一步的预测分析。
5. 空间统计分析与模型建立空间统计分析是GIS软件中一个重要的功能。
GIS空间数据处理指标比较分析
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GIS空间数据处理指标比较分析GIS(地理信息系统)是一种用于收集、管理、分析和展示地理数据的技术。
它可以帮助我们更好地理解地理现象,并通过空间数据处理指标的比较分析来提供决策支持。
本文将介绍几个常用的GIS空间数据处理指标,并进行比较分析。
一、空间数据处理指标概述空间数据处理指标是用于衡量地理现象的特征和变化的度量标准。
常见的空间数据处理指标包括:面积、长度、形状、分布、集聚度、联系性等。
1. 面积:面积是指地理现象所占的空间大小。
在GIS中,可以通过测量多边形的面积来计算地物的面积。
2. 长度:长度是指地理现象的线性特征。
在GIS中,可以通过测量线要素的长度来计算地物的长度。
3. 形状:形状是指地理现象的外形特征。
在GIS中,可以通过计算地物的周长和面积比来描述地物的形状。
4. 分布:分布是指地理现象在空间上的分布情况。
在GIS中,可以通过密度、等距离分布等指标来描述地物的分布特征。
5. 集聚度:集聚度是指地理现象在空间上的聚集程度。
在GIS中,可以通过计算点要素的距离、线要素的方向和面要素的紧密度来评估地物的集聚程度。
6. 联系性:联系性是指地理现象之间的关联关系。
在GIS中,可以通过网络分析、空间插值等方法来研究地物之间的联系性。
二、空间数据处理指标的比较分析不同的空间数据处理指标可以提供不同的信息和分析结果。
接下来,我们将比较分析几个常用的空间数据处理指标。
1. 面积与长度面积和长度是描述地物大小的指标,它们在不同的应用场景中具有不同的重要性。
对于土地利用规划来说,面积是一个关键的指标,因为它可以帮助决策者了解不同类型土地的分布情况和可利用性。
而对于道路网络规划来说,长度则是一个更重要的指标,因为它可以帮助规划人员评估道路的通行能力和连接性。
因此,在不同的场景中,我们需要根据具体需求选择面积或长度作为主要的分析指标。
2. 形状与分布形状和分布是描述地物特征的指标,它们可以帮助我们了解地物的空间模式和布局情况。
测绘技术中的GIS数据分析方法
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测绘技术中的GIS数据分析方法GIS(地理信息系统)是一种通过空间数据采集、处理、分析和展示的方法,被广泛用于测绘技术中的数据分析。
本文将从几个方面介绍GIS数据分析方法的应用。
一、数据预处理在进行GIS数据分析之前,首先要进行数据预处理。
数据预处理包括数据清洗、数据整合和数据转换等步骤。
数据清洗是指对采集到的数据进行有效性和准确性的检查和修正,以确保数据的质量。
数据整合是指将不同来源和格式的数据整合到一个数据库中,以便进行统一的分析。
数据转换是指将数据从一种格式转换为另一种格式,以满足分析要求。
二、空间数据分析GIS数据分析的核心是空间数据分析。
空间数据分析主要包括空间查询、空间统计和空间建模等方法。
空间查询是指根据特定条件在地理空间中进行数据查询和分析,以获得特定的地理信息。
空间统计是指对地理空间进行统计分析,以揭示地理现象的分布规律和相关性。
空间建模是指通过数学模型和算法,对地理现象和过程进行模拟和预测。
三、地理网络分析地理网络分析是一种基于网络结构的数据分析方法。
在GIS中,地理网络是指由节点和边组成的一种特殊网络。
地理网络分析主要包括路径分析、最短路径分析和网络中心性分析等。
路径分析是指在地理网络中寻找两个节点之间的最佳路径,以便规划和优化交通路线。
最短路径分析是指在地理网络中寻找两个节点之间的最短路径,以确定资源的最优分配。
网络中心性分析是指根据节点的连接性和距离等指标,对地理网络中的节点进行排序和评价。
四、地理分析模型地理分析模型是一种将数学模型和地理信息整合的方法。
地理分析模型主要包括统计模型、随机模型和机器学习模型等。
统计模型是指通过统计方法对地理现象和过程进行建模和分析,以获取其概率和分布特征。
随机模型是指通过概率和随机事件对地理现象和过程进行建模和模拟,以获得其随机性和不确定性。
机器学习模型是指通过训练和学习算法,对地理数据进行分类和预测,以发现潜在的关系和规律。
五、多源数据融合在GIS数据分析中,常常需要融合不同来源和类型的数据,以获取更全面和准确的信息。
GIS空间数据处理与分析
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GIS空间数据处理与分析GIS(地理信息系统)是一种将空间数据进行处理与分析的技术。
通过将地理空间数据与属性数据相结合,可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
下面将详细介绍GIS空间数据处理与分析。
首先,GIS的数据处理包括数据收集、数据整理、数据清洗和数据转换。
数据收集是指获取与分析目标相关的地理数据,可以通过现场调查、卫星遥感、航拍图像等方式获得。
数据整理是将收集到的数据进行统一的数据格式和数据结构,以便于后续的数据分析。
数据清洗是对数据进行检查和清理,处理可能存在的错误数据或缺失数据,以确保数据的准确性和完整性。
数据转换是将数据从一种格式或坐标系统转换为另一种格式或坐标系统,以便于与其他数据进行配合使用。
其次,GIS的空间数据分析涉及到空间查询、空间统计和空间模型等。
空间查询是指通过GIS软件对空间数据进行查询与检索,可以根据特定的条件查找到感兴趣的地理空间要素。
空间统计是对空间数据进行统计分析,可以通过GIS软件进行空间统计分析,以发现地理现象的分布规律和相互关系。
空间模型是一种基于空间数据的建模方法,可以通过GIS软件构建空间模型,用于预测未来的空间发展趋势和做出相应的决策。
在实际应用中,GIS空间数据处理与分析可以应用于各个领域。
例如,在城市规划领域,可以使用GIS技术对城市的空间发展进行模拟和预测,以制定合理的城市规划政策。
在环境保护领域,可以利用GIS技术对污染源的分布进行分析和评估,并提出相应的治理措施。
在交通管理领域,可以使用GIS技术对交通流量进行实时监测和交通拥堵状况进行分析,从而制定更加高效的交通管理策略。
综上所述,GIS空间数据处理与分析是一项重要的技术,可以帮助我们更好地理解地理现象并做出有效的决策。
通过数据处理可以确保数据的准确性和完整性,通过空间分析可以揭示地理现象的规律和关系,从而为各个领域的决策提供科学依据。
随着技术的不断发展,GIS的应用领域将会越来越广泛,对于推动社会经济的发展具有重要意义。
地理信息系统中的空间数据处理和分析
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地理信息系统中的空间数据处理和分析地理信息系统(GIS)是一种运用计算机技术进行地理空间数据采集、存储、处理、分析、查询、管理和应用的工具。
它能够将空间数据以图形、表格、文字、图像等多种形式进行呈现和分析,为地理学、资源管理、环境保护、城市规划、农业、林业、水利等领域的决策和研究提供了重要的支持。
在GIS中,空间数据处理和分析是核心和关键环节。
它们不仅直接决定着GIS 的应用效果和价值,也涉及到GIS技术的发展和创新。
一、空间数据处理空间数据处理是将采集到的地理空间数据进行预处理、拓扑建模、数据转换、数据完整性检查、错误纠正和优化等一系列操作,以提高数据的精度、准确度、可用性和操作性。
空间数据处理方法包括:数据预处理、拓扑建模、数据转换、空间数据压缩和数据完整性检查等。
1、数据预处理数据预处理是指对采集到的数据进行清理、筛选、格式转换等一系列数据预处理工作。
由于数据来源广泛、数据格式复杂、数据质量不一、数据量大等原因,导致采集到的数据存在很多问题,如重复、缺失、不一致、错误、格式不规范等。
为了保证数据的质量和正确性,需要进行预处理。
2、拓扑建模拓扑是指地图要素之间的空间位置关系,如相邻、重叠、包含等。
拓扑建模就是根据地图要素之间的空间位置关系建立拓扑结构,以便进行空间分析和处理。
拓扑建模的方法主要有节点模型、边界模型和区域模型三种。
3、数据转换数据转换是指将不同格式、不同坐标系、不同精度、不同性质的数据进行转换,以便在同一地图上进行比较和分析。
常见的数据转换方法有坐标转换、投影转换、格式转换等。
4、空间数据压缩空间数据压缩是指将空间数据进行压缩,以减小数据存储空间和提高数据传输效率。
常见的空间数据压缩方法有空间数据压缩算法、压缩尺度选择、压缩误差控制、贪心算法等。
5、数据完整性检查数据完整性检查是指对空间数据进行一系列检查,以保证数据的完整性和正确性。
数据完整性检查中包括了缺失检查、重复性检查、一致性检查、逻辑检查等工作。
GIS空间数据分析
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GIS空间数据分析GIS空间数据分析是利用地理信息系统(GIS)对地理空间数据进行处理、挖掘和分析的过程。
GIS空间数据分析可以帮助我们更好地了解地理现象、发现地理规律,并支持决策制定、资源管理、规划设计等领域的工作。
本文将从GIS空间数据的概念、应用领域和分析方法等方面进行论述。
首先,GIS空间数据是指在地理空间上具有地理位置信息的数据。
它包括了地图、遥感影像、地理数据库等多种形式,可以反映地理空间中的静态和动态信息。
通过对GIS空间数据的处理和分析,我们可以了解地理现象的空间分布、趋势演变和相互关系,从而深入理解地理环境中的问题。
其次,GIS空间数据分析在众多领域中得到了广泛应用。
以城市规划为例,GIS空间数据分析可以帮助规划师了解城市土地利用现状,分析人口密度、交通状况等因素对城市发展的影响,进而制定合理的城市发展策略。
在环境保护方面,GIS空间数据分析可以用于监测森林覆盖率、水体质量等环境指标,为保护生态环境提供科学依据。
此外,GIS空间数据分析也被广泛应用于农业、能源、交通等领域,为决策制定和资源管理提供支持。
最后,GIS空间数据分析涉及的方法有很多,在此列举几种常见的分析方法。
首先是空间查询与统计分析,通过对GIS数据进行查询和统计,了解地理现象在空间上的分布特征和数量关系。
其次是空间插值与预测,通过基于已知点的空间数据进行插值和预测,推断未知地点的属性值。
再次是空间关系与网络分析,通过分析地理对象之间的相互关系和网络连接性,寻找最优路径、进行空间推理等。
最后是空间模拟与决策支持,通过构建空间模型和模拟算法,辅助决策制定和方案评估。
总之,GIS空间数据分析是一种利用GIS技术对地理空间数据进行处理、挖掘和分析的方法。
它在不同领域中得到了广泛应用,可以帮助我们更好地了解地理现象、发现规律,并支持决策制定和资源管理等工作。
通过不断完善分析方法和技术手段,GIS空间数据分析将在未来的发展中发挥越来越重要的作用。
地理信息系统中的空间数据分析与建模方法
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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软件在测绘中的数据分析技巧
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GIS软件在测绘中的数据分析技巧随着科技的不断进步,GIS(地理信息系统)软件在测绘行业中发挥着越来越重要的作用。
GIS软件是一种能够收集、管理、分析和可视化空间数据的工具,它提供了强大的数据分析技巧,使测绘人员能够更好地理解地理现象和变化,并做出有效决策。
一、数据采集与处理在测绘中,最基础的工作就是数据采集与处理。
GIS软件提供了多种数据采集的方法,包括通过GPS设备收集现场数据,通过无人机获取高精度影像数据等。
在数据采集的过程中,需要注意数据的质量和准确性,以保证后续的分析结果的可靠性。
数据处理是数据分析的前提,它包括数据清洗、数据匹配、数据投影等操作。
数据清洗可以帮助去除异常值和错误数据,保证数据的一致性和完整性。
数据匹配是将不同来源的数据进行整合和对比,以消除数据间的差异。
数据投影是将不同坐标系的数据进行转换,以满足不同分析需求。
二、空间分析与展示在测绘中,空间分析是GIS软件最重要的功能之一。
通过空间分析,可以对地理现象进行研究和理解,例如地形分析、水资源分析、气候分析等。
空间分析可帮助测绘人员发现地理现象的规律,并为决策提供科学依据。
除了空间分析,GIS软件还提供了丰富的地图制作和展示功能。
通过这些功能,测绘人员可以将数据以图形化的方式展示出来,使得数据更加直观、易于理解。
地图制作也为各种领域的专业人士提供了强大的可视化工具,例如城市规划、环境保护等。
三、地理数据挖掘地理数据挖掘是一项非常有挑战性的任务。
通过GIS软件,测绘人员可以利用各种数据挖掘算法对地理数据进行分析,以发现其中的模式和关联。
这对于城市管理、资源优化等方面具有很大的应用潜力。
例如,通过对人口分布数据进行挖掘,可以了解人口密集区域和人口流动趋势,为城市规划和交通规划提供依据。
通过对土地利用数据进行挖掘,可以了解土地利用的变化趋势,为土地开发和保护提供参考。
通过对交通流量数据进行挖掘,可以了解交通拥堵状况,为交通改善提供方案。
地理信息系统中的空间数据分析技巧
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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。
使用地理信息系统进行数据分析的步骤
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使用地理信息系统进行数据分析的步骤使用地理信息系统(Geographical Information System,GIS)进行数据分析,可以帮助我们深入了解和解释地理现象,并为决策提供有力的支持。
本文将探讨使用GIS进行数据分析的步骤,并详细介绍每个步骤的操作和注意事项。
一、收集数据GIS数据分析的第一步是收集相关的地理数据。
数据来源可以包括各种地理传感器、遥感影像、地形图、卫星图像等等。
此外,还可以利用现有的第三方数据,如政府机构、学术研究机构或商业数据提供商提供的数据。
确保数据质量和准确性对于后续的分析至关重要,因此在收集数据时要仔细选择数据源,并对数据进行验证和清洗。
二、数据准备与整理在进一步分析之前,需要将收集到的地理数据进行整理和准备。
首先,需要将不同格式的数据(如矢量数据、栅格数据等)转换为兼容的格式,以便在GIS软件中进行处理。
其次,对数据进行预处理,包括投影转换、坐标系匹配、裁剪等操作,确保数据的一致性和标准化。
三、数据导入与管理将准备好的地理数据导入GIS软件中进行管理和分析。
GIS软件通常提供强大的数据管理功能,可以进行数据结构、属性表、空间索引等管理。
在导入数据时,需要确保数据的完整性和正确性,同时根据实际需要设置数据的属性字段,以便进行后续的分析和查询。
四、数据清洗与处理在数据导入后,对数据进行清洗和处理以确保数据的质量和准确性。
数据清洗包括删除重复、缺失或错误数据,处理数据异常值等。
此外,还可以对数据进行转换、插值、重采样等操作,以便进行更精确的分析和可视化。
五、地理空间分析地理空间分析是GIS数据分析的核心环节。
通过将地理数据与空间关系相结合,可以进行诸如空间查询、空间统计、空间插值、缓冲区分析、路径分析等一系列分析操作。
地理空间分析可以帮助我们理解地理现象的空间分布规律,并深入挖掘地理数据中的潜在关联性和趋势。
六、可视化展示与结果分析在完成地理数据的分析后,可以通过GIS软件提供的可视化功能将结果以图表、图像或动态地图的形式展示出来。
GIS在测绘中的空间数据分析与模拟
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GIS在测绘中的空间数据分析与模拟随着科技的不断发展,地理信息系统(GIS)在测绘领域中的应用越来越广泛。
GIS通过对地球表面和地理现象进行空间数据分析和模拟,为测绘工作提供了有效的工具和方法。
本文将探讨GIS在测绘中的空间数据分析与模拟的应用。
一、GIS在测绘中的数据分析测绘是地理空间数据的收集和处理过程,而GIS作为一种空间数据处理和分析的工具,可以帮助测绘工作者更好地分析和处理收集到的数据。
GIS利用空间数据处理技术,可以对地理现象进行高效的数据分析。
首先,GIS可以帮助测绘工作者进行地理数据的可视化。
通过将地理数据转化为地图或图表的形式,可以更直观地呈现地理现象的分布和变化。
同时,GIS还可以对地理数据进行分类、标注和符号化,使得测绘结果更易于理解和解释。
其次,GIS可以进行地理数据的查询和空间分析。
测绘工作者可以利用GIS工具对收集到的数据进行查询,以找出特定区域或特定属性的地理现象。
例如,可以通过GIS查询工具找到某个地区内特定类型的土地利用情况,或者分析不同地区的人口分布情况。
这些查询和分析结果可以为测绘工作提供重要的参考依据。
此外,GIS还能够进行地理数据的空间分析。
通过对地理数据进行空间关系的分析,可以揭示出地理现象之间的相互关联和影响。
例如,可以利用GIS进行地理空间模式的分析,从而找到地理现象的分布规律和趋势。
这对于进行测绘工作的规划和决策非常重要。
二、GIS在测绘中的数据模拟除了数据分析,GIS还可以进行空间数据的模拟和预测。
测绘工作者可以利用GIS技术模拟地理现象的变化和发展趋势,以便进行合理的规划和决策。
首先,GIS可以进行地理现象的模拟建模。
通过对历史数据和现有数据的分析,可以建立起地理现象的模型,从而模拟地理现象的演变过程和未来发展趋势。
例如,可以利用GIS模拟建立城市人口增长模型,预测未来几年内城市人口的变化情况。
这对于城市规划和基础设施建设具有重要的指导作用。
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二、GIS中的数据分析
第1节空间数据分析
地理信息系统(GIS)与—般的计算机辅助制图(CAM/CAD)系统的主要区别在于GIS具有空间数据的分析、变换能力。
除一些基本的变换功能如数据更新、比例尺变换,投影变换外.主要的空间分析和变换功能为地理数据的拓扑和空间状况运算,属性综合运算,几何要素与属性的联合运算等。
为了完成这些运算,GIS一般都以用户和系统交互的形式提供以上分析处理能力。
应指出,栅格数据结构与矢量数据结构的空间分析方法有所不同。
一般来说,栅格结构组织数据的空间分析方法要简单一些。
下图以分级结构形式概括的各种空间分析类型和方法:
图: GIS空间分析方法
一、综合属性数据分析
GIS中属性数据一般采用关系型数据库管理,因此,关系数据库中各种分析功能都可以对属性性数据进行分析。
(一)数学计算
属性数据中的数字型数据可以进行“加”、“减”、“乘”、“除”、“乘方”等数学运算,以产生新的属性值,如人口数/图斑面积(km)=人口密度。
(二)逻辑运算
逻辑运算的基本原理是布尔代数,这种逻辑分析几乎可以在所有
的空间分析中得到应用。
它按属性数据的组合条件来检索其他属性项目或图形数据,以及进行空间聚类.
(三)单变量分级分析
属性的单变量分级分析是把单个属性作为变量,依据布尔逻辑方法分成若干个类别。
这种分析方法,可进行属性数据的合并式转换,把复杂的属性类别合并成简单的类别,以实现空间聚合
(四)多变量统计分析
多变量统计分析主要用于数据分类。
在GIS中存储的数据具有原始的性质,以便用户可以根据不同的使用目的,进行任意提取和分析,特别是对于观测和取样数据.随着采用的分类和内插方法的不同,得到的结果有很大的差异, 因此,在大多数情况下, 首先是将大量未经分类的属性数据输入信息系统的数据库,然后要求用户建立具体的分类算法,以获得所需要的信息。
1.变量筛选分析
随着现代数据收集系统的不断改进,在一个取样点上常可以收集到几十种原始变量。
在这些变量中有许多是相互关联的,可以通过寻找一组相互独立的变量,使多变量数据得到简化,这就是变量筛选分析。
常用的变量筛选方法有主成分分析法、主因子分析法和关键变量分析法等。
主成分分析是以取样点作为坐标轴,以属性变量作为矢量矩阵,研究属性变量之间的亲疏关系。
主因子分析是以属性变量作为坐标轴,以取样点作为矢量矩阵,
通过以相似系数建立相关矩阵来研究取样点之间的亲疏关系。
关键变量分析则是利用同性变量之间的相关矩阵,通过由用户确定的阀值,从数据库变量全集合中选择
一定数量的关键独立变量,以消除其它
冗余的变量。
2. 变量聚类分析
所谓变量聚类分析就是一系列数据
观测点的属性交量,按其性质上的亲疏
远近程度进行分类。
二、缓冲区分析
缓冲区(BUFFER)分析即根据数据库中的点、线、面实体,在其周围建立一定宽度范围的缓冲区多边形(如下图)。
这是GIS空间分析的基本功能之一。
例如,断层影响带.
特征要求缓冲区宽度不同时的处理: 在进行缓冲区分析时,经常发生不同级别的同一类要素具有不同的缓冲区大小。
例如,在城市土地地价评估时,沿主要街道两侧的通达度、繁华度的辐射范围大.而小街道则较小.这与要素的类型和特点有关。
在建立这种缓冲区时,首先应建立要素属性表,根据不同属性确定不同的缓冲区宽度,然后再产生缓冲区.
三、空间合成叠置分析
空间信息(多边形网络叠置层)的合成叠置,就是把同一地区、同一比例尺的两幅或两幅以上的图层重叠在一起,产生新的空间图形或空间位置上新的属性(加、减、判别等)。
叠置后产生的新的图形属性就是原叠置相应位置处的图形对应属性的函数,可用下述关系式表达:
U=f (A、B、C… )
式中A、B、C…表示原叠置层的图形的属性.f函数取决于各层上的属性与用户需要之间的关系。
(一)包含分析
包含分析主要用于确定点、线、面之间的相互联系,如确定某区域内矿井的个数,这是点与面之间的包含分析。
(二)多边形叠置
参加叠置分析的两个图层应都是矢量多边
形结构。
若需进行多层叠置,也是两两叠置后
再与第三层叠置,依次类推。
其中被叠置的多
边形为本底多边形,用来叠置的多边形为上覆
多边形,叠置后产生具有多重属性的新多边形
(右图)
多边形叠置的目的是通过区域多重属性的模拟,寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域;或是按照确定的地理指标,对叠置后产生的具有不同属性级的多边形进行重新分类或分级。
(三)栅格数据的叠置分析
栅格数据的叠置,有三种主要变换类型的函数关系,即点变换、区域变换和邻域变换。
四、网络分析
网络是一系列相互联结的弧段.形成物质、信息流通的通道。
例如;水从水库流向各种水渠;从发电厂经电网向用户供电;城市的道路网均构成网络.
网络分析的主要用途是:选择最佳路径;选择最佳布局中心的位置。
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;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。
网络上任意点都可以是起点或终点。
第2节数字地面模型(DTM)与地形分析
一、DTM的概念与作用
数字地面模型是描述地面诸特性空间分布的有序数值阵列.
二、DTM的表示方法
1.数学分块曲面表示法
这种方法把地面分成若干个块,每块用一种数学函数,如博立叶级数多次多项式、随机布朗运动函数等,以连续的三维函数高平滑度地表示复杂曲面,并使函数曲面通过离散采样点。
2.规则格网表示法
规则格网表示方法是把DTM表示成高程矩阵,它来源于直接规则矩形格网采样点或由规则或不规则离散数据点内插产生。
由于计算机对矩阵的处理比较方便.特别是以栅格为基础的GIS系统中高程矩阵已成为DTM最通用的形式。
3.不规则三角网(TIN)表示法
不规则三角网(TIN)是专为产生DTM数据而设计的一种采样表示系统。
它克服了高程矩阵中冗余数据的问题,而且能更加有效地用于各类以DTM为基础的计算。
因为了DTM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。
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),如下图。
三、DTM的空间内插方法
DTM空间内插的概念十分简单,即在一个由x、y坐标平面构成的二维空间中,由已知若干离散点的高程,估算待内插点的高程值。
由于DTM采样的数据点呈离散分布形式,或是数据点虽按格网排列,但格网的密度不能满足使用的要求,这就需要以数据点为基础进行插值运算。
DTM内插按插点分布范围,可分为分块内插、剖分内插和单点移面内插三类,见下图。
常用的内插方法有:
1.二元多项式拟合内插(趋势面拟合)
2.二元样条函数内插
3.距离加权平均内插
4.KRIGGING算法
四、DTM地形分析
尽管DTM的应用十分广泛,但地形分析是其基本应用,其它应用都可由此推演、扩展。
地形分析的内容有地形因子提取、地表类型分类以及剖面团的绘制等。
(一)地形因子的自动提取
1.坡度和坡向分析:坡度定义为水平面和地形表面之间夹角的正切值;坡向为坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹
角。
坡度和坡向的计算通常在3×3个DTM格网窗口中进行。
2.地表粗糙度计算:地表粗糙度是反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标,一般定义为地表单元的曲面面积与其在水平面
上的投影面积之比。
但根据这种定义,对光滑而倾角不同的斜
面所求出的粗糙度,显然不妥当。
实际应用中,以格网顶点空
间对角线L1和L2的中点距离来表示地表粗糙度,值愈大,说
明4个顶点的起伏变化也愈大。
3.高程变异分析:高程变异是反映地表单元格网各顶点高程变化的指标,它以格网单元顶点的标准差与平均高程的比值来
表示。
4.谷脊特征分析:谷和脊是地表形态结构中的重要部分。
谷是地势相对最低点的集合,脊是地势相对最高点的集合。
(二)地形剖面图的绘制
DTM表示了—个区域地形的整体状况。
在应用中经常需要了解从地面上一点至另一点沿途的地形变化情况,如通视性、地貌轮廓形状、斜坡特征、地表切割强度等,这就需要绘制地形剖面图。
(三)真实感地形表示
把地形表面以真实感强的三维图形表示出来。
若把地形表示成色调连续变化的三维图像,则在土地景观设计、森林覆益模拟等应用中更适用、美观和形象。
其处理过程是:透视变换;色调计算,隐藏面消除;图形输出等。
(四)泰森多边形分析
第三节数据输出与自动制图(略)。