空间数据的集合分析和查询

二者结合
查询条件
查询结果
GIS软件 空间查询语言
空间数据库
统计结果： 图、表、文字
新图层
新的属性域添加到 属性数据库
闪烁、颜色等明显 表示
方式
几何查询 属性查询 拓扑查询 SQL查询
内容
临近空间对象 与属性
空间对象分布
空间关系
空间对象与属性
结果
高亮度显示 属性列表 统计地图
一、空间查询的方式
1、给出图形信息：如鼠 标点取，拉框等方式
例如，“查询长江流域人口大于70万的县或市”，可表示为：
SELECT *
FROM县或市
WHERE 县 或市.人口 > 70万 AND CROSS （河 流.名称=“长 江”）
主要优点是：保留了SQL的风格，便于熟悉SQL的用户的掌握， 通用性较好，易于与关系数据库连接。
执行扩展SQL，如果要将属性和空间关系整体统一起来，从底 层进行查询优化，有一定困难。目前一般将两层分开进行查询。
7）边沿匹配检索
空间查询在多幅地图的数据文件之间进行，这时需应用边沿 匹配处理技术。
4、属性查询
1） 查找
仅选择一个属性表，给定一个属性值，找出 对应的属性记录或图形。
在屏幕上已有一个属性表，用户任意点取 记录，对应的图形以高亮显示。
实现：执行数据库查询语言，找到满足要 求的记录，得到它的目标标识，再通过目标标 识在图形数据文件中找到对应的空间对象，并 显示出来。
查询是GIS用户最经常使用的功能，GIS用户提出的很 大一部分问题都可以以查询的方式解决，查询的方法和查询 的范围在很大程度上决定了GIS的应用程度和应用水平。
回答用户的简单问题 不改变空间数据库数据 不产生新的空间实体和数据 空间查询技术由简单到复杂
图形--属性
查询方式
属性限制 空间拓扑限制
4）穿越查询
某公路穿越了某些县，采用空间运算的方法执行，根据一个线目标的 空间坐标，计算哪些面或线与之相交。
5）落入查询
一个空间对象落入哪个空间对象之内。--空间运算
6）缓冲区查询
根据用户给定的一个点、线、面缓冲的距离，从而形成一个 缓冲区的多边形，再根据多边形检索原理，检索该缓冲区内的空 间实体。
B、 从结点表中，查询与这些结点关联的弧段；
点—点（A与B是否相通）等。
B 1C A2
2）相关分析检索（不同要素类型之间的关系）--通过 检索拓扑关系
线—面（我国边境线总长度） 点—线（自来水GIS中，与某阀门相关的水管） 点—面
3）包含关系查询
查询某个面状地物所包含的空间对象。 同层包含，如，某省的下属地区，若建立有空间拓扑关系，可直接查 询拓扑关系表来实现；不同层包含，如某省的湖泊分布，没有建立拓扑， 实质是叠置分析检索，通过多边形叠置分析技术，只检索出在窗口界限范 围内的地理实体，窗口外的实体作裁剪处理。
空间查询：扩展SQL查询
图形与属性的联合查询。 条件：长江三峡地区长江流域人口大于70万的县、市地区
属性数据的查询统计
1 属性数据的集中特征数
频数和频率、平均数、数学期望、中数及众数
2 属性数据的离散特征数
在分析GIS的属性数据时，不仅要找出数据的集 中位置，而且还要查明这些数据的离散程度，即它们 相对于中心位置的程度，同时，还要分析它的变化范 围。
第六节 空间数据的查询 和集合分析
空间数据的集合分析和查询，又称咨询式 分析，是指按照给定的条件从空间数据库中检 索满足条件的数据，对答用户提出的问题。
空间查询
空间查询是空间分析基础，任何空间分析都开始于空 间查询。查询属于数据库的范畴，一般定义为作用在库体上 的函数，它返回满足条件的内容。查询是用户与数据库交流 的途径。
对于两组数据，可能它们的平均数是一样的，但 它们分布在平均数附近的疏密程度却可能不同，即它 们的离散程度可能不一样。从统计规律的角度讲，离 散程度较小的区域，其平均数的代表性较好；反之则 较差。很明显，前述的平均数、数学期望、中数和众 数是不可能反映数据的离散程度的，因此需要引入刻 划离散程度差异的统计特征数，即极差、离差、方差、 标准差、变差系数。
1）检索其相应属性； 2）检索其空间拓扑关系
2、给出属性特征条件
1）检索对应的空间实体 2）查询属性
单纯查询：单纯地查询属性或只查询空间拓 扑关系
联合查询：将空间数据与属性数据联合查询。
二、空间数据查询种类 1、几何参数查询：
包括点的位置坐标，两点间的距离，一个或一段线目标的长度，一 个面目标的周长或面积等。
3、空间关系查询
1）相邻分析检索---通过检索拓扑关系
面—面：如查询与面状地物相邻的多边形的实现方法： A、 从多边形与弧段关联表中，检索该多边形关联的所
有弧段；
B、从弧段关联的左右多边形表中，检索出这些弧段关 联的多边形。 线—线（与某干流A相连的所有支流）
A、 从线状地物表中，查找组成A的所有弧段及关联的 结点；
实现：查询属性库或空间计算
2、空间定位查询：
给定一个点或一个几何图形，检索该图形范围内的空间对象及其属 性。
1）按点查询： 给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性---点的捕捉。
2）开窗查询----按矩形、圆、多边形查询 分为该窗口包含和穿过的区别。
实现：根据空间索引，检索哪些对象可能位于该窗口，然后根据点、 线、面在查询开窗内的判别计算，检索到目标。
5、其它查询方法
1）可视化空间查询
可视化查询是指将查询语言的元素，特别是空间关系，用直观的图形或符号表示。查询 主要使用图形、图像、图标、符号来表达概念。
具有简单、直观、易于使用的特点。缺点：当空间约束条件复杂时，很难用图符描述； 用二维图符表示图形之间的关系时，可能会出现歧义；难以表示“非”关系；不易进行范围 （圆、矩形、多边形等）约束；无法进行屏幕定位查询等。
2）SQL查询
Select 属性项 From 属性表 Where 条 件 or条件 and 条件
实现：交互式选择各项，输入后，系统再 转换为标准的SQL，由数据库系统执行，得到结 果，提取目标标识，在图形文件中找到空间对 象，并显示。
3）扩展SQL
空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的，即在数据 库查询语言上加入空间关系查询。为此需要增加空间数据类型（如 点、线、面等）和空间操作算子（如求长度、面积、叠加等）。在 给定查询条件时也需含有空间概念，如距离、邻近、叠加等。