第三章 UGIS的空间分析模型(1-2节)

几种常见的拓扑关系
空间查询
简单的点线面相互关系拓扑查询
面面查询：如与某个多边形相邻的多边形有哪些 面线查询：如某个多边形内包含哪些线 面点查询：如某个多边形内有哪些点状地物 线面查询：如某条线经过的多边形有哪些 线线查询：如与某条河流相连的支流有哪些 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 点面查询：如某个点落在那个多边形内 点线查询：如某个结点由哪些线相交而成
在真实世界中，可以基于某种描述发现定位坐标。这可能是 街名和一个门牌号码，也可能包括城市、州、县的名称
如“380 New York St., Redlands, CA, 92373”，你能发现 California，然后Redlands城市，你也可以通过邮政编码号来 定位区域，定位街道，解释该地址定位在街道哪里和哪边
MapInfo软件中线目标的几何参数查询
Mapinfo软件中面状目标的几何参数查询
ArcGIS软件中图形查属性的表达方式
空间查询
图形和属性的互查是最常用的查询，主要有两类 按属性信息的要求来查询定位空间位置，称为“属性查 图形”。如在中国行政区划图上查询人口大于4000万且 省会城市人口大于1000万的省有哪些？
3.2.2 空间信息量算类型
几何量算 ：讨论线状和面状目标的几何 参数量算 形状量算：讨论面状目标的形态参数量 算，如延伸比、圆度、形状系数、紧凑 度、椭圆指数等 重心量算：描述地理目标空间分布的最 有用的单一变量是目标的重心位置
Dr. John Snow与 1854年伦敦威斯敏
斯特市霍乱爆发
Pump at Broad Street
空间分析——绪言
通过开发和应用适当的数据模型，用户可以 使用GIS的空间分析功能来研究现实世界 用户可以将各种空间分析组合成一个操作序 列，从已有模型求得一个新模型，而这个新 模型就可能展现出数据集内部或数据集之间 新的或未曾明确的关系，从而深化我们对现 实世界的理解
空间查询
图形和属性的互查是最常用的查询，主要有两类 根据对象的空间位置查询有关的属性信息，称为“图形 查属性”。如一般的GIS软件都提供一个“INFO”工具， 让用户利用鼠标，用点选、画线、矩形、圆、不规则多 边形等工具选中地物，并显示所查询对象的属性列表， 可进行有关统计分析
MapInfo软件中点目标的几何参数查询
第三章 UGIS的空间分析模型
主要内容
3.1 空间分析模型 3.2 空间信息查询与量算 3.3 空间变换分析 3.4 网络分析 3.5 城市数字地形模型（UDEM）
空间分析是基于地理对象的空间布局的 地理数据分析技术
By Dr. Robert Haining
空间分析是GIS的核心和灵魂，是GIS区 别于一般的信息系统、CAD或者电子地 图系统的主要标志之一
空 间 查
空询 间 查 询 与 量 算空
间 量 算
图形与属性互查
属性查图形 图形查属性
在大多数GIS中， 提供的空间查询 方式有：
定位查询 分层查询 区域查询 条件查询 空间关系查询
几何量算
线的长度计算 面状地物的面积
形状量算
线形状的测量 多边形形状测量
质心量算
距离量算
3.2.1 空间信息查询与量算
空间分析的主要方法
基于地图的空间图形分析（缓冲区、叠加分析） 空间动力学分析（城市扩张模型、空间选位模型） 空间信息分析（根据数据或统计方法建立的模型，
如空间聚类，回归模型等）
主要内容
3.1 空间分析模型 3.2 空间信息查询与量算 3.3 空间变换分析 3.4 网络分析 3.5 城市数字地形模型
空间信息查询: 在GIS中根 据一定的图形条件或属性 条件或两者的结合条件， 检索出对应的空间对象的 属性或图形的一种工具
图形--属性
查询方式
属性限制 空间拓扑限制
二者结合
查询条件
查询结果
统计结果： 图、表、文字
新图层
新的属性域添加到 属性数据库
GIS软件 空间查询语言
闪烁、颜色等明显 表示
空间数据库
空间分析——绪言
空间分析源于20世纪60年代地理科学的计量革命 开始阶段，主要是应用定量（统计为主）分析手段 用于分析点、线、面的空间分布模式；后来更多的 是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂 空间系统的时空演化过程分析 空间分析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
按属性信息查询空Baidu Nhomakorabea位置
属性查询图形
分类：属性查询、空间关系查询
属性查询 （面积大于1000km2的县）
空间关系查询 （有湖泊通过的县）
空间查询
基于空间关系的查询
空间实体间存在多种空间关系，包括拓扑、距离、方 位等，如查找满足下列条件的城市： 在京沪线的东部；距离京沪线不超过50公里，城市人 口大于100万，城市区域面积5000平方公里
主要内容
3.1 空间分析模型 3.2 空间信息查询与量算 3.3 空间变换分析 3.4 网络分析 3.5 城市数字地形模型
3.1 空间分析模型概述
空间分析
——指用于分析空间目标的一系列技术处理
目的是： 描述与认知空间数据分布特征，如点线面的空间分异状况 解释空间现象与模式的形成机理，如城市土地利用变化研究 调控在地理空间上发生的事件，如水资源的合理配置 预测预报，如洪水的预测预报
ArcGIS中的空间关系查询界面
ArcGIS中的空间关系查询界面
相交 在某个距离内 完全包含 完全在……内 中心在……内 同……共边 相切 相同 被……的轮廓穿过 包含 被……包含 ……
基于空间关系查询
查找与318国道相交的省份！
空间查询
地址匹配查询（Geocoding Query） 以文字、数字表达的位 置信息转换表达为几何上的空间位置和属性信息，是GIS特 有的一种查询功能
查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是 GIS的基本功能之一，它是GIS进行高层次分析的 基础。在GIS中，为了进行高层次分析，往往需要 查询定位空间对象，并用一些简单的量测值对地理 分布或现象进行描述，如长度、面积、距离等。实 际上，空间分析首先始于空间查询和量算，它是空 间分析的定量基础。
空间信息查询