第三章 UGIS的空间分析模型(1-2节)
ArcGIS空间分析ppt课件
三维分析则有如下内容：三维模型建立和显示基础上的空间 查询定位分析，以及建立在三维数据上的趋势面分析、表面积、 体积、坡度、坡向、视亮度、流域分布、山脊、山谷及可视域分 析等。
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4
ArcGIS空间分析模块
ArcGIS空间分析模块
空间分析模块 （spatial analysis）
3D分析模块 3D analyst
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14
矢量数据空间分析
矢 量 分 析
缓冲区 分析
空间 处理
（buffer）
(Geoprocessing)
叠置分析 (overlay)
数据融合 数据合并 数据裁切 图层擦除 识别叠加 交集操作 图层合并 (dissolve)（merge） （clip） （E精选ra课件spept ）（Identity（）Intersect）（Un15ion）
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30
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31
叠置区分析——交集 intersect
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32
叠置分析 (overlay)
4、图层合并（Union）：图层合并是通过把两 个图层的区域范围联合起来而保持来自输入 地图和叠加地图的所有地图要素。
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33
叠置区分析——图层合并union
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ArcGIS空间分析
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1
主要内容
ArcGIS空间分析简介 ArcGIS矢量数据空间分析 ArcGIS栅格数据空间分析 ArcGIS三维分析 ArcGIS地统计分析
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2
ArcGIS空间分析简介
空间分析是GIS的主要特征，有无空间分析功能是GIS与 其他系统相区别的标志。空间分析是从空间物体的空间位置、 联系等方面去研究空间事物，以对空间事物做出定量的描述， 作出预测并提出合理的调控措施。
ArcGIS 空间分析学习指南
ArcGIS Spatial AnalystJerry整理制作，版权归原作者所有栅格数据和非栅格数据的复合应用是GIS应用中的一个趋势，目前多数GIS软件关注的是矢量数据的分析和应用。
随着GIS和遥感以及DEM的不断发展，栅格数据在GIS中将扮演越来越重要的角色。
这几天，兔八哥认真的学习了一些这方面的知识，并正在学习ArcGIS Spatial Analyst，下面将学习心得和大家共享。
对于这个模块，兔八哥也是初学，难免会出现问题，请大家指正！第一节 空间分析扩展模块简介1.1 简介ArcGIS空间分析扩展模块提供了功能强大的空间建模和分析工具。
利用这个扩展模块可以创建基于栅格的数据，并对其查询，分析，绘图。
在空间分析模块中我们可以采用的数据包括影像，Grid以及其他的栅格数据集。
1.2空间分析扩展模块功能下面列举一些使用该模块可以实现的功能：·根据要素生成Arcinfo Grid·从要素按照一定距离或临近关系生成Raster·由点状要素生成密度栅格图·由离散要素点生成连续表面·根据要素派生出等高线，坡度图，坡向图和山体阴影·进行基于栅格数据的分析·同时在多个栅格数据上进行逻辑查询和代数运算·进行临域和区域分析·进行栅格分类和显示·支持很多标准格式1.3 空间模型模型就是把源域的组成部分表现在目标域中的一种结构。
源域中被表现的部分可以是实体，关系，过程或者其他感兴趣的现象。
建模的目的就是对源域的简单化和抽象化。
因此空间建模就是对地面上的地理实体进行简单和抽象化进行表示的过程。
模型有两类：表征模型和过程模型。
前者是用来描述物体，而后者则关注是物体间的相互作用和描述过程。
GIS过程模型，它可以使用一个流程图来表示。
第二节在ArcGIS中进行空间分析２．１分析环境设置在进行空间分析前，必须对设定分析范围，存储形式，存储使用的坐标系统，输出Grid的大小，缺省的输出目录。
三维GIS空间数据模型(理论实操)
为了区别不同实体，每个 实体都赋予一个唯一的标 识符。
第三章 空间数据模型
行业进步
空间数据模型：指利用特定的数据 结构来表达空间对象的空间位置、 空间关系和属性信息；是对空间对 象的数据描述。
1
内容
行业进步
第一节 空间实体的描述和分类和数据组织 第二节 矢量数据模型 第三节 栅格数据模型 第四节 三角网数据模型(TIN) 第五节 属性信息 第八节 面向对象的空间数据模型
① 复杂实体有可能由不同延展度和类型的空间单元组合而 成；
② 某一类型的空间单元组合形成一个新的类型或一个复合 实例；
③ 某一类型的空间实体可以转换为另一类型；
④ 某些空间实体具有二重性，也就是说，由不同的维数组 合而成。
13
实体类型组合图例
行业进步
14
行业进步
三、空间实体在地理信息系统中的表示
Record header（8字节，存储记 Record contents 录数和记录内容的长度）
Record header
Record contents
Rec…ord…header
Record contents
28
shapefiles 头文件表
起始位置
名称
数值
0
File Code
9994
4
Unused
21
行业进步
Spatial data model
第3章UGIS空间数学模型.ppt
其中，S为标准面积指数；A为区域面积； As为与区域面积相等的等边三角形面积。
（4）标准面积指数
标准面积指数能反映城市空间分布上的 破碎程度。城市形状越破碎，则其与等边三 角形的交集越小而并集越大．所以其比值越 小。
（5）放射状指数(RADIAL SHAPE INDEX)
设多边形的顶点序列(xi , yi)按 顺时针编 码，则其重心的计算 公式为：
X G X i Ai / Ai YG Yi Ai / Ai
按梯形计算重心位置
其中，X i 和 Yi 是第i个梯形的重心的x坐标和y坐标，Ai是梯形的面积。 它们由下式得到：
Ai ( yi1 yi )(xi xi1) / 2
n
n
放射状指数= | (100di / di ) (100 / n) |
i1
i1
式中，di 是城市中心到第i地段或小区中心的 距离，n为地段或小区数量。
这一指标不单纯是从抽象的形状入手，而是 综合了城市内部各小区的位置特征。通过距离（ 可以结合时间、阻力等线路因素）反映城市中心 与区内各部分之间的具体联系。
是求两组或两组以上空间图形的交集，但是多 边形叠置分析得到的是合成多边形，而栅格叠 置分析得到的是合成数据串，这些合成的数据 文件是进一步进行空间聚类或聚合的依据。
栅格数据之间的叠合
图层之间的对应单元数值 进行数学运算。
叠合之后的图层中单元的 数值是对应单元数值进行 数学运算的结果，
原理上比较简单（相对矢 量的叠合）
从人类认识的角度来看有精确的和模糊的两种 类型，因为绝大多数地理现象难以用精确的定量关系 划分和表示，因此模糊的模型更为实用，结果也往往 更接近实际。
数据统计模型
UG第03章 数据处理与分析
通过给定的几个点(x1,y1)， (x2,y2) ，…， (xn,yn)
作一条n-1次的代数曲线 y=p(x)，用以近似地表示曲线作 y=f(x)。
1). 线性插值与二次插值 • 线性插值 两点插值，以一次多项式y=p1(x)作为插值公式； 直线插值
x x2 x x1 p1 ( x) y1 y2 x1 x2 x2 x1
• 离散模型的数值求解：
有限元法。
基本原理： 将复杂的连续结构体进行数值离散，假象地分割成数 量和尺寸上有限的单元，以节点力（应力）和节点位移
（应变）作为未知数，求解每个单元节点的应力和应变，
分为弹性有限元、塑性有限元、弹塑性有限元。
•弹性有限元：结构分析、刚度校核，如模具结构分析；
•塑性有限元：塑性变形分析、模拟，如材料变形模拟。
思考题：
材料厚度（mm） <0.5 0.5~1.0 1.0~2.5 2.5~6.0 h（mm） 5 6 7 8 a（’） 15 15 15 30
如何用数组的形式表达？
特点：
编程简单；共享率低。 适用范围： 数据少、专用的、共享率低的数表
2. 以数据文件形式存放数表 程序、数据分离。 思考题的数据文件形式： 建立文本文件 test.dat如下所示：
特点：简单；近似程度优于线性插值。
2). 拉格朗日插值 将二次插值方法推广到n次，可得拉格朗日插值公式。
n x xj pn 1 ( x) yK K 1 j 1 xK x j jK
n
特点：复杂；精度高。
注意：阶数高不一定精度高，一般采用分段低阶插值。
特点：简单；误差较大。
• 二次插值
三点插值，以二次多项式y=p2(x)作为插值公式； 抛物线插值
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程 三维分析
3）张力样条插值
样条插值是用表面拟合一组点的方法，要求所有 的点均处于生成的表面上。
图9.9 张力样条插值操作按钮
图9.10 张力样条插值操作对话框
资料仅供参考
一、表面创建
4）规则样条插值
规则样条允许控制表面的平滑度。 需要注意的是，规则样条中的权重值用来控制表 面的平滑度。权重指定三阶导数的系数，以使表面的 曲率最小。权重值越大，表面越平滑，一阶导数（坡 度）表面也越平滑。通常，权重值取0~0.5。
资料仅供参考
一、表面创建 （2） TIN表面的创建
通常TIN是从多种矢量数据源中创建的。可以用点、线与多 边形要素作为创建TIN的数据源。 1）点集：它是TIN的基本输入要素，决定了TIN表面的基本形 状。
图9.15 点集图
资料仅供参考
一、表面创建
2）隔断线
它可以是具有高度的线，也可以是没有高度的线。 在TIN中构成一条或多条三角形的边序列。隔断线即可 用来表示自然要素，如山脊线、溪流，也可以用来创建 要素如道路。
•指定最大的搜索半径，可以限制搜索半径。如 果在达到最大搜索半径时，搜索到的点数还没有 达到指定的数目，此时将停止搜索，用已经搜得 的点计算插值单元。
资料仅供参考
一、表面创建
6）邻域法插值
• 邻域插值将TIN的一些方法与栅格插值方法结合起来。 栅格表面使用输入数据点及其邻近栅格单元进行插值。
图9.13 邻域插值操作按钮
图9.53 垂直拉伸后的图
资料仅供参考
三、ArcScene三维可视化
（3）使用动画旋转:
图9.54 动画旋转操作对话框
资料仅供参考
三、ArcScene三维可视化
（4）改变场景的光照
GIS的空间分析模型
一、模型的概念和模型的生成人们认识和研究客观世界一般有三种方法：逻辑推理法，实验法和模型法。
模型法是我们了解和探索客观世界的最有力、最方便、最有效的方法。
客观世界的实际系统是极其复杂的，它的属性也是多方面的。
但是，建立模型决不能企图将所有这些因素和属性都包括进去，只能根据系统的目的和要求，抓住本质属性和因素，准确地描述系统。
模型的表示方法有两种表示形式：一阶谓词逻辑表示形式与关系表示形式。
一般采用容易为用户接受的关系表示方法。
它将模型看成一个虚关系，它的项由模型的输入项和输出项组成。
这个虚关系是模型输入项与输出项的笛卡尔乘积的子集。
这样，在创建模型时，就象创建关系数据库中的关系一样。
此外，还需定义关系中各项的域值，以及输入项和输出项之间的关系。
模型的描述方式和模型的生成关系密切。
不同的描述方式有不同的建模步骤，模型生成的一般步骤为：建模准备、模型假设、模型建立：、模型求解、模型分析、模型检验、模型应用与检验。
二、GIS的空间分析模型(一)、GIS空间分析模型的概念与特点空间分析模型是指用于GIS空间分析的数学模型。
GIS空间分析模型是在GIS空间数据基础上建立起来的模型，它是对现实世界科学体系问题域抽象的空间概念模型，构成空间分析模型的空间目标(点、弧段、网络、面域、复杂地物等)的多样性决定了空间分析模型建立的复杂性；空间层次关系、相邻关系以及空间目标的拓扑关系也决定了空间分析模型建立的特殊性；空间数据构成的空间分析模型也具有了可视化的图形特征；GIS要求完全精确地表达地理环境间复杂的空间关系，因而常使用数学模型，此外，仿真模型和符号模型也在GIS中得到了很好的应用。
(二)、空间分析模型的类型空间分析模型分为以下几种类型：1、空间分布分析模型用于研究地理对象的空间分布特征。
主要包括：空间分布参数的描述，如分布密度和均值、分布中心、离散度等；空间分布检验，以确定分布类型；空间聚类分析，反映分布的多中心特征并确定这些中心；趋势面分析，反映现象的空间分布趋势；空间聚合与分解，反映空间对比与趋势。
GIS课件第六讲 空间数据模型(3学时)
4.3
பைடு நூலகம்
700
南美大陆
1790
12.0
3.5
600
南极大陆
1390
9.3
2.9
2263
欧洲大陆
1040
7.0
2.1
300
澳大利亚大陆
780
5.2
1.5
340
合计
14900
100
29.2
875
寒带面积占全球面积8.3%； 温带面积占全球面积51.9%； 热带面积占全球面积39.8%。
第一节 地球椭球体基本要素
1750年乾隆京城全图
1842年北京地图
1945年民国地图：四川省
第七节 三维模型
城市三维景观虚拟现实 飞行虚拟现实 洪水淹没虚拟现实
虚拟现实（VR）分类： 1、全侵式虚拟现实系统：指客户能带上头盔、数据
手套、数据衣服、操纵杆等外部设备，在全范围360度视 野内感受虚拟环境。并能利用外设与VRE进行交互。
刚果：维伦加(Virunga)大猩猩 国家公园(1978年2月6日)
刚果：维伦加(Virunga)大猩猩 国家公园(2005年2月21日)
二、时空数据模型设计思想 疆域变迁、地籍变更、海岸线变化、 道路改线、环境变化等应用领域，需保 存并管理历史变化数据，以便将来重建 历史状态、跟踪变化、预测未来。
（二）地理空间的距离度量
第五节 网络结构模型
地物被抽象为链、节点等，并 要关注其间连通关系。
如通过管线与隧道分析水气油 及电力等流动，高速公路、高铁， 互联网、数字电视网等。
• 通过狭小的通道转换属性和空间数据
• 提供丰富的数据模型（粗管道）、大量 I/0格式和其间的双向转换
UGIS
1、GIS数据的三个基本特征及含义几何数据、属性数据和时间数据，分别描述地理现象的空间位置、属性特征及时间特征三个侧面。
几何数据：描述地理现象的空间位置、空间形态、空间关系等方面。
地理信息总是与其地理位置联系在一起的，具有空间定位性；属性数据：有时又称非空间数据，是描述地理现象专题性质的定性或定量数据。
地理信息总是反映一定的专题内容，具有专题性;时间特征：是指地理数据采集或地理现象发生的时刻、时段，以及地理现象的动态变化。
时间对环境模拟分析十分重要，正受到地理信息系统研究领域的重视。
地理信息的时间特征要求及时采集和更新地理信息，并分析地理现象随时间的分布和变化规律，进而对未来做出预测。
空间位置、属性和时间是地理信息的三大要素。
2、城市地理信息分为两大类及其含义基础地理信息：包括各种平面和高程控制点、建筑物、道路、水系、境界、地形、植被、地名及某些属性信息等，用于表示城市基本面貌并作为各种专题信息空间定位的载体。
专题地理信息：是指各种专题性城市信息，包括城市规划、土地利用、交通、综合管网、房地产、地籍、环境等，用于表示城市某一专业领域要素的空间分布及规律。
3、城市地理信息的基本特征：数据量大、数据分布不均匀、拓扑关系复杂、多重属性结构、多尺度特征、数据来源多样化、地图表现形象化1)数据量大。
城市地理信息既有空间特征，又有属性特征，在时态地理信息系统中还有不同时间的版本，因此其数据量很大。
2)数据分布不均匀。
城市地理现象在空间上分布是不均匀的，有的区域分布密集，而有的则分布相对较为稀疏，这就造成了空间数据分布的不均匀。
例如，综合性的大都市，其空间数据的数据结构相当复杂，而中小城市，则相对较为简单。
3）拓扑关系复杂。
城市地理现象之间有复杂的空间关系，比如建筑物紧邻街道分布的相邻对象关系，公路穿越城市的关系，某城市在河流的左侧还是右侧，两条道路在城市汇聚的相交关系等，这些拓扑关系是城市空间查询和分析的重要依据，因此数据更新和概括处理中必须维护拓扑关系的一致性，避免拓扑关系的错误。
城市地理信息系统(UGIS)
第一讲绪论1、什么是城市地理信息？它有哪些基本特征？★城市地理信息:城市地理空间分布有关的各种要素的图形信息、属性信息以及相互空间关系的总称，是有关城市地理实体的性质、特征和运动状态表征的一切有用的知识，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。
城市地理信息的基本特征：数据量大、数据分布不均匀、拓扑关系复杂、多重属性结构、多尺度特征、数据来源多样化、地图表现形象性2、什么是城市地理信息系统，它的基本组成结构有哪些？与地理信息系统相比，城市地理信息系统的哪些功能是比较独特的？★★城市地理信息系统（UGIS，Urban Geographic Information System）：融计算机图形和数据库于一体，储存和处理空间信息的高新技术。
它把城市的地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，同时借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。
它的基本组成结构：基础层、专题层、综合层UGIS具有下面一些主要的特点：1.数据类型的多样性和服务对象的多层性2.精度高、现势性强3.模型化、智能化和多功能性4.与办公自动化的一体化5.严格的层次结构和高度统一的规范标准6.强烈的实用化需求第二讲城市地理信息系统理论（1）1、试述GIS的组成要素、功能及其工作原理？★答：GIS一般由五个要素组成：数据、软件、硬件、模型和人员。
GIS的五大功能：输入、处理、存储与管理、查询与分析、可视化。
GIS将现实世界抽象为相互联结不同特征的层面组合，用以解决各种复杂的地理问题。
将地面实物用多个层面来表示，依照实物的特性，可以分为点、线、面三种典型层面。
对每个特征层面，可以进一步用矢量或栅格格式来存储地理数据。
通过这些数据，进行相关操作和分析。
2、什么是地球表面、大地水准面、地球椭球体、大地基准面？如何理解地球椭球面和大地基准面的关系？★★答：（1）地球表面：地球的自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面，它不能用数学公式来表达。
系统工程 第三章(三) 状态空间模型
31
32
6
（2）状态变量：最小变量集合中的每一个变量。 一个用n阶微分方程描述的系统就有n个独立的变 量，当这n个独立变量的时间响应都求得时，系统 的行为也就完全被确定。因此，由n阶微分方程描 述的系统就有n个状态变量。状态变量具有非唯一 性，因为不同的状态变量也能表达同一个系统的行 为。
7
状态变量并不一定是系统的输出变量，也不一定 是物理上可测量的或可观测的，但在实际应用中还 是选择易测量的量。 状态变量选择方法： （1）系统中的输出物理量：如电容电压、电感电 流 （2） 系统输出及其各阶导数 （3）使系统的状态方程成为某种标准形式
13
将上述选择的状态变量代入输入输出的常微分方程 ,有如下状态方程
x1 x2 ...... xn 1 xn xn a1 xn ... an x1 u
和输出方程
y x1
14
将上式写成向量和矩阵的形式，可得
15
16
例
17
即为所求系统的状态空间表达式。
• 状态变量法：以系统的状态变量来描述系统的数
学模型称为状态空间模型（State Space Model） 。它是研究动态系统和多变量复杂系统的特性所 采用的数学模型。（它仍然是处理系统的输入和 输出间的关系的，只是在这些关系中附加了状态 变量）
3
我们用n 阶常微分方程来描述的物理系统作为研 究对象。通过引入一组被称为状态变量的变量集（ 这组状态变量的选取不是唯一的），可以得到一个 一阶常微分方程组。用它来描述系统。
离散状态方程一般使用计算机求解。连续系统的 解析解多借助于拉普拉斯变换求解，离散系统的解 析解可以借助z变换求解。
26
27
28
UGIS空间数学模型
空间分析的主要方法 ：
① 基于地图的空间图形分析 (缓冲区、叠置分析) ② 空间动力学分析 （城市扩张模型、空间择位模
型） ③ 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）
3.1.2 空间分析模型：
n
n
放射状指数= | (100di / di ) (100 / n) |
i1
i1
式中，di 是城市中心到第i地段或小区中心的 距离，n为地段或小区数量。
这一指标不单纯是从抽象的形状入手，而是 综合了城市内部各小区的位置特征。通过距离（ 可以结合时间、阻力等线路因素）反映城市中心 与区内各部分之间的具体联系。
---- 在gis空间数据基础上建立起来研究物 体空间位置以及属性、特征的模型
特征：复杂性，空间关系；可视化的图 形特征；追求精确
空间分析模型分类：
地学模型 数据统计模型 数学模型
地学模型（专题分析模型）
用信息的、语言的、数学的或其它表 达形式反映地学过程及其发展趋势或结果。
是在对系统所描述的具体对象与过程进 行大量专业研究的基础上，总结出来的客观 规律的抽象或模拟。
3.2.2.2弯曲度量算
弯曲度为曲线长度与曲线的两个端点 之间长度的比值
W=观测的路径长度/起点到终点的直 线距离
3.2.2.3面积、周长量算
Y
S
S2
S 1 n xi 2 i1 xi1
yi yi1
o
S1
X
S=S2-S1
面积是上半边界积分跟下半边界积分值之差， 周长则是线段之和；
3. 数学模型
UGIS的空间模型节解析
空间分析的主要方法
基于地图的空间图形分析（缓冲区、叠置分析） 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，
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面积量算——栅格地物
栅格：各像元面积之和
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3.2.4 形状量算
地物外形是影像处理中模式识别的一个重 要部分
基本考虑：空间完整性、多边形形状特征
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面状目标的形态参数
数学模型
检验
演绎 推断
现实世界的分析、 解释 数学的分析、预
预报、决策或控制
报、决策或控制
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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 第17页/共78页
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
li
i0
i 1
线长度可由两 点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ直线距离 相加得到
第42页/共78页
(Xi, Yi )
(Xj, Yj )
欧式距离
d Xi X j 2 Yi Yj 2
曼哈顿距离
d Xi X j Yi Yj
医院
d病人X i X j 0.6 Yi Y j 0.6 1 0.6
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第4页/共78页
空间分析——绪言
第三章 空间数据模型和数据结构(有矢栅转换)
–
–
• 空间数据的表示
y 面
面标识点 弧段
实体点
结点
岛 x
图3.6 空间数据的抽象表示
3.3.2空间关系
• 空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有： • （1）拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等 关系； • （2）顺序空间关系：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实 体之间前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系； • （3）度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系。
A1
N2 A7 P1
N1
A2 N4 P2 A6 A5 P4 N3 P3 A4 A3
N5
• （1）邻接关系。空间图形中同类元素之间的拓扑关系。例如多边形 之间的邻接关系P1与P2、P4，P4与P1、P2、P4等；结点之间的邻 接关系N1与N2、N3等； • （2）关联关系。空间图形中不同类元素之间的拓扑关系。例如结点 与弧段的关联关系N1与A1、A2、A3； N2与A1、A6、A7等；弧段与 多边形的关联关系A1与P1， A2与P1等；弧段与结点的关联关系A1 与N1、N2，A2与N1、N3等；多边形与弧段的拓扑关联关系P1与A1、 A2、A7，P4与A2、A3、A5、A4等。 • （3）包含关系。空间图形中不同类或同类但不同级元素之间的拓扑 关系。例如多边形P4中包含P3。 • （4）连通关系。空间图形中弧段之间的拓扑关系。例如A1与A2、A6 和A7连通。 A1
N1 A2
N4 P3 A4 A3
A6
P2 A5
N3
P4
N5
表3.2 弧段与结点的拓扑关系
弧段 A1 A2 A3 A4 A5 始结点 N2 N1 N5 N4 N3 终结点 N1 N3 N1 N4 N5
空间分析建模 PPT
ModelBuilder：模型参数化
模型中的变量（数据和派生数据）可以 参数化 ，这样做的目的有两个：
可以通过对话框的方式运行模型,就如运行 Arctoolbox中的其它分析工具一样; 能够作为子模型用于其它模型中
参数化 的模型 可以作 为子模 型用于 构造更 复杂的 模型
ModelBuilder模型图式样:
ArcToolbox，选择New toolbox命令，生
成Toolboxl；2）右键单击ArcToolbox，
在New中选择Model命令，生成Model
一个处理过程由：输入数据，工具、输出 数据组成：
通过多个处理过程将多个因子组合在一起， 实现对复杂问题的建模
公园选 址模型： 人口密 度，现 有公园 位置
通过脚本调用ArcToolbox进行空间处理,实际上是通过
GPDispatch组件类来实现. 所谓的批处理:成批处理文件或操作,是一次操作多个相同 格式数据的过程,脚本提供了一种便捷的方式用于批处理, 只要在脚本中加入循环语句即可.
实验
ModelBuilder：唯一输入数据的模型
Area Within 100 meters of Streams?
ModeBuilder:多个输入数据的模型:
Parcels Within Flood Zone
ModelBuilder：多个输出数据的模型
4. 脚本文件
任何可以支持COM的脚本语言都可以执行ArcGIS9的地 理处理工具，如Python，Jscript和VBScript等 脚本可以通过一个工具或多个工具实现一个简单或则复杂 的处理,也可以通过循环操作来输入数据进行批处理.
Model Builder 在Arctoolbox中可用
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- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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
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
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
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
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
MapInfo软件中线目标的几何参数查询
MaArcGIS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？
按属性信息查询空间位置
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
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
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
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