土地信息系统 第5章 空间分析-概述、查询与缓冲
第五章 土地信息处理与分析技术 土地信息系统土地资源管理专业
• 1.
2.
15
2.资源分配
• 资源分配也称定位与分配问题，它包括了目标 选址和将需求按最近 ( 这里的远近是按加权距 离来确定的)原则寻找的供应(收购)中心(资源 发散或汇集地)两个问题。
16
3. 连通分析(结点之间相互连通)
• 从某一结点或边出发能够到达的全部结点或边， 这一类问题称为连通分量求解。 • 最少费用连通方案的求解，即在耗费最小的情况 下使得全部结点相互连通。 • 连通分析对应图的生成树求解。最少费用求解过 程则是生成最优生成树的过程
第五章 土地信息处理与分析技术
• 土地信息的空间分析 • 土地信息的空间查询
1
第五节 土地信息的空间分析
空间分析: 是基于土地对象的位臵和形态特征的空间 数据分析技术, 其目的在于提取和传输空间信 息。 结果: 产生新图形; 新属性 • • • • 缓冲区分析 拓扑叠加分析 逻辑关系分析 网络分析
8
4、点与面的叠加：可以分析每个多边形内
某类点状元素的多少或哪些点落在哪些多 边形内, 常用于各种事物分布分析, 如查 看GPS控制点的分布情况等。
9
三、逻辑关系分析
• 用逻辑表达式来分析处理重合点的非几 何特性之间的逻辑关系, 实现对空间数 据复合、提取、删除等操作。如子集A为 针叶林区, 子集B为坡度小于150区
6
2. 面与面的叠加：
面与面的叠加是 将两个多边形层 叠加到一起, 合 成一个新的多边 形。面与面的叠 加在城市规划及 土地管理中用途 很广。面与面的 叠加如图5-36所 示。（属性提取、 图形切割）
7
3. 线与面的叠加：线 与面的叠加是将一个 线状元素或网络状元 素与多边形叠加。例 如: 线为道路网, 面 为市区某区块, 则可 得到该区内道路分布 状况及密度、内部交 通流量、进入和离开 交通量等。线与面的 叠加分析如图5-37。
GIS原理与应用教案——第五章 空间查询与空间分析
第五章空间查询与空间分析学习要求：掌握1、GIS的数据查询的基本知识2、GIS空间分析模型及其算法§5.1 空间数据的查询一、空间数据查询的含义数据查询是GIS的一个非常重要的功能，定位空间对象、提取对象信息，是地理信息系统进行高层次空间分析的基础。
二、空间数据查询的方式1、基于属性数据的查询：2、基于图形数据的查询：3、图形与属性的混合查询4、模糊查询：5、自然语言空间查询：6、超文本查询7、符号查询三、查询结果的显示方式查询结果的显示环境参数1、显示方式（the display mode）有5种显示方式用语多次查询结果的运算：刷新、覆盖、清除、相交和强调。
2、图形表示（the graphical presentation）用于选定符号、图案、色彩等。
3、绘图比例尺（the scale of the drawing）确定地图显示的比例尺（内容和符号不随比例尺变化）。
4、显示窗口（the window to be shown）确定屏幕上显示窗口的尺寸。
5、相关的空间要素（the spatial context）显示相关的空间数据，使查询结果更容易理解。
6、查询内容的检查（the examination of the content）检查多次查询后的结果。
§5.2 空间数据的统计分析讲述空间数据统计分析中基本统计量的计算和常用统计数据的分类分级算法。
一、属性数据的集中特征数反映属性数据集中特性的参数有：频数：变量在各组出现或发生的次数；频率：各组频数与总频数之比；平均数：反映了数据取值的集中位置；简单算术平均数的计算公式为：加权算术平均数的计算公式为：数学期望：以概率为权值的加权平均数的；中数：对于有序数据集X，如果有一个数x，能同时满足以下两式：则称x为数据集X的中数，记为M。
e若X的总项数为奇数，则中数为：若X的总顶数为偶数，则中数为：众数：众数是具有最大可能出现的数值。
二、属性数据的离散特征数极差：一组数据中最大值与最小值之差；离差：一组数据中的各数据值与平均数之差；标准差：方差的平方根；变差系数：衡量数据在时间和空间上的相对变化的程度。
第五章 空间分析原理与方法-空间查询与空间分析(实际上课新)PPT课件
GIS网络分析中涉及的网络是由一系列要素类别组成的，
信 可以度量并能图形表达的网络，又称之为几何网络。图形的
息 特征可以在网络上表现出来，同时也可以在同一个网络中表
系 示出如运输线、闸门、保险丝与变压器等不同性质的数据。
统
一个几何网络包含了线段与交点的连结信息且定义出部
原 分规则，如：哪一个类别的线段可以连至某一特定类别的交 理 点，或某两个类别的线段必须连至哪一个类别的交点。
GIS
15
地 理 信 息 系 统 原 理
GIS
网络数据符号化
16
地
理 2）几何网络要素的编辑
信
添加新的几何网络要素和直接在数据库中添加数据
息 要素是类似的，稍稍不同的是当新的几何网络要素被添
系 统
加到几何网络中的时候，它在空间上和其他网络要素在 空间上的拓扑连接关系将同时由地理数据库自动产生并 同时保存在其中，以便以后分析使用。
系
通过满足必要的条件得到合理的结果。
统
原
网络分析的基础是图论和运筹学。
理
GIS
9
地 二、 网络的组成和建立 理 1）网络的基本组成
信 一般网络的组成
息 GIS中网络的组成
系 （1）结点；
统 （2）链；
原 理
（3）障碍； （4）拐角；
GIS （5）中心；
（6）站点。
பைடு நூலகம்10
地 GIS中网络的组成
理
理 GIS中建立的几何网络的格式是GeoDataBase，将其全部
的数据和组成部分封装在一个文件中。
GIS
13
地 理 三、 ArcGIS网络分析数据的预处理 信 1）网络数据的符号化 息 2）几何网络要素的添加和删除 系 3）网络连通性的变更 统 4）网络可运行性的编辑 原 理
地理信息系统中空间数据分析方法的使用方法
地理信息系统中空间数据分析方法的使用方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理数据与属性数据相结合的技术工具，用于存储、管理、分析和可视化地理空间数据的系统。
在GIS中，空间数据分析方法的使用对于地理问题的解决具有重要意义。
本文将介绍地理信息系统中空间数据分析方法的使用方法，帮助读者了解如何应用这些方法来解决地理问题。
首先，空间数据分析的常用方法之一是空间查询（Spatial Query）。
空间查询是指根据地理位置或空间关系来检索和提取特定空间数据的过程。
通过空间查询，我们可以根据事先定义的空间关系（如相邻关系、重叠关系等）来提取满足条件的地理要素。
例如，我们可以使用空间查询方法查找某一地区内的所有公园或河流，并获取它们的属性信息。
第二，空间数据分析的常用方法之一是缓冲区分析（Buffer Analysis）。
缓冲区分析是指根据地理位置，在地图上创建一定距离范围内的缓冲区，并分析缓冲区内的地理要素。
缓冲区分析可以用来确定某一地理要素周围的影响范围，例如确定一个工厂周围的安全距离或者估计某一鸟类的迁徙范围。
第三，空间数据分析的常用方法之一是空间插值（Spatial Interpolation）。
空间插值是指通过已知的观测点数据，在未观测点上估计或预测该点的数值。
空间插值方法可以用来生成连续的地理表面，如高程表面、温度分布等。
常用的空间插值方法包括反距离加权法（Inverse Distance Weighting）、克里金法（Kriging）和三角剖分插值法（Triangulated Irregular Network，简称TIN）等。
第四，空间数据分析的常用方法之一是空间统计分析（Spatial Statistics Analysis）。
空间统计分析是指在地理数据集上进行统计分析，考虑地理数据之间的空间关系。
通过空间统计分析，我们可以发现地理现象的分布模式、趋势和聚集特征。
第五章-GIS空间查询与空间分析
询（SpatialSQL）； 2. 可视化空间查询； 3. 基于自然语言的查询； 4. 超文本查询方法。
1 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。
例如，“查询长江流域人口大于50万的县或市”，可 表示为：
SuperMap 属性数据表
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 系统执行或ODBC C 语言执行，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。
2.4 空间数据查询的方法
和传输空间信息） 空间分析内容（按方法）包括：空间统
计分析、缓冲区分析、叠置分析、集合分 析、地学分析、地形分析等。
第二节空间数据查询
空间数据库
空间查询
哈尔滨在哪 里？
78路公交 经过哪些
站？
属性查询
2.1 空间数据查询的定义
一般定义：从GIS数据库中找出所满足属性约 束条件和空间约束条件的地理对象或数据内容。
S 1 n xi
2 i1 xi1
yi yi1
3.2 距离量算
n 维匀质空间广义距离 公式
距
n
1/ q
dij (q) (xli xlj)q
离
l 1
计
算
公
式
n 维非匀质空间距离计算
dij (xi x j )2 (yi y j )2
i(xi, yi)
1 线长度
线状物体的长度是最基本的形态参数之一，在 矢量数据格式下，线由点组成，线状物体表示 为一个坐标串(Xi, Yi)，而线长度可由两点间 直线距离相加得到。则线状物体长度的计算公 式为：
如何进行地理信息系统的空间查询与分析
如何进行地理信息系统的空间查询与分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于存储、管理、分析和可视化地理数据的工具。
通过将各种地理数据叠加在一起，并应用专业的算法和模型，GIS可以帮助我们进行空间查询和分析，从而提供可靠的地理决策支持。
本文将探讨如何进行地理信息系统的空间查询与分析的方法和技巧。
一、理解地理信息系统的空间查询与分析在进行地理信息系统的空间查询与分析之前，我们需要先了解几个基本概念。
空间查询是指通过指定特定的空间范围或条件，从地理数据中检索出满足条件的特定地理要素。
空间分析则是对地理数据进行一系列的操作和计算，从而得出有关地理现象和关系的结论。
二、数据准备与清理在进行空间查询与分析之前，我们需要收集并准备好相关的地理数据。
这些数据可以来自各个渠道，包括传感器、遥感卫星、地理测绘等。
在收集到数据后，我们需要对其进行清理和预处理，包括去除重复数据、处理错误数据、转换数据格式等。
同时，还需要对数据进行地理坐标的投影和转换，以确保数据的一致性和准确性。
三、空间查询1.属性查询属性查询是根据地理数据的属性（如名称、类型、属性值等）来进行查询的一种方法。
通过简单的数据库查询语句，我们可以筛选出满足特定属性条件的地理要素。
例如，我们可以查询某个城市的人口数量、土地利用类型等。
2.空间范围查询空间范围查询是指根据地理数据的空间位置进行查询的一种方法。
通过指定一个空间范围，例如矩形框或多边形区域，我们可以筛选出位于该范围内的地理要素。
这种查询方法适用于需要在特定区域内进行研究或分析的场景，例如城市规划、环境保护等。
3.空间关系查询空间关系查询是指根据地理要素之间的空间关系进行查询的一种方法。
常见的空间关系包括相交、包含、接触等。
通过指定特定的空间关系，我们可以筛选出满足条件的地理要素。
这种查询方法适用于需要按照地理要素之间的空间关系进行研究或分析的场景，例如道路交通规划、资源分布等。
第五章 土地信息的数据处理与分析
第五章 土地信息系统的数据处理与分析§5.1坐标系与坐标变换5.1.1三种坐标系1 用户坐标系指地图采用的坐标系统，主要有高斯平面坐标和大地坐标（曲面坐标—经纬度、大地高），其特点是与显示设备无关。
2 规格化数据库坐标系数据库系统中直接存用户坐标会有两个问题（1）、存实数比存整数占空间大。
（2）、存实数不易实现规格化，从而不易实现定位处理。
建立规格化数据库坐标系，就是为了克服这两个缺点。
规格化数据库用两个字节的整数来表示图形点坐标，这些整数的值域是-32768-32768，若存储一幅65cm*65cm 的地图,其数值精度已达到了0.01mm ，具有足够的图解精度。
3 设备坐标系指图形显示设备所特有的坐标系统。
例如电脑显示器的坐标原点在显示屏的左上角。
因此，数据录入和输出涉及到用户坐标和设备坐标之间的变换，数据入库和数据检索就要进行用户坐标与规格化数据库坐标之间的变换，而图形交互编辑则要进行数据库规格坐标与设备坐标之间的变换了。
5.1.2坐标变换5.1.2.1不同坐标系之间的变换 1、欧勒角与旋转矩阵对于二维直角坐标，如图所示，有：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡1122cos sin sin cos y x y x θθθθ(10-8)在三维空间直角坐标系中，具有相同原点的两坐标系间的变换一般需要在三个坐标平面上，通过三次旋转才能完成。
如图所示，设旋转次序为： ①绕1OZ 旋转Z ε角，11,OY OX 旋转至00,OY OX ；②绕0OY 旋转Y ε角10,OZ OX 旋转至02,OZ OX ； ③绕2OX 旋转X ε角，00,OZ OY 旋转至22,OZ OY 。
Z Y X εεε,,为三维空间直角坐标变换的三个旋转角，也称欧勒角，与它相对应的旋转矩阵分别为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=X X X XX R εεεεεcos sin 0sin cos 0001)(1 (10-10)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=Y YY YY R εεεεεcos 0sin 010sin 0cos )(2(10-11)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=100cos sin 0sin cos )(3ZZZ ZZ R εεεεε(10-12)令 )()()(3210Z Y X R R R R εεε= (10-13)则有：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡1110111321222)()()(Z Y X R Z Y X R R R Z Y X Z Y X εεε (10-14)代入：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-+++--=Y X ZY X Z X ZY X Z X Y X Z Y X Z X ZY X Z X YZY Z Y R εεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεεcos cos sin sin cos cos sin cos sin cos sin sin cos sin sin sin sin cos cos cos sin sin sin cos sin sin cos cos cos 0一般Z Y X εεε,,为微小转角，可取：sin sin sin sin sin sin sin ,sin ,sin 1cos cos cos =========Z Y Z X Y X ZZ Y Y X X Z Y X εεεεεεεεεεεεεεε于是可化简⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=1110XYX Z Y ZR εεεεεε (10-16) 上式称微分旋转矩阵。
第五章地理信息系统-空间分析
3.再分类
多边形的合并
4.缓冲区分析
邻近度（Proximity）描述了地理空间中两个地物 距离相近的程度，其确定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。从数学的角度看，缓冲区分析的基本 思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻 域，邻域的大小由邻域半径R决定。因此对象Oi的 缓冲区定义为：
1.空间查询与量算 1.2空间量算
(一)几何量算 几何量算对不同的点、线、面地物有不同的含 义： 点状地物（0维）：坐标； 线状地物（1维）：长度，曲率，方向； 面状地物（2维）：面积，周长，形状，曲率 等； 体状地物（3维）：体积，表面积等。 一般的GIS软件都具有对点、线、面状地物的几 何量算功能，或者是针对矢量数据结构，或者 是针对栅格数据结构的空间数据
物流信息管理
大连海事大学
第五章 地理信息系统
空间分析
空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。 根据作用的数据性质不同，可以分为： 基于空间图形数据的分析运算； 基于非空间属性的数据运算； 空间和非空间数据的联合运算。
本章介绍GIS中实现空间分析的基本功能，包括 空间查询与量算，缓冲区分析、叠加分析、路 径分析、空间插值、统计分类分析等。
4.缓冲区分析
角平分线法 ：角 分线法的缺点是 难以最大限度保 证双线的等宽性， 尤其是在凸侧角 点在进一步变锐 时，将远离轴线 顶点。根据上图， 远离情况可由下 式表示：
d R sinB 2
4.缓冲区分析
凸角圆弧法：在轴线首尾点 处，作轴线的垂线并按双线 和缓冲区半径截出左右边线 起止点；在轴线其它转折点 处，首先判断该点的凸凹性， 在凸侧用圆弧弥合，在凹侧 则用前后两邻边平行线的交 点生成对应顶点。这样外角 以圆弧连接，内角直接连接， 线段端点以半圆封闭。如图 8-8所示。
地理信息系统中的空间查询与分析方法探究
地理信息系统中的空间查询与分析方法探究地理信息系统（GIS）是一种集成了空间数据收集、存储、管理、可视化和分析的技术系统，被广泛应用于地理科学领域以及其他相关领域。
在GIS中，空间查询与分析是其中两个重要的功能，它们允许用户根据空间关系进行数据查询和分析，从而揭示地理现象的空间特征和规律。
一、空间查询空间查询是一种根据空间关系从GIS中提取所需数据的操作。
它允许用户根据地理现象的空间位置、距离、邻域等关系进行查询，以获取相关空间数据。
常见的空间查询方法包括：1. 点查询：基于给定点的坐标位置，查询该点所在位置的属性信息。
例如，在一张城市地图中查询某个城市的人口数量或经济指标等信息。
2. 范围查询：基于给定的范围或边界，查询位于该范围内的空间数据。
例如，在一张土地利用地图中查询某个区域的土地利用类别或覆盖率等信息。
3. 邻域查询：基于给定的邻域大小和关系，查询邻域内的空间数据。
例如，在一张路网地图中查询某个地点周围一定距离范围内的道路交通状况。
4. 属性查询：基于给定属性条件，查询具有特定属性的空间数据。
例如，在一张人口分布地图中查询某个地区人口数量超过一定阈值的区域。
空间查询在许多地理应用中都得到广泛应用，可以帮助人们更快速、准确地获取所需的地理信息。
二、空间分析空间分析是GIS中的另一个核心功能，它涉及使用各种空间查询与模型来研究地理现象的空间关系、分布模式和空间相互作用等内容。
常见的空间分析方法包括：1. 空间插值：通过对已知点数据进行插值分析，推算整个地理空间的属性分布情况。
例如，在气候研究中，可以通过插值方法预测未来某个地区的降水量分布。
2. 空间缓冲区分析：利用缓冲区分析方法，根据给定的距离或区域范围，计算空间对象的邻域关系和覆盖率等。
例如，在城市规划中，可以通过缓冲区分析来评估某个建筑物对周围环境的影响范围。
3. 空间揭示模式：通过空间统计方法，揭示地理现象的空间分布模式和规律。
例如，在犯罪率研究中，可以通过空间聚集分析来确定某个地区的犯罪热点区域。
地理信息系统的数据查询与空间分析技巧
地理信息系统的数据查询与空间分析技巧地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理数据与计算机技术相结合的现代信息管理系统。
它能够提供有关地理位置、地物属性和地物关系的信息。
在这个信息大爆炸的时代，GIS正成为人们获取、处理、分析和展示地理数据的重要工具。
本文将探讨地理信息系统中的数据查询与空间分析技巧，旨在帮助读者更好地理解和应用GIS工具。
一、数据查询技巧数据查询是地理信息系统中最基本也是最重要的功能。
通过数据查询，我们可以针对特定条件或属性查找和筛选感兴趣的数据。
以下是几种常见的数据查询技巧。
1. 属性查询属性查询是根据数据表中一列或多列的属性值进行查询的方式。
在进行属性查询时，需要明确查询条件，并利用逻辑运算符（如等于、大于、小于等）组合条件表达式。
例如，我们可以通过属性查询找到特定区域的人口密度高于平均水平的地区。
2. 空间查询空间查询是根据地物之间的空间关系进行查询的方式。
常见的空间查询包括点与面的关系、线与面的关系、面与面的关系等。
例如，在城市规划中，我们可以利用空间查询找到位于某个距离内的商业中心区域，以便进行商业用地的规划。
3. 缓冲区查询缓冲区查询是基于距离测量进行的一种查询方式。
通过设定缓冲区距离，在地图上生成一定距离内的区域范围，以便进行进一步分析。
例如，我们可以利用缓冲区查询找到离公园500米范围内的住宅区，从而评估周边居民的可达性和容量。
二、空间分析技巧空间分析是地理信息系统中的一项重要任务，用于揭示地理现象之间的空间关系和模式。
以下是几种常见的空间分析技巧。
1. 空间叠加分析空间叠加分析是将不同图层的地理要素进行叠加以获得新的结果图层的过程。
通过空间叠加分析，我们可以识别出不同要素之间的重叠区域、相交区域和分离区域，从而发现地理现象之间的关联关系。
例如，我们可以将人口分布图层和道路网络图层进行叠加分析，得到不同人口密度区域的交通便利性。
《地理信息技术应用》最新备课课件：5-空间数据分析
第一节 空间数据查询
4、 基于自然语言的查询
在查询语言中引入自然语言的概念。
如：查询高气温的城市：
Select Name
实
这里使用了一个自然语 言的概念，即“温度高”
From Cities Where Temperature is
现 过
high
程
将“自然语言”转换为“查询语言” Where Temperature 〉= 33. 75
Set Color Red Pattem Dashed
For Select Geometry from Road where Type=“Highway”)
第一节 空间数据查询
3、 可视化空间查询方法 将查询语言的元素用直观的图形或者符号表示。
可视化查询的语言元素
实
现
过
经过转换
程
可视化查询语句
优点：查询直观形象。 缺点：查询语言的元素数量较少，仅能进行有限的查询。
空间关系谓词：相邻：Adjacent；包含：Contain; 穿过：Cross; 在……之内：Inside； 缓冲区：Buffer
第一节 空间数据查询
2、基于空间查询语言(Spatial Query Language)的查询 对SQL进行扩充或改造，实现空间关系及空间运算操作的查询。 Egenhofer，在SQL上发展的空间结构化查询语言，提供6个显示参数。 如：空间查询例：查高速公路，并用红虚线表示。
102 101
103
104
标号
植被 面积
101
工业地 169
102
林地 122
103
农地 230
104
林地 100
基于属性（非空间）特征的查询
土地信息系统剖析
川农土地信息系统期末复习资料整理人：彼时花开时间：2016.5.20第一章土地信息系统概述土地数据：是各种土地特征和现象，包括空间位置、属性和时域特征及相互关系的符号化表示。
土地信息：是表征土地系统要素特征与相互联系以及实体的数量、质量、分布状况和变化规律的总称。
土地信息系统：是以土地管理决策服务为驱动，在集成计算机软件技术、数据库技术和GIS技术的计算机软、硬件环境中，对土地相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，能采用专业模型与分析方法适时提供、应用和传播多种多维的、动态的土地信息的计算机技术系统。
土地信息的特征：1. 空间特征；2. 多维特征；3. 时变特征。
土地信息系统的特征：1.具有采集、管理、分析和输出多种处理土地空间信息的能力2.以土地研究和土地决策为目的，以模型方法为手段，由计算机系统支持进行土地数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的土地分析方法，作用于空间数据，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测等能力，能产生高层次的有用的土地信息土地信息系统的构成: 硬件、软件、数据、用户土地信息系统的功能:1.数据采集、检验与编辑;2.数据格式化、转换及概化;3.数据的存储和组织;4.查询、统计、计算;5.空间决策分析;6.显示与输出第二章土地信息的空间数学基础土地信息系统使用的几种坐标系:地理坐标系、空间大地直角坐标系、投影坐标系、城市坐标系、高程参考系统、设备坐标系我国的国家基本比例尺包括哪些？1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万等11种。
我国基本比例尺地图采用的投影坐标系：高斯-克吕格投影为主，1:100万图的是Lambert投影在我国, 除1:1000000 地形图采用Lambert（正轴等角割圆锥）投影外, 其余基本比例尺地图（1:500 000、1:250 000、1:100 000、1:50 000、1:25 000、1:10 000、1:5 000）均采用高斯-克吕格（横轴等角切椭圆柱）投影。
5空间查询与分析
（三）利用空间数据查询 （四）利用属性数据与空间数据联合查询
2004-7-6
6
（一）利用空间对象位置查属性数据
（二）利用属性数据查询
通过对属性数据的操作从地图中检索空间对象。 查询结果通过高亮度显示或保存。 查询手段：表达式
表达式是对查询条件的表述 表达式必须被GIS或数据库理解
例如在浙江省辖市地图和浙江县级城市地图中查找：
人口占所在省辖市人口1%以上的县级城市
CAP4_ZHE_1 . Capital_of_Character_Name = PREF_ZHE . Capital_Character_Name and CAP4_ZHE_1 . Capital_City_or_Town_Pop_1990 / PREF_ZHE . Population_1990_Census > 0.01
（三）利用空间数据查询
通过地图空间要素的操作从地图上检索 空间数据的过程。 空间关系
包含（contains） 完全包含 （contains entire）在选择要素之内 相交（intersects） 在内（Within） 整体在内（Entirely Within）
利用空间实体的空间关系来查找空间对象， 例如查找 XX高速公路经过了浙江的那些城市 和地区？
……
地图叠加
把两幅数字地图的几何形状和属性结合在一 起，生成新的地图的操作 只能同时叠加两幅地图，但可连续操作叠加 的结果 地图叠加将会引起
几何形状改变 属性改变
1）点与多边形的叠置
确定一个图层上的点落在另一个图层的哪个多 边形内，以便为图层中的每个点建立新的属性。
点号 1
A
土地信息空间查询
面线查询：如河北省内有哪些高速公路？
面点查询：如海淀区内有哪些电影院？
线面查询：如黄河流经哪些省区？
线线查询：如与某河流相连支流有哪些？某道路跨过哪些河流？
线点查询：如某道路上有哪些桥梁？某输电线上有哪些变电站？
点面查询：如某个点落在哪个多边形内？
点线查询：如某个结点由哪些线相交而成？
”）
空间信息查询
几何量算
▪ 空间量算是指对空间信息的自动化量算，是地理信息系统所具有的 重要功能，也是进行其它空间分析的定量化基础
▪ 几何量算对点、线、面、体四类目标物而言，其含义是不同的： 点状目标：坐标； 线状目标：长度、曲率、方向； 面状目标：面积、周长等； 体状目标：表面积、体积等。
空间量算
并查询该区域内的所有图形数据及相关的属性数据
• 条件查询——根据数据项与运算符组成的条件表达式来查询图形数据
和属性数据
• 空间关系查询——通过查询与指定目标具有设定空间关系的目标
空间查询
例如：查询三峡地区长江流域人口大于50万的市或县
▪
Select * From 县或市
▪
Where 县或市人口>50万 and Cross （河流名称=“长江
空间查询
概念
▪ 按一定要求对LIS所描述的空间实体及其空间信息进行访问，从众多 的空间实体中挑选出用户要求的空间实体及其相应的属性
类型
▪ 基于属性特征的查询 按属性信息的要求来查询定位空间位置
▪ 基于空间特征的查询 利用光标，用点、线、矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物 ，并显示出所查询对象的属性列表，可进行有关统计分析 空间关系查询
▪ 空间－属性混合查询 ▪ 基于DEM的查询 ▪ 地理编码与地址匹配
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。
土地信息系统第5章 土地信息的分析
5.2.2 模型库系统的建立
土
土
地
地
规
整
划
理
土
土
其
地
地
他
评
监
应
价
测
用
模型库管理系统
模型库管理员
空间数据库
模型库
属性数据库
2020/6/27
模型库系统的基本结构
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
5.2 土地信息分析模型
5.2.2 模型库系统的建立
土地利用管理系统中模型库系统除基本的管理、维护，模型分 析和模拟功能外，还应有如下功能：
1）目标函数的标准化 2）约束条件常数项标准化 3）约束条件形式的标准化及初始基变量的引入 4）单纯形迭代，计算出结果 （2）人口预测模型 1）总人口预测 2）城镇非农业人口预测 3）农业人口预测
2020/6/27
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5.2 土地信息分析模型
5.2.1 模型分类与常用模型列举
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
5.1 土地信息分析应用概述
5.1.3 二维图形的裁剪与接边
2.二维图形的裁剪 （1）窗口裁剪
窗口裁剪就是用窗口的四条边来裁剪不同的线段，被裁 剪的线段会分成一段或几段，但只有一段落在窗口内。裁剪 计算首先要判断哪些段需要裁剪，其次要计算该线段与窗口 边的交点，确定窗口内线段的起点和终点坐标。
几种主要模型：
1.土地利用适宜性评价模型 2.土地利用现状分析模型 3.土地利用程度变化模型 4.土地利用需求预测模型 5.土地利用结构优化模型 6.土地利用动态分析模型
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地理信息系统第5章第3节空间缓冲区分析
线形模型
二次模型
指数模型
5 缓冲区分析实例
5 缓冲区分析实例
5 缓冲区分析实例
缓冲区
应用意义
核电站的5公里缓冲区
紧急疏散区
我国30公里内缓冲区
沿边地区
海岛国家的n公里外缓冲区
领海
高速公路的50米缓冲区
噪音的严重污染区
VORONOI多边形分析 泰森多边形分析
• 定义（原理）：P167
• 荷兰气候学家A·H·Thiessen提出了一种根据 离散分布的气象站的降雨量来计算平均降雨量 的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作 这些三角形各边的垂直平分线，于是每个气象 站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。 用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降 雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，
从原理上讲，缓冲区的建立相当简单，建立缓冲区仅是以点 状地物为圆心，以缓冲区距离为半径绘圆即可，线状地物和面 状地物的缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为参 考线，作它们的平行线，再考虑端点圆弧，即可建立缓冲区
对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计算形状比 较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，就复杂得多。
缓冲区分析的类型
• 矢量缓冲区 • 栅格缓冲区 • 点特征缓冲区 • 线特征缓冲区 • 面特征缓冲区
2 缓冲区分析的类型
☆点缓冲区 以点为圆心，以一定距离为 半径画圆所围成的区域。 P164
☆ 用途：针对点要素的一定半径 范围的分析。
地理信息系统概论
2 缓冲区分析的类型
☆线缓冲区 分别对每一个顶点和每条边生成缓冲区，然后对这些缓冲
并称这个多边形为泰森多边形。
• 其中虚线构成的多边形就是泰森多边形。 泰森多边形每个顶点是每个三角形的外
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（a）单点缓冲区
（b）单线缓冲区
（c）单面缓冲区
（a）多点缓冲区
（b）多线缓冲区
（c）多面缓冲区
多级缓冲区
在某些分析应用中，除生成单一缓冲区外，还可能对 同一目标生成多个缓冲区，如环境污染的不同程度影响带。 此时，根据不同的缓冲区宽度生成多个缓冲区，就形成了 缓冲区的嵌套。为了标识这些嵌套的缓冲区多边形，外层 缓冲区就是带内岛的缓冲带。
空间查询操作实例 3
距离查询
什么是距离查询
按照一定的距离条件查询得到相应的对象。
距离查询操作实例
距离查询操作实例-1
需求：查询上海市师范大学附属中学方圆1000米范 围内的地铁站。
操作步骤： 点击菜单【查询】 【距离查询】； 对话框中选择“对象级别”以及“选择查询对 象”； 选择地图上的“上师大附属中学”几何对象； 再回到距离查询对话框中设置相关属性；（见图） 点击“查询”。
什么是SQL查询 SQL查询中的参数设置 SQL查询操作实例
SQL查询中的参数设置
查询模式 运算符号 常用函数 查询字段 查询条件 分组字段 排序字段 查询语句
什么是SQL查询
使用标准的 SQL 查询语言根据属性条件查询 得到相应的对象及属性记录。 由属性查找相应的图形 Select 需显示的属性项 From 属性表 Where 条件 or 条件 and 条件
空间查询操作实例
需求：查询赤道穿过的所有国家 ，在属性表 中浏览属性信息，图形高亮在地图窗口上显 示。
操作步骤：
添加Grids、Countries两个数据集到地图窗口中； 选择“赤道”线对象； 点击菜单【查询】【空间查询】； 设置对话框中的参数；（见图） 点击“查询”按钮即可。 示范数据：World.sdb/sdd/smw中的Grids、Countries数据 集
操作：鼠标左键双击某个几何对象 应用：单独查询某个几何对象时使用
图查属性
多个对象关联浏览属性数据
操作：选择某个数据集，鼠标右键选择快捷菜单 中的“关联浏览属性数据”
应用：批量更改字段值，查找属性对应的几何对 象。
2
空间查询
什么是空间查询 空间查询三要素 SuperMap空间查询模式 空间查询操作实例
示范数据：shanghai.smw/sdb/sdd中的School_P、 SubWay_P数据集
距离查询操作实例-2
需求：查询上海市所有中学方圆1000米范围内的地 铁站。
操作步骤： 点击菜单【查询】【距离查询】； 对话框中选择“数据集级别” ； 距离查询对话框中设置相关属性；（见图） 点击“查询”。
5
联合查询
将上述各种查询方式组合使用 联合查询操作实例
从上海市区图中查询离徐汇区学校300米内的所 有医院。
联机帮助：技术专题空间查询空间查询实例介绍 例二
SQL查询：从行政区划图层中查询“徐汇” 空间查询：查询徐汇区内的所有学校 距离查询：查询徐汇区学校300米距离内的所有医院 示范数据：shanghai.smw/sdb/sdd中的District_R、 School_P、Hospital_P数据集
示范数据：shanghai.smw/sdb/sdd中的School_P、 SubWay_P数据集
距离查询-小结
多个对象设为查询对象，数据集级别； 单个对象设为查询对象，对象级别； 查询距离：查询对象与被查询图查询对象之
间的最短距离，坐标单位为地图坐标（经纬 坐标系坐标单位为度）
4
SQL查询
空间对象分布
空间关系
高亮度显示 属性列表 统计地图
SQL查询
空间对象与属性
图形与属性互查：
• 属性查图形：属性查询，对应指向图形 • 图形查属性：检索被选实体，查询实体属性
主要查询方式介绍
图查属性 空间查询 距离查询 SQL查询 联合查询
矢量数据集的表结构
数据集属性
图查属性
单个对象浏览属性数据
什么是空间查询
空间查询是通过几何对象之间的空间位置关系来构 建过滤条件的一种查询方式。
空间查询三要素
搜索对象
选择地图上的几何对象作为搜索对象
被搜索图层
选择地图窗中的相应图层，可以多选。
结果记录集
查询出符合条件的空间数据
SuperMap 空间查询模式
基本算子（9种） 常用算子（3种） 组合算子（10种）
操作步骤 ：
菜单【分析】 【缓冲区分析】 填写对话框中的参数 示范数据：缓冲区分析.smw/道路面.sdb、sdd
缓冲区操作实例-2
需求：分析某道路矿建一定宽度后，哪些房 屋将被拆除。
操作步骤：
选择地图上的某条道路； 在鼠标右键菜单中选择【生成缓冲区】 填写对话框中的参数 选择生成的缓冲区面； 菜单【查询】 【空间查询】
生成缓冲区前
对生成的多重缓冲区制作单值专题图，并调整图层显示顺序， 使制作出的地图更美观。
生成缓冲区后
缓冲区分析-小结
缓冲区半径的设置可以填写具体数值，也可 以来源于数据集中的字段值；
在经纬度坐标系中，缓冲半径单位是度； 平头缓冲区才可以设置缓冲边类型（左右对
称，左右不等）。
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空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、 趋势、对比等内容。
空间形态：空间对象的几何形态
空间距离：空间物体的接近程度
空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相 似、相关等。
空间分析概述
基本空间分析技术
综合属性分析 空间查询与量算 空间变换 缓冲区分析 叠置分析 网络分析 空间插值 空间统计分析 数字高程模型与数字地形分析
§5.2 缓冲区分析
一、缓冲区（Buffer）分析基本概念
缓冲区是根据空间数据库中的点、线、面 实体或规划目标，在其周围建立的一定宽度 范围的多边形。从空间变换的观点来看，缓 冲区分析实质上是邻近度（proximity）分析， 就是将点、线、面地物分布图变换为这些地 物的距离扩展图，图上的每一个点的值代表 该点离开最近的某个地物的距离。
数据变换 矢量-栅格数据相互转换、数据格式转换
图形分析 旋转、投影变换、裁剪、符号化
数学/逻辑运算
综合属性分析 单变量分级分析
多变量统计分析
DTM与三维分析 影像或栅格分析
三维几何参数计算 空间拟合和内插分析 坡度、坡向分析 剖面与通视性分析 流域与分水线分析 增强分析 滤波分析 叠置分析 分类分析
示范数据：缓冲区分析.smw/道路扩建.sdb、 sdd
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缓冲区操作实例-3
需求：制作有颜色渐变效果的国境线 操作步骤：
选择地图上的国境线 在鼠标右键菜单中选择【生成缓冲区】 在对话框中点击“生成多重缓冲区” 添加3层缓冲半径值，分别是20，60，120，单
位选择千米； 点击“确定”
示范数据：缓冲区分析.smw/国境线.sdb、 sdd
线缓冲参数
缓冲头类型：圆头，平头 缓冲边类型：左右对称，左右不等，左边单边，右边单边。
（只针对平头缓冲）
结果设置
合并缓冲区：生成的所有缓冲区域进行合并运算。 边界平滑度：生成的缓冲区边界的平滑度，数值越大，圆
弧/弧段均分数目越多，边界越平滑。：根据已采集的道路中心线，生成一定宽 度的道路面。
10000000 AND 20000000 排序字段： Countries.Pop_1994 示范数据：World.sdb/sdd/smw中的Countries数据集
SQL查询-小结
构造标准的SQL查询语句。 当查询模式是“查询空间和属性信息”时可
选择的常用函数，与只查询“属性信息”时 不一样。
内层缓冲区
外层缓冲区
缓冲区的应用
1 确定拆迁区范围及区内建筑物状况 2 确定商业或服务中心的影响范围 3 预测灾害影响面积与损失评估 4 特殊保护区域的确定 5 环境污染源的污染空间确定 6 环境监测点的控制范围 7 微波接收站的影响与作用范围
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缓冲区生成的参数说明
缓冲半径
单位：地理坐标，经纬度坐标系坐标单位为度。 数值型：填写具体的缓冲半径值。 字段型：选择缓冲数据数据集中的数值型字段。
空间分析概述
空间分析的定义：基于空间对象的属性、分布、形态及
其空间关系特征的空间数据分析技术；其目的在于提取、传 输空间信息，回答用户问题。
空间分析是GIS区别与其他信息系统的标志，是GIS技术的 一个主要发展方向：管理型向分析决策型转变
空间分析的主要内容
空间位置： 借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息， 是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。
SQL查询操作实例-1
查询1994年人口在1000万到2000万之间的国 家, 查询结果 按照94年人口排序。
被查询数据集： Countries 查询模式：查询空间和属性信息 查询字段： Countries .Country，
Countries .Pop_1994 查询条件： Countries.Pop_1994 Between
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§5.1 空间查询分析
什么是空间查询
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。
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
几何量算：空间对象的几何特征描述
空间查询：方式、内容与结果
方式
内容
结果
几何查询 属性查询 拓扑查询
临近空间对象 与属性
第五章 空间分析 Spatial analysis
空间分析概述
空间分析定义 字面定义：空间数据的分析和数据的空间分析 空间数据分析 描述空间对象的非空间特性 特点： 几何特征不是主要限制因子（例：聚类分析） 数据处理与一般的数据统计分析基本一致 分析结果依托于地理空间，描述的是空间过程，揭示空 间规律和机制。 数据空间分析 描述空间对象的空间位置、关系，对空间对象进行定量描述 特点： 非严格意义的分析，是空间事物的描述和说明，特征提 取和参数计算 回答是什么、在那里、有多少和怎么样，并不回答为什 么。