ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第12章-空间分析建模
GIS空间分析实验教程PPT课件
二、 空间数据模型
层次数据模型实例
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二、 空间数据模型
层次数据模型实例
总结层次模式的限制条件:
1、有且公有一个结点无父结点,即根结点 2、除根结点之外,所有结点有且公有一个父结点
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二、 空间数据模型
层次数据库模型优缺点
优点: 存取方便且速度快 结构清晰,容易理解 数据修改和数据库扩展容易实现 检索关键属性十分方便 缺陷: 结构呆板,缺乏灵活性 同一属性数据要存储多次,数据冗余大(如公共边) 不适合于拓扑空间数据的组织
用水平及成效。
通常,数据库是空间数据库系统的简称。
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一、基本概念
空间数据库定义:
❖是信息系统在计算机物理存储介 质上存储和应用的相关的空间数据 的总合。一般是以一系列特定结构 的文件的形式组织在存储介质之上 的。
❖数据库就是为了一定的目的,在
计算机系统中以特定的结构组织、
存储、管理和应用的相关联的数据
空间数据模型网状数据模型31化学系化学系教师数教师数学生数学生数研究生研究生地质系地质系教师数教师数49学生数学生数257研究生研究生71学校名称学校名称师范大学师范大学教师数教师数52学生数学生数300研究生研究生70教师数教师数学生数学生数研究生研究生教师数教师数学生数学生数学号学号002312002312姓名姓名张三张三年级年级33籍贯籍贯广东广东教师数教师数学生数学生数研究生研究生教师数教师数学生数学生数教师号教师号66姓名姓名李四李四年龄年龄30职称职称教授教授教师数教师数学生数学生数研究生研究生教师数教师数学生数学生数课程号课程号a01课程名课程名gis周学时周学时学分学分教师数教师数学号学号002312002312课程号课程号a01空间数据模型网状数据模型实例32空间数据模型网状数据模型优缺点优点
GIS(地理信息系统)空间分析课件
数量地理学的研究方法:
1 2 3
地理系统分析 随机数学方法 地理系统数学模拟
地理系统分析
地理系统分析是指扬弃地理事物繁琐的枝 节,抽象出地理事物在结构与功能上的主线,揭 示地理事物动态演变的方向与强度,预测其状态 变化和稳定性程度,将复杂、高级的地理系统简 化为次一级简单的系统,进而探讨地理要素之间 的数量关系。 一般是首先列出所研究等级系统的要素清 单,根据地理系统的实际绘出各要素的联系框图, 再以定量方法研究系统要素之间的关系。
0.00E+00 1988 1988
2004
20032019
2035 2018
2050
2033
2048
Year sustainable development mode economy fast developing mode natural development mode
(a)
1.40E+09 1.20E+09 1.00E+09 8.00E+08 6.00E+08 4.00E+08 2.00E+08 0.00E+00 1988 1988
irrigation area grassland increase build-up land increase grassland increase water decrease fuel demand difference between supply and demand wetland forestland fuel
传统地理学分析方法所采用的推理方式以经验 归纳型综合为主,以观察材料和事实为基础,由直 接的类推得出现实世界的结论,这一方法难以回避 特殊情况或解释者的主观好恶问题。 而数量地理学以理论演绎为主,整个研究过程 经历了提出假设、建立模式、检验假设和建立理论 四个步骤,符合感性-理性-实践这一认识的过程 规律。 与地理学传统的思维模式相比,地理数量方法 有着明显的优势(见下页)。
地理信息系统与空间分析培训ppt
应急响应
GIS可以用于应急响应中,通过空间分析和模拟,制定更加科学合理的应急救援 方案。
04
GIS软件操作与实践
GIS软件介绍与选择
GIS软件概述
GIS软件是地理信息系统的核心工具,用于处理、分析和可视化地 理数据。
常用GIS软件
污染治理
GIS可以用于污染治理中,通过空间分 析和模拟,制定更加科学合理的污染 治理方案。
资源调查与评估
资源调查
GIS可以用于资源调查中,对土地、水、矿产等资源进行调查 和评估。
资源规划
GIS可以用于资源规划中,通过空间分析和模拟,制定更加科 学合理的资源开发利用方案。
灾害监测与应急响应
灾害监测
在此添加您的文本16字
叠加分析:将两个或多个图层进行叠加,以识别空间要素 之间的共同区域、相交部分等。
空间分析方法
空间统计分析
01
包括全局和局部趋势分析、集群和异常检 测等。
03
02
利用统计学方法分析空间数据,以揭示数据 分布、趋势和异常。
04
网络分析
对网络数据进行处理和分析,以解决交通 网络、设施布局等问题。
05
06
包括路径分析、最短路径算法、流量分配 等。
空间分析应用
环境监测与规划
公共安全与应急响应
利用遥感数据和GIS技术进行环境监 测和规划,如土地利用变化监测、生 态保护规划等。
在公共安全和应急响应领域,GIS技 术用于灾害管理、犯罪热点分析等。
城市规划与管理
通过空间分析和GIS技术进行城市规 划和管理,如土地评估、城市交通规 划等。
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空间分析建模_Arcgis实验操作文档
实验七空间分析建模【实验内容与学时】(2学时)[1]图解建模的基本概念及类型[2]图解模型的形成过程[3]实例分析与应用【实验目的】模型生成器 (Model Builder) 为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环境。
模型是以流程图的形式表示,它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。
你可以将工具和数据集拖动到一个模型中,然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的 GIS 任务。
通过对本次练习,我们可以认识如何在Model Builder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化,加深对地理建模过程的认识,对各种GIS分析工具的用途有深入的理解。
【实验要求】按照相关要求上交实验报告。
【实验步骤与过程】一、空间分析建模与图解建模基本概念1.空间分析模型及其分类模型是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化,是对实体或现象中最重要的构成及其相互关系的表述。
建模的过程中,需要用到各种各样的工具。
作为各类综合性地学分析模型的基础,空间分析为人们建立复杂的模型提供了基本工具。
空间分析是地理信息系统的主要特征,也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一。
它是基于地理对象的位置和形态特征的数据分析技术,其目的在于提取和传输可见信息。
空间分析模型是对现实世界科学体系问题域抽象的空间概念模型,与广义的模型既有联系,又有区别:①空间定位是空间分析模型特有的性质,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。
②空间关系也是空间分析模型的一个重要特征,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。
③包含坐标、高程、属性以及时序特征的空间数据极其庞大,大量的空间数据通常用图形的方式来表示,这样由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。
空间分析模型可以分为以下几类:①空间分布模型:用于研究地理对象的空间分布特征。
地理信息系统与空间分析培训ppt
地理信息服务的普及化与标准化
服务接口标准化
制定统一的地理信息服务接口标准,规范服务提 供方式,提高服务的互操作性和可扩展性。
服务内容多样化
针对不同领域和行业需求,提供定制化、专业化 的地理信息服务,满足用户个性化需求。
服务普及化
降低地理信息服务的门槛和成本,让更多的用户 能够享受到地理信息服务带来的便利和价值。
总结词
地理空间分析是GIS的核心应用之一,通过对地理数据的处理和分析,挖掘出隐 藏在数据背后的空间规律和关系。
详细描述
常见的地理空间分析方法包括空间查询、缓冲区分析、叠置分析、网络分析等。 这些方法可以帮助用户解决实际问题,如资源分配、选址分析、路径规划等。
地理信息系统软件介绍
总结词
GIS软件是实现GIS功能的重要工具, 不同的软件在功能、操作方式、数据 格式等方面存在差异。
地理空间数据可视化
总结词
可视化是GIS的重要功能之一,通过地图、图表等形式将地理信息呈现出来, 帮助用户更好地理解和分析空间数据。
详细描述
GIS支持多种可视化方式,包括地图制作、图表生成、三维渲染等。通过这些可 视化手段,用户可以直观地了解地理数据的分布、变化和关联,从而更好地进 行空间分析。
地理空间分析方法
详细描述
常见的GIS软件包括ArcGIS、QGIS、 GRASS GIS等。这些软件各有特点, 用户可以根据实际需求选择合适的软 件进行学习和使用。
03
空间分析原理与实践
空间分析基本概念
空间分析定义
空间分析是地理信息系统(GIS )的核心功能之一,它利用地理 信息数据和相关算法,对地理现 象和空间数据进行处理、分析和
空间大数据的挑战与机遇
GIS地理信息系统空间分析ppt课件
y
2
空间分析功能的类型
按照 Goodchild 提出的空间分析框架,可以 将空间分析方法分为以下两种类型:
产生式分析:空间叠加分析,缓冲区分析,数 字地面模型分析,空间网络分析,空间统计分 析等;
咨询式分析:空间集合分析,空间数据查询等。
如果线状图层为道路网,叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密度, 内部的交通流量,进入、离开各个多边形的交通量,相邻多边形之间的相互 交通量。
y
15
线与多边形叠加示意图
y
16
多边形与多边形的叠加
概念 处理过程 ARC/INFO中空间叠加分析
空间叠加(Identify;Intersect;Union) 要素提取(Clip;Erasecov;Split) 要素合并(Disslove,Reselect) 图层数据的合并与分解(Mapjoin;Split) 图层更新(Upda多边形与多边形的叠加概念
多边形叠加将两个或多 个多边形图层进行叠加 产生一个新多边形图层 的操作 ,用以解决地 理变量的多准则分析、 区域多重性的模拟分析、 地理特征的动态变化分 析,以及图幅要素的更 新、图幅的拼接和区域 信息的提取等。
y
18
多边形与多边形的处理过程
几何求交过程:首先求出所有多边形边界线的交点,再根据这些交 点重新进行多边形拓扑运算,对新生成的拓扑多边形图层的每个对 象赋一多边形唯一标识码,同时生成一个与新多边形对象一一对应 的属性表。
y
10
点状图、线状图和面状图之间的叠加显示
y
11
遥感影像叠加
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12
数字高程模型(DEM)叠加显示立体专题图
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第1章-导论
– 无洼地DEM生成 – 河网的提取 – 流域的分割
• 空间分析建模 (2个练习,3学时)
– 空间分析与建模的基本概念 – 图解建模 – 脚本文件
参考书目及考核
• 参考书目
– ARCGIS 8 Desktop 地理信息系统应用指南,清华大学出 版社,2002
– ARC/INFO应用与开发技术(修订版),武汉大学出版社, 2002
图1.1 地理信息系统的构成图
GIS功能
• 数据采集与输入 • 数据编辑与更新 • 数据存储与管理 • 空间数据分析与管理 • 数据与图形交互
GIS应用领域
• 测绘与地图制图 • 资源管理 • 城乡规划 • 灾害预测 • 土地调查与环境管理 • 国防 • 宏观决策等
GIS发展趋势
• 网络GIS • 组件式GIS • 虚拟GIS • 时态GIS • 互操作GIS • 3S集成
• 数据的可视化表达 (1个练习,3学时)
– 数据的符号化(矢量数据、栅格数据的符号化) – 专题地图的编制(版面设计、制图数据操作、地图标注、
图幅整饰)
• 空间分析导论(1学时)
– 空间分析的数据模型 – 空间分析的基本原理与方法 – ArcGIS9空间分析模块和功能
• 矢量数据的空间分析(2个练习,5学时)
• 分析对象的维数 – 二维分析、DTM三维分析及多维分析
• 分析复杂性程度 – 空间问题查询分析、空间信息提取、空间综合 分析、数据挖掘与知识发现、模型构建
GIS空间分析应用
·水污染监测
·道路交通管理
·城市规划与管理
·地形地貌分析
·地震灾害和损失估计 ·医疗卫生
·洪水灾害分析
P208_T603-2_ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程
8.8.3熊猫分布密度制图
8.8.4 GDP区域分布图的生成与对比
8.8.5山顶点的提取
第九章 三维分析
9.1创建表面
9.1.1栅格表面的创建
9.1.2 TIN表面的创建
9.2表面分析
9.2.1计算表面积与体积
9.2.2坡度与坡向的计算
9.2.3可视性分析
11.6.2地形鞍部的提取
11.6.3沟谷网络的提取及沟壑密度的计算
第十二章 空间分析建模
12.1空间分析模型与建模
12.1.1空间分析模型及其分类
12.1.2空间分析建模
12.2图解建模
12.2.1基本概念及类型
12.2.2图解模型的形成过程
12.2.3实例分析
12.3脚本文件
1.3.1 ArcGIS 9体系结构
L 3.2 ArcGIS 9软件特色
1.3.3 ArcGIS 9空间分析
第二章 ArcGIS应用基础
2.1 ArcMap基础
2.1.1 ArcMap的窗口组成
2.1.2新地图文档创建
2.1.3数据层的加载
2.1.4数据层的基本操作
2.1.5数据层的保存
3.4.1图形编辑
3.4.2属性编辑
3.5实例与练习
3.5.1某地区地块的拓扑关系建立
3.5.2某市区几何网络的建立
第四章 空间数据的转换与处理
4.1投影变换
4.1.1定义投影
4.1.2投影变换
4.1.3数据变换
4.2数据格式转换
4.2.1数据结构转换
4.2.2数据格式转换
ArcGIS空间分析ppt课件
最新编辑ppt
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。
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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紫色的线代表使用成本栅格数据生 成的路径,并且在生成成本栅格数 据时,设定每个输入的栅格数据 (土地利用和坡度数据)的影响系 数是相同的。而红色的线代表的是 利用另一种成本数据生成的路径, 其中生成成本数据时,将坡度影响 因子赋予66%的权重来计算的。为 输入的坡度数据赋的权重愈高,生 成的路径(即红线显示的)就会57愈 加注重坡度的影响并避开较陡的坡。
距离分析
基于栅格数据
概念:--源
距离分析中的目标, 是离散的要素,要素 可以邻接,但属性必 须不同
源可由栅格数据或矢 量数据来定义
距离分析--计算一
定区域内的栅格单元
到源的距离
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58
密度制图
什么是密度制图? 密度制图作用 ArcGIS密度制图方法
2024版《ArcGIS教程》PPT课件
01 ArcGISChapter软件背景及功能01020304用于城市空间布局、交通规划、公共设施选址等。
城市规划应用于环境监测、生态评估、自然保护区规划等。
环境保护支持灾害风险评估、应急响应、灾后重建等。
灾害管理用于精准农业、农业资源管理、农业气候分析等。
农业领域应用领域与案例01ArcGIS界面包括菜单栏、工具栏、图层窗口、属性窗口等部分。
020304常用操作习惯包括使用快捷键、定制工具栏、保存工作空间等。
图层管理是关键操作之一,涉及添加、删除、调整图层顺序和透明度等。
属性表编辑也是常用操作,用于查看和编辑空间数据的属性信息。
界面布局及操作习惯02数据管理与处理Chapter数据类型及格式支持栅格数据矢量数据以像素为单位的图像数据,支持GeoTIFF、ERDAS Imagine式。
属性数据导入数据导出数据数据转换030201数据导入与导出方法数据编辑与整理技巧编辑工具属性表编辑拓扑处理数据裁剪与合并03地图制作与可视化Chapter图层操作包括图层的添加、删除、重命名、调整顺序、设置可见性等基本操作,以及图层的属性设置、符号化、标注等高级操作。
图层概念图层是地图的基本组成单元,用于组织和管理空间数据,每个图层代表一种地理要素或现象。
图层属性图层属性包括空间范围、坐标系统、数据格式、字段信息等,可以通过图层属性窗口进行查看和修改。
地图图层概念及操作符号化表达方法符号类型ArcGIS提供了丰富的符号库,包括点符号、线符号、面符号等,用于表达不同地理要素的形状、颜色、大小等特征。
符号设置可以通过符号选择器选择合适的符号,也可以通过符号属性编辑器自定义符号的样式、颜色、大小等参数。
动态符号化根据地理要素的属性值动态设置符号的样式和颜色,实现地图的交互式表达。
01020304数据准备专题图设置专题图类型选择地图整饰专题图制作流程04空间分析功能介绍Chapter空间查询与统计方法空间查询空间统计空间插值缓冲区分析原理及应用缓冲区分析原理应用示例4. 结果分析与解释对叠加结果进行分析和解释,提取有用信息并应用于实际问题中。
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2.形成图解模型
DEM
Filled DEM
Flow Direction
格式转换
设置阈值
Stream Line
Stream Grid
Flow Accumulation
图12.9 图解建模流程图
例:利用DEM提取水系的图解模型
图12.10 DEM提取水系图解模型
3.实现模型
图12.11 整个建模过程的完成实现
功能
保存模型当前状态 打印 剪切 拷贝 粘贴 打开 自动布局 全景 缩小 放大 缩放 连续缩放 手动漫游 自动观察 选取模型要素 添加连接 运行
图12.8 模型构造器工具图标列表
4. 实例分析
利用DEM来提取水系:对于与地表水文情况有关的 许多领域如区域规划、农业、林业等有十分重要意义
1.建立概念模型
1. 基本概念 (1)图解建模
是指将一个具体的过程模型用直观的图形语 言表达出来,像绘制流程图那样,建立总体模型,并定 义图形分别代表输入数据、输出数据、空间处理工具。
(2)模型生成器(Model Builder)
是ArcGIS9所提供的构造地理处理工作流和脚本的 图形化建模工具,加速复杂地理处理模型的设计和实施 。
输出3
单一处理工具模型和复杂处理工具模型
单一处理 工具模型
复杂处理 工具模型
输入1
Spatial analyst tools1
输出1
输入2
Spatial analyst tools2
图12.4 单一处理工具模型处理过程
输入1
Spatial analyst tools
输出1
输出3
输入2
Conversion tools
2. 图形模型的基本类型
(1)按其包含过程的数量可以分为单过程模型和多过 程模型
(2)按照模型中过程的种类可以分为单一处理工具模 型和复杂处理工具模型
单过程模型和多过程模型
单过程模型 多过程模型
输入
空间处理工具
输出
图12.2 单过程模型建立过程
输入1
空间处理工具1
输出1
输入2
空间处理工具2
图12.3 多过程模型建立过程
功能
运行 运行整个模型 验证整个模型 保存模型当前状态 删除临时文件 打印设置 打印预览 打印 报表 模型属性 图解属性 输出 导入 关闭 自动布局 缩放 全部窗口 ArcGIS桌面帮助 关于模型构造器
图12.7 模型构造器菜单列表
3.模型构造器工具图标
图标
命令
Save Print Cut Copy Paste Open Auto layout Full extent Zoom in Zoom out Zoom Continuous Zoom Pan Navigator Select Add connection Run
建立图解模型的流程图
实际问题
抽象、简化、假设、 确定变量和参数
放置模型要素图形并为 相应的变量赋值
连接对象
验证模型
运行和使用模型
图12.1 图解建模流程图
12.2 图解建模
• 12.2.1 基本概念及类型 • 12.2.2 模型生成器组成 • 12.2.3 图形模型的形成过程
12.2.1 基本概念及类型
12.1 空间分析模型与建模
• 12.1.1 空间分析模型及其分类 • 12.1.2 运用建模思想解决具体问题
12.1.1 空间分析模型及其分类
• 模型是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化,是 对实体或现象中最重要的构成及其相互关系的表述。 • 空间分析为人们建立复杂的模型提供了基本工具。 • 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。
第十二章 空间分析建模
主要内容
•空间分析建模是指运用GIS空间分析建立数学 模型的过程,其过程包括:明确问题、分解问 题、组建模型、检验模型结果和应用分析结果。 本章主要介绍如下内容
空间分析建模的概念和过程 图解模型的形成过程 模型生成器基本操作 脚本文件的编写与运行 空间建模操作过程
空间分析模型可以分为以下几类: • 1.空间分布分析模型 • 2.空间关系分析模型 • 3.空间相关分析模型 • 4.预测、评价与决策模型
12.1.2 运用建模思想解决具体问题
•空间分析建模是指运用GIS空间分析建立数 学模型的过程。
• 运用数学分析方法建立的表达式,反映地理过程, 来模拟地理现象的形成过程的模型称为过程模型,也 叫处理模型,均是指描述物体或对象之间相互作用的 处理过程的模型。
图12.5 复杂处理工具模型处理过程
输出3
12.2.2 模型生成器组成
1. 模型构造器界面 2. 模型构造器菜单 3. 模型构造器工具图标 4. 实例分析
1.模型构造器界面
图12.6 模型构造器的初始界面
2.模型构造器菜单
命令
Run Run entire model Validate entire model Save Delete intermediate data Print setup Print preview Print Report Model properties Diagram properties Export Import Close Auto layout Zoom Overview window ArcGIS desktop help About ModelBuilder
分析:
1)问题的抽象和简化:模拟地表径流在地表的流动来产 生水系。
2)前提、假设:此处DEM的洼地均为可填充型洼地。
3)涉及的参数和变量:填充后的无洼地DEM、DEM每个栅 格单元的水流方向、每个栅格上游汇水面积、确定水系的 阈值大小。
4)数据类型的转换:由于基于DEM的计算都是栅格数据,故 需要将水系栅格数据转换为矢量数据。
• 4.运行结果
(a) 汇流累计大于200的河网
(b) 汇流累计大于1000的河网
图12.12 得到的不同阈值的河网结果比较
12.3 脚本文件
• 12.3.1 脚本简介 • 12.3.2 脚本编写基础 • 12.3.3 创建脚本文件
12.3.1 ArcGIS9脚本简介
• 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 • 模型生成器是构建脚本的方便工具,只要先构建一个 模型再输出成脚本即可。 • 脚本可以脱离ArcGIS的环境独立运行