第五章 空间分析原理与方法 PPT

第二节 空间叠合分析
• 叠置分析的基本条件： 1：参加叠置分析的不同数据层的地理范围 必须是一致的 2：参与叠置分析的多层面数据必须有效 匹配（投影、坐标系、元数据参数） 3：参与叠置分析分析模型和数据必须有 效匹配
第二节 空间叠合分析
• 空间叠合分析（Spatial Overlay analysis）： 又称叠加分析、叠置分析，在统一空间参 照系统条件下，每次将同一地区两个地理 对象的图层进行叠合，以产生空间区域的 多重属性特征，或建立地理对象之间的空 间对应关系。
• 多边形叠合分析通常有以下五种叠合方式： – 合并(Union) – 相交( Intersect) – 一致( Identity) – 相减( Erase) – 更新( Update)
• 空间分析的概念 空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地
学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获 取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形 态、空间形成和空间演变等信息。
• 按照Goodchild提出的空间分析框架，空间分析 分为
– 产生式分析(product mode) DEM分析、叠合分析、缓冲区分析、网络分析
性属性
点与多边形叠合 示例
1 2 3
4
1 2
3
点与多边形叠合 结果
1
12
3
2 34
1 2 3
4
线与多边形的叠合（ line-in-polygon overlay ）
• 包含线的图层与包含多边形的图层 • 判断线包含在哪一个多边形里面，从而为线设置新的多边
性属性
线与多边形叠合 示例
1 3
2
1 2
3
线与多边形叠合 结果
1
1 2 6
2
35
3
4
1
2 6
5
3
4
多边形与多边形叠合（ polygon-on-polygon overlay ）
• 两个多边形图层的比较分析（图形和属性），将两个不同 的多边形空间特征数据相重叠，产生新的多边形特征数据， 用以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的分析， 地理特征的动态变化分析，以及图幅要素更新、区域信息 提取等
示，来反映地表单元网格各顶点高程变化的指标。 • （五）谷脊特征分析 • 沟谷密度：沟谷总长度与地表单元面积之比。 • 沟谷深度值：地表单元内几个谷点切割深度的均值
第一节 数字地形模型分析
• 二、地形剖面线的计算 • 地形剖面线：从一个点出发到另一个点的
地形变化情况。 • 方法：通过DEM得到，运用插值算法在剖
• 基于栅格数据结构的叠合分析
– 参与分析的两个图层均为栅格数据 – 优点：运算过程比较简单 – 缺点：数据量大
第二节 空间叠合分析
• 栅格叠合分析：
• 两个或多个相同地区栅格图层
• 相同的栅格单元大小
• 不同图层间对应栅格进行运算
• 运算结果生成新的栅格图层
• 目的是产生新的源自文库间信息 • 又称为“地图代数”
Input A
• 点变换方法 • 区域变换方法 • 邻域变换方法
Input B Output
基于矢量数据的叠合分析
• 点与多边形的叠合 • 线与多边形的叠合 • 多边形与多边形的叠合
点与多边形的叠合（ point-in-polygon overlay ）
• 包含点的图层与包含多边形的图层 • 判断点包含在哪一个多边形里面，从而为点设置新的多边
面的两点间插值出相应的高程数据。
第一节 数字地形模型分析
• 三、DEM的通视分析 • 实现方法：在任意两点间生成剖面线，在
需要分析的两点间画直线，若直线与剖面 线有交点则不能通视，无交点则判断这两 点是否高于剖面线的高程。
第二节 空间叠合分析
• 问题的提出： • 地学多因子分析的需要
在实际问题中，往往需要将地学现象分解 为许多单个的因子分别研究。例如，将自 然地理要素分解为地质、地貌、水文、气 象、生物，土壤等，但在研究实际问题又 需要选取其中的几项进行研究。
• 空间合成叠合 • 空间统计叠合
空间合成叠合
• 用于搜索同时具有几种地理属性的分布区 域，或对叠合后产生的多重属性进行新的 分类。
空间统计叠合
• 用于提取某个区域范围内某些专题内容的 数量特征。
第二节 空间叠合分析
• 基于矢量数据结构的叠合分析
– 参与分析的两个图层均为矢量数据 – 优点：数据量小 – 缺点：运算过程比较复杂
– 咨询式分析(query mode) 集合分析、查询分析
空间分析概述
❖ 根据空间数据的形式将空间分析分为： 矢量数据空间分析 栅格数据空间分析
第一节 数字地形模型分析
• 数字地形模型：地形的数字化表达，Miller 于1956年为了自动设计高速公路提出。
• 定义：对二维地理空间上具有连续变化特 征地理现象的模型化表达和过程模拟。简 单地说，空间起伏连续变化现象的数字化 表达和分析工具的集合。
第一节 数字地形模型分析
• 从维度来说，DEM是2.5维的数据 • • 2D：X,Y相互独立 • • 2.5D：Z=f(X,Y)
3D：X,Y,Z相互独立
第一节 数字地形模型分析
• DEM的研究内容：
第一节 数字地形模型分析
• DEM研究的主要内容： • 数据采集方法 • 空间数据内插技术 • 空间数据组织和管理 • 空间分析理论与方法
第一节 数字地形模型分析
• 一、地形因子计算 • （一）坡度和坡向的计算 • 坡度：局部地表面与水平面之间的夹角。 • 坡向：最大高程变化率所在的方向。 • 计算坡度、坡向方法包括：空间矢量分析
法、拟合曲面法
❖大家应该也有点累了，稍作休息
❖大家有疑问的，可以询问
第一节 数字地形模型分析
• （二）曲面面积的计算 • 两种方法：矢量法和三角形求和法 • （三）地表粗糙度的计算 • 粗糙度：地表单元曲面面积与投影面积之比。 • （四）高程及变异分析 • 平均高程：地表单元网格四个顶点的高程平均值。 • 高程变异：以网格单元顶点的标准差与平均高程的比值表
第五章 空间分析的原理与方法
• 1 数字地形模型分析 • 2 空间叠合分析 • 3 空间缓冲区分析 • 4 空间网络分析
GIS基本功能
数据采集 与输入
数据编辑 与更新
GIS能作 什么？
数据显示 与输出
数据存储 与管理
空间查询 与分析
… …
空间查 询 叠合分 析
缓冲区分 析
地形分 析
网络分 析
空间分析概述