GIS6-第七章空间数据管理PPT课件
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GIS6空间数据采集处理与质量控制.ppt
3. 扫描方式
4. 影像处理和信息提取方式联网方式下，信息系统
5. 数据通讯方式
内部各子系统之间以及 与其它信息系统之间实
现信息交流和信息共享
的主要方式。
SCAU Lectures 2010 @ GIS
Geographical Information Systems
2.2 数据采集系统功能
1.图形数字化 2.数据的编辑 3.拓扑关系生成 4.基本量算 5.数据结构转换 6.地理数据库建立
生成栅格数据。
SCAU Lectures 2010 @ GIS
Geographical Information Systems
工程扫描仪
SCAU Lectures 2010 @ GIS
2.1 数据采集方式
小 型 扫 描 仪
Geographical Information Systems
2.1 数据采集方式
空间数据采集、处理与质量控制
SCAU Lectures 2010 @ GIS
Geographical Information Systems
回顾：GIS的基本功能
数据采集：
利用各种设备和手段采集和输入数据，产生原始数据。
数据编辑与处理：
对数据进行编辑、格式转换、拼接等工作，产生合格的数据。
数据存储、组织与管理
制图 与输出
图形与属性 数据编辑
GIS
SCAU Lectures 2010 @ GIS
Geographical Information Systems
空间数据采集、处理和质量控制
数据源?
现实世界
文字报告、 遥感图象 等
采集和处理? 质量如何?
SCAU Lectures 2010 @ GIS
地理信息系统课件第七章空间信息可视化
森林火灾扩散的可视化模拟
总结词
利用地理信息系统对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。
详细描述
洪水灾害是一种常见的自然灾害，其影响范围和程度受到多种因素的影响，如地形、降雨量、河流等。通过地理信息系统，可以对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。这种可视化评估可以帮助决策者制定更为合理的防洪规划和应急响应计划，减少洪水灾害对人类社会和经济的影响。
城市规划与管理
1
2
3
利用可视化技术对污染源进行实时监测，掌握污染排放情况，为环境治理提供数据支持。
污染源监测
将环境监测数据与地理信息结合，通过可视化方式呈现环境质量状况，为环境质量评估提供依据。
环境质量评估
通过空间信息可视化，展示生态系统的结构和功能，为生态保护和修复提供决策支持。
生态保护
环境监测与评估
基于Web技术的地图可视化工具，支持在线地图编辑和分享。
QGIS Desktop
一个开源的、跨平台的GIS系统，提供强大的地图制作和可视化功能。
QGIS的可视化工具
专注于地理空间数据处理和分析的开源软件，提供丰富的地图制作和可视化工具。
GRASS GIS
用于地图可视化的模块，支持多种地图类型和风格。
定义
直观性、交互性、动态性和多维性。空间信息可视化能够将抽象的地理信息转化为直观的图形，便于用户理解和分析；同时，用户可以通过交互操作，动态地查看不同时间和空间尺度的数据；此外，可视化技术还可以展示多维度的地理信息，帮助用户深入挖掘数据的潜在价值。
特点
定义与特点
通过可视化，用户可以快速获取地理信息的整体分布和变化趋势，为决策提供有力支持。
GIS6空间数据管理
栅格数据的形状、尺寸及相关问题
• 由于栅格结构对地表的离散，在计算面积、长 度、距离、形状等空间指标时，若栅格尺寸较 大，则造成较大的误差 。
• 由于栅格单元中存在多种地物，而数据中常常 只记录一个属性值，这会导致属性误差。比如， 遥感数据中的“混合像元”问题。
第29页/共137页
II 栅格数据结构的特点
第35页/共137页
III 决定栅格单元代码的方 式
4.百分比法 • 处理方法：根据栅格区域内各地理要素所占面积的百分比数确定栅 格单元的代码 • 适用于地物面积具有重要意义的分类体系
例如：可记面积最大的两 类BA，也可以根据B类和 A类所占面积百分比数在 代码中加入数字
第36页/共137页
III 决定栅格单元代码的方 式
第14页/共137页
1.3 数据与文件组织
一、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷
逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库
文件
逻辑数据单位之间的关系
记录
数据项 数据项组
第15页/共137页
1.3 数据与文件组织
最基本的不可分割的数据单位,具有
数据项 独立的逻辑意义
在地理信息系统中的压缩编码多采用信 息无损编码，而对原始遥感影像进行压 缩时也可以采取有损压缩编码方法。
第42页/共137页
压缩编码方式
1 链码（Chain Codes） 链式编码又称为弗里曼链码（Freeman，
1961）或边界链码。该编码方法将数据 表示为由某一原点开始并按某些基本方 向确定的单位矢量链。 基本方向可定义为：东＝0，东南＝1， 南＝2，西南＝3，西＝4，西北＝5，北 ＝6，东北＝7 等八个基本方向。
(GIS)第六章__地理信息系统的应用模型
三、应用实例——XX省XX市土地定级信息 系统
第三节 适宜性分析模型
适宜性分析是指土地针对某种特定开发活动的分析,这些 开发活动包括农业应用、城市化选址、作物类型布局、道路 选址、选择重新造林的最适宜的土地等.
因此,建立适宜性分析模型,首先确定具体的开发活动,其 次选择其影响因子,然后评价某一地域的各个因子对这种开发 活动的适宜程度,以作为土地利用规划决策的依据.
➢ 评价过程 ➢ 评价对象生态条件调查.评价对象玉米属于禾本科,为一年
生草本,其主导生态条件例如：性喜高温,需水量大,要求 土壤肥沃和土层疏松,其根系伸展要求防止土壤侵蚀等. ➢ 确定评价对象的影响因素和因子.根据将玉米作物生长有 关的生态条件与土地质量相比照,除了温度可通过季节调 节外,其他影响因评价素对和象因的影子响如因图素和所因示子：体系
第六章 地理信息系统 的应用模型
主要内容
第1节 GIS应用模型概述 第2节 土地定级估价模型 第3节 适宜性分析模型 第4节 发展预测模型（自学） 第5节 区位选择模型（自学） 第6节 交通规划模型（自学） 第7节 地球科学模拟模型（自学） 本章重点：一般的GIS应用模型及其构建过程和方法
第一节 GIS应用模型概述
〔三应用模型建模的方法——制图建模
➢ 通过作用于原始数据和派生数据的一组顺序的、交互的空间分析操作 命令,对一个空间分析过程进行的实现模拟.
➢ 制图建模的结果是一个应用模型,它是对空间分析过程及其数据的一种 图形或符号表示,目的是帮助分析人员组织和规划所要完成的分析过程, 并逐步指定完成这一分析过程所需的数据.制图建模也可用于研究说明 文档,作为分析研究的参考和素材.
供水Q1
供肥Q2
供氧Q3
土壤侵蚀Q4
第七章空间数的组织和管理
第七章空间数的组织与管理一、数据的组织1、数据组织的分级数据组织的层次有两类分级方法：逻辑分级：从人的观测角度及描述对象之间的关系，有数据项、记录、文件和数据库。
物理分级：在存储介质上的存储单位，有比特、字节、字、块、桶和卷。
数据项：可以定义数据的最小单位，也叫基本项、字段等。
数据项与实体的属性相对应，有一定的取值范围，称为域。
域外的任何值视为无意义的取值。
记录：由若干相关联的数据项组成。
是应用程序输入/输出的逻辑单位。
对数据库系统来说，是信息处理和存储的基本单位，是对一个实体信息描述的数据总和。
特点：由型和值的区别。
型为定义的记录的框架，值为记录的内容。
为了唯一标识每个记录，必须有记录标识符，也称关键字。
一般由记录的第一个关键字担任。
有主关键字、次关键字之分。
有逻辑记录和物理记录。
逻辑记录按信息逻辑在逻辑上的的独立意义划分数据单位，物理记录按数据存储单位划分。
两者之间的关系为：一个物理记录对应一个逻辑记录；一个物理记录对应若干个逻辑记录；一个逻辑记录对应若干个物理记录。
文件：是一给定类型的（逻辑）记录的全部具体值的集合。
根据记录的组织方式分为：顺序文件、索引文件、直接文件、和倒排文件。
数据库：具有特定联系的数据集合。
也可以看成是多类型记录的集合。
其内部构造是文件的集合。
文件之间存在某种联系，不能孤立存在。
2、图幅内的空间数据组织（1）工作区通常将一幅图或几幅图的范围当作一个工作单元，或工作区。
工作区包含了所有各层的空间数据。
工作区通常按范围定义。
例1：6-5-1。
例2：水平（2）工作层工作是空间数据处理的一个工作单位。
可包含若干逻辑层。
（3）逻辑层具有多个地物类组成。
（4）地物类（专题层）具有相同属性和意义的地物组合。
3、图库的管理划分工作区。
数据除了按上述纵向划分为层管理外，有时还需要在水平方向划分若干工作区（如ARC/INFO 的TILE）。
工作区索引：建立工作区索引，再在此基础上建立以图幅为单位的二级图幅索引或物理无缝连接的地图。
GIS空间数据结构课件
椭球体与基准面之间的关系是一对多的关 系，也就是基准面是在椭球体基础上建立 的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭 球体能定义不同的基准面，如前苏联的 Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基 准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们 的基准面显然是不同的。
我国3个椭球体参数如下
3）对数据处理信息的说明，如量纲的转换等；
4）对数据转换方法的描述；
5）对数据库的更新《G、IS空集间数据成结构等》PP的T课件说明。
3、元数据的主要作用
1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据、 建立数据文档，并保证即使其主要工作人员离退 时，也不会失去对数据情况的了解；
2）提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、 数据内容、数据质量、数据交换网络及数据销售 等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据；
《GIS空间数据结构》PPT课件
2、1980年中国国家大地坐标系，具体参数 为：
赤道半径（a）＝6378140.0000000000m 极半径（b）＝6356755.2881575287m 地球扁率（f）＝（a－b）/a＝1/298.257 1980年中国国家大地坐标系的大地原点，
设在陕西省泾阳县永乐镇，称西安原点。
《GIS空间数据结构》PPT课件
二、矢量数据的特点
➢ 可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。 例如建立封闭多《G边IS空形间数据，结构实》P现PT课道件 路的选取，进行 最佳路径的计算等等。
2．3 空间数据的计算机表示
以ARC/INFO矢量数据模型的系统为例 ➢ 首先，从逻辑上将空间数据抽象为不同的专题或层 。
《GIS空间数据结构》PPT课件
其次，将一个专题层的地理要素或实体分解 为点、线或面状目标 。每个目标的数据由 定位数据、属性数据和拓扑数据组成。具 有相同的分类码的同类目标组成类型，— 类或相近的若干类构成数据层，若干数据 层构成图幅，全部数据组成数据库。
地理信息系统空间数据库 ppt课件
第一节 空间数据库概述
（1）概念模型
实际上是现实世界到机器世界的一个中间层。概念模型用于 信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是设计 人员的有力工具。
概念结构 设计过程
特点
需求分析 概念结构
用户需求
抽象
信息结构
概念模型
能够真实、 处分的反映 现实世界
易于理解 用户与设计
人员
易于更改 需求改变 模型改变
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节 空间数据库概述
2. 空间数据库的相关概念 空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关 的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介 质上。 空间数据库（系统）组成： ➢空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关 的地理空间数据的总合，一般是以一系列特定结构的文件形式组织后存 储在介质上。 ➢空间数据库管理系统：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行 语义和逻辑上的定义，提供必需的空间数据查询检索和存取功能，以及 能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件。 ➢数据库应用系统：应用模块。
一、 层次数据模型 层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，层次数据库
系统采用层次模型作为数据的组织方式，用树形结构来表示各 类实体以及实体间的联系。如行政机构，家族关系等。 (1)层次模型的数据结构特点 ➢ 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点 ➢ 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点 ➢ 同一双亲的子女结点称为兄弟结点，没有子女结点的结
空间数据管理-空间数据库
空间数据管理-空间数据 库
contents
目录
• 空间数据库概述 • 空间数据库的核心技术 • 空间数据库的应用领域 • 空间数据库面临的挑战与解决方案 • 空间数据库的未来发展趋势
空间数据库概述
01
定义与特点
定义
空间数据库是一种用于存储和管理空 间数据的数据库系统，它能够存储、 检索、更新和管理空间数据，包括地 理信息、地图数据、遥感数据等。
空间数据查询语言
空间数据查询语言是用于查询和管理 空间数据库的标准语言，它提供了丰 富的空间函数和操作符，用于对空间 数据进行各种复杂的查询和操作。
常见的空间数据查询语言包括SQL、 PostGIS等。
空间数据模型与结构
空间数据模型与结构是描述空间数据的组织和表达方式，它决定了空间数据的表示、存储和查询方式 。
环境监测与保护是空间数据库的重要应用领域之一。 环境监测部门需要利用空间数据库来分析环境质量、 生态状况等信息，为环境保护提供决策支持。
环境监测与保护还包括污染治理、生态修复等领域。
空间数据库面临的挑
04
战与解决方案
数据安全与隐私保护
数据加密
采用先进的加密算法对空间数据进行加密， 确保数据在存储和传输过程中的安全性。
访问控制
实施严格的访问控制策略，对不同用户设定不同的 权限级别，防止未经授权的访问和数据泄露。
隐私保护
在数据采集、处理和使用过程中，采取匿名 化、去标识化等技术手段保护用户隐私。
高性能查询优化
索引技术
利用空间索引技术提高查询效率，如 R-tree、Quadtree等。
查询策略优化
根据查询需求和数据特点，优化查询 路径和算法，减少计算量和I/O负载。
contents
目录
• 空间数据库概述 • 空间数据库的核心技术 • 空间数据库的应用领域 • 空间数据库面临的挑战与解决方案 • 空间数据库的未来发展趋势
空间数据库概述
01
定义与特点
定义
空间数据库是一种用于存储和管理空 间数据的数据库系统，它能够存储、 检索、更新和管理空间数据，包括地 理信息、地图数据、遥感数据等。
空间数据查询语言
空间数据查询语言是用于查询和管理 空间数据库的标准语言，它提供了丰 富的空间函数和操作符，用于对空间 数据进行各种复杂的查询和操作。
常见的空间数据查询语言包括SQL、 PostGIS等。
空间数据模型与结构
空间数据模型与结构是描述空间数据的组织和表达方式，它决定了空间数据的表示、存储和查询方式 。
环境监测与保护是空间数据库的重要应用领域之一。 环境监测部门需要利用空间数据库来分析环境质量、 生态状况等信息，为环境保护提供决策支持。
环境监测与保护还包括污染治理、生态修复等领域。
空间数据库面临的挑
04
战与解决方案
数据安全与隐私保护
数据加密
采用先进的加密算法对空间数据进行加密， 确保数据在存储和传输过程中的安全性。
访问控制
实施严格的访问控制策略，对不同用户设定不同的 权限级别，防止未经授权的访问和数据泄露。
隐私保护
在数据采集、处理和使用过程中，采取匿名 化、去标识化等技术手段保护用户隐私。
高性能查询优化
索引技术
利用空间索引技术提高查询效率，如 R-tree、Quadtree等。
查询策略优化
根据查询需求和数据特点，优化查询 路径和算法，减少计算量和I/O负载。
第六章 空间数据管理技术
资源管理信息系统 地学信息系统 土地信息系统（依照其应用领域划分）
GIS 空间信息 系统 地理信息系统（根据其服务对象）
专题信息系统 区域信息系统 栅格
信息系统
非 GIS（根据其使用的数据模型） 非空间信息系统（一般指管理信息系统） 图 3-2 信息系统分类
矢量 混合信息系统
空间信息系统特征
与一般的管理信息系统相比，空间信息系统具有以下 特征： （1）空间信息系统使用了空间数据与非空间数据，并通 过DBMS将两者联系在一起共同管理、分析和应用；而 MIS只有非空间数据库的管理，即使存贮了图形，也往往 以文件形式等机械形式存贮，不能进行有关空间数据的操 作，如空间查询、检索、相邻分析等，不能进行复杂的空 间分析。 （2）通过利用空间解析式模型来分析空间数据，空间信 息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。
3S技术与现代物流管理信息化
（一）3S技术与物流网络 完整的GIS物流分析软件集成了：车辆路线模型(地图)、最 短路径模型、网络物流模型、分配集合模型、设施定位模 型—解决物流网络布局与分析的问题； 屏幕—网点分布、周边企事业单位、居民结构等数据，配 送中心的覆盖范围、所覆盖的街道、单位名称等。可分析 增加、删除某一网点回影响到的用户，需增设的点选哪个 位置，这些分析会变得方便快捷。
第六章 空间数据管理技术
• • • • • 空间数据管理概述 地理信息系统 全球定位系统 移动通信定位系统 移动商务中物流定位的架构
6.1 空间数据管理概述
空间信息是有关空间实体的性质、特征和运 动状态的表征进行描述的数据，它是对表达空间 特征与空间现象之间关系的空间数据的解释。 空间信息包括空间位置（单个物体的定位信 息）、空间形态（物体的形状和结构）、空间分 布（群体空间对象的定位信息）、空间相关（空 间物体基于属性数据的关系）与空间关系等信息。 地理信息系统（GIS）、全球定位系统 （GPS）、空间决策支持系统（SDSS）等属于空 间信息技术的范畴。
GIS 空间信息 系统 地理信息系统（根据其服务对象）
专题信息系统 区域信息系统 栅格
信息系统
非 GIS（根据其使用的数据模型） 非空间信息系统（一般指管理信息系统） 图 3-2 信息系统分类
矢量 混合信息系统
空间信息系统特征
与一般的管理信息系统相比，空间信息系统具有以下 特征： （1）空间信息系统使用了空间数据与非空间数据，并通 过DBMS将两者联系在一起共同管理、分析和应用；而 MIS只有非空间数据库的管理，即使存贮了图形，也往往 以文件形式等机械形式存贮，不能进行有关空间数据的操 作，如空间查询、检索、相邻分析等，不能进行复杂的空 间分析。 （2）通过利用空间解析式模型来分析空间数据，空间信 息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。
3S技术与现代物流管理信息化
（一）3S技术与物流网络 完整的GIS物流分析软件集成了：车辆路线模型(地图)、最 短路径模型、网络物流模型、分配集合模型、设施定位模 型—解决物流网络布局与分析的问题； 屏幕—网点分布、周边企事业单位、居民结构等数据，配 送中心的覆盖范围、所覆盖的街道、单位名称等。可分析 增加、删除某一网点回影响到的用户，需增设的点选哪个 位置，这些分析会变得方便快捷。
第六章 空间数据管理技术
• • • • • 空间数据管理概述 地理信息系统 全球定位系统 移动通信定位系统 移动商务中物流定位的架构
6.1 空间数据管理概述
空间信息是有关空间实体的性质、特征和运 动状态的表征进行描述的数据，它是对表达空间 特征与空间现象之间关系的空间数据的解释。 空间信息包括空间位置（单个物体的定位信 息）、空间形态（物体的形状和结构）、空间分 布（群体空间对象的定位信息）、空间相关（空 间物体基于属性数据的关系）与空间关系等信息。 地理信息系统（GIS）、全球定位系统 （GPS）、空间决策支持系统（SDSS）等属于空 间信息技术的范畴。
地理信息系统第7讲GIS基本空间分析
3
地图操作: 融合
消除具有相同属性的多边形边界（数据分类）
1
1
3
4
3
2
1
1
3 4 2
1
4
地图操作: 裁剪
落入裁减区域范围内的输入地图要素
5
地图操作: 合并
两幅或两幅以上的地图拼接成新图
合并
6
叠置分析
叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息 的方法之一。
叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠 置产生一个新的数据层面, 其结果综合了原来两个或 多个层面要素所具有的属性；
8
叠置分析-矢量数据的叠置分析
点与多边形叠置
点与多边形叠置, 是指一个点图层与一个多边形图 层相叠, 叠置分析的结果往往是将其中一个图层的 属性信息注入到另一个图层中, 然后更新得到的数 据图层；基于新数据图层, 通过属性直接获得点与 多边形叠加所需要的信息。
输出地图包含输入地图相同的点要素, 但点的属性 已为1其落入2 的多+ 边A形的属B性 = 1A 2B
叠置分析-矢量数据的叠置分析
线与多边形叠置
线与多边形的叠置同点与多边形叠置类似, 线与多 边形的叠加, 指一个线图层与一个多边形图层相叠, 叠置结果通常是将多边形层的属性注入另一个图 层中, 然后更新得到的数据图层；基于新数据图层, 通过属性直接获得线与多边形叠加所需要的信息。
1
+A
B
= 1A 1B
资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性 和网络组成。
分配有两种方式，一种是由分配中心向四周输出，另 一种是由四周向中心集中。
网络的应用
最佳选址 : 选址功能是指在一定约束条件下、在某一指 定区域内选择设施的最佳位置，它本质上是资源分配分 析的延伸，例如连锁超市、邮筒、消防站、飞机场、仓 库等的最佳位置的确定。
地图操作: 融合
消除具有相同属性的多边形边界（数据分类）
1
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3
4
3
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1
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3 4 2
1
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地图操作: 裁剪
落入裁减区域范围内的输入地图要素
5
地图操作: 合并
两幅或两幅以上的地图拼接成新图
合并
6
叠置分析
叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息 的方法之一。
叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠 置产生一个新的数据层面, 其结果综合了原来两个或 多个层面要素所具有的属性；
8
叠置分析-矢量数据的叠置分析
点与多边形叠置
点与多边形叠置, 是指一个点图层与一个多边形图 层相叠, 叠置分析的结果往往是将其中一个图层的 属性信息注入到另一个图层中, 然后更新得到的数 据图层；基于新数据图层, 通过属性直接获得点与 多边形叠加所需要的信息。
输出地图包含输入地图相同的点要素, 但点的属性 已为1其落入2 的多+ 边A形的属B性 = 1A 2B
叠置分析-矢量数据的叠置分析
线与多边形叠置
线与多边形的叠置同点与多边形叠置类似, 线与多 边形的叠加, 指一个线图层与一个多边形图层相叠, 叠置结果通常是将多边形层的属性注入另一个图 层中, 然后更新得到的数据图层；基于新数据图层, 通过属性直接获得线与多边形叠加所需要的信息。
1
+A
B
= 1A 1B
资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性 和网络组成。
分配有两种方式，一种是由分配中心向四周输出，另 一种是由四周向中心集中。
网络的应用
最佳选址 : 选址功能是指在一定约束条件下、在某一指 定区域内选择设施的最佳位置，它本质上是资源分配分 析的延伸，例如连锁超市、邮筒、消防站、飞机场、仓 库等的最佳位置的确定。
GIS分析第6章空间统计学分析
GIS分析第6章空间统计学分析空间统计学是地理信息系统(GIS)中的一种分析方法，主要用于研究地理现象的空间分布规律以及地理现象之间的空间关联关系。
空间统计学分析提供了一种描述和解释地理现象的方法，可以帮助人们理解和预测地理现象的空间模式和变化趋势。
空间统计学的基本概念包括空间自相关、空间群集、空间分析、空间插值等。
空间自相关指的是地理现象之间的空间关联性，即地理现象在空间上的分布是否存在相关性。
空间群集是指地理现象在空间上的聚集或分散程度，用于描述地理现象的空间模式。
空间分析是对地理现象的空间特征进行定量评估和解释的过程，包括空间相关性和空间差异性的测量和模型构建。
空间插值是通过已知点的观测值推断未知点的值，用于填充数据空白区域或生成连续的表面。
空间统计学的主要方法包括空间自相关分析、空间群集分析、局部空间统计分析和空间插值分析等。
空间自相关分析用于研究地理现象之间的空间关联性，包括全局自相关和局部自相关。
全局自相关是通过计算整个研究区域内地理现象的相关性来评估地理现象的整体空间分布规律；局部自相关是通过计算每个地理现象邻近区域内地理现象的相关性来评估地理现象的局部空间分布规律。
空间群集分析用于研究地理现象的空间模式，包括空间聚集和空间分散。
空间聚集分析通过计算地理现象的相似性指数来判断地理现象是否聚集在一起；空间分散分析通过计算地理现象的离散性指数来判断地理现象是否分散。
局部空间统计分析用于研究地理现象的空间异质性，包括局部自相关和局部群集。
局部自相关分析通过计算每个地理现象邻近区域内地理现象的相关性来评估地理现象的局部空间关联性；局部群集分析通过计算地理现象的局部空间聚集程度来评估地理现象的局部空间模式。
空间插值分析用于推断未知点的值，包括确定性插值和随机插值。
确定性插值通过已知点的观测值进行插值，生成连续的表面；随机插值通过已知点的观测值进行随机抽样，生成概率分布。
在GIS分析中，空间统计学分析能够帮助人们更好地理解和使用地理数据，发现地理现象的空间规律和关联关系，为决策支持和空间规划提供科学依据。
gis课件
数据来源及类型分类
地图数据
包括纸质地图、数字地图等，是GIS数 据的主要来源之一。
遥感数据
通过卫星、无人机等遥感设备获取的影 像数据，具有大范围、高精度的特点。
测量数据
通过GPS、全站仪等测量设备获取的地 理坐标数据。
调查数据
通过社会调查、人口普查等途径获取的 属性数据。
数据采集方法与技术手段
01
和共享。
02
数据标准化
03
GIS空间数据库构建与管 理
空间数据库概念及特点
空间数据库概念
空间数据库是GIS系统中用于存储 和管理空间数据的数据库。
空间数据库特点
空间数据库具有存储空间数据、 支持空间查询和空间分析、提供 地图可视化等功能。
空间数据库设计原则和方法
设计原则
空间数据库设计应遵循规范化、模块 化、可扩展性等原则。
GIS可视化输出通常以图像文件（如JPEG、PNG等）或矢量文件（如SVG、DXF 等）的形式输出。
输出格式标准化
为了方便不同系统之间的数据交换和兼容性，需要制定统一的输出格式标准和规 范。
05
GIS应用领域拓展与案例 分析
城市规划与管理领域应用案例
城市规划
利用GIS技术对城市空间布局、土 地利用、交通网络等进行规划， 提高城市规划的科学性和合理性 。
0手段
空间信息可视化原理
空间信息可视化是利用计算机图形学、图像处理等技术，将地理 空间信息呈现为图像或图形的过程。
可视化表达技术手段
包括地图符号设计、色彩与纹理选择、图形绘制等，以及三维可视 化技术。
可视化表达的意义
提高空间信息传递的效率和效果，促进GIS应用的发展。
手工采集
《GIS空间分析》PPT课件
N为空间实体数目；xi、xj分别表示第i和第j个
空间实体的属性值，是xi的平均值；Wij＝l表示空间实体
i与j相邻，Wij＝0表示空间实体i与j不相邻。
I的值介于-l与1之间，I＝1表示空间自正相 关，空间实体呈聚合分布；I＝-l表示空间自负相关，空 间实体呈离散分布；I＝0则表示空间实体是随机分布的。 Wij表示实体i与j的空间关系，它通过拓扑关系获得。
A
B
C
A/(B·OR·C)
A
B
NOT(A·OR·B）
AB C
(A·AND·B)·OR·C
A
B
C (A·XOR·.B)·XOR·C
三、单变量分级分析
以单个属性作为依据，将属性数据划分成若 干个类别 如：土壤厚度按一定区间进行再分类
土壤厚度(m) ＜0.20
0.20～0.40 0.40～0.60 0.60～0.80
➢ 包含关系查询 ➢ 穿越查询 ➢ 落入查询 ➢ 缓冲区查询
（四）SQL查询
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
扩展的SQL查询： 将SQL的属性查询和空间关系的图形条件组合
在一起进行查询 如：查询三峡地区长江流域人口大于50万的县或市
（六）层次分析技术
基于地理区域，模拟人的思维方式，结合定量和定性 方式进行空间数据分析的一种分析方法
层次模型建立 对要解决的问题，逐步进行分解，找出影响决策的 各种变量因子 专家打分，建立各因素对目标影响的权重
关键 判断矩阵建立
判断矩阵
设目标问题Y，有m各影响因子xi，其中每两个因素xi和 xj对Y影响的权之比为aij, 可组成判断矩阵
地理信息系统概论空间数据
2. 面积占优法
– 处理方法：以占栅格区域面积比例最大的 地物类型或现象特性决定栅格单元的代码
– 面积占优法常用于分类较细，地物类别斑 块较小的情况
例如：所示的例子中， 显见B类地物所占面积最 大，故相应栅格代码定 为B
整理课件
III 决定栅格单元代码的方式
3. 重要性法
– 处理方法：根据栅格内不同地物的重要性，选取 最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码
Real world Grid
Point Column
Row
RASTER
Line
Value
=0 =1 =2 =3
Area
Triangles
Hexagons
整理课件
栅格数据结构示例
00000000 00000000 00002000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
整理课件
IV．栅格数据编码
栅格数据编码方法分为两大类：
– 直接栅格编码 – 压缩编码方法
»链码 »游程长度编码 »块码 »四叉树
整理课件
直接栅格编码
直接编码就是将栅格数据看作一个数据 矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码， 可以每行都从左到右逐个象元进行记录 ，也可以奇数行地从左到右而偶数行地 从右向左记录，为了特定目的还可采用 其他特殊的顺序
系统 。
整理课件
1.3 GIS内部的数据结构
矢量结构和栅格结构
– 矢量模型 ：现实世界的要素位置和范围可以采用
点、线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一 个实体的位置是用它们在坐标参考系统中的空间位 置（坐标）定义。
– 栅格模型 ：在栅格模型中，空间被规则地划分为
– 处理方法：以占栅格区域面积比例最大的 地物类型或现象特性决定栅格单元的代码
– 面积占优法常用于分类较细，地物类别斑 块较小的情况
例如：所示的例子中， 显见B类地物所占面积最 大，故相应栅格代码定 为B
整理课件
III 决定栅格单元代码的方式
3. 重要性法
– 处理方法：根据栅格内不同地物的重要性，选取 最重要的地物类型决定相应的栅格单元代码
Real world Grid
Point Column
Row
RASTER
Line
Value
=0 =1 =2 =3
Area
Triangles
Hexagons
整理课件
栅格数据结构示例
00000000 00000000 00002000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
整理课件
IV．栅格数据编码
栅格数据编码方法分为两大类：
– 直接栅格编码 – 压缩编码方法
»链码 »游程长度编码 »块码 »四叉树
整理课件
直接栅格编码
直接编码就是将栅格数据看作一个数据 矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码， 可以每行都从左到右逐个象元进行记录 ，也可以奇数行地从左到右而偶数行地 从右向左记录，为了特定目的还可采用 其他特殊的顺序
系统 。
整理课件
1.3 GIS内部的数据结构
矢量结构和栅格结构
– 矢量模型 ：现实世界的要素位置和范围可以采用
点、线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一 个实体的位置是用它们在坐标参考系统中的空间位 置（坐标）定义。
– 栅格模型 ：在栅格模型中，空间被规则地划分为
GIS(地理信息系统)空间分析课件
总结词
研究人口分布与经济活动的空间 关联性，分析经济发展对人口分 布的影响，为区域经济发展提供 决策支持。
4. 成果应用
将分析结果应用于区域经济发展 规划、城市规划和人口管理等领 域。
自然灾害风险评估与应急响应案例
1. 数据准备
收集地质、气象、历史灾害等 数据，建立灾害数据库。
3. 应急响应
根据风险评估结果，制定应急 预案和救援措施，优化资源配 置。
叠加分析
将不同图层进行叠加，通过比较 和组合不同图层的属性信息，进 行分类、统计和综合评价。
统计分析
利用统计学原理和方法，对空 间数据进行处理和分析，挖掘 空间数据的内在规律和特征。
03
空间数据查询与可视化
空间数据查询
空间数据检索
01
根据地理坐标、属性信息等条件，快速定位和获取相关空间数
据。
多源数据融合
栅格数据
混合数据
同时包含矢量数据和栅格数据的空间 数据类型，兼具矢量数据和栅格数据 的优点，能够更好地满足复杂空间分 析的需求。
以网格形式表示地理空间，每个网格 单元代表一定地理区域，数据结构简 单，易于处理和分析。
空间分析基本概念
01
02
03
空间关系
指地理实体之间的相对位 置关系、拓扑关系、距离 关系等，是空间分析的基 础。
在空间自相关分析中，需要构建空间权重矩阵，以描述区 域单元之间的空间关系，常用的空间权重矩阵包括邻接矩 阵、距离矩阵等。
空间分布特征分析
空间分布类型
空间分布特征分析用于描述地理现象的空间分布类型，包括集中 型、分散型、均衡型等，以揭示地理现象的空间分布规律。
空间分布指数
通过计算各种空间分布指数，如集中度、分散度、均衡度等，对地 理现象的空间分布特征进行定量描述。
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DBMS组成 数据描述语言（DDL） 数据操作语言（DML） 终端命令解译
语言处理程序 运行控制程序
系统控制 数据存取 数据更新 并发控制 数据完整性
建立与维护程序
数据装入 性能监控 工作日志 重新组织 数据转储 系统恢复
SQL语言：
数据查询
Data Query
数据定义
Data Definition
能的数据库系统 。
13
数据库管理员
1. 决定数据库的信息内容 2. 数据库系统的联络员 3. 决定存储结构和访问策略 4. 决定系统的保护策略 5. 监督系统工作
14
1.3 数据与文件组织
数据层次（数据项、记录、文件、数据库） 数据间的逻辑联系（一对一、一对多、多对多） 用数据文件（顺序、直接、索引、到排文件）
程序库 (数据库软件)
4
1.2 数据库管理系统
数据库管理系统是处理数据 库存取和各种管理控制的软件， 应用程序对数据库的操作全部通 过DBMS进行。
5
数据库管理系统
数 据 库 定 义
数 据 库 的 装提言各系供 及 种 统书 其 定 之数 据 管 理写 支 义 中各 撑 信 。种 软 息 它模 件 也 勾数 据 库 维 护式 ， 存 画的并贮出语把于数数据库通讯
15
1.3 数据与文件组织
一、数据的层次单位
物理单位: 位(比特)、字节、字、块(物理记录)、桶和卷
逻辑单位: 数据项、数据项组、记录、文件和数据库
文件
逻辑数据单位之间的关系
记录
数据项 数据项组
16
1.3 数据与文件组织
最基本的不可分割的数据单位,具有
数据项 独立的逻辑意义
逻辑上具有某种共同标志
数据操纵
Data Manipulation
数据控制
Data Contr
数据库管理系统存储空间数据的问题： 空间记录是变长的，一般数据库都只允许把记录的
长度设置成固定的 DBMS一般都难以实现对空间数据的关联、连通 、
包含、叠加等基本操作。 GIS需要复杂的图形功能 地理信息复杂，常有单个实体需要多个文件，多条
栅格模型 ：在栅格模型中，空间被规则地划分为栅格
（通常为正方形）。地理实体的位置和状态是用它们占 据的栅格的行、列来定义的。
22
矢量结构和栅格结构
23
2．栅格数据结构及其编码
基本概念 特点 编码方式
24
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是 指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格 阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列 定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型 或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
记录 地理数据具有高度内部联系，需要更复杂的安全性
维护系统。
12
GIS数据管理方法的4种主要类型
GIS数据管理方法的4种主要类型 ：
开发独立的数据管理服务 。 在商业化的DBMS基础上开发附加系统 。 使用现有的DBMS，对系统的功能进行必要扩充 。 重新设计一个具有空间数据和属性数据管理和分析功
入
数据共享
8
数据库管理系统
数
数
数
数
据 库 定
重数新据据 库 的定重义新组织据 管 理
据 库 维
义 性能装监督与分析 护
数 据 库 通 讯
数据入库整理
故障恢复
9
数据库管理系统
数 据 库 定 义
数
数
数
据 库操作系据 管统接口处据 库理
的各种语理言接口 维
装 入远程操做接口处护理
数 据 库 通 讯
10
入据库的框架。
6
数据库管理系统
数 据 库 定 义
数 据 库 的 装
数 据 管 理应用 ab))键接数盘受据数 据 库 维 护输另装入一入；个数数据库通讯系据库统
入
的数据文件
7
数据库管理系统
数 据 库 定 义
数 据 库 的 装
数 据 管 理
运 数 数行 据 据数 据 库 维 护控 存 完制取整、性数据库通讯更、新有效性
25
I 什么是栅格数据结构（Raster) ？
栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现 象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地 物或现象的非几何属性特征。
栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近 似离散的数据。每一个单元格对应一个相应的 地块。
数据项组 的若干数据项组成的
记录
数据项或数据项组集合,对文件 进行存取操作的基本单位
文件 给定类型逻辑记录的全部具
体值的集合
数据库
文件的集合，文件之间存在某种联系， 不能孤立存在
17
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
它是物
理顺序
与逻辑
顺序一
致的文
件
顺
随
索
序
机
引
文
文
文
件
件
件
倒 排 文 件
18
1.3 数据与文件组织
20
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随
按照一些索辅关键 倒
序 文 件
机 文 件
字来组织引索引称 为这件辅种称索辅为引索倒文件，引排带的文有 文 件。
排 文 件
21
1.4 GIS内部的数据结构
矢量结构和栅格结构
矢量模型 ：现实世界的要素位置和范围可以采用点、
线或面表达，与它们在地图上表示相似，每一个实体的 位置是用它们在坐标参考系统中的空间位置（坐标）定 义。
第七章 空间数据管理
1
课 题：空间数据管理
目的要求：掌握空间数据库的相关概念；掌握栅格数据结构和 矢量数据结构的表示的方法，其存储方式，并能对两种数据结 构进行比较和相互转换。了解空间数据的索引类型和信息查询
的方法。 第七章 空间数据管理
教学重点：空间数据库概念 栅格数据结构及其编码 矢量数据 结构及其编码 数据结构的转换 教学难点：矢栅结构的比较和转换算法 教学课时：4课时 教学方法: 讲授 本次课涉及的学术前沿：
二、常用数据文件
顺 序 文 件
随 机 文 件
文据通得位件记到置过中录一，某的关个然种索引文件贮键物后转存字理把换是 的 存 记方根 值 贮 录法，
倒 排 文 件
存贮在该位置上。
19
1.3 数据与文件组织
二、常用数据文件
顺
随即带有索
索
倒
序
机引的文件， 引
排
文
文它只能建
文
文
件
件立在随机
件
件
存取介质
上。
2
1.1 空间数据库
概念 ：
数据库：为一定目的服务，以特定的数据存储的相 关联的数据集合。
空间数据库：某一区域内关于一定地理要素特征的 数据集合 。
空间数据库特点 ：
数据量特别大 ; 既有属性数据，又有空间数据 ; 数据应用广泛 。
3
1.1 空间数据库
数
数据
据
数据
存储
库
管理
原始信息 数据库