空间查询和空间分析复习课程
空间分析的基本方法PPT课件
第6页/共56页
四、空间分析的步骤
1. 建立分析的目的和标准 2. 准备空间操作的数据 3. 进行空间分析操作 4. 结合分析的目的和任务，对获得的新空间数据进行分析 5. 结果评价和解释 6. 产生最终的结果图和报表
第7页/共56页
第二节 空间查询与量算
一、空间查询
是按一定条件对空间目标的位置和属性信息进行查询，
空间分析 是综合分析空间数据的技术的通
称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地 理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的 应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与 其它信息系统的一个显著标志。
分析技术:
空间图形数据的拓扑运算； 非空间属性数据运算； 空间和非空间数据的联合运算。
第1页/共56页
（1）点状地物（0维）：坐标； （2）线状地物（1维）：长度、方向、曲率； （3）面状地物（2维）：面积、周长、形状等； （4）体状地物（3维）：体积、表面积等。
第10页/共56页
2. 形状量算 面状目标物的外观是多变的，很难找到一个准确的量对其
进行描述。最常用的指标包括多边形的长短轴之比、周长面积 比等。其中绝大多数指标是基于面积和周长的。通常认为圆形 地物既非紧凑型也非膨胀性，则可定义其形状系数r为：
以形成一个新的数据子集
地理信息系统原理第6章 空间分析
i
其中，Wi为第i个离散目标物权重，Xi，Yi为第i个离散目标物的坐
标。
质心量测经常用于宏观经济分析和市场区位选择，还可以跟踪某些
地理分布的变化，如人口变迁，土地类型变化等。
距离量算
“距离”是人们日常生活中经常涉及到的概念，它描述了两个事物或 实体之间的远近程度。最常用的距离概念是欧氏距离，无论是矢量结构， 还是栅格结构都很容易实现。
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。
线的长度计算
线状地物对象最基本的形态参数之一是长度。
在矢量数据结构下，线表示为点对坐标（X，Y）或（X，Y，Z）的序
列，在不考虑比例尺情况下，线长度的计算公式为：
n1
L
X i1 X i
2
Yi1 Yi
2
Zi1 Zi
2
1 2
ArcGis地理处理工具
1）局部工具集 局部工具可以将输出栅格中 各个像元位置上的值作为所有输入 项在同一位置上的值的函数进行计 算。 通过局部工具，您可以合并 输入栅格，计算输入栅格上的统计 数据，还可以根据多个输入栅格上 各个像元的值，为输出栅格上的每 个像元设定一个评估标准。
像元统计
合并 等于频数 大于频数 最高位置 小于频数 最低位置 频数取值
、右多边形是哪些。 ⑤ 线线查询，如与某条河流相连的支流有哪些，某条道路跨过哪些
河流。 ⑥ 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。 ⑦ 点面查询，如某个点落在哪个多边形内。
⑧ 点线查询，如某个结点由哪些线相交而成。
2) 空间量算
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，也是进行空间分析的定量化基础。其中的主要量算有：
地理信息系统第六章
壤类型图与 城市功能分 区图叠置, 可得出商业 区中具有不 稳定土壤结 构的地区有 哪些.
根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求，一般 的GIS软件都提供了三种类型的多边形叠加操作，如 图所示：
以ArcGIS为例，提供的多边形与多边形叠置 分析功能，包括：
（1）Union。进行多边形叠置，输 出层为保留原来两个输入图层的 所有多边形。如上图的并。 （2） Identify。进行多边形叠置， 输出层为保留以其中一输入图层 为控制边界之内的所有多边形。 如上图的叠和。 （3）Intersect。进行多边形叠置， 输出层为保留原来两个输入图层 的共同多边形。如上图的交。 另外还有Erase、Update、clip等 功能。
6.2 空间数据的叠置分析
从几何运算上看，两个多边形通过不同的叠加运算可以 得到不同的结果：
叠置分析
在统一的空间参照系统条件下，将同一地区两个地理 对象的图层进行叠置，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。。 叠置分析又叫叠合分析、叠加分析。按数据结构分类： 基于矢量数据的叠置分析、基于栅格数据的叠置分 析。
（4） Update 。进行多边形叠置，输出层为一个经删除 处理后的多边形与一个新特征多边形。
（5） Erase 。进行多边形叠置，输出层为保留以其中一 个输入多边形为控制边界之外的所有多边形。
（6）Symmetrical Difference 。对称差、反相交。它和 逻辑交的运算是相反的，逻辑交是保留要素的相交共 同部分，而对称区别是去掉相交部分，保留各自不相 交的部分。
第六章 空间查询与空间分析
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 空间查询 叠置分析 缓冲区分析 数字高程模型 泰森多边形分析 统计分析 网络分析 空间分析
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据收集、存储、管理、分析和展示于一体的综合性工具。
其中，空间数据分析是GIS的核心功能之一，它帮助人们了解和解释地理现象，并为决策提供支持。
本文将介绍地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程。
一、空间数据分析方法1. 空间查询分析地理信息系统中的空间查询分析是通过对地理空间数据进行查询和筛选，从而获取特定的空间信息。
空间查询可以通过属性查询和空间关系查询实现。
属性查询是基于地理空间数据的属性，在数据库中执行条件查询。
空间关系查询是根据地理对象之间的空间关系，如相交、包含、邻近等进行查询分析。
2. 空间缓冲分析空间缓冲分析是一种常用的地理信息系统中的空间分析方法，它以某一地理空间对象为中心，根据设定的缓冲距离，生成一系列缓冲区域。
空间缓冲分析可以用于分析地理要素的覆盖范围、相互作用范围以及对环境的影响等。
3. 空间插值分析空间插值分析是通过已知的点数据，推算未知地点的数值。
它使用插值算法，根据给定的空间数据点，在空间上生成连续的表面。
空间插值分析用于补充缺失数据、推算未来趋势以及对地理现象进行模拟和预测。
4. 空间聚类分析空间聚类分析是通过对地理要素进行分类和聚类，揭示地理现象的空间集聚特征。
它可以帮助我们发现空间上的热点区域、人口分布密度等。
常用的空间聚类分析方法有基于密度的聚类方法和基于网格的聚类方法。
5. 空间统计分析空间统计分析是通过计算地理要素的空间分布和相互关系，揭示地理现象的统计特征。
它可以帮助我们理解地理数据的空间相关性、局部差异性和空间自相关性等。
常用的空间统计分析方法包括空间自相关分析、热点分析和空间回归分析等。
二、空间数据分析使用教程1. 数据准备在进行空间数据分析之前，首先需要对数据进行准备。
这包括收集和整理地理空间数据，将其转换为GIS所支持的数据格式，如shapefile、GeoJSON等。
邬伦_第8章 空间分析教材
冲区边线的有效 组成部分；重叠 多边形不是缓冲 区边线的有效组 成，不参与缓冲 区边线的最终重 构。
左逆重
右逆岛
基于栅格结构缓冲区分析
基于栅格结构也可以作缓冲区分析，通常称为推 移或扩散（Spread）。推移或扩散实际上是模拟 主体对邻近对象的作用过程，物体在主体的作用 下在一阻力表面移动，离主体越远作用力越弱。 例如可以将地形、障碍物和空气作为阻力表面， 噪声源为主体，用推移或扩散的方法计算噪声离 开主体后在阻力表面上的移动，得到一定范围内 每个栅格单元的噪声强度。
5.4 多边形叠加
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，其结果将原来多边 形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或 多层的属性。
多边形叠加过程
几何求交过程 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。 属性分配过程 将输入图层对象的属性拷贝到新对象的属性表中， 或把输入图层对象的标识作为外键，直接关联到 输入图层的属性表。
º ¼
º ± Ö £ Á ô ¼ Á · ö ä Ê È ë Í » ² ã Ä ¸ µ « ² ¸ Ç ø ò Ó
矢量数据的叠置分析示例
5.5 栅格图层叠加
能够极为便利地进行同地区多层面空间信息的自 动复合叠置分析，是栅格数据一个最为突出的优 点。正因为如此，栅格数据常被用来进行区域适 应性评价、资源开发利用、规划等多因素分析研 究工作。在数字遥感图象处理工作中，利用该方 法可以实现不同波段遥感信息的自动合成处理； 还可以利用不同时间的数据信息进行某类现象动 态变化的分析和预测。
空间分析 复习资料
空间分析复习资料导读：空间分析源于60年代地理和区域科学的计量革命，在开始阶段，主要是应用定量（主要是统计）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。
实际上自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。
如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例，而后者实质上已属较高层次上的空间分析。
地理信息系统集成了多学科的最新技术，如关系数据库管理，高效图形算法，插值，区划和网络分析，为空间分析提供了强大的工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简单易行。
目前绝大多数地理信息系统软件都有空间分析功能。
空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。
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：（1）基于空间图形数据的分析运算；（2）基于非空间属性的数据运算；（3）空间和非空间数据的联合运算。
空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，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，特别是隐含信息，以辅助决策。
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，并描述了相关的算法，以及其中的计算公式。
1．空间查询与量算查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是地理信息系统的基本功能之一，它是地理信息系统进行高层次分析的基础。
在地理信息系统中，为进行高层次分析，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，形状等。
空间分析复习题
空间分析复习题空间分析复习题空间分析是地理学中的一个重要分支，它主要研究地理现象在空间上的分布、变化和关系。
在空间分析的学习中，复习题是必不可少的一部分。
本文将围绕空间分析复习题展开讨论，帮助读者复习和巩固相关知识。
一、空间数据的类型在空间分析中，我们常常需要处理各种类型的空间数据。
根据数据的性质，可以将空间数据分为矢量数据和栅格数据两大类。
矢量数据以点、线、面等几何要素为基本单位，常用于描述地理现象的位置和形状。
而栅格数据则以像元为基本单位，通过像素的不同值来表示不同的地理现象。
在空间分析复习题中，常常会涉及到对不同类型空间数据的处理和分析方法，如何选择合适的数据类型是一个需要注意的问题。
二、空间数据的获取与预处理在进行空间分析之前，我们首先需要获取和预处理空间数据。
空间数据的获取可以通过地理信息系统（GIS）软件来实现，包括地图扫描、遥感影像解译等方式。
而空间数据的预处理则包括数据清洗、投影转换、数据融合等步骤。
在复习题中，可能会涉及到如何选择合适的数据获取和预处理方法，以及如何解决数据不一致性和不完整性等问题。
三、空间分析方法空间分析的核心是通过一系列的方法和技术来揭示地理现象的空间关系。
常用的空间分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值、空间推理等。
在复习题中，可能会涉及到如何选择合适的空间分析方法，以及如何利用这些方法来解决实际问题。
此外，还需要了解不同空间分析方法的优缺点和适用范围，以便能够灵活运用。
四、空间模型与模型评价空间模型是空间分析的理论基础，它可以帮助我们理解地理现象的生成机制和演化规律。
在复习题中，可能会涉及到如何建立空间模型，如何选择合适的模型参数，以及如何评价模型的拟合程度等问题。
了解不同类型的空间模型及其应用场景，对于理解和应用空间分析方法至关重要。
五、空间分析的应用领域空间分析在许多领域都有广泛的应用，如城市规划、环境保护、交通规划等。
在复习题中，可能会涉及到如何将空间分析方法应用到具体的问题中，如何解决实际的地理问题。
空间分析复习题
空间分析复习题1. 什么是空间分析？空间分析是一种从地理和地质数据中提取有关空间位置和属性的分析技术。
它通过对空间数据进行处理和分析，揭示地理现象的空间分布、关系和规律。
空间分析通常包括地理信息系统（GIS）中的空间查询、空间模型、空间插值和空间统计等内容。
2. 空间查询有哪些常见类型？•属性查询：根据地理要素的属性特征进行查询，如查询某个地区的人口密度大于1000人/平方公里的区域。
•空间查询：根据地理要素的空间关系进行查询，如查询某个点是否在某个区域内。
•属性和空间查询的组合：根据地理要素的属性和空间关系进行查询，如查询某个地区的人口密度大于1000人/平方公里的区域内的学校分布情况。
3. 空间模型有哪些常见类型？•点模型：用点表示地理现象的位置，如城市的位置可以用点模型表示。
•线模型：用线表示地理现象的形状和路径，如河流的模型可以用线模型表示。
•面模型：用面表示地理现象的区域范围，如国家的边界可以用面模型表示。
•网络模型：用节点和边表示地理现象的连接关系，如道路网络可以用网络模型表示。
4. 空间插值有哪些常见方法？•IDW（反距离加权）：根据样点的空间位置和属性值，通过对样点进行加权平均得到未知点的属性值。
•Kriging（克里金插值）：通过对空间数据进行拟合，建立空间变异模型，预测未知点的属性值。
•三角网插值：将样点连接成三角网，通过对三角网进行插值计算，得到未知点的属性值。
•光滑插值：通过对样点的属性值进行平滑处理，通过平滑后的值计算未知点的属性值。
5. 空间统计有哪些常见方法？•空间自相关：用于分析地理现象在空间上的相关性和聚集程度，如计算地区的人口密度的空间自相关性，判断人口的分布是否具有聚集特征。
•空间插值：用于估计未知空间位置上的属性值，如对某个地区缺失的气温数据进行插值，从而预测该地区的气温。
•空间回归：用于分析地理现象的空间分布和属性之间的关系，如分析城市人口密度与就业机会之间的关系，从而预测未来的人口变化趋势。
GIS复习资料
1、、图形查询又称为空间查询。
( √ )2、点、线、面是 GIS 的三类基本要素，能实现点面之间转换，但不能实现线面之间的转换。
( ╳ )3、世界上第一个 GIS 产生于美国。
( ╳ )4、在商业网点的选择中，主要应用的是 GIS 路径分析的功能。
( ╳ )5、与 MIS 相比， GIS 主要增添了图形编辑功能。
( ╳ )6、由于 GIS 与 CAD 所处理的对象的规则程度不同，因此二者不能交换数据。
( ╳ )7、只有明确的拓扑关系， GIS 才能处理各种空间关系，完成空间分析。
( √ )8、当地物范围确定时，栅格单元尺寸越大，则它所表达的地物信息越详细。
( ╳ )9、 GIS 与 GPS 技术结合可以辅助铁道部门更加有效地进行列车调度。
( √ )10、 GIS 与 RS 技术结合，可以更加直观、及时地获得主要路口的交通实况。
( ╳ )1、获取栅格数据的方法有： ( C ) A．手扶跟踪数字化法 B ．屏幕鼠标跟踪数字化法C ．扫描数字化法D ．人工读取坐标法2、矢量结构的特点是： ( A ) A．定位明显、属性隐含 B ．定位明显、属性明显C．定位隐含、属性明显 D ．定位隐含、属性隐含4、解决道路拓宽中拆迁指标的计算问题，可应用的空间分析方法是： ( A )A.缓冲区分析B.包含分析C.网络分析D.最短路径分析5、 GIS 区别于其它信息系统的一个显著标志是： ( A )A.空间分析B.计量分析C.属性分析D.统计分析6、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是： ( B )A.增大栅格单元面积B.缩小栅格单元面积C.改变栅格形状D.减少栅格总数7、某校的课程设计是建立某市的旅游电子地图，其正确的流程是： (A)A、旅游图扫描→非标准图幅校正→制作图例板→分层矢量化→属性数据录入B、旅游图扫描→标准图幅校正→分层矢量化→制作图例板→属性数据录入C、旅游图扫描→非标准图幅校正→分层矢量化→制作图例板→属性数据录入D、旅游图扫描→非标准图幅校正→属性数据录入→制作图例板→分层矢量化8、武汉市将投入 1 亿元，加快 GPS、GIS 公交调度系统，下面关于其可能的应用描述中不正确的是： ( C )A、为了实时定位公交车辆的位置，需要在公交车上安装 GPS 接收机B、公交车安装 GPS 后，使智能公交站牌预报下班车到来的时间成为可能C、公交车安装 GPS 后,公交司机之间可以通过该系统进行实时的语音通讯D、可以利用 GIS 系统，进一步优化公交资源的配置9、 GIS 所包含的数据均与( B )相联系A、非空间属性B、空间位置C、地理事物的类别D、地理数据的时间特征10、下面不属于空间数据库特点的是： ( D )A、空间数据库不仅存放着地理要素的属性数据，还有大量的空间数据B、空间数据库所存储的数据量一般特别大C、空间数据库的数据应用广泛，例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态D、空间数据库是专门存放空间数据的，商用关系数据库管理系统不能存放空间信息11、下面关于地理信息系统的空间数据描述不正确的是： ( D )A、空间数据有栅格结构和矢量结构两种数据结构B、可以把空间数据归纳为三类： 1)属性数据 2)几何数据 3)关系数据C、栅格结构的显著特点是：属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性本身D、矢量数据结构类型具有“位置明显、属性隐含”的特点，操作起来相对栅格结构比较简单12、汶川地震期间，测绘部门为灾区赶制的影像地图，许多采用了航空遥感技术，是因为航空遥感具有的优点。
地理信息系统中的空间数据分析方法与使用教程
地理信息系统中的空间数据分析方法与使用教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、管理、分析和展示的工具。
在GIS中，空间数据分析是一项重要的功能，它可以帮助用户在研究和决策过程中更好地理解和利用地理空间数据。
本文将介绍地理信息系统中常用的空间数据分析方法和使用教程。
一、空间数据分析方法1. 空间查询和空间关联分析：空间查询是GIS中最基础的分析方法之一，可以根据用户设定的条件查询地理空间数据，例如查询某个区域范围内的地块、建筑物或其他地理要素。
空间关联分析则是通过比较两个或多个地理要素之间的空间关系来进行分析，例如判断某个地块是否位于某个行政区域内。
2. 空间插值和空间推测：空间插值技术可以根据已知点的属性值，推断未知点的属性值，从而实现空间数据的补全和预测。
例如，在气象领域中，可以通过插值方法预测某个地区的气温和降雨量。
空间推测则是通过已知要素的空间分布模式来推断其他地理要素的分布模式。
3. 空间统计和空间模型分析：空间统计方法用于分析地理要素之间的空间关系，并进行统计计算。
例如，利用空间统计分析可以研究疾病的空间聚集现象，了解其在不同地理区域的分布特点。
空间模型分析则是利用数学模型来描述和解释地理要素之间的空间关系，例如地理回归模型可以用于分析地理要素之间的因果关系。
4. 空间多目标决策分析：在GIS中，空间多目标决策分析是一种辅助决策的方法，可以根据用户设定的目标和约束条件，通过空间分析方法来评估和比较不同方案的优劣。
例如，在城市规划中，可以利用空间多目标决策分析来评估不同用地方案对城市环境和社会经济的影响。
二、空间数据分析的使用教程1. 数据准备：在进行空间数据分析之前，首先需要准备好所需的地理空间数据，包括矢量数据和栅格数据。
矢量数据包括点、线、面等要素的坐标和属性信息，栅格数据则是由像素组成的网格数据。
第五章空间分析技术
第3节 空间叠置分析
四、多边形与多边形叠加 叠加过程可分为几何求交过程和属性分配过程两步。 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。由于矢量结 构的有限精度原因，几何对象不可能完全匹配，叠加结
它们指的都是相同的操作。
角分线法 凸角圆弧法
第2节 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
第2节
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。如图所示。
松耦合，即在两个相对独立的GIS软件和空间分析软件之间增加数据交
换接口，使空间分析数据及相关的影响因素和空间分析结果能够在GIS中以 各种简单的或复杂的图形方式显示出来。
这种方式适用于短期且费用较小的情况。
一、空间分析的概念
5.GIS环境下空间分析框架
一般性空间分析框架(右图) (Anselin L,1998) 空间分析类型： A. Goodchild将空间分析分为两大类：
第1 节
三、空间查询的种类
属性查询
1） 查找
空间查询
仅选择一个属性表，给定一个属性值，找出对 应的属性记录或图形。在屏幕上已有一个属性 表，用户任意点取记录，对应的图形以高亮显示。 实现：执行数据库查询语言，找到满足 要求的记录，得到它的目标标识， 再通过目标标识在图形数据文件 中找到对应的空间对象，并显示出来。
第六章 空间分析原理与方法
空间聚类 分析
空间聚合
空间聚合
根据空间分辨力和分类表，进行数据类
别的合并或转换，以实现空间地域的兼并。空间 聚合的结果是将较复杂的类别转换为较简单的类
别，大多数以小比例尺图形输出。
空间聚合 分析
基于栅格数据结构的叠置分析
B
标号 A B 地貌 阳坡 阴坡
A
1 2
3
标号 1 2 3 标号 A1 A2 A3 B1 B2
植被 林地 农地 牧地 综合属性 阳坡 林地 阳坡 农地 阳坡 牧地 阴坡 林地 阴坡 农地
A1 A2
B1 A3
B2
1、叠置条件的确定 根据求解问题确定关系表达式，如根据水稻种植条件，求某区域适 合种植水稻的地区。 积温> 3200度; 降雨量> 800mm; 坡度<3度； 无霜期>200 天； 关系表达式： （积温> 3200） （降雨量> 800） （坡度<3） （ 无霜期 >200） 2、叠置算法的确定（二值非权重模型） 单个栅格为单元的叠置； 游程编码叠置。
查询三峡地区长江流域人口大于50万的县或市 Select * From 县或市 Where 县或市· 人口>50万 And cross (河流· 名称=长江）
3）基于空间查询语言（Spatial Query Language)的查询
•用标准查询语言SQL，无法表达空间关系及空间运算操作，为此对 原有的SQL查询进行扩充或改造，从而提出了空间查询语言称扩充 SQL和空间SQL。扩充SQL或空间查询语言均未标准化。
设求解：某地区降雨量=1000mm,土厚=50cm的区域
0
400
800
0 30cm
400
《GIS空间分析期末复习资料》
《GIS空间分析》期末资料（核心版）一、名词解释1.地理信息：是指与空间地理分布有关的事物的信息，它描述了事物的位置、数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律。
2.地理信息系统：GIS是一种利用计算机技术以及网络通讯技术（即IT技术）等实现对整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间及地理分布有关的数据进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、显示、输出、应用和维护更新的信息系统。
（GIS ≈ 地理数据+ 空间分析）3.GIS空间分析：是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。
其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
（1）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（2）基础：地理空间数据库4.要素（Feature）：是描述客观世界中的具有共同特征和关系的一组现象（如道路，也称作要素类，feature class）或一个确定的实体及其目标的表示（如某一条道路）。
5.要素集（feature dataset）：要素的集合。
6.地理数据库（GeoDatabase）：是一种采用标准关系数据库技术来表现和管理地理信息的数据模型。
（1）Geodatabase是现阶段ArcGIS软件中最核心的数据库模型（2）Geodatabase是地理数据统一存储的仓库7.缓冲区：是指对点、线或面实体，按指定的条件，在其周围建立一定宽度范围的空间区域作为分析对象，这个区域（面/多边形）称为缓冲区。
8.矢量叠置分析：就是将具有相同坐标系统的多个空间要素对象的数据层进行叠加，产生一个新数据层面的方法。
产生的数据层面综合了原来两层或多层要素所具有的属性特征。
9.网络分析：是指依据网络拓扑关系（结点与弧段拓扑、弧段的连通性），通过考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面研究的一种分析计算10.DEM：是用数字形式表示高程在地理空间中起伏变化的连续表面，即数字高程模型。
GIS空间分析理论与方法复习资料
GIS空间分析理论与方法第一章绪论1.空间分析概念GIS空间分析是从一个或多个空间数据图层获取信息的过程。
空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题（刘湘南等, 2008)。
2.空间分析与GIS的关系空间分析是地理信息系统的核心和灵魂。
空间分析是地理信息系统的主要特征,是评价一个地理信息系统的主要指标之一。
3.空间分析在GIS中的地位和作用空间分析是GIS的核心;空间分析是GIS的核心功能；空间分析的理论性和技术性第二章GIS空间分析的基本理论1.空间分析有哪些理论?空间关系理论；地理空间认知理论；地理空间推论理论;空间数据的不确定性分析理论2.简述空间关系的类型及各类型的特点？GIS空间关系主要分为顺序关系、度量关系和拓扑关系三大类型。
顺序关系描述目标在空间中的某种排序,主要是目标间的方向关系，如前后左右、东西南北等。
度量关系是用某种度量空间中的度量来描述的目标间的关系，主要是指目标间的距离关系。
拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量,如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。
3.简述拓扑空间关系的特点？拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系,以及表示线段流向的关系.拓扑变换：拓扑所研究的是几何图形的一些性质,它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变,只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点，又不产生新点。
拓扑变换的条件：在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系,并且邻近的点还是邻近的点。
拓扑关系表达的代表性模型：4元组模型、9元组模型、基于V oronoi图的V91模型、RCC 模型、空间代数模型4.简述方向空间关系的类型和特点？方向关系是顺序关系中的最主要的关系。
方向关系的描述方式包括定量描述和定性描述两种。
一般方向关系的形式化描述：使用的是绝对方向关系参考。
九种方向关系：正东：restricted—east（pi，qi）≡X（pi)>X(qi）∧Y(pi）=Y（qi）5.简述距离关系的类型和计算方法？欧氏距离、切比雪夫距离、马氏距离、明氏距离P216.简述空间关系描述模型的评价准则?一般从完备性、严密性、唯一性、通用性1.空间关系表达是否是形式化的、无歧义的2.表达的完备性3.表达的可靠性4.表达的唯一性5.表达的课推理性7.简述时空空间关系的特点？地理实体之间的空间关系往往随着时间而变化,时间关系交织在一起就形成了多种时空关系。
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。
地理信息系统的空间分析
返回 休息
一、 空间查询
3)扩展的SQL查询
MapInfo提供的扩展的SQL查询图形操作符： •Contains •Contain Part •Contain Entire •Within •Partly Within •Entirely Within •Intersects
返回 休息
第七章 地理信息系统的空间分析
§7-1 空间查询
§7-2 叠置分析 §7-3 缓冲区分析
按“ESC”键返回
休息
第七章 地理信息系统的空间分析
空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特 有的对地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功 能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。 空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据 分析技术，其目的在提取和传输空间信息。 本章介绍 GIS 中实现空间分析的基本功能，包括空间查 询，缓冲区分析、叠加分析、路径分析、空间统计分类分析 等，并描述了相关的算法，以及其中的计算公式。
返回 休息
§7-2 叠置分析
1、点与多边形叠加
点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的包含关系。 矢量结构的GIS能够通过计算每个点相对于多边形线段的位 置，进行点是否在一个多边形中的空间关系判断。 在完成点与多边形的几何关系计算后，还要进行属性信 息处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的 点上。当然也可以将点的属性叠加到多边形上，用于标识 该多边形，如果有多个点分布在一个多边形内的情形时， 则要采用一些特殊规则，如将点的数目或各点属性的总和 等信息叠加到多边形上。
返回 休息
§7-2 叠置分析
3、多边形叠加
返回 休息
一、 空间查询
第8章-空间分析第1讲
地貌图
2
1
+
土壤图 A
B
2A 1A 1B 2B
合成图
GIS
建立地理对象之间的空间对应关系?
行政图
一般用于提取某个区域范围内某些专题内容的数
量特征，称为空间统计叠合
1 3
2
区域 类型
面积
数a
b…
1 3 30 50 …
＋
土壤图 b cΒιβλιοθήκη efdag
24
W=观测的路径长度/起点到终点的直线距离
GIS 2. 形状量算
面状地物形状量测的两个基本考虑： 空间一致性问题，即有孔多边形和破碎多边形
的处理； 多边形边界特征描述问题。 度量空间一致性最常用的指标是欧拉函数，用
来计算多边形的破碎程度和孔的数目。欧拉函 数的结果是一个数，称为欧拉数。欧拉函数的 计算公式为：
GIS
地理信息系统中空间数据可分为矢量和栅格两种 数据结构。由于矢量结构中包含了大量的拓扑信 息，数据组织复杂，使得空间变换十分繁琐。而 栅格结构简单规则，空间变换比较容易。另外基 于矢量结构的空间变换，对于单个图层意义不大， 生成新图层时往往需要多个图层的信息，在多图 层叠加分析中意义很大。
（2）面状地物的面积
矢量：
S
1 N 2 2 i1
xi yi1 xi1 yi
xN y1 x1 yN
Y
S
S2
S1
o
X
S=S2-S1
GIS
Y
(X1,y1)
(X5,y5)
(X2,y2)
(X4,y4)
(X3,y3)
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 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)。
填挖方计算
计算两个栅格之间的填挖方，得到一个结果栅格 ArcView / ArcGIS有CutFill功能，简单计算填挖方，也可用栅格相减得到
详细的结果。
2020年6月27日星期六
不规则三角网模型（TIN）
用离散的点，组成相邻 的三角形，使用多个小 的三角平面来模拟连续 的表面。
划分三角形的原理： Delaunay三角网，最小 角最大，最大限度地保 证网中三角形满足近似 等边（角）性，避免过 于狭长和尖锐的三角形 的出现
它要素（社会、经济）的连续 分布
2020年6月27日星期六
二维半的GIS
2020年6月27日星期六
栅格、TIN分析小结
坡度坡向、剖面、可视性、等值线、成本距离、日照强度、填挖方计 算
空间插值（原理、了解4种计算方法，距离倒数权重法为主） 不规则三角网（坡度坡向、剖面、可视性、等值线、日照强度、填挖
空间查询和空间分析
栅格数据之间的叠合
栅格数据之间的叠合，实 际操作上是地图之间的计 算。相同位置，对应单元 之间的数值计算。
叠合产生新的栅格数据集 合，其单元的数值就是计 算的结果，原理简单。
ArcGIS均有对应的功能、 菜单。
2020年6月27日星期六
距离
得分
0—500米 500—1000米 1000—1500米
H
9
I
9, 10, 11, 12
11
7
K
12
8
L
13
I
10
9
H
12
K
J
13
L
线段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
起结点 A B C D E F E F H I D I J
终结点 D F D E F G J J I J I K L
路径选择是网络分析的基础
路径选择
2020年6月27日星期六
剖面
可以绘制任意方向线，得到沿该线各个单元的高程（属性）数值，将 其展开，得到纵剖面
可以用在道路的选择、坡度的估计等等。
2020年6月27日星期六
视线、视域
检验某一点对于周围区域的可 视性（在某一点上所能够看到 的周边地区的范围）
ArcGIS可以对点、线进行可视 性、视域分析
在城市规划中的应用：历史保 护建筑的视野分析、风景区的 视野分析…
方计算）
2020年6月27日星期六
网络分析 需要固 ArcCatalog 建立拓扑 结构
2020年6月27日星期六
网络分析
结点号 线段号
A
1
B
2
A 1D
E
B 2G
C D E
3 1, 3, 4, 1, 1 4, 5, 7
F
F
2, 5, 6, 8
C3
4
5
6
G
6
2020年6月27日星期六
日照强度
计算栅格数据的日照强度分析，可以设置光源的方位角、高度 Arcview / ArcGIS有HillShade功能，日照时间的长短和强度，适用于农业、
林业、生态领域。得到的栅格以日照强度分类（0-255）。
2020年6月27日星期六
等值线生成
2020年6月27日星期六
>1500米
0（不必建设） 1 2
3（必须建设）
[R_school])
人口密度
得分
0 - 50
0（无需建设）
50 - 100
1
100 - 200
2
200 - 300
3（需要建设）
[R_popu]
为什么采用乘法叠合 ？
使用性质 工业或绿地
商业 居住
得分 0（不能建设）
1 2（可以建设）
R_land]
2020年6月27日星期六
2020年6月27日星期六
成本距离分析
有障碍的通行（坡度、额外的费用） 有运动的成本 累计距离 最低成本表面 最小成本路径
2020年6月27日星期六
数字高程模型与地形分析
（digital elevation model）DEM 数字高程模型是给两维的点、线、面，赋予高程属性，使
其变为三维的表面模型，表示连续的地形 常用的表示方法：栅格数据和TIN
2020年6月27日星期六
坡度、坡向
根据坡度、坡向的不同，对grid进行 再分类计算，得到一个新的gird
每一个单元，计算与其相邻的８个 单元的之间的坡度、坡向
坡度：高程差／d（单元的大小） 坡向：每一个单元，通过与相邻８
个单元的关系，计算平均方向或最 大的方向。
ArcGIS采用8单元计算法。
中学的选址结果 [R_land] * [R_popu] * [R_school]
距离计算、通道选择
成本距离分析，通过成本距 离分析计算最佳的通道
简单距离（直线距离）： 函数距离（成本距离）： 摩擦表面和阻抗 ArcView / ArcGIS的练习中有
成本距离的分析应用
2020年6月27日星期六
2020年6月27日星期六
2020年6月27日星期六
不规则三角网（TIN）
TIN的空间分析与栅格数据格网 分析有许多共同之处。因为都 是表示连续的表面
TIN的空间分析：坡度坡向、剖 面、可视性、等值线、日照强 度、填挖方估计等等分析。
得到计算结果是格网Grid。 可以表示地形，也可以用于其
直线距离和成本距离 （计算机自动产生累计成本最小的路径）
2020年6月27日星期六
成本距离的计算原理
accum_cost = a1 + ( (cost_a + cost_b) / 2 ) * D accum_cost：某一单元b的累计通行成本
a1：上一个相邻单元a的累计通行成本 cost_a：单元a的成本 cost_b：单元b的成本
最近设施查找在城市规划、管理中 应用广泛
最近设施 查找
2020年6月27日星期六
服务范围比服务半径更贴近实际
多重服 务范围
2020年6月27日星期六
资源分配常用于城市规划中公共设施 布局和服务容量的分析
考虑负 荷的变 电站容 量分配
2020年6月27日星期六
网络分析有广泛的应用
借助GIS可以分析车速，单向行驶，交叉口 延误，还可以分析公共交通换乘。
e1 e2 e3 e4 C e5 e6 e7 e8
S dx2 dy2
Ady /dx
2020年6月27日星期六
d y [e 6 ( 2 e 7 e 8 ) ( e 1 2 e 2 e 3 )/8 ] g d x [ e 1 ( 2 e 4 e 6 ) ( e 3 2 e 5 e 8 )/ 8 g ]