空间分析的原理与方法1
空间分析的原理和方法
DEM的表示方法 某地区地表高程的变化可用多种方法模拟。用数学 定义的表面或点、线影像都可用来表示DEM。 数学分块法 数学方法拟合表面时需依靠连续的三维函数，连续 的三维函数能以高平滑度表示复杂表面。局部 拟合法是将复杂表面分成正方形像元，或面积 大致相同的不规则形状小块，根据有限个离散 点的高程，可得到拟合的DEM。 图形法 线模式：表示地形的最普通线模式是一系列描 述高程曲线的等高线。地图（有等高线）便是 数字地面模型的现成数据源，用扫描仪在这些 图上自动获取DEM数据方面已做了许多工作。 • 另外是根据各局部等值线上的高程点，通过插 值公式计算各点的高程，得到DEM。
V5
e5
e6
e1 V2 V1 V2 V3 V4 V5
v1 0 v2 1 D (G ) v3 1 v4 1 v5 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0
e3
e4 V3
e2
v1 v2 D (G ) v3 v4 v5
• 坡度图与坡向图：坡度定义为水平面与局部地表之 间的正切值。它包含两个成分：斜度——高度变化 的最大比率(常称为坡度)；坡向——变化比率最大 值的方向。这两个因素基本上能满足环境科学分析 的要求。 • 地貌晕渲图：制图工作者用一种“阴影立体法”表 示地表形状即地貌晕渲法。有了DEM，地貌晕渲图能 自动精确地实现。
距离
O
A
B
C
P
视线平面投影
通视剖面图
第二节
空间叠合分析
一、什么是空间叠合分析？是指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。
空间分析的原理与方法
B
21
……
C
32
……
C
43
……
C
…… …… …… ……
线与多边形叠加分析
2019年8月21日2时34分
34
《地理信息系统》
多边形与多边形的叠合分析 多边形与多边形的叠合分析是指将两个不同 图层的多边形要素相叠合，产生一个新的多 边形图层的操作，其结果将原来多边形要素 分割成新要素，新要素综合了原来所有叠加 图层的属性。
2019年8月21日2时34分
28
《地理信息系统》
计算多边形对点的包含关系，即判断点落在哪 个多边形内。
进行属性数据处理。最简单的方式是将多边形 属性信息叠加到其中的点上（或将点的属性叠 加到多边形上，用于标识该多边形）。
通过叠加可以计算出每个多边形类型里有多少 个点，以及这些点的属性信息。
他在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用 水机井等内容的1：6500比例尺地图上，标出 了每个霍乱病死者的住家位置，得到了霍乱病 死者居住分布图。
2019年8月21日2时34分
3
《地理信息系统》
斯诺博士分析了这 张分布图，马上明 白了霍乱病源之所 在－－死者住家都 集中于饮用“布洛 多斯托”井水的地 方及周围。
25
《地理信息系统》
根据采用的数据结构的不同分
基于矢量数据的叠合分析
根据叠合对象图形特征的不同，分为
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
算法复杂，但数据 量小、精度较高。
基于栅格数据的叠合分析
算法简单， 但数据量大。
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《地理信息系统》
2019年8月21日2时34分
5-3 4、空间分析的原理与方法
如图5-29
（二）空间缓冲区分析模型
缓冲区分析的三要素 在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象 为以下三类要素（如要作道路对周围村子的噪音影响范围和 强度） ①主体 （道路，不同等级影响强度不同）
表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类。
②邻近对象（周围的村子） 表示受主体影响的客体，例如行政界线变更时所涉及的居民 区、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等。 ③对象的作用条件(影响强度，随距离减弱) 表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。
企业；
（3）同现有永久性建筑物图叠置，显示在范围内应禁止的永久性建筑物。
实例4
已知一伐木公司，获准在某林区采伐，为防止水土流失，规定不得在河 流周围 1km 内采伐林木。另外，为便于运输，决定将采伐区定在道路周围 5km 之内。请找出符合上述条件的采伐区，输出森林采伐图。
解题过程
首先要以区域的道路分布
概念：研究网络中资源和信息的流向就是网络跟 踪的过程。
如：在点污染研究中，可以跟踪污染物从污染源开始，
沿河流向下游扩散的过程。 在电网应用中，可以根据不同开关的开、关状态， 确定电力的流向。
习题：
1、解释缓冲区分析和叠合分析的概念，并举例 说明这两种空间分析方法的用途？ 2、讨论从数字高程模型（DEM）中可派生出哪 些数字地形数据？
应用：空间插值、气象实测
网络分析功能
1、路径分析
2、确定最近设施
3、创建服务区域 4、网络跟踪
1、路径分析 (PathFinding)
为邮递员设计最佳投递路线，该路线应是投递
时的最短路线，并选择最有效率的投递顺序？
条件：城市街道的网络线层面S-fran
空间分析的原理与方法
空间分析的原理与方法
空间分析是一种通过对地球表面空间数据进行加工、分析和可视化的方法来揭示人类空间活动规律、发现空间特征和提供决策支持的过程。
其基本原理是以地球表面上的空间数据为依据，通过数据处理、分析和可视化技术，识别并提炼空间模式及特征，进而对空间关系、空间结构和发展趋势进行研究。
空间分析的方法包括以下几种：
1. 空间统计分析：基于地理信息系统，统计分析地理现象在空间分布的规律和特征。
2. 空间交互模型：通过空间关系模型、地理网络模型等方法，研究地理空间要素之间的相互作用和影响。
3. 空间模拟：通过建立模型，模拟真实的空间过程和变化情况，并探索空间过程的动力学规律和机理。
4. 空间数据挖掘：基于数据挖掘技术和机器学习算法，从海量的空间数据中挖掘出规律、趋势、关联和特征。
5. 空间可视化：采用图像处理技术，将空间数据转化为视觉表现形式，使人们能够更直观地理解和认知地理现象和空间模式。
通过以上方法，空间分析能够有效地描述和解释地理现象和空间模式的规律与特征，为决策和规划提供科学支持和可视化工具。
gis空间分析原理与方法
gis空间分析原理与方法GIS（地理信息系统）是一种以地理空间数据为基础，利用计算机技术进行数据管理、空间分析和空间可视化的系统。
GIS空间分析是GIS系统中最核心和重要的功能之一，它基于地理空间数据，通过一系列的理论和方法，揭示地理现象之间的空间关系和规律。
本文将介绍GIS空间分析的原理和方法。
一、GIS空间分析的原理GIS空间分析的原理包括空间对象和空间关系。
1. 空间对象在GIS中，地理空间数据可以表示为不同的空间对象，如点、线、面等。
每个空间对象都有其特定的几何形状和属性信息。
2. 空间关系空间关系指的是空间对象之间的相对位置和相互作用。
常见的空间关系有邻接关系、包含关系、重叠关系等。
空间关系能够帮助我们理解地理现象之间的联系和相互影响。
二、GIS空间分析的方法GIS空间分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值和空间模型等。
1. 空间查询空间查询是根据特定的空间条件，在地理空间数据集中提取与条件匹配的数据信息。
常见的空间查询操作有点查询、线查询和面查询等。
2. 空间统计空间统计是通过对地理空间数据的属性信息进行统计和分析，揭示地理现象的空间分布和规律。
常见的空间统计方法有点密度分析、热力图和聚类分析等。
3. 空间插值空间插值是通过已知的有限样本点，推算未知位置处的属性值。
常见的空间插值方法有反距离加权插值法、克里金插值法和样条插值法等。
4. 空间模型空间模型是对地理现象和过程进行建模和模拟，从而预测和分析未来的空间变化。
常见的空间模型有流域模型、土地利用模型和城市增长模型等。
三、GIS空间分析的应用GIS空间分析在各个领域都有广泛的应用，如城市规划、环境保护、农业管理和风险评估等。
1. 城市规划GIS空间分析可以帮助城市规划师分析和评估不同用地类型之间的空间关系，进行最优用地布局和交通规划。
2. 环境保护GIS空间分析可以用于环境监测和评估，分析污染源的扩散范围和影响程度，制定环境保护措施和应急预案。
gis与空间分析原理与方法
gis与空间分析原理与方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间信息与属性数据相结合的技术和工具，用于收集、存储、查询、分析和显示地理信息的系统。
空间分析是GIS的重要组成部分，它是通过对地理空间数据进行处理和分析，挖掘地理空间特征和关联关系的一种方法。
本文将介绍GIS与空间分析的原理和常用方法，以及其在实际应用中的意义与挑战。
一、GIS的基本原理GIS的基本原理是将地理空间信息与属性数据进行关联，通过空间参考和属性链接来实现地理数据的管理和分析。
地理空间信息可以是点、线、面等地理实体，属性数据则包括这些地理实体所具有的属性信息，如名称、面积、人口等。
GIS根据地理实体的属性数据和空间坐标，将其存储为地理特征，通过属性查询和空间查询等方法来实现对地理实体的查询和分析。
二、常用的空间分析方法1. 空间查询空间查询是GIS中最常用的空间分析方法之一，它可以根据空间位置和属性属性对地理实体进行查找和分析。
常见的空间查询方法有点查询、线查询和面查询等。
通过空间查询，可以找出特定地区的地理实体，并进行相关的空间分析。
2. 空间插值空间插值是一种通过已知的空间点数据来估计未知位置上的值的方法。
常见的空间插值方法有反距离加权法（IDW）、克里金插值法等。
空间插值可以用来推测地理空间的连续性属性，如温度、降雨量等。
3. 空间连接空间连接是指通过地理空间位置的关联，将不同数据集中的相关要素连接起来，以实现地理实体之间的关联分析。
常见的空间连接方法有点点连接、点线连接和面面连接等。
空间连接能够帮助我们发现地理实体之间的关联关系，如道路和学校的连接关系等。
4. 空间缓冲区分析空间缓冲区分析是通过在地理实体周围创建缓冲区，来研究缓冲区内的空间特征和关联关系。
常见的空间缓冲区分析方法有单一缓冲区分析、多重缓冲区分析等。
空间缓冲区分析可以用于研究城市规划、环境保护等问题。
空间分析原理及应用1
空间分析原理及应用1…………密…………封…………线…………内…………请…………不…………要…………答…………题…………一、名词解释（14×2=28）1. 空间位置分析: 指通过空间坐标系中坐标值来确定空间物体的地理位置。
2. 空间分布分析: 空间分布反映了同类空间物体的群体定位信息。
3. 空间距离分析：空间物体的接近程度。
4. 空间关系: 空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。
5. ArcToolbox ：空间处理工具的集合，它包含了Arcgis 地理处理的大部分的分析工具和数据管理工具。
6. 成本加权分配：通过成本距离加权函数，计算出每个栅格到距离最近、成本最低源的最少累加成本。
7. 网格：将栅格图像按一定的数学函数进行划分得到的最小像素单元。
8. 克里格插值：又称空间局部插值法，是以变异函数理论和结构分析为基础，在有限区域内对区域化变量进行无偏最优估计的一种方法，克里格插值是一种基于统计学的插值方法。
9. 地图代数：地图代数是以一尺度空间内栅格点集的变换和运算来解决地理信息的图形符号可视化及空间分析的新型理论和方法，是作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算。
10. 重分类：即基于原有数值，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出。
11. 空间数据：空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。
12. 空间分析：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，其目的在于提取和传输空间信息。
13. 表面分析：主要通过生成新数据集，诸如等值线，坡度，坡向，山体阴影等派生数据，获得更多的反映原始数据集中所暗含的空间特征，空间格局等信息。
…………密…………封…………线…………内…………请…………不…………要…………答…………题…………14. 等值线：将表面上相邻的具有相同的值的点连接起来的线，如地图上的等高线、气温图上的等压线。
空间分析2篇
空间分析2篇第一篇：空间分析——概述与方法空间分析是一种空间数据分析方法，其主要目的是揭示空间数据中的潜在规律、关系和趋势。
空间分析涉及到对空间数据进行预处理、空间统计分析、建模与模型分析等多个方面，并且通常需要结合地图制图技术才能更好地展示分析结果。
一、空间分析方法1. 空间统计分析方法空间统计分析是空间分析中最为基础和重要的方法之一，它主要通过引用统计学理论和方法，研究空间数据在空间分布、空间交互和空间相关等方面的规律和趋势。
其中很重要的一类方法是空间评价和空间插值，例如空间自相关分析、地形分析和地理加权回归等分析方法。
2. 空间可视化方法空间可视化是一种通过地图、图表等视觉化手段，直观展示空间数据和分析结果的方法。
在空间可视化方法中，使用的地图类型多种多样，其中常见的有皮克托图和流量地图，同时，还可以结合动画和交互技术实现更加丰富的空间可视化效果。
3. 空间模型方法空间模型是一种通过数学模型来描述和分析空间数据的方法。
通常，空间模型基于各种空间分析方法构建而来，例如空间自回归模型和空间误差模型等。
在空间建模中，最重要的是选择合适的模型，以及通过各种模型拟合与预测未知数据，这需要将空间数据与空间模型有机地结合在一起。
二、空间分析中的关键问题在进行空间分析时，需要考虑一些关键问题，如数据预处理、空间权重矩阵的构建、模型选择与评估等，这些问题对分析结果和应用有着重要的影响。
1. 数据预处理由于不同数据在收集过程中存在许多误差和噪声，使得分析结果的准确性难以保证。
因此，在进行空间分析之前，需要先对空间数据进行预处理，以提高数据的质量和准确性。
数据预处理通常包括数据清理、数据编码、数据转换等步骤。
2. 空间权重矩阵的构建空间权重矩阵是空间分析中的一个重要概念，它可以用来描述空间数据之间的空间关系和空间依赖关系。
构建空间权重矩阵需要考虑空间数据之间的距离和空间属性之间的关系等因素，通常有均匀权重、二元权重和距离权重等权重类型。
gis空间分析
gis空间分析【GIS空间分析】GIS空间分析（Geographic Information System）是指利用计算机和特殊软件技术对地理、地貌、地质、水文等地球表层信息进行科学分析和处理的一种技术手段。
它通过空间数据的获取、管理、分析和可视化展示，帮助人们深入了解地理空间关系，从而在地理决策、规划和管理中发挥重要作用。
本文将从GIS空间分析的定义、原理、应用以及未来发展等方面进行探讨，以期给读者对这一领域有一个系统、全面的了解。
一、GIS空间分析的定义GIS空间分析是通过对空间数据进行处理和分析，以实现地理空间信息的获取、提取、融合和展示的一种技术手段。
它结合了计算机科学、地理学、数学和统计学等多学科的知识，通过对地理空间数据进行空间关系、属性关系和统计关系的分析，从而揭示地理空间的内在规律。
GIS空间分析可以对地理空间数据进行分类、查询、计算和模拟，进而为地理决策提供科学支持。
二、GIS空间分析的原理GIS空间分析的原理基于空间数据的统计分析和空间拓扑分析，主要包括以下几个方面：1. 空间统计分析：通过统计学方法对地理空间数据进行描述、分布和变异等分析，揭示地理现象的空间规律。
例如，可以通过点密度分析、缓冲区分析和空间插值等方法，推测出分布在特定区域的事件规律，为决策提供依据。
2. 空间拓扑分析：通过对地理空间数据进行空间关系和拓扑关系分析，揭示地物之间的相互作用和约束关系。
例如，可以使用拓扑关系分析方法，判断道路网的连通性和阻断情况，为交通规划和设施布局提供支持。
3. 空间模拟分析：通过对地理空间数据进行模拟和预测，揭示不同因素对地理现象的影响和变化趋势。
例如，可以使用地理模型和算法，模拟城市扩张、环境变化等情景，并评估不同决策方案的效果。
4. 空间可视化分析：通过将分析结果以图形、图像或动画的形式展示，帮助人们直观地理解和掌握地理空间的特征和规律。
例如，通过空间分析结果的可视化呈现，可以使决策者更好地理解地理现象，从而做出科学决策。
空间分析的原理与方法
5.1 数字地形模型分析
数字地形模型：
Digital Terrain Model（DTM）是对连续变化的地 形起伏进行数字表达，是带有空间位置特征和地形 属性特征的数字表达。包括高程、坡度、坡向及其 他地貌特征等。
简单的说指用数字化的形式表达的地形信息。
DTM
规则格网（Grid）
（ 不规则三角网（Triangulated Irregular Network，TIN）
cos
zn
xn2 yn2 zn2
arccos
zn
xn2 yn2 zn2
0 90
坡向：θ
方位角：指从某点的指北方向线 起依顺时针方向至目标方向线间 的水平夹角。
arctan
xn yn
x
z
φ O
θ
n
y 正北
（2）拟合曲面法 采用二次曲面来拟合局部的地形表面，常采用3*3的格网 来计算中心格网点的坡度和坡向。
坡度 坡向
arctan(
2 x
2 y
)
x y
另一种坡度表示法：坡度百分比
tan
高差 长度 100
（二）曲面面积的计算
地表单元的曲面面积用DEM计算，根据 空间矢量的几何性质，单元曲面面积可 以用该单元边的中点所建立的矢量确定 的法矢量的模定义。
z
nij
y
Pi1, j
数字地形模型高程数据的采集一般有两种途径
1）直接采集。在立体测图仪器上由图像（目前主要 是航空相片）建立立体模型，进行量测，并按指定 格网单元大小直接获得高程数据矩阵；
2）间接采集。在地形图上通过对等高线数字化，并 进行插值计算或按网格单元直接量算而获得。
GIS空间分析原理与方法 缓冲区分析
GIS空间分析原理与方法缓冲区分析GIS空间分析是地理信息系统（GIS）中的一种重要功能，它通过利用地理空间数据进行分析和处理，帮助我们理解和解决与地理位置相关的问题。
其中，缓冲区分析是GIS空间分析中常用的一种方法，用于确定某一地理要素周围的区域。
缓冲区分析的原理是以给定的地理要素为中心，按照一定的距离或者其他条件，创建一个围绕该要素的区域。
这个区域被称为缓冲区，它可以是一个圆形、多边形或其他形状。
缓冲区分析的结果可以帮助我们识别出与特定地理要素相关的区域，从而进行进一步的分析和决策。
在进行缓冲区分析时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 缓冲区的类型：缓冲区可以是固定距离缓冲区，即以固定距离为半径绘制缓冲区；也可以是可变距离缓冲区，即以不同距离为半径绘制缓冲区，根据不同地理要素的属性进行调整。
2. 缓冲区的距离：缓冲区的大小取决于所选定的距离。
距离可以是固定的，也可以是根据特定要素的属性进行变化。
例如，如果我们要分析一条河流的保护区域，可以根据河流的宽度和水质等因素确定缓冲区的距离。
3. 缓冲区的属性：缓冲区可以继承原始地理要素的属性，也可以根据特定需求添加新的属性。
例如，我们可以在缓冲区中添加人口密度、土地利用类型等属性信息，以便进行进一步的分析。
4. 缓冲区的叠加分析：缓冲区分析可以与其他地理要素进行叠加分析，以识别出不同要素之间的关系。
例如，我们可以将缓冲区与道路网络进行叠加分析，以确定缓冲区内的道路密度。
缓冲区分析在实际应用中有广泛的用途，以下是一些常见的应用场景：1. 环境规划：通过缓冲区分析，可以确定环境保护区的范围，以保护自然资源和生态系统。
2. 城市规划：缓冲区分析可以帮助确定不同用途区域的界限，例如商业区、住宅区和工业区的划分。
3. 灾害管理：通过缓冲区分析，可以确定潜在的灾害风险区域，以便采取相应的防灾措施。
4. 市场分析：缓冲区分析可以帮助确定商业服务区域的范围，以便合理规划商业设施的布局。
空间统计分析方法的原理与应用
空间统计分析方法的原理与应用空间统计分析是一种广泛应用于地理信息系统（GIS）领域的方法，可用于探究地理现象的空间分布规律、评估模式和预测趋势。
空间统计分析方法基于地理数据的空间变异性，通过数学和统计技术，分析和解释地理现象在空间上的特征和相互关系。
本文将介绍空间统计分析的原理及其在不同领域的应用。
一、空间统计分析的原理空间统计分析的核心原理是考察地理现象的空间相关性和模式。
其基本步骤包括数据准备、空间自相关分析、空间插值和空间聚类分析。
下面将分别介绍这些步骤的原理。
1. 数据准备首先，需要收集相关的地理数据，这些数据可以是点、线或面要素，如人口分布、土地利用、交通网络等。
数据准备包括数据清理、转换和整理，以保证数据的质量和适用性。
2. 空间自相关分析空间自相关分析旨在测量地理现象在空间上的相关性。
常用的指标包括莫兰指数和Geary's C。
莫兰指数可以衡量地理现象在空间上的聚集程度，而Geary's C可以测量地理现象在空间上的离散程度。
3. 空间插值空间插值是一种用于填补空间数据缺失值或生成连续表面的方法。
常用的插值方法包括反距离加权插值、克里金插值和样条插值。
这些方法可以基于已有的空间数据，推断未知位置上的值。
4. 空间聚类分析空间聚类分析用于寻找地理现象的空间集聚模式。
常用的空间聚类算法包括DBSCAN和K-means。
这些算法可以将空间数据划分为具有相似属性的区域。
二、空间统计分析的应用空间统计分析方法广泛应用于各个领域，包括城市规划、环境管理、自然资源管理等。
以下将介绍一些常见的应用案例。
1. 城市规划空间统计分析可以帮助城市规划者了解城市功能区的分布和连接性。
通过分析人口密度、交通网络和服务设施的空间分布，可以指导城市规划决策，优化城市布局和交通规划。
2. 环境管理空间统计分析在环境管理中的应用包括水资源管理、土壤污染评估和生态系统保护等。
通过分析水体和土壤的空间变异性，可以评估水资源的可持续利用和土壤污染的程度，并提供决策支持。
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地理信息系统空间分析
视觉信息叠加 矢量图层叠加
点与多边形叠加 线与多边形叠加 多边形叠加
栅格图层叠加
空间叠加地学原理
地理学原理 在进行地学综合分析时，有时需 要提取同一地区不同专题的属性。 例如，某地在进行农作物估产时， 需要提取该地区的土地利用、气 温、降水、日照时间等基本信息 (这些信息常常是分布于不同的 专题地图中)，然后再应用估产 模型进行分析。 实现方法 传统的透明材料叠加方法 GIS中实现方法
生成缓冲区的 主要目的是为 了进一步进行 空间叠加分析 或图形运算。
网络分析
地学原理 数据结构 基本功能
网络分析地学原理
网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本 目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运 行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一 地的运输费用最低等。其基本思想则在于人类活动总 是趋于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。这 类问题在社会经济活动中不胜枚举。 对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种 网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析 和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目 的。
缓冲区分析应用举例
在进行缓冲区分析时，通常将研究问题抽象为 以下三类因素进行分析
确定主体，表示分析的主要目标 确定客体，表示受到主体影响的地理实体 确定作用条件，表示主体对客体施加影响的方式。 （线性模型，指数模型，对数模型等）
线缓冲分析 多重缓冲分析
线缓冲分析
多重缓冲分析
分析讨论
DTM模型的应用
地形因子的自动提取
空间矢量分析 坡度提取 坡向提取 其他因子的提取
空间分析方法
空间分析方法空间分析方法是地理信息科学领域中的重要内容之一，它通过对地理现象在空间上的分布、关联和变化进行定量分析，揭示地理现象的内在规律和空间格局。
空间分析方法在自然资源管理、城市规划、环境保护、应急响应等领域具有广泛的应用。
本文将就空间分析方法的基本原理、常用技术和应用案例进行介绍和分析。
首先，空间分析方法的基本原理是基于地理信息系统（GIS）的基本理论和方法。
GIS是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、存储、管理、分析和展示的信息系统，它将地理信息与地理位置联系起来，为空间分析提供了基础数据和技术支持。
空间分析方法的基本原理包括地理数据的获取与处理、空间关系的建立与分析、空间模型的构建与应用等内容。
其次，空间分析方法的常用技术包括空间数据采集、空间数据处理、空间数据分析和空间数据可视化。
空间数据采集是指通过遥感、GPS、地理调查等手段获取地理空间数据；空间数据处理是指对采集到的地理空间数据进行整理、清洗、转换等处理；空间数据分析是指利用统计学、模型分析、空间关系分析等方法对地理空间数据进行定量分析；空间数据可视化是指将分析结果以地图、图表、动态展示等形式进行可视化呈现。
最后，空间分析方法在自然资源管理、城市规划、环境保护、应急响应等领域具有广泛的应用。
在自然资源管理中，空间分析方法可以用于土地利用规划、森林资源管理、水资源保护等方面；在城市规划中，空间分析方法可以用于城市扩张规划、交通规划、区域发展规划等方面；在环境保护中，空间分析方法可以用于环境监测、污染源分析、生态保护等方面；在应急响应中，空间分析方法可以用于灾害监测、救援路径规划、资源调配等方面。
综上所述，空间分析方法是地理信息科学领域中的重要内容，它通过对地理现象在空间上的分布、关联和变化进行定量分析，揭示地理现象的内在规律和空间格局。
空间分析方法的基本原理、常用技术和应用案例对于地理信息科学领域的研究和实践具有重要意义，也为各行各业提供了丰富的分析工具和决策支持。
空间分析原理与方法
1、空间分析：基于地理对像的位置和形态特征的空间数据分析技术，目的在于提取和传输空间信息。
2、尺度：广义尺度是实体、模式化过程在空间化时间上的基准尺寸，从研究和被研究对象的角度来看，尺度是指研究某一现象或事件时所采用的空间或时间单位，或某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率3、缓冲区分析：缓冲区分析是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形，然后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需结果的一种空间分析方法4、网络数据模型：是现实世界网络系统的抽象表示5、地理空间数据立方体：是一个面向对象的、集成的、以时间为变量的、持续采集空间与非空间数据的多维数据集合，组织和汇总成一个由一组唯度和度量值定义的多维结构，用以支持地理空间数据挖掘技术和决策支持过程6、地理网格：地理网格系统是一种以平面子集的规则分级刨分为基础的空间数据结构，具有较高的标准化程度，有利于开发面向空间数据库和几何操作的更有效算法7、尺度变换：信息在不同尺度范围之间的转换称尺度变换，是将某一尺度上所获得的信息和知识扩展到其他尺度上，实现跨越不同尺度的辨识、推断、预测或推绎，包括尺度上推和尺度下推8、泰森多边形：将所有气象站连成三角形，作三角形各边的垂直平分线，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气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，该多边形就称为泰森多边形9、空间统计分析：是以具有地理空间信息特性的事物或现象的空间相互作用及变化规划为研究对象，以具有空间分布特点的区域化变量理论为基础的一门新学科。
10、网格gis：网格gis是gis与网格技术的有机结合，是gis在网格环境下的一种应用，它将具有地理分布和系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等资源，通过高速互联网连接并集成起来，形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境11、地理空间分类：是根据已知的分类模型把数据库中的数据映射到给定类别中，进行数据趋势预测分析的方法。
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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。
合成叠合
统计叠合
2.1 空间叠合分析的类型
1.根据叠合队形图形特征的不同，分为三种： A.点与多边形的叠合 点与多边形的叠合是确定一图层上的点落在另 一个图层的哪个多边形内，以便为图层的每个 点建立新的属性。
(1-ri) 0
Fi：为主体对邻近对象的实际影响度
f0：为主体自身的综合规模指数
di：为邻近对象离开主体的实际距离
d0：为主体对邻近对象的最大影响距离
3.2 空间缓冲区分析方法： 例：某研究区 10km² 区域内有三条道路，它们相关 的几何属性和属性数据如表。现以这些道路为主 体，道路附近居民出行为邻近对象，进行这些道 路通达度的缓冲区分析。
1.2 DEM的表示方法
格网DEM
不规则的三角网DEM（TIN）
等值线
1.3 DEM的建立
数据采样 数据内插 数据记录
1.4 DEM的分析
1.地形因子的自动提取
2.地表形态的自动分类
3.地学剖面的绘制和分析
1.5 DEM的应用
在军用和军用的工程项目中计算挖填土石方量
为武器精确制导进行地形匹配 为军事目的显示地形景观 进行越野通视情况分析 道路设计的路线选择、地址选择
空间分析是地理信息系统科学内容的重要组 成部分，也是评价一个地理信息系统功能的 主要指标之一。
空间分析的根本目的在于通过对空间数据的 深加工或分析，获取新的信息。
空间分析的概念： 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、空间演变等信息。
B.线与多边形的叠合
线与多边形的叠合是确定一图层上的弧段落 在另一图层的哪个多边形内，以便为图层的 每条弧段建立新的属性。
C.多变形与多边形的叠合 多边形与多边形的叠合是指将两个不同图层 的多边形要素相叠合，产生输出层的新多边 形要素，用以解决地理变量的多准则分析、 区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态 变化分析，以及图幅要素更新、相邻图幅拼 接、区域信息提取等。它是空间叠合分析的 主要类型。
空间分析方法分类：
产生式分析：数字地面模型分析，空间叠合 分析，缓冲区分析，空间网络分析，空间统 计分析
咨询式分析：空间集合分析，空间数据查询
第一节 数字地面模型
数字地形模型与数字高程模型
DTM （ Digital Terrain Model ） 与 DEM （Digital Elevation Model）
名称 A B C 坐标 X1,y1….. X1,y1….. X1,y1….. 路宽/m 40 22 10 机动车流量 非机动车流量 辆/h 辆/h 182 11 5 2070 3991 725 人流量 人/h 2772 4254 1026
缓冲区分类
点的缓冲区
线的缓冲区
面的缓冲区
3.空间缓冲区分析的三类模型 A.线性模型：用于当主体对邻近对象的影响度 随距离的增大而呈线性减小的情况。 Fi=f0(1-ri)
ri=di/d0
B.二次模型：用于当主体对邻近对象的影响度 随距离的增大而呈二次形式减小的情况。 Fi=f0(1-ri)²
C.指数模型：用于当主体对邻近对象的影响度 随距离的增大而呈指数形式减小的情况 Fi=f
2.涉及缓冲区分析的三类因素 主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、 线源和面源三种类型。 邻近对象：表示周围受主体影响的客体。
作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的 影响条件或强度。
三类主体
缓冲区分类
点的缓冲区
线的缓冲区 面的缓冲区
三类主体
缓冲区分类
点的缓冲区
线的缓冲区
面的缓冲区
三类主体
数字地形模型(DTM)是定义在二维区域上的一 个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点 来模拟连续分布的地形。按平面等间距规则采 样，或内插所建立的数字地面模型，称为基于 栅格的数字地面模型。写成 DTM={Zi,j}
DTM中的地形属性为高程时成为数字高程模型 DEM
1.1 DEM数据采集
航空或航天遥感图像为其数据源 地形图为数据源 地面实测记录 其他数据源
土壤侵蚀多因子函数运算复合分析
栅格数据的ห้องสมุดไป่ตู้息复合分析
栅格数据的信息复合分析
函数运算
栅格数据的信息复合分析
栅格数据的聚类分析
根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的 信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。
在四种类型要素中提取其中要素2的聚类
现有两层栅格数据层，一为植被分布图，另一为区域开 发图。 植被分布图分为4种植被，其图元值分别为： 0——无林地
不同地形的比较和统计分析
计算坡度和坡向，绘制坡度图、晕渲图等
用于地貌分析，计算侵蚀和径流等
与专题数据（如土壤等）进行组合分析
第二节 空间叠合分析
空间叠合分析（spatial overlay analysis） 是指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土层进行叠合，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。 空间合成叠合
2. 按采用的数据结构不同，分为基于矢量的叠合 分析和基于栅格的叠合分析
A.基于矢量数据的叠合分析
B.基于栅格数据的叠合分析
栅格数据的信息复合分析
信息复合可以通过算术运 算和函数运算两种方式 实现。算术运算指通过 简单的加、减、乘、除 运算得到。 函数运算指两个以上层面 的栅格数据系统以某种 函数关系作为复合分析 的依据进行逐网格运算， 从而得到新的栅格数据 系统的过程。
1——硬木林地
2——软木林地 3——混合林地
区域开发图分为6种区域
0——空闲地 1——主要道路区
2——次要道路区
3——居住区 4——公区建筑区 5——坟区
基于点像元的两图层的空间变换原则是： 植被分布图中图元重分类为： 0——无林地 1——有林地 与区域开发图叠加后图元 0——无林空闲区 1——主要道路 2——次要道路 3——居住区 4——公共建筑区
5——坟区
6——有林区
第三节 空间缓冲区分析
3.1 空间缓冲区分析的模型
1.定义： 空间缓冲区分析（spatial buffer analysis）:
是根据分析对象的点、线、面实体，自动建 立它们周围一定距离的带状区，用于识别这 些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响 度，以便为某项分析或决策提供依据。