矢量数据的空间分析PPT课件
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空间分析-矢量数据分析
Clip （裁剪）生成的输出图层，仅含有落在 裁剪专题图区域范围内的输入地图的要素。
Append （合并）把两幅邻接地图拼合成 一幅地图，合并不能去除地图之间的共 享边界
Select生成的新图层 (b)含有从输入图 层(a)选择的地图要素
Eliminate 能将小于指 定大小的多边形消除 ，上图破碎多边形A 被除去
距离量测
点与点之间、点与其对应的线之间 的直线距离的量算。（欧氏距离） 可直接用于数据分析
如测试鹿的重置地点是否靠近原始林 与皆伐区的边缘
可用于数据分析的输入
重力模型（移民和商业研究模型）
模式分析
定量分析的方法描述和分析要素的
空间分布特征 可以揭示分布模式包括随机的，分 散的或群集的
最近邻域分析
最小制图单元
由政府机构或组织指定的最小面积单元。例 如国家林地采用5acre作为最小制图单元，小 于5acre的破碎多边形可以被合并消除
上部边界显示一系列破碎多边形，这些破碎多边形 是由叠加操作的两幅地图的海岸线形成的，如果这 两个图层的海岸线完全配准，则不会出现破碎多边 形。
点和线如果落在指定模 糊容差之内，就被捕捉 到一起，沿着上部边界 （A）的许多破碎多边 形通过模糊容差的应用 而被消除，模糊容差也 可捕捉不是破碎多边形 的弧段（B）
模 式 分 析
利用每一个点及其最邻近点之间的 距离，来确定分布模式是随机的， 规则的或群集的方式
邻域统计是观测到的平均距离与假 设的随机分布的期望值的比率 比率小于1则点模式为集群的，大于 1则为分散的
鹿场的点分布模式图 分析表明比率为0.58
空间自相关性
模 式 分 析
不仅包含位置信息还包含有属性信息
构建点、线和多边形的空间特征
矢量分析 PPT课件
矢量A 与B 的叉积
A
9
（5）矢量的混合运算 —— 分配律 ( A B) C A C B C ( A B) C A C B C —— 分配律 A ( B C ) B (C A) C ( A B) —— 标量三重积 A ( B C ) ( A C ) B ( A B)C —— 矢量三重积
1
2
本章内容
1.1 矢量代数
1.2 三种常用的正交曲线坐标系 1.3 标量场的梯度 1.4 矢量场的通量与散度 1.5 矢量场的环流和旋度 1.6 无旋场与无散场 1.7 拉普拉斯运算与格林定理 1.8 亥姆霍兹定理
3
1.1 矢量代数
1. 标量和矢量 标量：一个只用大小描述的物理量。 矢量：一个既有大小又有方向特性的物理量，常用黑体字 母或带箭头的字母表示。
z
dz
dSz dxdy
dS y dxdz
dS y dxdz
dS z dxdy
x
o
dx d y dSx dydz
y
体积元
dV dxdydz
直角坐标系的长度元、面积元、体积元
12
矢量在直角坐标系中表达及运算
A ex Ax ey Ay ez Az A B ex ( Ax Bx ) ey ( Ay By ) ez ( Az Bz ) A B Ax Bx Ay By Az Bz
邻边的平行四边形的对角线,如图所示。
B
A B
A
矢量的加法
在直角坐标系中两矢量的加法和减法： A B ex ( Ax Bx ) ey ( Ay By ) ez ( Az Bz )
第一讲空间数据结构-矢量数据结构
知识回顾
❖空间对象的三种关系 ❖如何理解拓扑关系 ❖空间数据的拓扑关系有哪几种形式
1
空间数据结构
主要内容
1 矢量数据结构 2 栅格数据结构
3
1 矢量数据结构
1.1 概念
矢量
矢量也叫向量，数学上称“具有大小和方向的 量”为向量。在计算机图形中，相邻两结点间的 弧段长度表示大小，弧段两端点的顺序表示方向， 因此弧段也是一个直观的矢量。
（一）索引式结构
对所有点的坐标按顺序建坐标文件，再建点与边（线）、 线与多边形的索引文件,形成树状索引结构。
索引文件举例：
Map
1、点文件：
点号
1
坐标 x1,y1
6
P
1
9
10
2
2、弧段文件: 弧段号 起点 终点 点号
7
5
A
5
2 7,8,9,10
P
3、面文件：
面号
弧段号
8 11
12
15 P
14 13
终点 8 1 2 3 4 5 6 7 9 5 10 12 11 2
（三）链状双重独立式编码--拓扑数据结构
链状双重独立式编码是DIME编码的一种改进。 在DIME中，一条边只能用直线两端点的序号及相 邻的面域来表示，而在链状数据结构中，将若干 直线段合为一个弧段（或链段），每个弧段可以 有许多中间点。
在链状双重独立式编码中，主要有四个文件： 多边形文件、弧段文件、弧段坐标文件、结点文 件。
注意：要彻底解决邻域和岛状信息处理问题必须建立 一个完整的拓扑关系结构，这种结构应包括以下内容： 唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形 指针，边界链接，范围（最大和最小x、y坐标值）。采 用拓扑结构编码可以较好地解决空间关系查询等问题， 但增加了算法的复杂性和数据库的大小。矢量编码最重 要的是信息的完整性和运算的灵活性，这是由矢量结构 自身的特点所决定的，目前并无统一的最好的结构编码 方法，在具体工作中应根据数据的特点和任务的要求而 灵活设计。
❖空间对象的三种关系 ❖如何理解拓扑关系 ❖空间数据的拓扑关系有哪几种形式
1
空间数据结构
主要内容
1 矢量数据结构 2 栅格数据结构
3
1 矢量数据结构
1.1 概念
矢量
矢量也叫向量，数学上称“具有大小和方向的 量”为向量。在计算机图形中，相邻两结点间的 弧段长度表示大小，弧段两端点的顺序表示方向， 因此弧段也是一个直观的矢量。
（一）索引式结构
对所有点的坐标按顺序建坐标文件，再建点与边（线）、 线与多边形的索引文件,形成树状索引结构。
索引文件举例：
Map
1、点文件：
点号
1
坐标 x1,y1
6
P
1
9
10
2
2、弧段文件: 弧段号 起点 终点 点号
7
5
A
5
2 7,8,9,10
P
3、面文件：
面号
弧段号
8 11
12
15 P
14 13
终点 8 1 2 3 4 5 6 7 9 5 10 12 11 2
（三）链状双重独立式编码--拓扑数据结构
链状双重独立式编码是DIME编码的一种改进。 在DIME中，一条边只能用直线两端点的序号及相 邻的面域来表示，而在链状数据结构中，将若干 直线段合为一个弧段（或链段），每个弧段可以 有许多中间点。
在链状双重独立式编码中，主要有四个文件： 多边形文件、弧段文件、弧段坐标文件、结点文 件。
注意：要彻底解决邻域和岛状信息处理问题必须建立 一个完整的拓扑关系结构，这种结构应包括以下内容： 唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形 指针，边界链接，范围（最大和最小x、y坐标值）。采 用拓扑结构编码可以较好地解决空间关系查询等问题， 但增加了算法的复杂性和数据库的大小。矢量编码最重 要的是信息的完整性和运算的灵活性，这是由矢量结构 自身的特点所决定的，目前并无统一的最好的结构编码 方法，在具体工作中应根据数据的特点和任务的要求而 灵活设计。
第四章 矢量数据的空间分析
第四章矢量数据的空间分析在ArcGIS中，矢量数据的空间分析主要有缓冲区分析、叠置分析和网络分析等。
缓冲区分析（Buffer）是对一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕这组要素而形成具有一定范围的多边形实体，从而实现数据在二维空间扩展的信息分析方法。
叠置分析是地理信息系统中用来提取空间隐含信息的方法之一。
叠置分析是将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。
叠置分析不仅产生了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。
叠置分析要求被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的相同区域，同时还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。
根据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；根据操作形式的不同，叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、对称区别、图层合并和修正更新。
网络分析是对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电缆线、电力线、电话线等）进行地理分析和模型化过程，通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，实现对网络结构及其资源等的优化问题。
4.1 市区择房分析下面通过市区择房分析实例来掌握缓冲区分析和叠置分析操作。
数据：a.城市市区交通网络图（network.shp）b.商业中心分布图（Marketplace.shp）c.名牌高中分布图（school.shp）d.名胜古迹分布图（famous place.shp）要求：1.所求区域满足条件:.离主要交通要道200m之外，以减少噪音污染(ST为道路数据中类型为交通要道的要素)。
.在商业中心的服务范围之内，服务范围以商业中心规模的大小（属性字段YUZHI）来确定。
.距名牌高中在750m之内，以便小孩上学方便。
.距名胜古迹500m之内，环境优雅。
2.对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为1，不符合条件的取值为0，得到各自的分值图。
第五章 矢量数据的空间分析方法
第五章 矢量数据空间分析方法
5.2 矢量数据的包含分析 在包含分析的具体算法中，点与点，点与线的包含分 析一般均可以分别通过先计算点到点，点到线之间的距离， 然后利用最小距离阈值判断包含的结果。 点与面之间的包含分析，或者称为Point-Polygon分析， 具有较为典型的意义。
5.2 矢量数据的包含分析
5.4 矢量数据的叠置分析
通过点与多边形叠置，可以计算出每个多边形类型里 有多少个点，不但要区分点是否在多边形内，还要描述在 多边形内部的点的属性信息。 例如将油井与行政区划叠置可以得到除油井本身的属 性如井位、井深、出油量等外，还可以得到行政区划的目 标标识，行政区名称，行政区首长姓名等。
5.4 矢量数据的叠置分析
8/37
5.1 矢量数据
(2)线状数据的拓扑关系 线状数据的拓扑关系 一条线段叫做一条弧段，由节点的连线组成。 一条线段叫做一条弧段，由节点的连线组成。开始点称为始 节点，结束点称为终节点。 节点，结束点称为终节点。 弧段-节点清单 列出了弧段-节点的关系 节点清单” “弧段 节点清单”列出了弧段 节点的关系 弧段-坐标清单 显示组成每条弧段的x、 坐标 坐标清单” “弧段 坐标清单”显示组成每条弧段的 、y坐标
第五章 矢量数据空间分析方法
5.4 矢量数据的叠置分析
其基本的处理方法是：根据两组多边形边界的交点来建立具有 多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析。 其中，前者叫做地图内容的合成叠置，如左图。后者称为地图 内容的统计叠置，如右图。
5.4 矢量数据的叠置分析
合成叠置的目的，是通过 区域多重属性的模拟，寻找和 确定同时具有几种地理属性的 分布区域。 或者按照确定的地理目标， 对叠置后产生的具有不同属性 多边形进行重新分类或分级， 因此叠置的结果为新的多边形 数据文件。
9.空间分析(基于矢量数据)(2014)
• 要素类（点、线或多边形）中，与其它 要素距离之和为最小的要素即中心位置 要素。在计算时可以选择某个字段值作 为权重，线和多边形是以中心点进行计 算。
红色：不考虑权重 （Illinois州）。 绿色：以人口为权 重（Indiana州）。
美国中心位置州
标准距离
• 反映要素围绕几何中心的集聚（或发散） 程度，可用于分析犯罪案件的范围、传染 病的扩散范围等。输出结果包括中心点x、y 坐标和标准差距离。
按州计算出 的人口重心
按大区计算出 的人口重心
中位中心
• 中位中心是与其它要素的距离之和为最小 的点，采用迭代算法获得。中位中心的算 法受异常值的影响较小。
美国城市的平均中心和中位中心
几何中心
中位中心
红色为美国本土所有城市的几何中心和中位中心， 绿色为美国所有城市的几何中心和中位中心。
中心位置要素
• 在ArcGIS的Analyzing Patterns工具集中， 有五个工具：
– 平均最邻近距离（Average Nearest Neighbor）
– 多距离空间集聚分析（Multi-Distance Spatial Cluster Analysis）
– 空间自相关（Spatial Autocorrelation）
根据州中心计算出的美国本土的几何中心和人口重心
• 思考：
– 同个区域不同分区计算出的几何中心是否一致？ – 同个区域不同分区计算出的重心是否一致？
同个区域不同分区计算 出的几何中心
多边形密度一致情况下 计算出的重心
多边形密度不一致情况 下计算出的重心
直接计算出 的几何中心
分州计算出 的几何中心
九、空间分析（基于矢量数据）
• 空间统计 • 叠置分析 • 邻近分析
红色：不考虑权重 （Illinois州）。 绿色：以人口为权 重（Indiana州）。
美国中心位置州
标准距离
• 反映要素围绕几何中心的集聚（或发散） 程度，可用于分析犯罪案件的范围、传染 病的扩散范围等。输出结果包括中心点x、y 坐标和标准差距离。
按州计算出 的人口重心
按大区计算出 的人口重心
中位中心
• 中位中心是与其它要素的距离之和为最小 的点，采用迭代算法获得。中位中心的算 法受异常值的影响较小。
美国城市的平均中心和中位中心
几何中心
中位中心
红色为美国本土所有城市的几何中心和中位中心， 绿色为美国所有城市的几何中心和中位中心。
中心位置要素
• 在ArcGIS的Analyzing Patterns工具集中， 有五个工具：
– 平均最邻近距离（Average Nearest Neighbor）
– 多距离空间集聚分析（Multi-Distance Spatial Cluster Analysis）
– 空间自相关（Spatial Autocorrelation）
根据州中心计算出的美国本土的几何中心和人口重心
• 思考：
– 同个区域不同分区计算出的几何中心是否一致？ – 同个区域不同分区计算出的重心是否一致？
同个区域不同分区计算 出的几何中心
多边形密度一致情况下 计算出的重心
多边形密度不一致情况 下计算出的重心
直接计算出 的几何中心
分州计算出 的几何中心
九、空间分析（基于矢量数据）
• 空间统计 • 叠置分析 • 邻近分析
GIS空间分析第二章矢量数据分析
应急准备（Emergency preparedness ）:
2.2 空间提取(Spatial extraction)
空间提取是进行空间分析时，在一开始和 结束前 经常采用的步骤，以减少输出结果 中要素的数量。
在街道两侧建立10米的缓冲区，首先要从城市街路图层 中选择需要加宽的街道。 在进行了一系列地学处理之后合并许多小的多边形。
点状要素的缓冲
线状要素的缓冲区
面状要素的缓冲区
建立缓冲区从原理上，对点状要素直接以 其为圆心，以要求的缓冲区距离大小为半 径绘圆，所包容的区域即为所要求区域； 线状要素和面状要素缓冲区的建立是以线 状要素或面状要素的边线为参考线，来做 其平行线，并考虑其端点处建立的原则， 即可建立缓冲区，但是在实际中处理起来 则比较复杂要复杂的多。
第二章 矢量数据分析
(Vector Data Analysis)
2.1 邻近分析 2.2 空间提取 2.3 叠加分析 2.4 网络分析
2.1 邻近分析(Proximity analysis)
当现实的实体被抽象为几何对象时，就可 以对它们之间的距离进行查询和分析。 一般来说，邻近分析或研究两个对象之间 的距离，包括通过空间连接和建立缓冲区 来发现最近的邻居。
面对面的叠加（Polygon-on-polygon） 面对面的叠加是将两个不同图层中的多边形要素 结合成一个单一图层。这类叠加操作可以研究两 个要素类之间的共同区域。
如果第一个要素类代表行政区，第二个要素类代表洪 泛区，据此可以发现洪水的风险和每个行政区内所包 含的洪泛区的位置。
图层擦除（Erase）
1.角平分线法
14 GIS矢量数据及其空间分析PPT课件
17
实习步骤：
首先运行ArcMap，打开…\shixishuju6\city.mxd 文件，这时就将4个文件全部加入进来。
18
1、主干道噪音缓冲区的建立 ① 选择network.shp，右击后打开图层属性表，在右下角 option选项中，选择select by attributes，过程如下所示。
30
31
3、名牌高中影响范围的建立 取消图层Buffer_of_Marketplace显示，点击选中 school图层，然后点击缓冲区图标 ，出现如下图对话框。 在对话框中选择名牌高中分布图层school。
点击下一步，出现如下图对话框。
32
选择第一种缓冲区建立方法，确定尺寸单位米，指定750米 所为半径，如下图所示。
其实质是利用缓冲区表示该矢量实体某种属性的影 响范围。
例如，城市的噪音污染源所影响的一定空间范围； 交通线两侧所划定的绿化带等。
12
3.3 多边形叠加分析
多边形叠加分析是将同一地区、同一比例尺的两组 或两组以上多边形要素的数据文件进行叠加。参加叠加 的应都是矢量数据。其中被叠加的多边形为本底多边形、 用来叠加的多边形为上覆多边形，叠加后产生具有多重 属性的新多边形。
概况2
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概况3
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2
主要内容
1、概述 2、矢量数据结构 3、矢量数据空间分析方法 4、实习五介绍
3
1 概述
1.1 概念
矢量数据是另一种最为常见的图形数据结构，它是在 假定描述区域为连续空间的基础上，通过记录坐标，对目 标地物实体进行点、线、面数据处理和表达的方式。
上述文件综合在一起为：city.mxd
实习步骤：
首先运行ArcMap，打开…\shixishuju6\city.mxd 文件，这时就将4个文件全部加入进来。
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1、主干道噪音缓冲区的建立 ① 选择network.shp，右击后打开图层属性表，在右下角 option选项中，选择select by attributes，过程如下所示。
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3、名牌高中影响范围的建立 取消图层Buffer_of_Marketplace显示，点击选中 school图层，然后点击缓冲区图标 ，出现如下图对话框。 在对话框中选择名牌高中分布图层school。
点击下一步，出现如下图对话框。
32
选择第一种缓冲区建立方法，确定尺寸单位米，指定750米 所为半径，如下图所示。
其实质是利用缓冲区表示该矢量实体某种属性的影 响范围。
例如，城市的噪音污染源所影响的一定空间范围； 交通线两侧所划定的绿化带等。
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3.3 多边形叠加分析
多边形叠加分析是将同一地区、同一比例尺的两组 或两组以上多边形要素的数据文件进行叠加。参加叠加 的应都是矢量数据。其中被叠加的多边形为本底多边形、 用来叠加的多边形为上覆多边形，叠加后产生具有多重 属性的新多边形。
概况2
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概况3
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2
主要内容
1、概述 2、矢量数据结构 3、矢量数据空间分析方法 4、实习五介绍
3
1 概述
1.1 概念
矢量数据是另一种最为常见的图形数据结构，它是在 假定描述区域为连续空间的基础上，通过记录坐标，对目 标地物实体进行点、线、面数据处理和表达的方式。
上述文件综合在一起为：city.mxd
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT第章矢量数据的空间分析
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT第章矢量数据的空间分析矢量数据与空间分析在地理信息系统中，矢量数据是一种常用的表示地理空间信息的形式。
矢量数据由一系列构成要素的点、线和面构成，每个要素都具有一组坐标和属性信息。
矢量数据可以用来表示地图上的各种要素，如建筑、道路、河流等。
空间分析是地理信息系统中非常重要的一个分支，它是利用矢量数据进行空间分析、空间统计和空间建模的过程。
空间分析可以用来分析各种地理问题，如地理环境、交通运输、城市规划等。
空间分析主要包括以下几个方面：•空间查询和筛选•空间测量和量算•空间统计分析•空间模型分析矢量数据的基本操作在进行空间分析之前，我们需要对矢量数据进行一些基本的操作，如创建新的图层、编辑要素、选择要素等。
下面是一些常用的矢量数据操作：创建新的图层在 ArcMap 中创建新的图层非常简单，只需要选择 File -> New -> Map Document，然后在新建的地图文档中创建新的图层即可。
可以通过右键单击图层名字来选择图层的类型，如点、线、面等。
编辑要素在 ArcMap 中编辑要素可以手动编辑，也可以通过导入数据进行编辑。
在编辑模式下，可以添加新的要素、删除现有的要素、移动要素等。
选择要素在进行空间分析之前，我们需要选择要素并进行操作。
ArcMap 中提供了多种选择方式，如框选、属性筛选等。
可以通过右键单击图层选择 Selection -> Select By Attributes 或 Selection -> Select By Location 进行要素选择。
矢量数据的空间分析ArcMap 提供了多种空间分析工具，如缓冲区分析、点密度分析、热点分析等。
下面我们将介绍一些常用的空间分析操作。
缓冲区分析缓冲区分析是指从某个要素对象生成一个缓冲区，即在该要素周围生成一段距离范围内的区域。
缓冲区分析可以用来分析道路的周围环境、城市的规划等。
矢量分析-PPT
0
2 2 2 2
x2 y2 z2
1 .4 .2 格林定理
将散度定理中矢量A表示为某标量函数的梯度 ψ与另一标 量函数 φ的乘积, 则有
A ( ) 2
取上式在体积V内的积分, 并应用散度定理, 得
(2 )dv
V
s( ) nˆds
s
n
ds
(1 -49)
式中S是包围体积V的封闭面, nˆ 是封闭面S的外法线方向单位矢
量。此式对于在体积V内具有连续二阶偏导数的标量函数φ和ψ都 成立, 称为格林( G .Green)第一定理。
divA A
A
xˆ
x
yˆ
y
zˆ
z
(xˆAx
yˆAy
zˆAz
)
Ax Ay Az x y z
利用哈密顿算子, 读者可以证明, 散度运算符合下列规则:
(A B) A B
(A) A A
1 .2 .3 散度定理
既然矢量的散度代表的是其通量的体密度, 因此直观地可知, 矢量场散度的体积分等于该矢量穿过包围该体积的封闭面的总 通量, 即
ds nˆds
nˆ 是面元的法线方向单位矢量。nˆ 的取法(指向)有两种情形: 对
开曲面上的面元, 设这个开曲面是由封闭曲线l所围成的, 则当选
定绕行l的方向后, 沿绕行方向按右手螺旋的姆指方向就是 nˆ 的方 向, 如图1 -4所示; 对封闭曲面上的面元, nˆ 取为封闭面的外法线方
向。
图 1 -4 开曲面上的面元
为A , B崐所在平面的右手法向 n:ˆ
A B nˆAB sin aAB
它不符合交换律。 由定义知,
A B (B A)
并有
xˆ xˆ yˆ yˆ zˆ zˆ 0 xˆ yˆ zˆ, yˆ zˆ xˆ, zˆ xˆ yˆ
【精品】矢量数据结构PPT课件
41
2.2.2 栅格数据模型
• 四、栅格数据的编码 –3、块式编码
➢ 数据对组成：（初始行、列，半径，属性值） ➢ 依次扫描，编过的不重复。
12345678 104477777 244444777 344448877 400488877 500888878 600088888 700008888 800000888
2 1
27
2.2.2 栅格数据模型
• 三、栅格数据的获取 1、目读法 2、从扫描仪获取
3、从摄像机获取 4、从遥感中获取 5、从矢量数据转换
28
2.2.2 栅格数据模型
• 三、栅格数据的获取 –1、目读法
➢ 将一张透明格网纸叠置于某图件上，根据某种占优法，直 接用人工方法获取相应的栅格数据属性。
安岳县
潼南县
武胜县 合川市
华蓥县邻市区水政县府驻地垫江县 主要公路 区县界线 机场 河流 区县区划图
隆昌县
铜梁县 北碚区
长寿县
大足县
双桥区 荣昌县 永川市
渝北区
李渡区
璧山沙县坪坝渝区中南江区岸北区区 九龙大坡巴渡区南口区区
江津市
0.0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5 km
南川市
忠县
丰都县
00033333 00003333 00000333
（1，1，1，0），（1，2，2，2）， （1，4，1，5），（1，5，1，5）， （1，6，2，5），（1，8，1，5）； （2，1，1，2），（2，4，1，2）， （2，5，1，2），（2，8，1，5）； （3，3，1，2），（3，4，1，2）， （3，5，2，3），（3，7，2，5）； （4，1，2，0），（4，3，1，2）， （4，4，1，3）；（5，3，1，3）， （5，4，2，3），（5，6，1，3）， （5，7，1，5），（5，8，1，3）； （6，1，3，0），（6，6，3，3）； （7，4，1，0），（7，5，1，3）； （8，4，1，0），（8，5，1，0）。
2.2.2 栅格数据模型
• 四、栅格数据的编码 –3、块式编码
➢ 数据对组成：（初始行、列，半径，属性值） ➢ 依次扫描，编过的不重复。
12345678 104477777 244444777 344448877 400488877 500888878 600088888 700008888 800000888
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2.2.2 栅格数据模型
• 三、栅格数据的获取 1、目读法 2、从扫描仪获取
3、从摄像机获取 4、从遥感中获取 5、从矢量数据转换
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2.2.2 栅格数据模型
• 三、栅格数据的获取 –1、目读法
➢ 将一张透明格网纸叠置于某图件上，根据某种占优法，直 接用人工方法获取相应的栅格数据属性。
安岳县
潼南县
武胜县 合川市
华蓥县邻市区水政县府驻地垫江县 主要公路 区县界线 机场 河流 区县区划图
隆昌县
铜梁县 北碚区
长寿县
大足县
双桥区 荣昌县 永川市
渝北区
李渡区
璧山沙县坪坝渝区中南江区岸北区区 九龙大坡巴渡区南口区区
江津市
0.0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5 km
南川市
忠县
丰都县
00033333 00003333 00000333
（1，1，1，0），（1，2，2，2）， （1，4，1，5），（1，5，1，5）， （1，6，2，5），（1，8，1，5）； （2，1，1，2），（2，4，1，2）， （2，5，1，2），（2，8，1，5）； （3，3，1，2），（3，4，1，2）， （3，5，2，3），（3，7，2，5）； （4，1，2，0），（4，3，1，2）， （4，4，1，3）；（5，3，1，3）， （5，4，2，3），（5，6，1，3）， （5，7，1，5），（5，8，1，3）； （6，1，3，0），（6，6，3，3）； （7，4，1，0），（7，5，1，3）； （8，4，1，0），（8，5，1，0）。
矢量数据结构课件
03
添加点
在矢量数据Leabharlann 构中，可以 通过添加点来构建几何图 形。
删除点
对于不再需要的点，可以 将其从矢量数据结构中删 除。
移动点
通过移动点，可以改变几 何图形的形状和位置。
线的操作
绘制线
使用线段连接一系列点， 形成所需的线条。
删除线
对于不再需要的线，可以 将其从矢量数据结构中删除。
修改线
可以通过添加、删除或移 动线上的点来修改线的形 状和长度。
它能够准确地表示空间几何实体， 并且可以通过几何运算进行数据 更新和操作。
矢量数据结构还支持拓扑关系和 几何对象的层次结构，方便进行
空间关系查询和地图可视化。
矢量数据结构的应用场景
矢量数据结构广泛应用于地理信息系统 （GIS）、地图绘制、遥感图像处理、计 算机图形学等领域。
在计算机图形学中，矢量数据结构用于 生成三维模型和场景，实现逼真的图形 渲染和动画效果。
矢量数据结构课件
• 矢量数据结构概述
01
矢量数据结构概述
矢量数据结构的定义
01
矢量数据结构是一种基于几何对 象（如点、线、面）的数据结构， 用于表示和存储空间信息。
02
它通过使用坐标系和几何对象的 位置、形状、方向等属性来表示 空间实体。
矢量数据结构的特点
矢量数据结构具有精度高、数据 量小、易于进行空间分析等特点。
优势，而栅格数据结构在表示大范围连续空间现象（如地形表面）方面更为合适。
与其他数据结构的比较
除了栅格数据结构外，还有许多其他的数据结构可以用于表示空间信息，如不规则三角 形网格（TIN）和基于文本的地理编码系统等。这些数据结构各有优缺点，适用于不同 的应用场景。矢量数据结构在表示几何形状方面具有优势，但在表达空间关系和现象的
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以聊城区域图层和参照图层 进行合并操作，观察属性表
和空间图形上的变化
☼修正更新（Update）
修正更新指，首先对输入的图层和修正图层进行 几何相交的计算，然后输入的图层被修正图层覆 盖的那一部分的属性将被修正图层而代替。
arcgis9里面不能进行多边形以外的修正更新
以聊城区域图层和差值图层 分别作为修正图层进行修正更新操作，观察属性表
以聊城区域图层分别和参照图层进行 对称区别操作，观察属性表 和空间图形上的变化
☼图层合并（Union）
图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持来 自输入地图和叠加地图的所有地图要素。输出的图层对应 于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。 同时在图层合并的同时要求两个图层的几何特性必须全部 是多边形。 图层合并将原来的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。
以聊城重要乡镇、主要河流和区域图层分别 和参照图层进行交集操作，
观察属性表和空间图形上的变化
☼对称区别（Symmetrical）或均匀差值
在矢量的叠置分析中也有为了获得两个图层去掉它们之间的 公共部分，而只需要剩下的部分，同时对原有图层的空间上 的分布也进行一定区域内的调整，新生成的图层的属性也是 综合两者的 属性而产生的。
目的：熟练掌握缓冲区分析和叠加分析操作， 综合利用各项分析工具解决实际问题。
现有数据
城市市区交通网络图 商业中心分布图 名牌高中分布图 名胜古迹分布图
要求：
所搜寻的区域要满足以下条件： 1距离主要交通要道200米之外，以减少噪音污染 （ST为道路数据中交通要道） 2在商业中心的服务范围之内，服务范围以商业中 心规模的大小来确定。（属性字段yuzhi） 3距离名牌高中在750米之内，以便小孩上学方便。 4距离名胜古迹500米之内，环境幽雅
关于矢量叠加的六种形式
要求：同时观察空间形状和 属性的变化
☼图层擦除（Erase） 被擦除的图形剩余部分并不发生属性表上的变化
以聊城重要乡镇、主要河流 和区域图层分别和参照图层
进行擦除操作， 观察属性表和空间图形上的变化
☼识别叠加（Identity）
输入图层和另外一个图层进行识别叠加，在图形交迭的区 域，识别图层的属性将赋给输入图层在该区域内的地图要素， 输入图层是多边形的发生空间上的和属性上的变化，线和点 只发生属性上的变化。
技术方案
对每个条件进行缓冲区分析 将各个缓冲区进行叠加求和 对叠加后图层进行分等定级 确定合适区域
城市市区交通
网络图
查询分析 缓冲区分析
交通要道
200m
距离交通要道 200米的缓冲区
商业中心 分布图
按中心的服 务范围进行 按服务范围分 缓冲区分析 布的商业中心
缓冲区
满足所 erase 有条件
的区域
500米的缓冲区
叠加以后的属性表会出现的情况：
maketplace 0
* * *
1
school famous voice
在这里要值得注意的是，在ArcGIS 中，对称区别操作时， 无论是输入图层或差值图层都必须是多边形图层。 输出图层的同时对原有图层的属性值字段也进行了操作，将 差值图层的属性添加在了输入图层的后面，并给与了赋零操 作。而原有的差值图层添加到输入图层的一部分图形只保留 了原有的差值图层的属性，而其他的属性为零。
和空间图形上的变化
比较和
identity,Union 的不同
小节作业
按照教材步骤进行缓冲区分析和叠加分 析的操作实践。 练习7.4.1市区择房分析。（自己操作体 会，课堂讲授。）
叠加，缓冲综合应用实例
市区择房分析
背景：如何找到环境好、购物方便、小孩上 学方便的居住区地段是购房者最关心的问题。 因此购房者就需要从总体上对商品房的信息 进行研究研究分析，选择最适宜的购房地段。 假设你是目前购房者，应该如何做？
软件中生成缓冲区的方法步骤
Tools—customize---commands选项卡
将其拖到工 具栏的空白
处即可
使用缓冲区工具必须保证地图有单位。
按照属性或者 分级建立缓冲
面状缓冲的几种方式
以点、线、面 图层各做缓冲区
7.2 叠置分析
常用的用来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，同时叠置分析不仅生成 了新的空间关系，而且还将输入的 多个数据层的属 性联系起来产生了新的属性关系。其中，被叠加的 要素层面必须是基于相 同坐标系统的，同一地带， 还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。
属性表编辑 添加字段赋
值1
属性表编辑 距离名牌高中 添加字段赋 750米的缓冲区 值1
修改属性表后按
服务范围分布
修改属性表后 距离名牌高中 750米的缓冲区
union 属性表进一步 编辑，进而分 等级
属性表编辑 修改属性表后
距离名胜古迹 添加字段赋 距离名胜古迹
500米的缓冲区 值1
7 矢量数据的空间分析
肖燕
讲述内容
缓冲区分析 叠加分析 网络分析 实例与练习
7.1缓冲区分析
概念
• 缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图 要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其 要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数 据在二维空间得以扩展的信息分析方法。
方法：
• 角平分线法，凸角圆弧法
名牌高中 分布图
名胜古迹 分布图
缓冲区分析
750m 距离名牌高中
满足三
750米的缓冲区 Intersect个条件
的区域
缓冲区分析
500m
距离名胜古迹
500米的缓冲区
属性表编辑
距离交通要道 添加字段赋 200米的缓冲区 值-1
修改属性表后的 距离交通要道 200米的缓冲区
按服务范围分 布的商业中心
缓冲区
以聊城重要乡镇、主要河流和区域图层分别 和参照图层进行识别操作，
观察属性表和空间图形上的变化
☼交集操作 （Intersect）
交集操作是得到两个图层的交集部分，并且原图层 的所有属性将同时在得到的新的图层上显示出来。 在此之中要注意的是，同时当输入几个图层是不同 维数时（例如线和多边形，点和多边形，点和线）， 输出的结果的几何类型也就会是输入图层的最低维 数据的几何形态。
和空间图形上的变化
☼修正更新（Update）
修正更新指，首先对输入的图层和修正图层进行 几何相交的计算，然后输入的图层被修正图层覆 盖的那一部分的属性将被修正图层而代替。
arcgis9里面不能进行多边形以外的修正更新
以聊城区域图层和差值图层 分别作为修正图层进行修正更新操作，观察属性表
以聊城区域图层分别和参照图层进行 对称区别操作，观察属性表 和空间图形上的变化
☼图层合并（Union）
图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持来 自输入地图和叠加地图的所有地图要素。输出的图层对应 于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。 同时在图层合并的同时要求两个图层的几何特性必须全部 是多边形。 图层合并将原来的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。
以聊城重要乡镇、主要河流和区域图层分别 和参照图层进行交集操作，
观察属性表和空间图形上的变化
☼对称区别（Symmetrical）或均匀差值
在矢量的叠置分析中也有为了获得两个图层去掉它们之间的 公共部分，而只需要剩下的部分，同时对原有图层的空间上 的分布也进行一定区域内的调整，新生成的图层的属性也是 综合两者的 属性而产生的。
目的：熟练掌握缓冲区分析和叠加分析操作， 综合利用各项分析工具解决实际问题。
现有数据
城市市区交通网络图 商业中心分布图 名牌高中分布图 名胜古迹分布图
要求：
所搜寻的区域要满足以下条件： 1距离主要交通要道200米之外，以减少噪音污染 （ST为道路数据中交通要道） 2在商业中心的服务范围之内，服务范围以商业中 心规模的大小来确定。（属性字段yuzhi） 3距离名牌高中在750米之内，以便小孩上学方便。 4距离名胜古迹500米之内，环境幽雅
关于矢量叠加的六种形式
要求：同时观察空间形状和 属性的变化
☼图层擦除（Erase） 被擦除的图形剩余部分并不发生属性表上的变化
以聊城重要乡镇、主要河流 和区域图层分别和参照图层
进行擦除操作， 观察属性表和空间图形上的变化
☼识别叠加（Identity）
输入图层和另外一个图层进行识别叠加，在图形交迭的区 域，识别图层的属性将赋给输入图层在该区域内的地图要素， 输入图层是多边形的发生空间上的和属性上的变化，线和点 只发生属性上的变化。
技术方案
对每个条件进行缓冲区分析 将各个缓冲区进行叠加求和 对叠加后图层进行分等定级 确定合适区域
城市市区交通
网络图
查询分析 缓冲区分析
交通要道
200m
距离交通要道 200米的缓冲区
商业中心 分布图
按中心的服 务范围进行 按服务范围分 缓冲区分析 布的商业中心
缓冲区
满足所 erase 有条件
的区域
500米的缓冲区
叠加以后的属性表会出现的情况：
maketplace 0
* * *
1
school famous voice
在这里要值得注意的是，在ArcGIS 中，对称区别操作时， 无论是输入图层或差值图层都必须是多边形图层。 输出图层的同时对原有图层的属性值字段也进行了操作，将 差值图层的属性添加在了输入图层的后面，并给与了赋零操 作。而原有的差值图层添加到输入图层的一部分图形只保留 了原有的差值图层的属性，而其他的属性为零。
和空间图形上的变化
比较和
identity,Union 的不同
小节作业
按照教材步骤进行缓冲区分析和叠加分 析的操作实践。 练习7.4.1市区择房分析。（自己操作体 会，课堂讲授。）
叠加，缓冲综合应用实例
市区择房分析
背景：如何找到环境好、购物方便、小孩上 学方便的居住区地段是购房者最关心的问题。 因此购房者就需要从总体上对商品房的信息 进行研究研究分析，选择最适宜的购房地段。 假设你是目前购房者，应该如何做？
软件中生成缓冲区的方法步骤
Tools—customize---commands选项卡
将其拖到工 具栏的空白
处即可
使用缓冲区工具必须保证地图有单位。
按照属性或者 分级建立缓冲
面状缓冲的几种方式
以点、线、面 图层各做缓冲区
7.2 叠置分析
常用的用来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，同时叠置分析不仅生成 了新的空间关系，而且还将输入的 多个数据层的属 性联系起来产生了新的属性关系。其中，被叠加的 要素层面必须是基于相 同坐标系统的，同一地带， 还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。
属性表编辑 添加字段赋
值1
属性表编辑 距离名牌高中 添加字段赋 750米的缓冲区 值1
修改属性表后按
服务范围分布
修改属性表后 距离名牌高中 750米的缓冲区
union 属性表进一步 编辑，进而分 等级
属性表编辑 修改属性表后
距离名胜古迹 添加字段赋 距离名胜古迹
500米的缓冲区 值1
7 矢量数据的空间分析
肖燕
讲述内容
缓冲区分析 叠加分析 网络分析 实例与练习
7.1缓冲区分析
概念
• 缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图 要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其 要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数 据在二维空间得以扩展的信息分析方法。
方法：
• 角平分线法，凸角圆弧法
名牌高中 分布图
名胜古迹 分布图
缓冲区分析
750m 距离名牌高中
满足三
750米的缓冲区 Intersect个条件
的区域
缓冲区分析
500m
距离名胜古迹
500米的缓冲区
属性表编辑
距离交通要道 添加字段赋 200米的缓冲区 值-1
修改属性表后的 距离交通要道 200米的缓冲区
按服务范围分 布的商业中心
缓冲区
以聊城重要乡镇、主要河流和区域图层分别 和参照图层进行识别操作，
观察属性表和空间图形上的变化
☼交集操作 （Intersect）
交集操作是得到两个图层的交集部分，并且原图层 的所有属性将同时在得到的新的图层上显示出来。 在此之中要注意的是，同时当输入几个图层是不同 维数时（例如线和多边形，点和多边形，点和线）， 输出的结果的几何类型也就会是输入图层的最低维 数据的几何形态。