《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
逻辑运算符， 用于查询中的属性运算、推理与分类
AB
11 10 01 00
NOT A 0 0 1 1
A AND B 1 0 0 0
A OR B 1 1 1 0
A XOR B B NOT A
0
1
1
0
1
0
0
1
A
B
A·AND·B
A
B
A/B AB
C A·AND·(B·OR·C)
A
B
A·OR·B
A
B
A·XOR·B
第六讲 GIS空间分析
GIS 空间分析
数据变换 图形分析
矢量——栅格数据相互转换 旋转、投影变换、裁剪、符号化
数学/逻辑运算
综合属性分析 单变量分级分析
多变量统计分析
DTM与三维分析
三维几何参数计算 空间拟合和内插分析 坡度、坡向分析 剖面与通视性分析 流域与分水线分波分析 叠置分析 分类分析
P：地物周长；A：面积
r<1为紧凑型；r=1为标准圆；r>1为膨胀型
伸长度q＝L/dSE
（三）质心量算
Wi X i
X G i
Wi
i
WiYi
YG i
Wi
i
（四）距离量算
欧氏距离：计算两点的直线距离
d (xi x j )2 ( yi y j )2
非欧式距离（两点之间存在障碍或阻力）
d [(xi xj )k ( yi y j )k ]1/k
（四）回归分析
回归分析用于分析空间实体的两组属性或多 组属性之间的相关关系，常见回归分析方程有线 性回归、指数回归、对数回归、多元回归等。
（五）趋势分析
若实体的属性数据中，存贮了同一 变量不同时间的属性值，就能使用数学模型来 模拟地理特征的空间分布与时间过程，根据空 间对象时空分布的实测数据，找出空间对象随 时间变化的规律，将未实测时刻的属性内插或 预测出来。具体的方法如回归模型、时间序列 模型等。
Select * From 县或市 Where 县或市.人口>50万 And Cross(河流.名称=“长江”) 空间关系谓词：相邻：Adjacent；包含：Contain;
穿过：Cross; 在……之内：Inside； 缓冲区：Buffer
二、 空间量算
（一）几何量算
1 线的长度 矢量数据结构中：
A
a11 a21
am1 满足
a12 a22
网络分析
路径分析 资源分配 网流量模拟
拓扑与属性联合分析
空间综合查询 分析
几何参数查询 由图形查询属性 由属性查询图形 空间关系查询
叠置分析
点与多边形叠置 线与多边形叠置 多边形与多边形叠置
6.1 空间查询与量算
一、空间查询
图形与属性互查： • 属性查图形：属性查询，对应指向图形 • 图形查属性：检索被选实体，查询实体属性
≥0.80
类别 薄层 较薄 中厚 较厚 厚层
代码 1 2 3 4 5
（一）常规统计分析
平均值
算术平均数 加权平均数
众数 中位数 总和 最大、最小值 标准差 频数 峰度系数
（二）多变量统计分析
• 数据类型繁多 – 模型构建困难 – 数据库负担 – 运算复杂
• 特性：数据之间相互关联 • 目的：简化数据
➢ 主成分分析 ➢ 主因子分析 ➢ 关键变量分析 ➢ 变量聚类分析
（三）空间自相关分析
空间自相关分析是认识空间分布特征、选择适 宜的空间尺度来完成空间分析的最常用的统计学方法。目 前，普遍使用空间自相关系数——Moran I指数：
NN
I
N
i1
Wij (xi x)(x j x)
ji
Wij
xi x
（一）几何参数查询
• 点的位置坐标
• 两点的距离 • 线目标的长度 • 面状目标的周长或面积
（二）空间定位查询
给定一个点或一个几何图形，检索出该图形范围内的空间对象以及相应的属性 • 按点查询 • 按矩形查询 • 按圆查询 • 按多边形查询
（三）空间关系查询 ➢ 邻接查询：多边形邻接查询；线与线邻接查询
n1
n
L [( xi1 xi )2 ( yi1 yi )2 (zi1 zi )2 ]1/ 2 li
i0
i 1
栅格数据结构中：
长度地物骨架线穿过的格网数目 2 面状目标的面积
S
1 2
n2
(
i 1
(
xi
yi1
xi1
yi
)
(
xn
y1
x1
yn
))
（二）形状量算
形状系数r
r P
2 • A
曼哈顿距离：k = 1时
6.2 属性分析
一、数学计算
属性数据的加、减、乘、除等。 如：由人口数和面积计算人口密度。
区域ID 1 2 3 4 5
人口 50 100 80 75 60
面积 100 180 70 90 200
人口密度 0.5 0.56 1.14 0.83 0.3
二、逻辑计算
“AND”、 “OR”、 “XOR”、 “ NOT” 等