(完整版)第五章空间数据处理分析的基本方法及应用模型
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和组合空间数据的基本操作，构造应用 模型的能力。例如ARCVIEW中提供一 种称AVANUE的语言，在功能界面 Scripts环境下可以进行二次开发，构造 应用模型等。
5.2 空间数据处理、分析的技术方法
一、空间数据变量的特点及基本算子
1.空间数据变量的特点 （1）空间数据包括空间位置和属性数据，
4、将提取的栅格 图层转为矢量图层， 并与街区专题图进 行叠加显示。
GIS查询的例子（2） ： 了解土壤各部分钾的含量，以确定施肥量的多少。 数据文件：
土 壤 养 分 分 布
农 场 边 界 （
（
thefarm.shp soilmap.shp
） ）
利用土壤养分文 件插值创建钾含 量表面
查询钾含量低于 300的区域
§5-1 空间查询
图形--属性
查询方式
属性限制 空间拓扑限制
二二者 者结 结合 合
查询条件
查询结果
GIS软件 空间查询语言
空间数据库
统计结果： 图、表、文字
新图层
新的属性域添加到 属性数据库
闪烁、颜色等明显 表示
一、GIS 空间查询的概念
空间数据的查询就是依靠数据库所储存的空间与 属性信息来回答现实世界中一些应用问题。
1）单点变换：对每个栅格进行，不考虑邻 域点的影响。
2）邻域变换：通过原始图层相应栅格的值 及其邻域栅格的值计算得到新图层上的栅格 值 。邻域可以是4邻域或8邻域。
3）区域变换：通过一个函数对一个区域的 所有值进行综合计算得到新属性值。
2、再分类 1）重新赋值（Renumber） 2）等级分割（Slice） 3）运算（Compute），产生新的属性值 4）组合（Clump）。把位置相邻属性相同 的一个以上的栅格点化成单个的“块”
第五章 空间数据处理分析的基本方 法及应用模型
现实世界真实模型
空间数据处理 空间数据查询 空间数据分析
空间数据模型
空间数据结构
数据库：空间数据物 理结构
空间数据复原
GIS
5.1 GIS 空间查询的概念 5.2 空间数据处理、分析的技术方法 5.3 空间分析的模型方法 5.4 GIS在自然资源和环境领域中的应用
5）按地理实体“大小”（Size）的再分类， 如，点的数量、线的长度、面积等。
6）按地理实体的几何形状的再分类。
（二）叠加分析
将同一空间上多个图层的不 同含义的地理要素的重合点 之间进行分析处理。
分为三类：
1. 视觉叠加 将不同含义的图层经空间
所以空间数据处理可能涉及四种情况： 属性数据，空间位置数据，一定空间位 置上的属性数据，一定属性的空间位置 数据。
（2）空间数据的储存是在一定区域框架基础 上按图层结构储存，所以储存包括对一个或 两个以上图层的空间位置与属性数据的处理 操作。
（3）空间数据变量所对应的单元的面积可能 相等（栅格）也可能不等（矢量）
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根据条件表达或查询 图形与属性数据
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又称拓扑查询，面与面， 线与线，点与点，点与线， 点与面，线与面
三、查询过程分为三种类型： 1.根据数据库中的数据及信息，直接回答人们 的问题； 2.通过逻辑表达式完成查询； 3.根据现有数据模型，构造复杂模型，回答更 为“复杂”的问题 。
2、空间数据处理分析的类型：
1）算数运算：加、减、乘、除、幂函数、三角函数、开方等运算； 2）布尔运算：OR、AND、NOT等运算； 3）统计运算：包括有总计、平均数、方差、频数分布、分布检验等； 4）多元统计运算：包括有聚类、判别、主成分分析、回归等； 5）矩阵运算：矩阵加、减、乘、逆，转置、特征根、特征向量运算等； 6）平面几何运算：距离、面积、形状等运算； 7）拓扑几何运算：位置关系查询等。
GIS查询的例子（1） ： 为某城市建立新银行选择地址
人口密度专题图 (popden)
银行位置专题图 (bank.shp)
街区专题图 (street.shp)
1、查询提取私人 储蓄额高于 10000000的银行。
2、计算生成距 离远近分布图。
3、根据距离和人中 密度专题图层，查询 提取远离已有银行 500且人口密度大于 3000的区域。
二、空间分析与过程的基本操作
空间数据分析的目的是为用户提供一套空间数 据的分析方法，涉及各种空间分析模型，针对 的空间目标不只一个，包括多个空间目标。
（一）、空间变换与再分类操作 1、空间变换： 是将一个图层从一个专题变换为另一个专题，操 作可以是逻辑操作，也可以是代数和函数操作。
栅格结构的空间变换可分为三种方式：
(3) 该展销馆应设在该公司去年商品销售量较弱 的地方。
二、查询内容
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最基本的查询功能，可查询图 形与属性数据
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层Hale Waihona Puke Baidu
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查询分层存放的图形与 属性数据
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查询区域内的图形与属 性数据
应用举例: （1）为一家新开设的银行选址。要求： 1、远离目前存在的银行; 2、附近有大量的人口数量; 3、结果以矢量数据的文件形式输出。
应用举例:
（2）某公司制订销售计划，拟定建立一个商品展 销馆，用GIS方法选择馆址。条件:
(1) 馆址坐落的城市人口超过80000人以上；
(2) 该城市距该公司地区仓储中心亚特兰大，或 乔治亚距离为卡车一天路程；
将栅格专题图转 换成矢量专题图
四、GIS查询系统具备的功能
（1）空间数据处理的功能。查询处理器针 对一定的数据模型和实际应用问题，必须 设计一些程序模块和过程，对空间数据进 行基本运算。这些基本运算和操作，除了 常规的算数、统计及逻辑运算外，还应具 有空间搜索、再分类、叠加、邻域、连通 等空间数据的分析操作。
（2）空间数据处理的控制功能。这种控制 是对计算机指令进行具体的空间数据运 算。空间查询处理器的这种控制规范是 以一种高级语言的形式来表达，称为查 询语言，过去表现为按一定的词法和句 法进行人机交互，现在表现为过程、控 件和菜单等形式。
（3）构造应用模型的能力。为了面向专业 领域的应用，GIS 的查询处理器必须提 供一种开发语言和接口，使其具有使用
5.2 空间数据处理、分析的技术方法
一、空间数据变量的特点及基本算子
1.空间数据变量的特点 （1）空间数据包括空间位置和属性数据，
4、将提取的栅格 图层转为矢量图层， 并与街区专题图进 行叠加显示。
GIS查询的例子（2） ： 了解土壤各部分钾的含量，以确定施肥量的多少。 数据文件：
土 壤 养 分 分 布
农 场 边 界 （
（
thefarm.shp soilmap.shp
） ）
利用土壤养分文 件插值创建钾含 量表面
查询钾含量低于 300的区域
§5-1 空间查询
图形--属性
查询方式
属性限制 空间拓扑限制
二二者 者结 结合 合
查询条件
查询结果
GIS软件 空间查询语言
空间数据库
统计结果： 图、表、文字
新图层
新的属性域添加到 属性数据库
闪烁、颜色等明显 表示
一、GIS 空间查询的概念
空间数据的查询就是依靠数据库所储存的空间与 属性信息来回答现实世界中一些应用问题。
1）单点变换：对每个栅格进行，不考虑邻 域点的影响。
2）邻域变换：通过原始图层相应栅格的值 及其邻域栅格的值计算得到新图层上的栅格 值 。邻域可以是4邻域或8邻域。
3）区域变换：通过一个函数对一个区域的 所有值进行综合计算得到新属性值。
2、再分类 1）重新赋值（Renumber） 2）等级分割（Slice） 3）运算（Compute），产生新的属性值 4）组合（Clump）。把位置相邻属性相同 的一个以上的栅格点化成单个的“块”
第五章 空间数据处理分析的基本方 法及应用模型
现实世界真实模型
空间数据处理 空间数据查询 空间数据分析
空间数据模型
空间数据结构
数据库：空间数据物 理结构
空间数据复原
GIS
5.1 GIS 空间查询的概念 5.2 空间数据处理、分析的技术方法 5.3 空间分析的模型方法 5.4 GIS在自然资源和环境领域中的应用
5）按地理实体“大小”（Size）的再分类， 如，点的数量、线的长度、面积等。
6）按地理实体的几何形状的再分类。
（二）叠加分析
将同一空间上多个图层的不 同含义的地理要素的重合点 之间进行分析处理。
分为三类：
1. 视觉叠加 将不同含义的图层经空间
所以空间数据处理可能涉及四种情况： 属性数据，空间位置数据，一定空间位 置上的属性数据，一定属性的空间位置 数据。
（2）空间数据的储存是在一定区域框架基础 上按图层结构储存，所以储存包括对一个或 两个以上图层的空间位置与属性数据的处理 操作。
（3）空间数据变量所对应的单元的面积可能 相等（栅格）也可能不等（矢量）
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根据条件表达或查询 图形与属性数据
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又称拓扑查询，面与面， 线与线，点与点，点与线， 点与面，线与面
三、查询过程分为三种类型： 1.根据数据库中的数据及信息，直接回答人们 的问题； 2.通过逻辑表达式完成查询； 3.根据现有数据模型，构造复杂模型，回答更 为“复杂”的问题 。
2、空间数据处理分析的类型：
1）算数运算：加、减、乘、除、幂函数、三角函数、开方等运算； 2）布尔运算：OR、AND、NOT等运算； 3）统计运算：包括有总计、平均数、方差、频数分布、分布检验等； 4）多元统计运算：包括有聚类、判别、主成分分析、回归等； 5）矩阵运算：矩阵加、减、乘、逆，转置、特征根、特征向量运算等； 6）平面几何运算：距离、面积、形状等运算； 7）拓扑几何运算：位置关系查询等。
GIS查询的例子（1） ： 为某城市建立新银行选择地址
人口密度专题图 (popden)
银行位置专题图 (bank.shp)
街区专题图 (street.shp)
1、查询提取私人 储蓄额高于 10000000的银行。
2、计算生成距 离远近分布图。
3、根据距离和人中 密度专题图层，查询 提取远离已有银行 500且人口密度大于 3000的区域。
二、空间分析与过程的基本操作
空间数据分析的目的是为用户提供一套空间数 据的分析方法，涉及各种空间分析模型，针对 的空间目标不只一个，包括多个空间目标。
（一）、空间变换与再分类操作 1、空间变换： 是将一个图层从一个专题变换为另一个专题，操 作可以是逻辑操作，也可以是代数和函数操作。
栅格结构的空间变换可分为三种方式：
(3) 该展销馆应设在该公司去年商品销售量较弱 的地方。
二、查询内容
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查询区域内的图形与属 性数据
应用举例: （1）为一家新开设的银行选址。要求： 1、远离目前存在的银行; 2、附近有大量的人口数量; 3、结果以矢量数据的文件形式输出。
应用举例:
（2）某公司制订销售计划，拟定建立一个商品展 销馆，用GIS方法选择馆址。条件:
(1) 馆址坐落的城市人口超过80000人以上；
(2) 该城市距该公司地区仓储中心亚特兰大，或 乔治亚距离为卡车一天路程；
将栅格专题图转 换成矢量专题图
四、GIS查询系统具备的功能
（1）空间数据处理的功能。查询处理器针 对一定的数据模型和实际应用问题，必须 设计一些程序模块和过程，对空间数据进 行基本运算。这些基本运算和操作，除了 常规的算数、统计及逻辑运算外，还应具 有空间搜索、再分类、叠加、邻域、连通 等空间数据的分析操作。
（2）空间数据处理的控制功能。这种控制 是对计算机指令进行具体的空间数据运 算。空间查询处理器的这种控制规范是 以一种高级语言的形式来表达，称为查 询语言，过去表现为按一定的词法和句 法进行人机交互，现在表现为过程、控 件和菜单等形式。
（3）构造应用模型的能力。为了面向专业 领域的应用，GIS 的查询处理器必须提 供一种开发语言和接口，使其具有使用