地理信息系统 gis空间分析的原理和方法

Chapter 6 GIS空间分析原理与方法 Section 2 栅格数据分析基本模式 聚类、聚合分析 信息复合分析 追踪分析 窗口 分析 聚类、聚合分析 定义 将一个单一层面的栅格数据系统经某种 变换 而得 到一个具有新含义的栅格数据系统的数据处理过程 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。 提取要素为 ”2”的聚类结果 聚类、聚合分析 聚 合 分析 指根据空间分辨力和分类表，进行数据类型的 合并或转换以实现空间地域的兼并。 1、 2合并为 b， 3、 4 合并为 a 2、 3合并为 c， 1、 4 合并为 d 应用领域 DTM 、遥感图像处理 信息复合分析 视觉信息复合 叠加分类模型 视觉信息复合 定义 将不同专题的内容叠加显示在结果图件上，以便系 统使用者判断不同专题地理实体的相互空间关系，获得更为 丰富的信息。 面状图、现状图和点状图之间的复合 面状 图区域边界之间或一个面状图与其它专题区域边界复合 遥感 图像和专题地图的复合 专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图 遥感影像与 DEM复合生成真三维地物景观 叠加分类模型 定义 根据复合的数据平面各类别的空间关系重新划分空 间区域，使每个空间区域内各空间点的属性组合一致。 逻辑判断复合法 叠加分类模型 数学运算复合法 算术运算 函数 运算 土壤侵蚀因子函数 运算复合分析示意图 追踪分析 定义 对于特定的栅格数据系统，由某一或多个起点，按 照一定的追踪线索进行追踪目标或者追踪轨迹信息提取的空 间分析方法 由追踪法提取地面水流路径 应用领域 扫描图件矢量 化、利用 DEM自动提取等高线 和污染源的追踪 窗口分析 定义 对于栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数 据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进 行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与其它层面的信息 进行必要的复合分析，从而实现栅格数据有效的水平方向扩 展分析 分析窗口类型 Mean 平均值 Maximum 最大值 Minimum 最小值 Median 中值 Sum 和 Range 范围 Majority 最多数的值 Minority 最少数的值 Variety 不同值的个数 Arc/View中的窗口分析类型 Section 3 矢量数据分析基本模式 包含 分析 缓冲区 分析 多边形叠置分析 网络 分析 包含 分析 点点包含、点线包含 计算点点距离、点线距离 点面包含 常用铅垂线算法，即沿点做一铅垂线，计算 面边界的交点个数，为奇数则点必在面内 应用领域 地图的自动分色、地图内容从面向点的制图 综合、面状数据从矢量向栅格的转换、区域内容的自动计 数 缓冲区 分析 定义 根据数据库的点、线、面实体基础，自动建立其 周围一定宽度的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在 水平方向得以扩展的信息分析方法 点、线、面缓冲区示意图 多边形叠置分析 定义 指同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多 边形要素的数据文件进行叠置。 合成叠置 统计叠置 网络分析 用途 选择最佳路径，选择最佳布局中心的位置 焦作 “ 惠利佳超市 ” 分布图 网络分析 最佳 路径 起始点到终点的最短距离或花费最少的路线 最佳布局中心位置 各中心所覆盖范围内任一点到中心 的距离最近或花费最小 网络属性 链 网络中流动的管线，属性包括阻力和需求 障碍 禁止网络中链上流动的点 拐角点 出现在网络链中所有的分割节点上状态属性 的阻力 中心 接受或分配资源的位置 站点 在路径选择中资源增减的站点 网络分析 一、路径分析 静态求最短路径 动态分段求最短路径 N条最佳路径分析 最短路径 动态最佳路径分析 网络分析 二 、地址匹配 实质是对地理位置的查询，涉及到地址的编码 三、资源分配 两种：中心向四周输出；四周向中心集中 资源分配模型可用来计算中心地的等时区、等交通距 离区、等费用距离区等 Section 4 其它空间分析方法 空间数据 量算 空间数据内插 空间信息分类 空间统计分析 空间数据量算 一、质心计算 定义 描述地理目标空间分布的最有用的单一量算 量是目标的质心位置 。 i为离散目标 Wi为目标权重 Xi、 Yi为目标坐标 应用 可以跟踪某些地理分布的变化，例如人口的 变迁、土地类型的变化 空间数据量算 二 、几何量算 点状目标 坐标 线状目标 长度、曲率、方向等 面状目标 面积、周长等 体状目标 表面积、体积等 空间数据量算 三、形状量算 形状系数计算公式 P为目标周长， A为目标面积。若 r1 膨胀型 r=1 r1 r3D TIN DEM-3D DTM在地图制图与地学分析中的应用 DEM地形分析 坡度坡向分析 坡度 水平面和地形表面之间夹角的正切值 坡向 坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角 ArcView坡度图 ArcView坡向图 DTM在地图制图与地学分析中的应用 DEM地形分析 地表粗糙度的计算 地表粗糙度反映地表的起伏变化和侵蚀程度，在实际 应用中，以格网顶点空间对角线 L1和 L2的中点距离差 的绝对值 D 来表示 DTM在地图制图与地学分析中的应用 DEM地形分析 地表曲率的计算 地面剖面曲率 地面坡度的坡度，指地面坡度的变化 率 地面平面曲率 地面坡向的坡度，指地面坡向的变化 率 DTM在地图制图与地学分析中的应用 谷脊特征分析 DTM在地图制图与地学分析中的应用 DEM地形分