空间查询分析表达1.ppt

1,2019年7月30日2时34分,查询,空间查询是空间分析基础 回答用户的简单问题、不改变空间数据库数据、不产生新的空间实体和数据 空间查询技术 图查文(几何查询) 文查图(属性查询) 逻辑查询(SQL查询) 空间关系的查询(面点、面线、面面、线点、线线查询 )（ArcGIS 中 select by location） 属性的查询与计算 累计、求和、求平均,2,2019年7月30日2时34分,图查文(几何查询),文查图(属性查询),逻辑查询(SQL查询),空间关系的查询,3,2019年7月30日2时34分,4,2019年7月30日2时34分,量算,几何量算：空间事物的几何特征，几何位置、形态参数的简单计算 点：0维，坐标获取空间位置信息 线：1维，长度、曲率、方向 面：2维，面积、周长等 体：3维，表面积、体积等（体积的计算，曲面与基准平面之间的空间体积） 空间对象之间的几何关系量算，距离、方位 线长度计算 矢量：两点之间的直线距离，复合线段累加求和 栅格：网格数目累加 面积计算 矢量：几何交叉求积（坐标法） 栅格：相同属性值的格网数目与格网面积的乘积,5,2019年7月30日2时34分,地址匹配（Geocoding, Address Matching）,将以文字、数字表达的位置信息转换表达为几何上的空间位置,6,2019年7月30日2时34分,空间分析的历史,有地图以来，就开始有各种各样利用地图的空间分析。在地图上量算地理要素之间的距离方位、面积，利用地图进行各种研究和决策，都是空间分析的实例。 空间分析( Spatial Analysis )的历史远长于GIS的历史。,7,2019年7月30日2时34分,叠合分析（Overlay）,不同图层上的空间信息（包括空间数据和属性数据），按相同的空间位置叠合在一起，合成新的一个图层。 进行叠合操作的图层，必须在同一个坐标系内 栅格与栅格叠合 矢量与矢量叠合 ArcGIS，ArcView具有良好的矢量叠合、栅格叠合功能,8,2019年7月30日2时34分,矢量数据之间的叠合,点多边形： 公共设施的分布 线多边形： 道路网密度计算、停水停电范围分析 多边形多边形: 用地适宜性评价 输出图层的空间数据 输出图层的属性数据包含了输入图层中所有的属性,9,2019年7月30日2时34分,植被类型,道路,10,2019年7月30日2时34分,多边形和多边形的叠合,布尔计算（Boolean），交集、并集、补集 clip与intersect区别,11,2019年7月30日2时34分,12,2019年7月30日2时34分,McHarg, Design with Nature,坡度 地面排水 土壤排水,岩层地基承载力 土壤地基承载力 侵蚀,叠合结果,13,2019年7月30日2时34分,叠合案例洪水淹没区分析,按地块面积平均计算财产密度。 叠合处理（Union），生成的叠合多边形（Union1）具有高程、土地使用、地基类型、地块财产密度等属性。 计算叠合后的多边形面积。 将地基损失参数表（found.dbf）连接到Union1，以地基类型（Class）为关键字 计算每个多边形的估计损失 = 财产密度 叠合后的多边形面积 损失系数 在View中对Union1的要素进行过滤，只有高程小于等于500、土地使用为住宅的多边形才进入估计其损失的选择集，据此，显示按损失密度的高低分类的专题地图，汇总估计损失值。,14,2019年7月30日2时34分,栅格数据之间的叠合,图层之间的对应单元数值进行数学运算。 叠合之后的图层中单元的数值是对应单元数值进行数学运算的结果， 原理上比较简单（相对矢量的叠合） 在ArcView中，使用 菜单map calculator（地图运算器） ArcGIS中使用Raster Calculator（栅格运算器）,15,2019年7月30日2时34分,中学的选址结果 R_land R_popu R_school,R_land,R_popu,R_school),为什么采用乘法叠合 ？,16,2019年7月30日2时34分,为什么用权重 ？ 为什么要数值标准化？,17,2019年7月30日2时34分,18,2019年7月30日2时34分,网络分析（Network）,矢量数据特有的空间分析方法。 网络：线的组合，由线 link 、节点node组成。 网络分析的基础：线点拓扑关系。 网络数据模型是真实世界中网络系统(如交通网、通讯网、自来水管网、煤气管网等)的抽象表示。 依据网络拓扑关系，根据网络的空间数据、属性数据，对网络的特征、性能进行分析。 Shape文件是没有拓扑结构矢量数据，但是在网络分析时可以产生临时的拓扑关系。,19,2019年7月30日2时34分,网络分析路径选择和工序安排,计算最佳网络路径。（推销员问题） GIS中广泛采用Dijkstra算法求最佳路径 线的阻抗：可以是长度、时耗，单向交通 节点的阻抗：交叉口的延误、转弯的限制，是否互通 路径选择在交通研究中的意义。,20,2019年7月30日2时34分,网络分析服务范围（Service Area）的划分,基于网络的服务区 基于缓冲区（Buffer ）的服务区 两者比较 生成的原理不同：前者靠网络中的路径产生服务区边界，后者按直线距离产生服务区边界。 一般情况下，后者比前者的范围要小 适用的范围不同：基于交通网络的服务距离，考虑交通速度、运动成本。,21,2019年7月30日2时34分,网络分析资源分配（Allocation）,为网络中的线（结点）寻找最近(阻抗强度的大小)的资源（发散地） 每个资源有自身的最大承受能力 确保有效的分配，根据资源容量以及网络线（结点）的需求将网络线和结点分配给各个资源。当网络元素被分配给某个中心时，该资源点拥有的容量依据网络需求而缩减，当资源容量耗尽，分配就停止,22,2019年7月30日2时34分,网络分析与引力模型,引力模型 Spatial interaction model 空间相互作用模型 类似牛顿力学的万有引力定律 Reilly零售商业模型（1930s） 广泛运用于交通规划模型、区域研究、城市研究 引力模型与网络分析 距离 dij,23,2019年7月30日2时34分,网络分析的相关因素,资源的性质：电力、给水等 资源的出发点： 资源的目的点： 网络上运动的阻抗与制约：车速、交叉口制约、电力损耗等,24,2019年7月30日2时34分,邻近分析（Neighborhood，Proximity）,邻近：根据空间要素的相对位置进行分类的操作 栅格数据和矢量数据都有的空间分析方法。,邻域分析也称为窗口分析，主要应用于栅格数据模型。地理要素在空间上存在着一定的关联性。对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的(I，J)栅格往往会影响其周围栅格的属性特征。准确而有效地反映这种事物空间上联系的特点，是计算机地学分析的重要任务。窗口分析是指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，从而实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。,25,2019年7月30日2时34分,26,2019年7月30日2时34分,邻近区（缓冲区，Buffer）,缓冲区：从空间要素的周边作特定等距离的线框，目的是分析地理要素之间的相互作用。 点、线、多边形的缓冲区多边形 不受方向限制 buffer分析在城市规划中的应用：历史建筑保护区、噪声范围、设施服务范围,27,2019年7月30日2时34分,28,2019年7月30日2时34分,泰森多边形（Thiessen Polygon）,又叫Dirichlet图、或Voronoi图 荷兰的气象学家A. H. Thiessen提出的，原用于计算降水量的分布。 点连成三角形连线中点作垂线生成泰森多边形 计算求得每个点的邻近范围的多边形。 总降雨量=点（上观察到的降雨密度）*Thiesssen多边形面积,29,2019年7月30日2时34分,泰森多边形,30,2019年7月30日2时34分,泰森多边形与Delauney三角形,Delaunay三角形是Voronoi图的偶图 Delaunay三角形是由与相邻Voronoi多边形共享一条边的相关点连接而成的三角形。 Delaunay三角形的外接圆圆心是与三角形相关的Voronoi多边形的一个顶点。,31,2019年7月30日2时34分,Delaunay三角形,32,2019年7月30日2时34分,生成Thiessen 多边形的过程,33