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第4章GIS空间分析 Chapter4SpatialAnalysis jq2010 8 内容纲要 空间分析的含义空间分析的重要性空间分析的类型案例分析 引例 斯诺的霍乱病调查 1854年8月到9月英国伦敦霍乱流行时 当局始终找不到发病的原因 后来医生约翰 斯诺 JohnSnow 参与调查 他在绘有霍乱流行地区所有道路 房屋 饮用水机井等内容的1 6500比例尺地图上 标出了每个霍乱病死者的居住位置 得到了霍乱病死者居住分布图 引例 斯诺的霍乱病调查 霍乱病死者居住分布图 JohnSnow 1854 斯诺博士分析了这张分布图 马上想到霍乱病源之所在 死者住家都集中于饮用 布洛多斯托 井水的地方及周围 引例 斯诺的霍乱病调查 根据斯诺博士的分析和请示 当局于9月8日摘下了这个水井的泵 禁止使用该水泵吸水 从这天以后 新的霍乱病患者就再也没有出现了 在这个例子中 患者的居住地与饮用水井之间的空间位置关系提示了霍乱病的发病根源 空间分析是GIS中最核心 最重要的概念之一 但人们对空间分析的具体理解有不同 4 1空间分析的定义 郭仁忠 2001 认为空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术 其目的在于提取和传输空间信息 邬伦 2003 提出空间分析是指GIS中一切用以提取地理空间信息乃至时空分布 组合 联系和发展的知识的 涉及空间位置要素和空间关系的分析 王劲峰 2006 提出空间分析是指分析具有空间坐标或相对位置的数据和过程的理论和方法 4 1空间分析的定义 基于空间数据以地学原理为依托获取地理对象新的空间信息位置分布形态形成演变 4 2空间分析的重要性 GIS与MIS的区别 GIS 属性数据的MIS 空间数据的MISGIS的本质特征 GIS GIS软件 空间分析GIS的趋势 GIS智能化 GIS的空间分析 4 3空间分析的类型 产生式分析缓冲区 Buffer 分析叠加 Overlay 分析网络 Network 分析空间统计 ESDA 分析空间插值 Interpolation 咨询式分析空间量算 几何 形状 质心 距离 空间数据查询 属性 空间 4 3空间分析 缓冲区分析 概念 根据地理对象点 线 面的空间特性 自动建立对象周围一定距离的区域范围 缓冲区域 以分析该对象对缓冲区内邻近对象的影响程度 类型 点缓冲区 线缓冲区 面缓冲区 4 3空间分析 叠加分析 概念 在统一空间参照系下将2个或多个图层叠合 叠合运算 以产生多重属性特征或建立地理对象之间的空间对应关系 类型 点 面叠合 线 面叠合 面 面叠合 几种不同的空间叠加方式 1 网络的概念 指一系列相互联结的线状要素的集合 其通常具有一定的流通功能 如 交通网 车流 人流管网 水流 煤气流 热流电网 电流因特网Internet 信息流2 主要网络分析的功能 选择最优路径 资源调配 确定最近设施 4 3空间分析 网络分析 4 3空间分析 空间统计分析 空间变量筛选寻找一组相互独立的变量 使多变量数据得到简化常用方法 主成分分析 主因子分析 关键变量分析 空间变量聚类将一组数据或变量按性质上的亲疏程度进行分类欧氏距离dij xik xjk 2 1 2空间自相关 k 1 4 3空间分析 空间插值 空间插值 用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面 如地形 气温 土壤N含量 常见的空间插值方法IDW 逆距离权重 Spine 样条 Trend 趋势面 Kriging 克里金 4 4案例分析 闽东南沿海城市热环境动态监测研究研究方法 空间分析方法 空间统计分析 空间插值 叠加分析 缓冲区分析 空间量算和查询 闽东南沿海城市的地理位置及其MODIS合成影像 2 1 3 1遥感信息2气象和社会经济信息3DEM信息 4 4案例分析 空间统计分析 4 4案例分析 空间统计分析 变异函数模型及拟合曲线 变异函数参数对协同克里格插值的影响 空间趋势面分析 最优模型及参数 高斯模型 块金 0 2 基台 3 5 方向 60 4 4案例分析 空间统计分析 福建省2007年平均气温图 4 4案例分析 空间插值 研究区2001 2007年热环境综合评价图 4 4案例分析 叠加分析 4 4案例分析 缓冲区分析 空间查询与量算 式中 Ij为区域的热环境质量指数 Ti为第i级热环