《GIS第四章上》PPT课件

第四章GIS的空间分析功能,1GIS与CAD和一般管理系统的区别,GIS之所以区别其他类型信息系统就是其具有的空间分析功能，这些空间分析功能运用GIS的空间与属性数据库来回答有关现实世界的问题。目前绝大多数地理信息系统软件都有空间分析功能。空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特有的对空间信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。,一为什么要学习GIS的空间分析功能,GIS的优势就是它具有对原始数据进行转换、提取信息并回答用户问题的能力。这种转换往往与GIS的空间分析能力有关。基于GIS提供的一系列空间分析工具，用户可以根据不同的目的，将它们进行灵活、方便的不同组合，从而建立新的空间模型。而这个模型就可能展现空间数据之间新的联系，揭示客观世界的发展、运动规律。然而，现今GIS大部分具有的分析功能并没有得到理想的运用，事实上更多的运用是一些数据操作与维护功能，真正能够用GIS来分析空间数据并告诉我们某些事实的却非常之少。,2空间分析优势的核心,3空间分析的含义,空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。根据作用的数据性质不同，可以分为：（1）基于空间图形数据的分析运算；（2）基于属性数据运算；（3）空间和属性数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。,二GIS的空间分析能力,对属性数据进行分析算术与逻辑运算，统计分析和SQL查询、数据检索空间数据与属性数据的综合运算算术与逻辑运算、叠加分析、高级统计分析、数据检索、网络分析矢量分析逻辑运算、网络分析、拓扑叠加、缓冲区分析、重分类栅格分析算术与逻辑运算、叠加分析、统计分析,空间查询,空间图形属性数据对应关系,属性图形,图形属性,空间实体关系,拓扑、顺序、距离、方位,线点查询点面查询线面查询,1查询与检索（queryandretrieval）,(1)基于属性的查询（SQL结构化查询语言）,SQL,StructuredQueryLanguage.一种管理关系数据库的句法，70年代由IBM提出,目前已经成为大部分关系数据库中数据查询的行业标准。布尔逻辑运算（Booleanlogicoperates）,SQL查询范例,(2)从属性图形查询,（3）从图形属性查询,（4）基于空间关系查询（矢量分析）,面面查询，如与某个多边形相邻的多边形有哪些。面线查询，如某个多边形的边界有哪些线,或者某条线经过（穿过）的多边形有哪些。面点查询，如某个多边形内有哪些点状地物，或者如某个点落在哪个多边形内。线线查询，如与某条河流相连的支流有哪些，某条道路跨过哪些河流。线点查询，如某条道路上有哪些桥梁，某条输电线上有哪些变电站，或者如某个结点由哪些线相交而成。点点查询，如某点的一定距离的范围内存在着哪些点,点线关系查询范例：距高速公路30Mile的范围内的所有城镇,当前图层：USCITIES,面-面关系查询范例：美国与加拿大毗邻的州有哪些？,面-线关系查询范例：美国有哪些高速公路与加拿大相连,(1)数值运算（Arithmeticoperators）,Field_New=f(Field01,Field02,Field03),(2)条件运算（Relationaloperators）,=,=,运算符,2属性数据运算（Attributedatahanding）,(3)布尔逻辑运算（Booleanlogicoperates）,(4)统计分析（statisticalanalysis）,(5)与外部数据库的连接（Join）,3GIS的其他矢量分析功能,重新分类，消除与合并，Reclassify,dissolveandmerge;拓扑叠加Topologicaloverlay缓冲区分析BufferingTIN模型网络分析NetworkAnalysis,（1）数据重新分类（再分类）消除与合并,与传统地图相比，地图上所载负的数据是经过专门分类和处理过的，而地理信息系统存储的数据则往往具有原始数据的性质，所以可以根据不同的需要对数据再进行分类和提取。由于这种分类是对原始数据进行的再次分类组织，因此称为再分类（Reclassification）对点、线状地物的再分类，对于矢量数据结构可以通过简单的修改属性表中的数值来实现，对于栅格数据结构也可以通过修改属性值来获得新的点、线地物。对面状地物的再分类，对于栅格数据结构则和点、线分类一样，简单的改变属性数值并改变图例表现这一变化，对矢量图形而言，再分类的结果，必然需要对原已存在的边界进行处理消除、合并,重分类，融合与合并,原始数据分类结果,再分类结果,（2）拓扑关系叠加,矢量的拓扑叠加主要是指多个平面二维图层重叠在一起，经过拓扑运算而产生新的矢量图层，这些新的图层将具有新的拓扑关系和新的属性。拓扑叠加可以是点对线、点对多边形，线对多边形，以及多边形对多边形等。例如：某个全国土地利用图与某省行政边界图的叠加结果，将产生一张具有该省行政边界的土地利用图。当然，这需要运用GIS的矢量分析工具，进行系列的合并、裁减以及重新建立拓扑关系的运算。,Arc/info中部分Overlay功能实现函数,点对多边形,线对多边形,多边形对多边形,（3）缓冲区分析BufferAnalysis,所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。从应用角度看：缓冲区的确定是空间分析的一个重要手段。可以解决点、线、面等地物与外围的邻近关系，如公共设施（商场，邮局，银行，医院，车站，学校等）的服务半径；大型水库建设引起的搬迁；铁路，公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性；污染源的影响范围；自然资源的保护范围，军事禁区的划定等。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。,缓冲区示例,空间分析的一般步骤,1、建立分析目的和标准.2、准备空间操作的数据.3、进行空间操作.4、准备表格分析的数据.5、进行