MAPGIS软件应用-空间分析

1、姜姜海海玲玲2015 年年 10 月月 30 日日 MapGIS软件应用软件应用The Applications of MapGIS Software 以以规则的阵列规则的阵列来来表示空间地物或表示空间地物或现象分布的现象分布的数据数据组织组织，组织中的，组织中的每个数据表示地每个数据表示地物或现象的物或现象的非几非几何属性特征何属性特征。GISGIS的空间数据结构的空间数据结构GISGIS的空间数据结构的空间数据结构矢量数据结构，矢量数据结构，通过通过记录坐标记录坐标的的方式尽可能精确方式尽可能精确的表示的表示点、线和点、线和多边形多边形等地理实等地理实体体。第五章第五章 空间分析空间分析5

2、.1 空间叠加分析空间叠加分析5.2 缓冲区分析缓冲区分析5.3 网络分析网络分析5.4 属性分析属性分析5.5 空间信息分类空间信息分类5.6 软件实例操作软件实例操作第五章第五章 空间分析空间分析5.1 空间叠加分析空间叠加分析5.2 缓冲区分析缓冲区分析5.3 网络分析网络分析5.4 属性分析属性分析5.5 空间信息分类空间信息分类5.6 软件实例操作软件实例操作5.1 5.1 空间叠加分析空间叠加分析统一的统一的空间空间参考系统参考系统下下两层或多层不同来两层或多层不同来源的源的GISGIS矢矢量数据量数据一系列的几何运算，一系列的几何运算，产生产生新数据新数据的过程的过程定定义义文件

3、A（图形+属性）+文件B（图形+属性）=文件C（图形+属性） 5.1 5.1 空间叠加分析空间叠加分析多边形叠加多边形叠加点与多边形叠加点与多边形叠加线线与多边形叠加与多边形叠加两层中的两层中的多边形要素叠加多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，属性也联，产生输出层中的新多边形要素，属性也联系起来，满足系起来，满足建立分析模型建立分析模型的需要。的需要。多边形多边形之和之和输输出保留两个输出保留两个输入的所有多边形入的所有多边形多边形多边形之积之积保留两个输入的保留两个输入的共同覆盖区域共同覆盖区域多边形多边形叠合叠合第二个输入层所第二个输入层所有多边形有多边形5.1 5.1 空间叠加分

4、析空间叠加分析多边形叠加多边形叠加点与多边形叠加点与多边形叠加线线与多边形叠加与多边形叠加实质是实质是计算包含关系计算包含关系，叠加的结果是为每点产生一个新的属性。，叠加的结果是为每点产生一个新的属性。将将多边形要素层叠加到一个弧段层多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段（全部或部分）上，以确定每条弧段（全部或部分）落在哪个多边形内。落在哪个多边形内。矿井位置矿井位置 + + 规划区规划区河流河流 + + 行政区划行政区划学校位置学校位置 + + 城市分区城市分区道路道路+ + 城市分区城市分区5.1 5.1 空间叠加分析空间叠加分析5.1 5.1 空间叠加分析空间叠加分析任何空间特征

5、都可以表示为地球任何空间特征都可以表示为地球表面的一个表面的一个特定位置特定位置，而位置又，而位置又依赖于依赖于特定的坐标系特定的坐标系来表示。来表示。基准影像基准影像 + 高程高程 + 水文水文 + 边界边界 + 土地利用土地利用 + 道路道路5.1 5.1 空间叠加分析空间叠加分析5.1 5.1 空间叠加分析空间叠加分析化工厂污染区与校区图叠加化工厂污染区与校区图叠加（多边形之积）（多边形之积）某矿区不同重金属区域叠加某矿区不同重金属区域叠加（多边形之和）（多边形之和）A.wp + B.wp = AB.wp吉林省绿化面积图吉林省绿化面积图+四平市城市分布图四平市城市分布图（多边形叠合）（多

6、边形叠合）第五章第五章 空间分析空间分析5.1 空间叠加分析空间叠加分析5.2 缓冲区分析缓冲区分析5.3 网络分析网络分析5.4 属性分析属性分析5.5 空间信息分类空间信息分类5.6 软件实例操作软件实例操作5.2 5.2 缓冲区分析缓冲区分析针对针对点、线、点、线、面面实体实体定定义义周围自动建立周围自动建立一定宽度范围一定宽度范围以内的以内的缓冲区多边形缓冲区多边形点要素：点要素：以点为圆心，以一定距离为半径的以点为圆心，以一定距离为半径的圆圆。线要素：线要素：以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形平行条带多边形。面要素：面要素：向外或向

7、内扩展一定距离以生成向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形新的多边形。5.2 5.2 缓冲区分析缓冲区分析湖泊与河流周围的保护区的定界道路扩建、工厂扩建（缩建）汽车服务区的选择民宅区远离娱乐场所的缓冲区建立居民区购物超市的选择第五章第五章 空间分析空间分析5.1 空间叠加分析空间叠加分析5.2 缓冲区分析缓冲区分析5.3 网络分析网络分析5.4 属性分析属性分析5.5 空间信息分类空间信息分类5.6 软件实例操作软件实例操作5.3 5.3 网络分析网络分析对对地理网络地理网络（交通网络）（交通网络）、城市基础设施网络城市基础设施网络（各种网线、电力（各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）线、

8、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化。进行地理分析和模型化。运筹学运筹学模型模型研究、筹划研究、筹划网络工程如网络工程如何安排何安排，并，并使其运行效使其运行效果最好。果最好。一定资源的一定资源的最佳分配最佳分配，从一地到另从一地到另一地的一地的运输运输费用最低费用最低。人 类 活 动 总人 类 活 动 总是 趋 向 于 按是 趋 向 于 按一 定 目 标 达一 定 目 标 达到到 最 佳 效 果最 佳 效 果的 空 间 位 置的 空 间 位 置。5.3 5.3 网络分析网络分析网网 络络禁止网络中流动的点禁止网络中流动的点网络中流动的管线网络中流动的管线网络链中分割结点网络链中分割结点

9、资源增减的站点资源增减的站点接受或分配资源的位置接受或分配资源的位置（阻力和需求）（阻力和需求）链（链（Link）障碍（障碍（Barrier）站点（站点（Stop）中心（中心（Center）拐角点（拐角点（Turn）状态属性状态属性Impedence Demand5.3 5.3 网络分析网络分析5.3 5.3 网络分析网络分析 1.路径分析路径分析 2.地址匹配地址匹配 3.资源分配资源分配 静态求最佳路径静态求最佳路径动态分段技术动态分段技术 N N条最佳路径分析条最佳路径分析 最短路径最短路径 动态最佳路径分析动态最佳路径分析确定权值关系，读出路径的相关属性，求出最佳路径。确定权值关系，读

10、出路径的相关属性，求出最佳路径。一条路径由多段联系组成，标注出某一段的相关属性。一条路径由多段联系组成，标注出某一段的相关属性。确定起点、终点，求代价较小的确定起点、终点，求代价较小的N条路径。条路径。确定起点、终点和所要经过的中间点，求最短路径。确定起点、终点和所要经过的中间点，求最短路径。权值发生变化，临时出现一些障碍，动态计算路径。权值发生变化，临时出现一些障碍，动态计算路径。5.3 5.3 网络分析网络分析实质是对实质是对地理位置的查询地理位置的查询，它涉及到，它涉及到地址的编码（地址的编码（Geocode）。1. 资源分配网络模型：资源分配网络模型：中心点（分配中心）、状态属性和网络

11、。中心点（分配中心）、状态属性和网络。2. 两种方式：两种方式：分配中心向四周输出分配中心向四周输出由四周向中心集中。由四周向中心集中。3. 解决资源的解决资源的有效流动和合理分配有效流动和合理分配。4. 与区位论中的与区位论中的中心地理论中心地理论类似。类似。5. 根据网络流的阻力来研究中心的吸引区，为网络中的每一连根据网络流的阻力来研究中心的吸引区，为网络中的每一连接接寻找最近中心寻找最近中心，实现，实现最佳服务最佳服务。地址匹配地址匹配资源分配资源分配地址匹配与地址匹配与其它网络分析功能集合其它网络分析功能集合，满足非常复杂的分析要求。，满足非常复杂的分析要求。输入数据：输入数据：地址表

12、、含地址范围的街道网络、待查询地址的属性值地址表、含地址范围的街道网络、待查询地址的属性值。第五章第五章 空间分析空间分析5.1 空间叠加分析空间叠加分析5.2 缓冲区分析缓冲区分析5.3 网络分析网络分析5.4 属性分析属性分析5.5 空间信息分类空间信息分类5.6 软件实例操作软件实例操作5.4 5.4 属性分析属性分析 单属性分析、双属性分析单属性分析、双属性分析分析对象：分析对象：属性属性/ /表格表格 数值型数值型总和总和最大值最大值最小值最小值平均值平均值图元个数图元个数单属性单属性统计统计B1B3B2B45.4 5.4 属性分析属性分析利用横向直方图表示，系统会自动将属性字段范围

13、划分成几个等分。利用横向直方图表示，系统会自动将属性字段范围划分成几个等分。横坐标：横坐标：铁含量；铁含量； 纵坐标：纵坐标：铁含量划分的范围。铁含量划分的范围。计算出在某范围内所含的铁计算出在某范围内所含的铁含量占铁含量总量的比例。含量占铁含量总量的比例。横坐标：横坐标：铁含量比例；铁含量比例； 纵坐标：纵坐标：铁含量划分的范围。铁含量划分的范围。第五章第五章 空间分析空间分析5.1 空间叠加分析空间叠加分析5.2 缓冲区分析缓冲区分析5.3 网络分析网络分析5.4 属性分析属性分析5.5 空间信息分类空间信息分类5.6 软件实例操作软件实例操作5.5 5.5 空间信息分类空间信息分类地图上

14、所载负的数据是经过地图上所载负的数据是经过专门分类和处理专门分类和处理过。过。存储的数据则具有存储的数据则具有原始数据的性质原始数据的性质，根据不同使，根据不同使用目的对数据进行特殊地用目的对数据进行特殊地提取和分析提取和分析。大量未经分类的地理数据GIS数据库用户建立的具体分类算法5.5 5.5 空间信息分类空间信息分类分析困难分析困难要素多要素多复杂性复杂性地理地理问题问题分析困难分析困难要素多要素多复杂性复杂性地理问题涉及大量相互关地理问题涉及大量相互关联的自然和社会要素。联的自然和社会要素。要素过多，分析困难且麻要素过多，分析困难且麻烦，耗费大量时间。烦，耗费大量时间。大数据量增加了运

15、算的大数据量增加了运算的复杂性。复杂性。5.5 5.5 空间信息分类空间信息分类主成分分析主成分分析数理统计方法数理统计方法克服变量选择时的克服变量选择时的冗余和相关冗余和相关；选择选择信息量最丰富的少数因子信息量最丰富的少数因子进行各种聚类分析。进行各种聚类分析。构造矩阵构造矩阵特征值特征值5.5 5.5 空间信息分类空间信息分类1对目标的重要性序列对目标的重要性序列 相互关联的要素按隶属关系划分为若干层次相互关联的要素按隶属关系划分为若干层次2对各层次各要素的相对重要性给出定量指标对各层次各要素的相对重要性给出定量指标3 综合意见给出各层次各要素的重要性权值综合意见给出各层次各要素的重要性权值4利用数学方利用数学方法法综合分析基础5.5 5.5 空间信息分类空间信息分类距离距离相似系数相似系数绝对值距离绝对值距离欧欧式距离式距离切比雪切比雪夫距离夫距离马马氏距