GIS软件应用-7

1、4.1.2空间分析过程空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。为信息的过程。 空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的

2、主要指标。也是评价一个地理信息系统的主要指标。 空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。 空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、空间分析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。数理统计分析，代数运算等数学手段。空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。空间分析的基本步骤: 1. 确定问题并建立分析的目标和要满足的条件 2. 针对空间问题选择合适的分析工具 3. 准备空间操作中要用到的数据。 4. 定制一个分析计划然后执

3、行分析操作。 5. 显示并评价分析结果 空间分析实际上是一个地理建模过程，它涉及：问题的确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适的次序执行一系列的空间分析操作、显示及评价分析结果。 注意：空间分析或者说建模是复杂的过程。这里讨论的只是基本的步骤 4.1.2.1 确定问题 要完成空间分析的第一步就是要明确地定义需要解决的是什么问题。要确定分析计划和明确分析的目标是什么。 需要记住空间分析计划不能完全解决实际问题。定制分析计划的目的是利用数据及其派生数据等得到分析结果。然后，人们可得到新的信息并进行决策。 正确定义问题并不总是一个简单的工作，需要综合考虑各种因素。在确定问题后，可以进一步确定解

4、决问题的条件。比如，在公园选址的问题中，公园的位置必须要符合一定的条件。在高速公路的线路规划问题中，要符合的条件及使用的分析工具又有所不同。4.1.2.2 选择合适的分析工具 在空间分析中，选择合适的工具是关键的。 到这个阶段你应该对ArcGIS中的分析工具有一定的理解，以便能很好的使用这些工具来解决问题。 解决问题的关键是：“大处入眼，小处着手”。认真全面地分析整个问题，然后将一个大问题逐级分解成一个个的子问题，直到这些子问题可以使用单独的GIS分析工具来解决。实例分析: 比如，为了缓解交通拥挤的问题，昆明市将要把学府路由两车道增加为四车道，同时增加新的转弯车道。为此，规划部门需要扩宽街道路

5、面。在开展这项工程之前，需要提交一个影响评估报告给市政府相关机构，报告中还要陈述由于路面的扩展，沿街的哪些地块需要被征用。在这个实际例子中，可以使用ArcMap的“通过位置选择”的分析工具来回答这些问题。因为这实际上是一个缓冲区分析的问题，他们只需要知道哪些地块处在距街道中心线一定距离的范围内。 如果规划部门还想进一步知道被影响的地块上的建筑及设施因路面扩宽而遭受的损失有多少，那么，还需要其它的分析工具才能求解。为了选择分析工具，首先要明确子问题及解决的方法。实例分析:定义问题 哪条街道要扩宽？ 路面宽度要扩到多少米，还包括必要的缩进的部分。 每个地块受到影响的部分有多少? 你已经将问题分解成

6、三个子问题，下一步是选择什么样的分析工具来求解这三个子问题实例分析:了解工具 在ArcMap中，使用“通过属性选择”工具得到一个街道图层的子集从街道图层中选择需要扩宽的街道，生成一个子集 2. 使用“缓冲区向导” 工具，根据缩进的长度确定街道宽度，沿街道中心线生成缓冲区根据新的路面宽度，沿街道中心线生成缓冲区 3. 执行缓冲区图层与地籍图层的“图层相交”操作。将受到影响的地块分割成两部分：缓冲区内的部分和缓冲区外的部分。图层相交操作后得到一个新图层，是由位于缓冲区内的地块组成的。 4. 查看“图层相交”操作得到的新图层的属性表，可以了解位于缓冲区内的地块（即将被征用的土地）的属性信息。新图层的

7、属性表中已包括了被影响的地块的确切面积及所有权人信息及土地出让估价 4.1.2.3 准备空间数据 一旦空间分析的范畴（问题及条件）确定后，下一步将要考虑要得到分析结果需要什么样的数据。定义问题时，需要满足的条件通常已经给出了需要什么样的数据及数据应该有那些属性。 比如，你需要扩宽街道路面以满足增加车道的需要，你就要提供街道中心线（隔离栏）数据、地籍数据。街道图层的属性要包括每条街道的名称，地籍图层的属性要包括：面积、权属，当然最好还有土地所有人的联系信息（可存储在另外的数据表中）。 你同样需要考虑是否需要对数据进行必要的预处理，比如：进行坐标系统的变换，在进行分析之前这些都是必须要考虑的。通常

8、，你可能要将数据从一种格式转换成合适的数据格式以适应空间分析的需要，这样进行空间分析时就比较方便。4.1.2.4 定制分析计划 制定空间分析计划的最好方法是图示的方式进行表示。创建工作流程图以确定和计划解决空间问题的必须步骤，提供全部分析过程的工作蓝图。以这种方式进行表示，可以方便地检查逻辑是否正确，工具、数据及希望的结果。在开始的时候花一点时间设计工作流程图，可以使稍后的分析步骤更快进行及减少出错的机率。 在绘制工作流程图时，用到的各种图框和符号要保持一致，这样你的流程图会具有好的可读性，同时也能减少发生错误的机会。 这张图表是基于城市街道路面扩宽的实例的，在其中显示了数据及工具（过程）的关

9、系和处理流程 城市街道路面扩宽的实例，我们已经提到多次了，但这只不过是相当简单的一个空间问题。大多数空间问题并不太容易建模的，需要经过反复思考才能将其转换为空间分析可处理的问题，然后分解成子问题，找到对应的分析工具，从而得到最终分析结果。 在用GIS进行空间分析时，首先不要顾虑问题的复杂性，设计一个完全的分析计划有助于确定问题及将分析过按一定的逻辑关系组织起来，得到最终希望的结果。4.1.2.5 显示分析及评价结果 最终结果的显示方式在很大程度上会影响使用者对信息的理解。如果不能将最终结果以可理解的方式展示给需要它的人，那么使用的分析方法及处理过程就可能是不合要求的。 比如，你的任务是预测地震

10、灾害在不同区域的损失情况。在分析计划中，你使用了大量的为学术界所熟知但对公众而言是鲜为人知的地理统计方法。为了展示你的分析结果，你生成详细的报告及一系列的地图以显示分析过程中涉及到的地质因子、建筑物因子及它们是如何最终确定了某一地区的灾害等级的。 你的报告及地图对科学家和政府官员来说是非常有用的，他们要依赖你的分析结果以制定突发事件应对措施，这个报告的内容与提供给普通公众的报告应该不同。 对普通公众而言，只需要制作简单的报告和一幅地图标明如果地震发生后存在潜在危险的区域及其危险的等级。 对分析计划言，需要注意的是你不太可能在第一次就能得到期望的结果，空间分析是一个不断反复的过程，它经常要对过不

11、断的反复才能为断地优化，从而更好地描述和解决实际问题。4.1.3空间分析类型 根据数据类型划分基于矢量数据的空间分析基于栅格数据的空间分析 根据数据性质不同划分基于空间图形数据的分析运算基于非空间属性的数据运算-地理统计空间和非空间数据的联合运算。 按照Goodchild提出的空间分析框架，可以将空间分析方法分为以下两种类型：1、 产生式分析：数字地面模型分析，空间叠合分析，缓冲区分析，空间网络分析，空间统计分析；2、咨询式分析：空间集合分析，空间数据查询。 根据应用划分 空间数据处理 空间关系查询 缓冲区分析 叠加分析 网络分析 地形分析 流域分析综合以上各种方法:地理建模空间关系查询 根据属性查询空间要素 根据空间位置查询 包含、距离、方位、顺序 距离量算 面积量算空间数据处理 空间数据内插 矢量数据与栅格数据的转换 重分类 栅格数据重采样 栅格查询（提取符合条件的栅格单元） 空间数据逻辑运算 剪切 相交 合并 拼接缓冲区分析 点的缓冲区 线的缓冲区 面的缓冲区 基于矢量数据的缓冲区分析 基于栅格数据的缓冲区分析叠加分析 基于栅格数据的叠加 栅格计算 分区统计 栅格单元统计 基于矢量数据的叠加 相交 合