空间分析(201009-12用).ppt

1、空间分析、空间分析是GIS系统的重要功能之一，是GIS系统和修正机辅助绘图系统的主要区别。 空间分析的对象是空间位置的一系列数据，包括空间坐标和专业属性两部分。 其中，空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，专业属性是实体侧面的性质。 空间分析定义，字面定义：空间数据分析和数据空间分析。 空间数据分析1，描述空间对象的非空间特性2，方法：概率、数学统一修订等数学方法3，特征：几何特征不是主要限制因子(例如聚类分析)的数据处理和一般数据统一修订分析的基本一致分析结果依赖于地理空间，描述空间过程，揭示空间规则和机制。 数据空间分析1，记述空间对象的空间位置关系，定量记述空间对象的2，方法：空间统一订

2、正学，图论，拓扑学，订正算几何等。 3、特征：非严密意义的分析是对空间事物的描述和说明，不回答特征提取和残奥仪表修正计算的回答是什么，在那里，有多少，如何，如何。 定义：空间分析是一种基于地理对象位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的是提取和传输空间信息。 GIS应用模式将修正机技术的最新发展与GIS技术应用的发展相结合，确定GIS的应用领域。 地理信息系统可用于回答以下问题： 位置：对象在哪里？ 条件(Condition ) :哪里满足.特定的条件？ 趋势：什么时候开始有什么样的变化？ “图案”(Patterns ) :对象分布中存在哪些空间图案？ 模拟(Modeling ) :如果.会怎

3、么样？ GIS应用方式，如何选择公园的合理位置？ 空间分析的主要内容1、空间位置：通过空间坐标系传递空间对象的位置信息是空间对象表示的研究基础，即投影和变换理论。 2 .空间分布：同类空间对象的集体定位信息。 包括分布、趋势、比较等。 3 .空间形态：空间对象的几何形态。 4 .空间距离：空间物体的接近程度。 5 .空间关系：空间对象的相关关系。 包括拓扑、方位、相似、相关等。各种空间分析术语、基本空间分析包括：空间查询5.1空间量修正算5.8缓冲分析5.5复盖分析5.4网络分析5.7空间统一修正分析5.2空间插值4.6数字高程模型5.3空间建模和空间决策支持系统5.9空间查询是空间分析的基础

4、，而空间分析是空间分析如果不回答用户的简单问题而更改空间数据库数据，则新的空间实体和数据空间查询技术从简单到复杂都不会生成查询和推论。空间查询分析、空间数据库、查询条件、属性限制、空间拓扑限制、两者的结合、GIS软件、查询结果、统一修订结果：图、表、文字、新图层、新属性域添加到属性数据库2 .查询结果显示？ 空间查询方法、图形查询：实体之间的空间关系查询、实体属性信息查询等。 属性查询：根据实体的属性信息执行查询。 与常规数据库查询相同，但最后一个查询的结果必须与图形相关联。 图形属性互检：结合空间关系和属性进行查询，以图形和属性两者显示最终结果。 例如，查询京九线沿线人口超过100万的城市和

5、各种属性信息。 地址匹配：根据地理名称(如学校名称)搜索相关实体并检索属性信息。 其基础是地理代码，用于将地理名称与一个或多个空间实体相关联、与一个实体的属性相关联或者与地理坐标相关联。空间查询显示、空间修正分析、几何修正点：坐标点：长度、曲率、方向面：面积、周长、形状、曲率等：体积、表面积形状修正重心修正计算：面或离散实体的分布中心距离修正计算：实体间的各种距离修正计算(实体间的各种距离修正计算)，r1是膨胀面、几何量修正计算、含义线：一维、长度、曲率、方向。 面：二维、面积、周长等。 体：三维、表面积、体积等。 线的长度补正矢量：两点间的直线距离，复合线段的补正。 网格：将网格数相加。 面

6、积修正矢量：几何交叉求积(坐标法)。 网格：具有相同属性值的网格数与网格面积的乘积。 的双曲馀弦值。 在几何修正运算中，线的长度可以将两点间的直线距离相加而得到。 面积和周长的补正算。 在平面正交坐标系中，修正面积时，修正y值以下的面积，求向量方向、从右向左2个方向各自的面积，它们的绝对值之差为多边形面积值，周长为线段之和。 (1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10 )、(11 )、(11 )、(11 )、(12 )、(13 )、(14 )、(15 )、(16 )、(17 )、(17 )、(18 )、(18 )、(19 )、(19 )、(18 )、(19

7、)、(19 )、(19 )、(18 )、(19 )、(19 )、(19 )、(19 )、(19 )、 重心补正，定义：保持目标的半径位置或均匀平衡点。 通常是多边形的几何中心或重心。 修正公式：重心修正或： I为离散目标，w为权重，x、y为目标坐标应用程序，可跟踪某一地理分布的变化，例如人口变迁、土地类型的变化等。 距离量修正运算，如复杂目标的建模，意思：距离表示空间对象之间的接近程度。 用地理距离描述的对象一定发生在地理空间中。 距离的定义与测量空间和空间的均匀性有关，测量空间和媒体空间的距离定义不同。 特性因距离而异，距离的定义由应用程序决定，可以根据需要重新定义距离。 在非均质空间中，距

8、离定义不仅有式的变化，而且还有研究领域的变化，此时的距离修正运算一般在多边形的范围内用一定的算法进行。 距离量校正算法，n维均质空间广义距离公式，j(xj，yj )，i(xi，yi )，、I、I缓冲器分析，缓冲器分析基于数据库的点、线、面实体，自动构建其周围一定宽度范围内的缓冲器多边形实体，生成空间数据是地理信息系统重要的基本空间操作功能之一。 例如，城市的噪声污染源影响的一定的空间范围，划定在交通线两侧的绿化带，能够分别记作点的缓冲器和线的缓冲器。 多边形区域的缓冲区有正缓冲区和负缓冲区。根据向量数据生成缓冲区、点缓冲区、面缓冲区、线缓冲区、1、线重新采样，简化线，加快缓冲区的生成速度。 行

9、的向量数据压缩算法。 2 .制作线缓冲，在线的两侧以一定的距离(缓冲距离)画平行线，线的端点画半圆，连接缓冲多边形。 3 .重叠处理：使缓冲边界相交，确定每个交点是出点还是点，并且确定交点之间的线段的保持或删除。 由此得到岛状的缓冲器。 以、线状地上物为例，缓冲器的示意图、点线面、重叠解析、重叠解析是将两层以上的地图要素重叠而生成新的要素，是提取在空间信息系统中最常使用的隐含信息的手段之一。复盖分析不仅包括空间关系的比较，还包括属性关系的比较，可分为五类：视觉信息复盖：将多个层内容合并在一起显示。 复盖点和多边形：基本上，计算多边形点的包含关系，用于统一或属性指定。 线和多边形叠加：主要用于修

10、正线落在哪个多边形上以及每个部分。 多边形叠加：最常见的叠加分析。 格点图层叠加：使用一个修正模型，修正不同格点图层内相同位置的像素值，得到新的格点图层。 从多边形的重合、几何运算来看，2个多边形通过不同的重合运算得到不同的结果：重合的实施步骤、实施步骤： a )对原始数据(多边形)形成拓扑关系。 b )多层多边形数据的空间重叠，形成新的层。 c )重建新层的多边形拓扑。 d )删除多边形(或处理意思多边形)提取感兴趣的部分。 难点： a )重叠会产生大量与用户无关的多边形，需要在用户提取之前构建拓扑，工作量很大。 另外，新层的多边形的数量不仅与原来的多边形的数量有关，也与其复杂性有关，越复杂

11、多边形的数量越多。 b )由于重叠的多边形多为不同类型或比例尺的地图，所以在重叠时会产生一系列无意义的多边形，即产生多边形重叠的位置误差，需要进行处理。 c )新多边形拓扑与多边形和新属性的连接工作量很大。 矢量图层叠加分析、网格图层叠加分析、网络分析、地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如电信线、电力线、给水线等)的地理分析和建模是网络分析的主要目的，其根本目标是安排和建模网络工程故障(Barrier ) :禁止在网络中的链上流动的点(如快门)。 拐角点(Turn ) :显示在网络链中的所有分割点上，如电阻器。 中心：接受或分配资源的地方，例如变电站。 站点(Stop ) :选择资源随

12、路径增加或减少的站点(例如发电站)。 网络分析的应用主要有路径分析、地址匹配和资源分配三个方面。 路径分析、静态最佳路径：给出各链上的属性后，求出两点间的最佳路径。 动态最佳路径：网络中每条链上的特性动态变化，可能会出现一些故障点。 需要动态求出最佳路径。 n条最佳路径：求出成本小的n条路径进行选择。 最短路径：确定起点、终点和通过的中间点、中间线，求出最短路径。 动态分段：将网络中的链根据其属性对特性相近的连接进行分段。 段是动态执行的，以支持当前连接的特性。 如果属性更改，动态段将创建一组新段。 例如，用公里数分隔一条道路。地址分配和资源分配、地址匹配结合使用路径分析和地理代码。 例如，物

13、流配送需要将货物发送到多个单位。 此时，可以用地理代码进行地址查询，取得各单位的地理位置，然后用最短路径方法决定最短配送路径。 资源分配资源分配模型中的网络主要由中心点(分配中心)组成，有两种分配方式。 一个是从分配中心向周围输出资源，另一个是将资源从周围集中到中心。 资源分配的应用有消防网站的分布和支援区的划分、学校/工厂的布局、断水/停电对地区的社会和经济的影响等。 的双曲馀弦值。 MapInfo地理记录将点状目标分配给属性数据记录的行，使记录的字段数据与图形数据库中的对应字段匹配，该记录点应位于地图上的何处即，根据各数据点的地理坐标、空间地址(例如都道府县、街区、楼层、房间等)，将数据库

14、内的数据与地图上对应的图形要素一一对应起来。 也就是说，对各数据赋予x、y的值，确定该数据在地图上的位置的过程。 插入点状目标的表称为目标表，点的地理坐标来源于具有地图的源表。 空间数据统一修正分析、通常统一修正分析主要完成对数据集合的平均、总和、方差、频度、峰度系数等统一修正分析。 其他统一修正分析往往抽象化空间数据及其相关信息，使用更复杂的数据模型进行分析，主要空间自相关分析、回归分析、趋势分析、层次分析、空间统一修正分析在空间数据挖掘中被广泛使用。 主要成分分析群集分析分析、可见性校正数据、统一校正表是详细显示非空间数据的方法，虽然不直观，但能够提供详细的数据，容易进行对数数据的再处理。

15、 属性数据的集中特征数，3，数学期待：反映数据分布的集中趋势。 4、中数：秩序数据集出现频率占半数的数据值。 5、众数：众数是最有可能出现的数值。1、度数和频度、变量Xi (I 1，2，2，n )按大小顺序排列，以一定的间距进行分组。 度数：各组中变量出现或发生的次数频率：用于表示各组的度数与总度数的比较事件发生的次数和频率、事件的分布状况。 平均数：反映数据可取值的集中位置，通常有简单算术平均数和加权算术平均数。、属性数据的离散特征数，3，方差和标准偏差1 )方差：是平均方差的简称，是将方差平方和除以变量而求出的，记为2 )标准偏差：标准偏差是方差的平方根，1，极差：在一组数据中是最大值和最

16、小值的差，2，方差，平均方差和方差的平方1 )方差：一组数据中的各数据值和平均的差；2 )平均方差：将方差作为绝对值，进行修正并取平均；3 )方差平方：求方差平方和，平均方差和方差平方和是表示各数值相对于平均数的离散程度的重要统一修正量。 4、退化系数：用于测量时间和空间中数据的相对变化程度，是无量纲量。 标准偏差除以平均值作为百分比。 空间分析模型、空间分析模型是GIS空间分析的数学模型，是根据GIS空间数据构建的模型，通过作用于原始数据和派生数据的一系列顺序的交互空间分析操作指令，模拟一个空间决定过程。 GIS中常用的分析模型，1 )相关分析模型-分析研究各种地理要素数据之间相互关系的有效

17、手段。 2 )用于模拟趋势面分析模型现象的空间分布特征及其地域变化趋势。 3 )反映预测模型地理要素的动态发展规律，用于预测分析。 -常用回归模型。 4 )多类模型记述各种地理要素数据之间的近似度，可以进行类似的整合。 空间分析、GIS和空间模型、空间分析和空间模型以不同层次的概念空间分析为基础，是解决一般问题的理论和方法，空间模型是复杂、专业问题的理论和方法。 例：工厂选址和水库选址、水土流失应用模式不可列举，但空间分析技术有限。 应用程序模型的创建过程很复杂，有些无法用数学方法描述。 空间分析技术为解决复杂的应用模型提供了基本的分析工具。 GIS是空间数据处理理论和方法的综合化实现。 包括大部分的空间分析技术，是GIS的技术特色。 空间分析和空间模型是零件和机械的关系。G