《地理信息系统概论》课件.ppt

第五章 空间分析的原理和方法 第一节 数字地面模型分析 第二节 空间叠合分析 第三节 空间缓冲区分析 第四节 空间网络分析 第五节 空间统计分析 第六节 空间数据的集合分析和查询 第五章 空间分析的原理和方法 空间分析的概念 空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成和空间演变等信息。 空间分析的一般分类 产生式分析(product mode) ； 咨询式分析(query mode) 。 第一节 数字地面模型分析 地形因子的自动提取 坡度计算； 坡向分析； 曲面面积计算； 地表粗糙度计算； 高程及变异分析； 谷脊特征分析； 日照强度的分析； 淹没边界的计算。 数字高程模型概念 DTM的概念 数字地面模型DTM （Digital Terrain Models）是地球表面形态等多种信息的数字表示。严格地说， DTM是定义在某一区域D上的m维向量的有限序列： DEM的概念 若只考虑DTM的地形分量，通常称其为数字高程模型DEM(Digital Elevation Model). 其定义为：数字高程模型DEM是表示区域D上地形三维向量的有限序列 DEM的主要表示模型 GIS可以用三种通用的方法来模拟一个地形表面：栅格（规则格网）、不规则三角网及等高线。 地学剖面的绘制和分析 建立数字高程模型； 确定地形剖面线的位置； 剖面线交点的内插计算； 地形剖面线及相关地理信息（地质、土壤、土地利用等）的叠加表示和输出。 基于DEM的可视性分析 可视性分析包括两点之间的通视性(Intervisibility)和给定的观察点的可视域(ViewShed)分析。 判断两点之间的通视性 两点之间的通视性判断，可通过上述剖面线图得到，即首先求出剖面线图，再连接直线AB，判AB直线与剖面线是否相交，如无相交点，且AB直线高于剖面线，表示A、B之间可视；如有相交则不可视。如下图：两点间不可视。 其中红色区域就是两个哨所的可视区域。而其他区域不可视。 ArcMap中的DEM分析功能 1、创建/修改TIN 2、内插生成栅格表面 3、面分析功能 4、重分类 5、转换功能 6、创建最陡路径 7、视线分析 8、剖面分析 第二节 空间叠合分析 空间叠合分析的概念 空间叠合分析是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系； 空间叠合分析根据叠合对象图形特征的不同，分为点与多边形的叠合、线与多边形的叠合和多边形与多边形的叠合三种类型。 叠置分析 叠置分析可以分为合成叠置（图1）和统计叠置（图2）。 合成叠置，指通过叠置形成新的多边形，使新多边形具有多重属性，即需进行不同多边形的属性合并。属性合并的方法可以是简单的加、减、乘、除，也可以取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。 统计叠置，统计叠置是指确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。 图1 合成叠置 图2 统计叠置 多边形与多边形的叠加 多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。如图3所示。 图3 多边形叠加分析 多边形与多边形叠合分析的功能： union； intersect； identity； erase； Update。 （1） 并集操作—Union 并集操作计算两个多边形要素的几何交集，两个要素的所有图形要素和属性数据都予以保留。 圆柱投影 平面（方位）投影 地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据 地图投影变换 正解变换 反解变换 数值变换 通过建立两个投影的解析关系式，直接把一种投影坐标 ( x , y ) 变换成另一种投影的坐标 ( X , Y ) 地图投影变换 当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据 地图投影变换 正解变换 反解变换 数值变换 由一种投影的坐标 (x,y)反解出地理坐标（λ,φ) ，然后再将地理坐标代入另一种投影公式中，求出该投影下的直角坐标（X,Y) 地图投影变换 当系统使用的数据