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《空间数据分析》总结复习 孔云峰 河南大学 环境与规划学院 2005年12月29日 课程复习 第一讲：空间数据分析概论 第二讲：地理空间数据特征 第三讲：地理空间数据管理，上机实习 第四讲：空间数据可视化，上机实习 第五讲：空间数据几何分析（地图分析），上机实习 第六讲：空间数据描述与探测，上机实习 第七讲：空间插值与地统计，上机实习 第八讲：空间模型与建模 第九讲：空间分析中的尺度问题 第十讲：复习总结 什么是空间分析? 空间分析是对地理空间数据进行处理、分析； 空间分析是虽然不是一个新概念，但目前还没有一个明确的、统一的定义； 空间分析通常包含以下方面： 空间数据可视化分析； 空间数据几何分析（地图分析）； 空间数据描述与探索分析； 空间插值与地统计； 空间模型与建模，等。 空间分析相关词汇 空间分析 spatial analysis 空间数据分析 spatial data analysis 空间信息分析 spatial information analysis 空间统计 spatial statistics 地统计 geostatistics 空间模型 spatial model 空间建模 spatial modeling 空间分析的重要性 地理信息系统和科学包括四个部分：基本原理、技术、空间分析、管理与政策问题（Longley等，2005）； 空间分析是GIS区别于其他信息系统的重要特征之一，也是GIS中难点和重点； 使用空间分析进行科学研究，如描述、探索、解释地理现象，建立地理模型； 使用空间分析探索、发现地理知识：“数据 - 信息 - 线索 - 知识”； 使用空间分析帮助进行空间决策：如选线问题、选址问题、公共设施空间配置、环境管理、资源管理。 空间分析与常规数据分析之区别 常规数据分析 假设数据样本是独立的 数据样本数量有限 数据样本能够代表母体 空间数据分析 地理数据具有位置特征 地理数据样本常常不是独立的，存在空间相关 地理数据样本量庞大 空间分析的特点 常使用地图可视化、几何分析方法 因空间关系（自相关、尺度等）存在，造成空间统计非常复杂 理论要求高、技术性强、数据需求、缺乏工具 地理信息概念 地理信息是关于地球表面某一位置地理实体或地理现象的信息，是一种特殊的空间信息 (Maguire、Goodchild、Rhind，1991) 。 地理信息是直接或间接地与地球上某一位置相关联的地理实体或地理现象的信息（ ISO/TC 211) 。 地理信息是地球上某个位置的信息，特别是有关的自然现象和人文资源，也常常具有一定的时间特性…地理信息能够表现所有的影响人类活动和经济活动的实体、位置、活动、事件之间的空间关系（EU DG XIII/E，1998）。 认识地理数据 数字世界：地理世界是无限复杂，数字世界是有限的；数字世界是现实世界的一个（高度）简化模型。 地理数据的特征：地理数据与位置、时间和属性有关（Where、when、what）。 地理数据的学术重要性：通过一定的研究方法，可以从地理数据获得信息和知识（How、Why）。 离散对象模型与场模型 离散对象模型与场模型是两种最基本的表达地理世界的方式。 离散对象模型将地理世界理解为由若干地理实体充满的空间，地理实体边界明确、可数。 场模型将地理世界理解为连续的表面，使用有限的变量描述表面的每一个位置。 每种模型既有很多优点，又有一些缺点。 计算机空间数据模型（略）。 地理数据的基本特征 不确定性（所有地图均存在不同程度的误差） 空间自相关（地理学第一定律） 尺度问题 合成效应 边界效应 可变空间单元问题 距离衰减现象 空间依赖现象 不服从正态分布 多维数据 数据量庞大 上述特征往往交织在一起！ 地理数据的采集与管理 数据收集或采集； 数据录入与整理； 数据管理； 与地图数据集成。 地图可视化分析 专题地图制作是地理数据分析（空间分析）的第一步； ‘一幅图胜过一千句话’、‘百闻不如一见’，地图在空间数据分析中具有不可替代的作用； 很多地理现象可以在地图上表现出来； 广义地理解，地图制图是空间数据分析的主要方法之一！ 通常在地图分析的基础上，提出科学问题，再进一步进行统计、建模等分析，验证时空规律。 地图设计原则 地图表现方式适当； 符号选择符合认知习惯； 颜色选择与搭配具有良好的视觉效果； 足够的背景信息； 适当的投影方式； 数据分类适当：自然、等距、正态、分位、任意。 常见基本地图类型 单要素地图 点地图 线地图 面地图 影像地图 多要素地图 点线面综合 各种专题地图设计的方法（略） 空间数据几何分析（地图分析） 空间数据几何分析：通过基于几何的空间关系运算，获取新的地理信息。 常见空间数据几何分析种类： 缓冲区分析； 叠加分析； 地形分析； 网络分析；