地理信息系统课件 第八章空间分析.ppt

8. 1．空间查询与量算 8 .2．缓冲区分析 8. 3. 叠加分析 8. 4．网络分析 8. 5．空间插值 8. 6 空间统计分类分析 空间分析首先始于空间查询和量算，它是空间分析的定量基础。 8.1.1 空间查询 (见上一章相关内容) 8.1. 2 空间量算 （几何量算；形状量算；质心量算；距离量算） 8.1.2.1 几何量算 1)线的长度计算 8.1.2.2 形状量算 1）空间一致性问题 即有孔多边形和破碎多边形的处理；度量空间一致性最常用的指标是欧拉函数，用来计算多边形的破碎程度和孔的数目。欧拉函数的结果是一个数，称为欧拉数。图8-1表示了多边形的三种可能的情形。欧拉函数的计算公式为： 欧拉数=（孔数）-（碎片数-1） 8.1.2.3 质心量算 质心：通常定义为一个多边形或面的几何中心，但在某些情况下，质心描述的是分布中心，而不是绝对几何中心。以全国人口为例，当某个县绝大部分人口明显集中于一侧时，可以把质心放在分布中心上，这种质心称为平均中心或重心。如果考虑其它一些因素的话，可以赋予权重系数，称为加权平均中心。计算公式是： 8.1.2.4 距离量算 定义:描述了两个事物或实体之间的远近程度。 表示: 欧氏距离：通常用于计算两点的直线距离 非标准欧氏距离：当有障碍或阻力存在时，两点之间的距离就不能用直线距离，用非标准欧氏距离 曼哈顿距离： 8.2.1 几个定义： 缓冲分析：根据点线面等分析对象实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体对对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。 如：公共设施（商场，邮局，银行，医院，车站，学校等）的服务半径；按照距河流一定纵深的范围来规划森林的砍伐区，以防止水土流失；“经十路”的拓宽拆迁。 主体：表示要分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种。 邻近对象：表示受主体影响的实体。 8.2.2 分析模型 根据主体对邻近对象作用性质的不同有三种： 1）线性模型：主体对邻近对象的影响随距离的增大而呈线性形式衰减。 8.2.3 缓冲区生成及处理 1）生成： 点——圆形区域 8.2.3 缓冲区生成及处理 2）处理： 角分线法 在轴线首尾点处：作轴线的垂线并按缓冲区半径R截出左右边线的起止点； 在轴线的其它转折点上：用与该线所关联的前后两邻边距轴线的距离为R的两平行线的交点来生成缓冲区对应顶点。 凸角圆弧法 在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按双线和缓冲区半径截出左右边线起止点； 在轴线其它转折点处，首先判断该点的凸凹性，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧则用前后两邻边平行线的交点生成对应顶点； 在轴线其他凸点处——圆弧 自相交多边形 简单的缓冲区是一个简单多边形，但形状复杂的缓冲区就复杂得多，当轴线的弯曲空间不容许双线的边线无压盖地通过时，会产生若干个自相交多边形。 自相交多边形有两种情况：岛屿多边形和重叠多边形。岛屿多边形是缓冲区边线的有效组成部分；重叠多边形不是缓冲区边线的有效组成，不参与缓冲区边线的最终重构。 岛屿多边形和重叠多边形的自动判别方法，首先定义轴线坐标点序为其方向，缓冲区双线分成左右边线，左右边线自相交多边形的判别情形恰好对称。对于左边线，岛屿自相交多边形呈逆时针方向，重叠自相交多边形呈顺时针方向；对于右边线，岛屿多边形呈顺时针方向，重叠多边形呈逆时针方向。 自相交多边形 岛屿多边形和重叠多边形处理：当存在岛屿和重叠自相交多边形时，最终计算的边线被分为外部边线和若干岛屿。对于缓冲区边线绘制，只要把外围边线和岛屿轮廓绘出即可。对于缓冲区检索，在外边线所形成的多边形检索后，要再扣除所有岛屿多边形的检索结果。 实践练习：缓冲分析 点的缓冲：单圈缓冲；多圈缓冲 线的缓冲：单圈缓冲；多圈缓冲 多边形缓冲：单圈缓冲；多圈缓冲 单圈缓冲：选择缓冲对象；所在文件可编辑；对象／缓冲区（生成的结果和缓冲对象在同一文件中） 定义：是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。不仅包含空间关系的比较，还包含属性关系的比较。 8.3.1 视觉信息叠加 视觉信息叠加是将不同层面的信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上，以便研究者判断其相互空间关系，获得更为丰富的空间信息。地理信息系统中视觉信息叠加包括以下几类： l?点状图、线状图和面状图之间的叠加显示。 l?面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界之间的叠加。 l??遥感影象与专题地图的叠加。 l?专题地图与数字高程模型（DEM）叠加显示立体专题图。 视觉信息叠加不产生新的数据层面，只是将多层信息复合显示，便于分析。 8.3.2 点与多边形叠加 实际上是计算多边形对点