第六章gs空间分析.pptVIP

第六章 GIS空间分析导论 6.1 GIS空间分析概述 6.2 GIS空间数据 6.3 GIS空间分析 6.4 ArcGIS空间分析模块和功能 6.1 GIS空间分析概述 空间分析源于上世纪60年代地理和区域科学的计量革命，开始阶段，主要是应用定量（主要是统计）分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式。后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。 GIS空间分析概念 GIS空间分析概念 基于GIS的空间分析是地理信息系统区别于其它信息系统的主要特色，也是GIS的主要特征。可看作是对分析空间数据有关的技术的统称。 根据作用数据性质的不同，可分为： ① 基于空间图形数据的分析运算； ② 基于非空间属性的数据运算； ③ 空间和非空间数据的联合运算。 GIS空间分析常用功能： 空间查询与量算 缓冲区分析 叠置分析 网络分析 空间统计分析 其它分析 6.2 GIS空间数据 空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等；是空间分析的对象，描述地理空间一定范围内空间实体及其相互关系的数据。 在GIS中，空间数据主要包括： 1、空间实体的位置 2、空间实体的关系 3、空间实体的非几何属性 4、空间实体的时间特征 空间实体的位置 空间坐标：在某一已知坐标系统中的几何坐标， 它可以标识地理现象在自然界或某个地图区域的空间位置，如经纬度、平面直角坐标、极坐标等。 空间实体的关系 空间关系：1、度量关系，如两实体距离之远近 2、延伸关系，如两实体之间的方位 3、拓扑关系，定义两实体之间的关联、邻接和包含。 空间实体的时间特征 指现象或空间实体随时间的变化。空间实体的位置数据和属性数据相对于时间来说，常常呈相互独立的变化，即在不同的时间里，空间位置不变，但是属性特征可能已经发生变化，或者相反。 GIS空间数据表示 空间数据的表示，就是指将以图形模拟的空间物体表示成计算机能够接受的数字形式。计算机对上诉空间数据内容的描述，主要差别体现在对空间数据位置及其关系的表达。对非几何属性一般都用关系表或指针的形式来表达。 空间数据通常分为栅格模型和矢量模型两种基本的表示模型。此外矢量栅格一体化、三维数据模型、时空数据模型等由于自身的特点，在某些方面代表数据模型发展的方向。 栅格数据模型 栅格数据结构是最简单直观的空间数据结构，又称为网格结构或像元结构，是将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，有行列号定义，并包含一个代码，表示该像素的属性值，或仅仅包含指向其记录的指针。 矢量数据模型 矢量数据结构通过记录坐标的方法表示点、线、面等地理实体，坐标空间为连续的，可以允许任意位置、长度、面积的精确定义。 在矢量数据结构中，每个点用一个x，y坐标来记录，面用一组线段（这些线段可构成一个封闭的区域）的x，y坐标来记录。在面表示中，多边形的第一个坐标和最后一个坐标总是相同的。GIS软件中，一般通过拓扑检查来实现。 地理数据模型示意图 6.3 GIS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据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。空间分析是GIS的主要特征。特别是对空间隐含信息的提取和传输能力是GIS区别于其他信息系统的主要方面，也是评价一个GIS成功与否的主要标志。 基于不同的数据模型使用不同的分析方法。 栅格数据分析模式 矢量数据分析模式 6.3.1 栅格数据分析模式 1、栅格数据的聚类、聚合分析 栅格数据的聚类、聚合分析均是指将一个单一层面的栅格数据系统经某种变换而得到一个具有新含义的栅格数据系统的数据处理过程。也有人将这种分析方法称之为栅格数据的单层面派生处理法。 栅格数据的聚类是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。 栅格数据的聚合分析是指根据空间分辨力和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。 栅格数据的聚类聚合分析处理法在数字地形模型及遥感图象处理中的应用十分普遍。例如，由数字高程模型转换为数字高程分级模型便是空间数据的聚合，而从遥感数字图象信息中提取其一地物的方法则是栅格数据的聚类。 6.3.1 栅格数据分析模式 2、栅格数据的复合分析 能够极为便利地进行同地区多层面空间信息的自动复合叠置分析，是栅格数据一个突出的优