GIS空间查询与空间分析教学课件.ppt

第五章 GIS空间查询与空间分析 学习目标 理解空间数据查询和空间分析的概念； 掌握缓冲区分析、叠加分析和网络分析的概念、原理、方法和应用。 了解空间数据的统计分析方法和应用 重点：空间分析的概念、常用空间分析的方法和应用。 难 点：缓冲区分析、叠加分析和网络分析。 1.1 空间分析的含义 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、空间演变等信息。其根本目的是：通过对空间数据的深加工或分析，获取新的信息，为空间行为提供决策依据。 ——空间数据挖掘 1.2 空间分析的目的 在于通过对空间数据的深加工或分析，获取新的信息。 （基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息） 空间分析内容（按方法）包括：空间统计分析、缓冲区分析、叠置分析、集合分析、地学分析、地形分析等。 2.1 空间数据查询的定义 一般定义：从GIS数据库中找出所满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象或数据内容。 大致可分为四类： 针对空间特征的查询（单纯的空间查询 ） 针对非空间属性的查询（单纯的属性查询 ） 结合空间关系和非空间属性的查询 （与空间位置和属性条件同时相关的联合查询 ） 地址匹配查询 （可归为3） 2.2 空间数据的基本查询方式 三、空间数据查询的种类 3 空间关系查询 3）包含关系查询 4 属性查询 第三节 空间数据的量算 空间信息的自动化量算是地理信息系统所具有的重要功能，也是进行空间分析的定量化基础。其中的主要量算有： 几何量算 距离量算 形状量算 质心量算 3.1 几何量算 几何量算对点、线、面、体4类目标物而言，其含义不同的： 点状目标：坐标； 线状目标：长度、曲率、方向； 面状目标：面积、周长等； 体状目标：表面积、体积等。 1 线长度 2．面积 3.2 距离量算 3.3 形状量算 地物外形是影像处理中模式识别的一个重要部分。例如海岸线的外形是岛屿的重要特征，森林中不同类型的土地外形对野生生物显得非常重要。目标物的外观是多变的，很难找到一个准确的量对其进行描述。 基本考虑：空间完整性、多边形形状特征 如果认为一个标准的圆目标既非紧凑型也非膨胀型，则可定义其形状系数为： 3.4 质心量算 或者： i为离散目标，w为权重，x，y为目标坐标 应用 跟踪某些地理分布的变化，如人口变迁、土地类型变化等。 简化复杂目标的模型建立等 4.1 缓冲区及其作用 4.3 基于矢量数据的缓冲区的建立 4.4基于栅格的缓冲区建立 多个数据层面叠置分析条件有哪些？ 对参与叠置的数据层面的要求主要有： 1 同一地区（范围） 2 相同的空间参考（参与分析的数据要匹配） 3 数据与分析模型的有效匹配 5.1基于矢量数据的叠置分析 1 点与多边形的叠置（点层与面层的叠置） 核心算法为判断点是否在多边形内。 3 多边形与多边形的叠置 5.2 基于栅格数据的叠置分析 1 布尔逻辑运算 用布尔逻辑运算组合更多的属性作为检索条件，以进行更复杂的逻辑选择运算。布尔运算主要包括：和（And）、或（Or）、异或（Xor）、非（Not） 例如，需要提取出温度介于20度到30度之间的地区（包括20度和30度），公式为：20 ＜＝ [温度] ＜＝ 30。 5.3 应用实例1－退耕还林 要求： 提取某地区坡度在25度以上的菜地，以退耕还林。 数据： 1 DEM数据; 2 土地利用类型数据（矢量形式）。 解题思路： 1 从土地利用类型数据提取菜地（select），并转换成栅格数据; 2 由DEM生成坡度（slope）； 3 将由1等到的土地类型数据与坡度数据，利用栅格计算器（逻辑与、关系大于）得到坡度大于25度的菜地区域。 4 为需退耕还林的菜地设置显示效果。 5.3 应用实例2－选址 要求和数据（矢量形式）： 寻找一个新的大学水产养殖实验室的适宜地点。 1 灌木林地（Landuse.shp中的Lucode＝30） 2 选择适宜开发的土壤类型（如soil.shp中的suit=2） 3 离下水管道线（Sewers.shp）不超过300M 解题思路： 1以缓冲半径300m对Sewers.shp做缓冲区； 2 分别提取（select） Landuse.shp中的Lucode＝30的区域以及soil.shp中的suit=2的区域； 3 将1和2所得的3个图层叠置求交，得到水产养殖实验室的适宜地点。 5.3 应用实例3－制作明暗等高线 要求： 利用已知的DEM数据生成明暗等高线。 数据： DEM数据; 解题思路： 1 生成等高距为50米的等高线； 2 由DEM生成坡向图DAM（Aspect）；并通