第八章 空间分析原理与方法.ppt

第八章GIS空间分析第一部分:空间叠置分析第二部分:缓冲区分析第三部分:网络分析第四部分:数字地形分析第五部分:空间统计分析本章主要内容第一节空间分析概述GIS的空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础,以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征,提取与产生新的空间信息的技术和过程。空间分析目的是通过对空间数据的分析处理,获取地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间演变等新信息。。一、空间分析含义第一节空间分析概述二、空间分析的主要内容由于GIS空间数据库中存储了包含空间特征的空间信息及同应用相关的专题信息,因此GIS中的空间分析包含:空间数据的空间特征分析空间数据的非空间特征分析空间特征和非空间特征的联合分析。(1)空间数据的空间特征分析从空间物体的位置、关系等方面去研究空间事物,最后对空间事物做出定量的空间描述和分析,采用的主要方法为空间统计学、图论、拓扑学、计算几何、图形学等。第一节空间分析概述(2)空间数据的非空间特征分析主要是对空间物体和现象的分析,主要通过数学(统计)模型来描述和模拟空间现象的过程和规律。这类分析采用的方法主要是统计分析方法,尤其是多元统计分析方法从方法上,空间数据的非空间特征分析与一般的数据分析并无本质的差别。在分析过程中,它并不考虑数据抽样点的空间位置,但由于空间特征数据和非空间特征数据间不可分割的关系,对分析结果的解释是基于地理空间的,也就是说,其结果常通过地图来反映空间现象和规律。(3)空间特征和非空间特征的联合分析在实际中大量使用,通常是通过空间特征分析获得空间位置信息,然后,再用非空间特征分析获取区域内的专题信息。第一节空间分析概述三、空间分析分类1、按分析方法看GIS空间分析分类(1)GIS系统提供的空间分析这类空间分析方法很多,各类系统提供的分析能力的差异性很大。归纳起来,主要有查询检索分析、空间形态分析、地形分析、叠置分析、邻域分析;网络分析、图像分析、空间统计分析等。(2)专用空间模型分析指在GIS支持下通过建立一定的数学模型实现地理现象的分析和模拟,这是GIS应用深化的重要标志。正是由于模型的支持,特别是多模型的渗入,空间分析才能上升到空间决策层,空间决策支持系统就是在此基础上发展起来的计算机支持系统。第一节空间分析概述2、按用户交互方式看GIS空间分析分类(1)咨询式空间分析主要根据已有数据实现空间数据的查询检索及集合分析。(2)产生式空间分析基于GIS中拓扑关系和空间操作运算、空间统计分析及将GIS作为通用工具同其他专业模型结合,实现空间数据的模拟和分析。第一节空间分析概述3、按空间数据特征看GIS空间分析分类(1)空间数据的空间特性分析空间位置分析:指通过空间坐标系中坐标值来确定空间物体的地理位置。空间分布分析:空间分布反映了同类空间物体的群体定位信息。空间形态分析:空间形态反映了空间物体的几何特征,包括形态表示和形态计算两个方面。前者如走向、连通性等,后者如面积、周长:坡度等。空间关系分析:空间关系反映了空间物体之间的各种关系,如方位关系、距离关系、拓扑关系、相似关系等。(2)空间数据的非空间特性分析主要是基于数据库的统计分析。第二节空间叠置分析空间叠置概念:空间叠置分析(SpatialOverlayAnalysis)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置,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。第二节空间叠置分析一、基于矢量数据的叠置分析基于矢量数据的叠置分析是参与分析的两个图层的要素均为矢量数据。点面叠置分析线面叠置分析面面叠置分析第二节空间叠置分析矢量叠置分析的数学基础(空间逻辑运算)为讨论方便将空间图层A,B,C定义为二值图象3、空间逻辑差运算;A-B=XX∈A且X∈B1、空间逻辑并(或)运算;A∪B=XX∈A或X∈B2、空间逻辑交(与)运算;A∩B=XX∈A且X∈B4、空间包含;AB