文档介绍：GIS空间分析方法研究
中南大学
本科生课程设计(实践)任务书、设计报告(空间信息系统的集成与实现
)
题目
xx年xx月xx日
一、绪论
本文首先对GIS空间分析的基本概念进行了深入地归纳总结。然后在详细分析了空间数据的基本特征,空间数据模型、空间数据结构和空间数据索引的基础上。重点研究GIS空间分析方法及GIS空间分析模型和建模方法。
二、问题的提出及背景
自从地图出现以来,人们就始终在自觉或不自觉地进行各种类型的空间分析与量算。如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积,乃至利用地图进行战术研究和战略决策等。
在20世纪的60年代,欧洲发生了地理科学的计量革命,北美洲则出现了地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)的萌芽。法国的Matheron在前人的基础上,总结提出了“地统计学”的概念。在初期,主要是应用定量分析手段(主要是统计方法)来分析点、线、面的空间分布模式,后来则更多的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,并形成了空间分析的理论与技术方法。同一时期加
拿大土地调查局建立的加拿大地理信息系统(CGIS)的投入使用,标志着应用型地理信息系统进入了全面发展的阶段。陈述彭将GIS定义为,地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示寝应用地理信息的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术(陈述彭,2000)。这个定义是目前普遍被众多专家学者所接受的。定义清楚地指出,GIS的功能是分析和处理地理数据。可见GIS的一半功能是分析数据,甚至可以说,GIS处理地理数据的目的也是为了分析数据。空间分析因此被认为是地理信息系统区别于一般信息系统、CAD或电子地图系统的主要功能特征,也是评价一个地理信息系统的主要指标(郭仁忠,
2001)。从长远来看,空间分析是GIS的核心和灵魂。
三、 GIS空间分析涵义
空间分析就是利用计算机对数字地图进行分析,从而获取和传输空间信息。由于空间分析对空间信息(特别是隐含信息)所具有的提取和传输功能它已经成为地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征,也成为评价一个地理信息系统功能的主要指标之一。空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的数据分析技术,是各类综合性地学分析模型的基础,为人们建立复杂的空间应用模型提供了基本工具。因此,空间分析与应用模型的关系是“零件”与“机器”的关系,不从概念上明确这一点,就无法在一个适当的综合程度上研究空间分析的体系,也就无法改进GIS系统功能的设计。但是长期以来,空间分析的各种模型和方法没有形成一个统一的体系结构,甚至对空间分析的基本内容也没有形成普遍认同的界定,这一状况对空间分析的理论和方法的扩展,对空间分析与
GIS集成都是不利的。
在GIS发展早期阶段,由于人们的注意力多集中在空间数据结构和计算机制图方面,因而空间分析尚未受到重视。但是今天,对GIS空间数据结构的研究已经相对成熟,计算机制图也达到了相当高的实用水平,实用的GIS软件以及实际的GIS系统已有许多成功的实例,因此空间分析又慢慢成为人们关注的焦点。相对于GIS的其它分支领域,空间分析的研究是相对落后的,这已经引起GIS理论
界的高度重视。
对于GIS中的空间分析目前还没有明确的、统一的定义。Robert Haining给出以下定义:空间分析是基于地理对象布局的地理数据分析技术;郭仁忠等给出的定义是:空间分析是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。但“空间分析是GIS的主要特征,有无空间分析功能,这也是GIS与其它系统区别的标志”这一点已被广大学者和专家所认可。
四、GIS空间分析的应用及现状
在交通设计管理领域,吴建华等(2004)探讨在电子海图中,使用GIS空间分析方法自动判断航线的偏航极限范围内是否存在危险点、线、面,为航线设计提供决策支持,并航路进行实时监视;徐京华(2004)基于GIS和GIS—T技术和方法,对交通网的主要空间特征分析、交通网地理背景信息分析以及分析技术等问题进行了研究,并通过实验证明了基于GIS的交通地理信息空间分析技术与方法具有及时、高效、准确等优越性:王明生等
(2005)利用基于地理信息系统的铁路工程勘测设计空间数据库和地理信息系统强大的空间分析能力,量化影响铁路选线设计的各种因素。
在城市规划领域,韩勇等(2004)分析了基于GIS空间分析的城市地下管线的数据库结构,建立了空间分析模型,实现了城市地下管线的可视化和动态化管理;柯新利(2005)从数字城市的基本知识出发,分析了数字城市和城市地理信息系统之间的关系,并通过城市扩展现象的空间分析,预测其未来趋势,为城