文档介绍：GIS空间分析
Spatial Analysis of GIS
张洪岩
中国东北资源与环境研究
吉林省高等学校重点实验室
2009年9月
第一章 GIS 空间分析概说
GIS技术的发展已经超过了30年。
多数人认为,GIS的功能用于制图;
GIS 还可以用于分析:
事物分布的原因,以及事物之间的空间关系。
获得更为精确、时势(up-to-date)的信息,甚至建立新的信息。
本章将主要学****br/>什么是GIS分析?
GIS空间分析的主要方法
GIS分析的主要过程
什么是 GIS分析?
GIS分析是人们发现地理数据的分布格局(geographic patterns)和要素(features)之间关系(relationships)的过程。
其结果将有助于了解当地的特点,采取合理的行动,作出最优的决策。
方法(Methods)
地图(Maps)
模型(models)—多个数据图层的结合。
GIS 分析的目标
获得对某一地方更为深入的了解;
作出最佳的决策;
为未来的规划作好准备和创造条件。
为什么应用GIS进行分析的人不多?
GIS的应用只是在近年来才得到较为广泛的应用,对许多人仍很陌生。
采用GIS进行分析还比较困难。
多数人还不知道,除了制图和创建报告之外,GIS 还能够作什么。
GIS空间分析的数据
表达地理现象的两种途径:
矢量Vector
每个要素是表格中的一行;
要素的形状由空间中x,y坐标定义;
位置、线、面或事件
栅格Raster
要素表现为在一个连续空间中的单元矩阵(matrix of cells);
每个图层表示为属性;
单元大小将影响到分析的结果和地图的形式;
原始地图的比例尺决定了单元大小。
认识地理要素(Geographic Features)
要素的类型Types of features
认识地理属性(Geographic Attributes)
属性值的类型Types of attribute values
种类Categories
排序Ranks
个数Counts
数量Amounts
比率Ratios
比率表示每个要素两种数量之间的关系,由两者相除来获得。
比例和密度proportions & densities
GIS空间分析的主要方法
矢量数据分析
栅格数据分析
三维空间分析
空间统计分析与内插
矢量数据分析方法
矢量数据的包含分析
确定要素之间是否存在直接的联系,即点、线、面之间是否存在空间位置上的联系。
矢量数据的缓冲区分析
根据数据库的点、线、面实体,自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲多边形实体。
多边形叠置分析
指同一地区、同一比例尺的两组或多组多边形要素的数据文件进行叠置,产生具有多重属性的新多边形。
泰森多边形分析
将所有气象点连接成三角形,以各边垂直平分线围成泰森多边形。其内只含一个离散点数据;内部点到相应离散点的距离最近;边上的点到两侧离散点的距离相等。
矢量数据的网络分析
其基本思想是人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。
首先要建立网络路径的拓扑关系和路径信息属性数据库。即要知道路径在网络中如何分布和经过每段路径需要的成本值。
方式有选择最佳路径、最佳布局中心以及网络流分析。
栅格数据分析的模式
栅格数据的聚类、聚合分析
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。亦称栅格数据的单层面派生处理法。
栅格数据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。
栅格数据的聚合是根据空间分辨率和分类表,进行数据类型的合并或转换,以实现空间地域的兼并。
栅格数据的统计与量算
通过统计分析了解栅格数据的整体特征和态势,包括最大/最小值、均值、中值、总和、方差、频数、众数、范围等参数。
栅格数据的复合分析
同地区多层面空间信息的自动复合叠置。其中各层面信息关系模式的建立对分析工作的完成及分析质量的优劣具决定性作用。
栅格数据的追踪分析
对特定栅格数据系统由某一个或多个起点,按照一定的线索追踪目标或追踪提取轨迹信息。
栅格数据的窗口分析
地学信息在空间上存在着一定的关联性。窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个或多个栅格点或全部数据,开辟一个有固定分析半径的分析窗口,并在该窗口中进行极值、均值等统计计算,或与其它层面的信息进行复合分析,以实现栅格数据的水平方向的扩展分析。分析窗口有:矩形、圆形、环形和扇形。
三维空间分析
矢量三维分析主要基于数学分析和图论的思想。
栅格三维分析主要以矩阵理论为基础。
三维空