第八章GIS空间分析课件

8.1.空间分析内容和步骤8.2.空间数据查询8.3.空间数据分类8.4.空间数据量算8.5.属性统计分析8.6.空间叠加分析8.7.缓冲区分析8.8.网络分析8.1.空间分析内容和步骤8.1空间分析内容和步骤1.空间分析内容空间位置：借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。空间形态：空间对象的几何形态空间距离：空间物体的接近程度空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。8.1空间分析内容和步骤1.空间分析内容2.空间分析步骤（1）建立分析的目的和标准（2）准备空间操作的数据（3）进行空间分析操作（4）准备表格分析的数据（5）进行表格分析（6）结果的评价和解释（7）如有必要，改进分析（8）产生最终的结果图和表格报告2.空间分析步骤属性查询空间查询查询定位检索区域检索条件检索空间关系检索点—点线—线面—面点—线线—面点—面检索路径分析资源分配连通分析流分析选址网络分析叠加分析缓冲区分析ＤＴＭ分析三维显示统计分析分类分析逻辑运算算术运算空间分析属性分析分析决策空间分析属性查询查询定位检索点—点检索路径分析网络分析统计分析空间分8.2空间数据查询空间数据查询的目的是从空间数据库中快速高效地检索出所需要的数据,实质上就是按一定条件对空间实体的图形数据和属性数据进行查询检索,形成一个新的空间数据子集。检索设计主要根据GIS应用的实际要求，用SQL语言、扩展SQL语言和具有检索功能的GIS命令来实现8.2空间数据查询空间数据查询的目的是从空间数据库中8.2.1布尔逻辑查询使用布尔逻辑的规则对属性以及空间特性进行运算操作来检索数据使GIS在检索功能方面具有了极大的灵活性，数据查询遵循布尔代数（Booleanalgebra）（英国逻辑学家GeorgeBoole）并由逻辑表达式与布尔连接符组成。逻辑表达式由运算数和逻辑运算符组成。逻辑运算符可以是等于（=）、大于（>）、小于（<）、大于或等于（>=）、小于或等于（<=）、不等于。布尔连接符有和（AND）、或（OR）、异或（XOR）、非（NOT）等。

8.2.1布尔逻辑查询使用布尔逻辑的规则对属性以及空间特性进8.2.2空间查询语言

作为与数据库交互的主要手段，查询语言是数据库管理系统的一个核心要素。对数据库来说，一个简单的获取数据库数据的要求被定义为一个查询，而为此目的开发的语言称为查询语言。近几十年来，曾今出现了许多的查询语言，但它们中只有一种最为流行：结构化查询语言(SQL)。8.2.2空间查询语言作为与数据库交互的主要手段，查标准数据库查询语言

SQL(StructuredQueryLanguarge)语言是1974年由Boyce和Chamberlin提出的。在IBM公司SanJoseResearchLaboratory研制的SystemR上实现了这种语言。由于它功能丰富、使用方式灵活、语言简洁易学等突出优点，在计算机工业界和计算机用户中倍受青睐并深深扎根。它的功能包括查询(Query)、操纵(Manipulation)、定义(Definition),控制(Control)四个方面，是一个综合的、通用的、功能极强的关系数据库语言。标准数据库查询语言SQL(Structured8.3.1矢量数据再分类重分类是将属性数据的类别合并或转换成新类。即对原来数据中的多种属性类型，按照一定的原则进行重新分类，以利于分析。可以通过选择数据子集并对选中的数据子集赋值，生成新的属性数据。例如，我们希望从一个数据层中得到土壤类型分布图，原始数据层中的多边形是根据更细的类别来划分的（每一个多边形中土壤类型和植被类型完全一致，用大写字母表示土壤类型的分类，小写字母表示植被类型的分类。在多数情况下，重分类都是将复杂的类型合并成简单的类型。8.3.空间数据再分类（Reclassify）8.3.1矢量数据再分类8.3.空间数据再分类（Reclas第八章GIS空间分析课件8.3.2栅格数据再分类1.栅格数据再分类的两种方法：第一种方法是一对一改变，即输入格网中的单元值在输出格网中被赋予一个新值。例如，在土地利用格网中的灌溉农地在输出格网中赋值1。第二种方法是在输入格网中对一系列单元值赋予新值。例如人口密度格网中人口密度为每平方英里0~25人的单元在输出格网中被赋值为1。8.3.2栅格数据再分类2.栅格再分类功能：数据简化：再分类能组成连续坡度值。例如，分成一系列类型，1代表坡度为0.0~10.0%，2代表坡度为10.0%~20.0%，依此类推。数据分离：再分类能生成包括惟一类别或数值的新格网，例如，灌溉农地或坡度在10.0%~20.0%数值范围。数据排序：再分类能生成新的数据格网来表示输入格网单元值的排序结果。例如，再分类结果可表示1~5的排序，1为最不适宜，5为最适宜。2.栅格再分类功能：8.4.空间数据量算查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是GIS的基本功能之一，它是地理信息系统进行高层次分析的基础。在地理信息系统中，为进行高层次分析，往往需要查询定位空间对象，并用一些简单的量测值对地理分布或现象进行描述，如长度，面积，距离，形状等。实际上，空间分析首先始于空间查询和量算，它是空间分析的定量基础。8.4.空间数据量算查询和定位空间对象，并对空间对象8.4.1几何量算含义：点：0维坐标线：1维，长度、曲率、方向面：2维，面积、周长等体：3维，表面积、体积等线长度计算矢量：两点之间的直线距离，复合线段累加求和栅格：网格数目累加面积计算矢量：几何交叉求积（坐标法）栅格：相同属性值的格网数目与格网面积的乘积8.4.1几何量算含义：1.距离量测距离描述了空间对象之间的接近程度。地理空间上的距离所描述的对象一定发生在地理空间上。距离的定义与度量空间和空间匀质性是相关的，不同的度量空间和介质空间，距离定义不同不同的距离有不同的特性，距离的定义是由应用决定的，可根据需要重新定义距离。在非匀质空间，距离定义不仅仅是表达是上的变化，而且还具有研究区域上的变化，这时的距离计算一般在多边形范围内按一定算法进行。1.距离量测n

维匀质空间广义距离公式j(xj,yj)i(xi,yi)ijij距离计算公式

n维非匀质空间距离计算q=2，二维欧氏距离q=1，曼哈顿距离q=0.6,非欧氏距离网络距离n维匀质空间广义距离公式j(xj,yj)i(xi,yi对于长度、周长、面积等定量的度量关系，所采用的数学描述公式形式简单、较为统一。对于距离而言，两个点状目标间的距离有欧氏距离、广义距离、契比雪夫距离及统计学中的斜交距离和马氏距离等多种定义。欧氏距离：广义距离：比雪夫距离(切氏距离Chebyshev):

对于长度、周长、面积等定量的度量关系，所采用统计学中的斜交距离:马氏距离（绝对值距离，街坊距离，曼哈坦距离，Manhattan距离）：明氏距离(Minkowski距离)：统计学中的斜交距离:马氏距离（绝对值距离，街坊距离，曼哈坦距2.面积量算在平面直角坐标系中，计算面积时，计算y值以下面积．按矢量方向，分别求出向右向左两个方向各自的面积，它们的绝对值之差，便是多边形面积值。2.面积量算3.体积量算体积量算与面积量相似，只不过是计算两个相反的表面以下的体积绝对值之差。3.体积量算4.表面积量测空间曲面表面积的计算与空间曲面拟合的方法以及实际使用的数据结构(规则格网或者三角形不规则格网)有关。分块曲面拟合:曲面表面积为分块曲面表面积之和。基于三角形格网的曲面插值通常使用一次多项式模型,因此三角形格网上的曲面实质上是平面。基于正方形格网,其最简单的曲面模型为双线性多项式,因此无法以简单的公式给出曲面积,计算较复杂。对于局部拟合的曲面,通常是将计算区域剖分成若干规则单元,计算每个单元的面积,再累积计算总面积。4.表面积量测8.4.2质心量测1.定义质心是描述地理对象空间分布的一个重要指标。例如要得到一个全国的人口分布等值线图，而人口数据只能到县级，所以必须在每个县域里定义一个点作为质心，代表该县的数值，然后进行插值计算全国人口等值线质心通常定义为目标的半径位置或保持均匀的平衡点，一般一个多边形或面的几何中心，当多边形比较简单，比如矩形，计算很容易。但当多边形形状复杂时，计算很复杂8.4.2质心量测1.定义2.计算公式：i为离散目标，w为权重，x，y为目标坐标3.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2.计算公式：8.5.属性统计分析8.5.1单属性统计单属性统计单属性统计是对属性数据库中的某个字段，统计总和、最大值、最小值及平均值，给出字段值落在各个区间内或等于各个离散值的记录数，并据此绘制各类统计图（折线、直方、立体直方、饼图、立体饼图等）。这一功能在GIS中的使用是相当频繁的。如城市管网系统中，用户常常提出诸如“管网总长是多少？”、“管径大于300的管段有多少？”、“各类材质的管段分别有多少？”等问题，这些都可以通过单属性统计来获得答案。8.5.属性统计分析8.5.1单属性统计8.5.2单属性函数变换单属性函数变换是对选定的初等函数，将属性字段作为函数自变量，将字段值依次带入初等函数，得到变换结果。系统常常是让用户在属性数据库中选择一个已有字段或在属性数据库中扩充一个字段来存放运算结果。用来作计算的函数可以有很多，如幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数等等。很多函数对变量域有限制（如对数函数中真值要大于零），系统应允许指定缺省值，当变量非法时将结果设置为此缺省值。8.5.2单属性函数变换单属性函数变换是对选定的8.5.3双属性分类统计

双属性分类统计除了要选择分类字段，并划分出各类范围外，还需要指定统计字段和统计方式。统计方式分计数方式和累计方式，其中计数方式是累计各类图元数，.而累计方式则是将每一类的累计字段值相加。以土地详查为例，假定现有某一数据层是一个县的全部图斑（区数据），图斑属性中有权属号（记录图斑所属县、乡、村）、面积、地类等字段，现要统计各村图斑总面积，就可以将图斑属性中的“权属号”作为分类字段，“面积”作为统计字段，统计方式是累计方式；如果要统计各村每类用地的数目，则要将“地类”作为统计字段，采用计数方式来统计。8.5.3双属性分类统计

双属性分类统计除了要选第八章GIS空间分析课件8.6空间叠加分析空间叠加分析：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加，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。前者一般用于检索同时具有几种地理属性的分布区域，或对叠加后产生的多重属性进行新的分类，称为空间合成叠加；后者一般用于提取某个区域范围内某些专题内容的数量特征，称为空间统计叠加。8.6空间叠加分析空间叠加分析：是指在统一空间参在栅格系统中，层间叠加可通过像元之间的各种运算来实现。设A，B，C等表示第一、第二、第三等各层上同一座标处的属性值，f函数表示各层上属性与用户需要之间的关系，U为叠置后属性输出层的属性值，则U=f(A,B,C……)8.6.1栅格数据叠加分析8.6.1栅格数据叠加分析1．局部变换每一个像元经过局部变换后的输出值与这个像元本身有关系，而不考虑围绕该像元的其他像元值。

输入栅格输出栅格

单层局部变换1．局部变换输入栅格输入栅格乘数栅格输出栅格图8-13多层局部变换输入栅格乘数栅格2．邻域变换邻域变换输出栅格层的像元值主要与其相邻像元值有关。如果要计算某一像元的值，就将该像元看作一个中心点，一定范围内围绕它的格网可以看作它的辐射范围，这个中心点的值取决于采用何种计算方法将周围格网的值赋给中心点，其中的辐射范围可自定义。输入栅格输出栅格

邻域变换2．邻域变换输入栅格3．分带变换将同一区域内具有相同像元值得格网看作一个整体进行分析运算，称为分带变换。通过识别输入栅格层中具有相同像元值得格网在分带栅格层中的最大值，将这个最大值赋给输入层中这些格网导出并存储到输出栅格层中。输入栅格分带栅格输出栅格

分带变换3．分带变换输入栅格分带栅格4．全局变换全局变换是基于区域内全部栅格的运算，一般指在同一网格内进行像元与像元之间距离的量测。欧几里德几何距离定义源像元为0值，而其他像元的输出值是到最近的源距离像元的距离。垂直或水平方向相邻的像元之间的距离等于像元的尺寸大小或者等于两个像元质心之间的距离；如果对角线相邻，则像元距离约等于像元的尺寸大小的1.4倍输入栅格输出栅格

欧几里德距离运算4．全局变换输入栅格5.栅格叠加

只将对应栅格单元的属性作某种运算（加、减、乘、除、三角函数、逻辑运算等）得到新图层属性，而不受其邻近点的属性值的影响。布尔叠加（Booleanoverlays）AND-logicalintersectionOR-logicalunion,andNOT-logicalnegation加权叠加（Weightedoverlays）算术运算（arithmetic）:+,-,*,/,统计运算（statistical）:mean,maximum,minimum合并（mergetwolayers）:cover-onelayer“covers”anothercross-assignnewvaluetoeachcombinationofvalues

extract-extractspecialattributevlues+。。。5.栅格叠加+。。。Unionoverlay(OR)211223233242323252523242525VegetationSoils100110100000110011100110111ReclassifyOR100110111ReclassifyWhichareasareeithergrasslands(2)or

sandy(25)soils?Unionoverlay(OR)2112232332421.矢量数据叠加方法

叠置分析是将同一地区的两组或两组以上的要素（地图）进行叠置，产生新的特征（新的空间图形或空间位置上的新属性的过程）的分析方法。如果输入地图具有与叠加地图相同的区域范围，则该区域范围也用于输出地图。但是如果输入地图区域范围与叠加地图不同，那么输出地图的区域范围将依所用叠加方法不同而不同。四种常用的叠加方法为；UNION（联合）、INTERSECT（相交）、SUBSTRACTION（相减）和IDENTITY（层叠加）。

8.6.2矢量数据叠加分析1.矢量数据叠加方法8.6.2矢量数据叠加分析UNION通过把两幅地图的区域范围联合起来而保持来自输入地图和叠加地图的所有要素。使用布尔运算OR。UNION要求输入地图和叠加地图均为多边形地图。INTERSECT仅仅保留落在输入地图和叠加地图共同区域范围的那些要素。使用布尔运算AND。++UNION通过把两幅地图的区域范围联合起来而保持来自输入地图SUBSTRACTION是从输入地图中剔除叠加地图全部区域。IDENTITY仅仅保留落在输入地图定义的区域范围内的地图要素。++SUBSTRACTION是从输入地图中剔除叠加地图全部区域。2.矢量数据叠加类型矢量数据叠加必须考虑要素的类型。输入地图可包含点、线、多边形，叠加地图一般是多边形，因此矢量数据叠加按要素类型分成点与多边形，线与多边形，多边形与多边形。但MAPGIS叠加地图也可以是点、线。输出地图具有与输入地图一样的要素类型。MAPGIS增加了多边形与点，点与线的叠加类型。

2.矢量数据叠加类型(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。(2）线与多边形的叠置线与多边形的叠置是把一幅图(或一个数据层)中的多边形的特征加到另一幅图(或另一个数据层)的线上。线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。

(1）点与多边形的叠置(3）多边形与多边形的叠置是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形（合成叠置）或进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计叠置）。合成叠置需要进行属性合并。方法可用加、减、乘、除，也可取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。统计叠置是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。下面仅以MAPGIS多边形与多边形叠加为例详述。叠加结果的属性为：标志码、面积、周长，f1、区号、f2，其中区号为第二个数据层的区号。(3）多边形与多边形的叠置多边形与多边形联合（UNION）a613201f1LSIDb502801f2LSIDb1531583b1a421222a511981f2f1LSID多边形与多边形联合（UNION）a613201f1LSI多边形与多边形相交（INTERSECT）a613201f1LSIDb502801f2LSID3b1a4212221f2f1LSID多边形与多边形相交（INTERSECT）a613201多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a613201f1LSIDb502801f2LSID3b1a4212221f2f1LSID多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a61320多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a613201f1LSIDb502801f2LSID3b1a4212221f2f1LSIDa51198多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a613208.7.缓冲区分析

缓冲分析就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体（缓冲目标）周围建立一定宽度范围的多边形。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。换言之，任何目标所产生的缓冲区总是一些多边形，这些多边形将构成新的数据层。缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区域，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围，以便为某项分析或决策提供依据。

8.7.缓冲区分析缓冲分析就是地理空间目标的一1.点缓冲区以点为圆心，以一定距离为半径画圆所围成的区域。用途：针对点要素的一定半径范围的分析。2.线缓冲区分别对每一个顶点和每条边生成缓冲区，然后对这些缓冲区多边形进行叠置操作。用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。3.面缓冲区首先生成多边形周长的缓冲区（线缓冲区），然后与原始多边形进行叠置操作.8.7.1缓冲区类型1.点缓冲区8.7.1缓冲区类型8.7.2建立缓冲区算法

1.点缓冲区算法等距离的点缓冲区是一个圆。2.双线问题缓冲区计算的基本问题是双线问题。双线问题有很多另外的名称，如图形加粗，加宽线，中心线扩张等，它们指的都是相同的操作

8.7.2建立缓冲区算法1.点缓冲区算法双线问题最简单的方法是角分线法（简单平行线法）。算法是在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按缓冲区半径R截出左右边线的起止点；在轴线的其它转折点上，用与该线所关联的前后两邻边距轴线的距离为R的两平行线的交点来生成缓冲区对应顶点角分线法的缺点是难以最大限度保证双线的等宽性，尤其是在凸侧角点在进一步变锐时，将远离轴线顶点双线问题最简单的方法是角分线法（简单平行线法）。算法3.凸角圆弧法在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按双线和缓冲区半径截出左右边线起止点；在轴线其它转折点处，首先判断该点的凸凹性，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧则用前后两邻边平行线的交点生成对应顶点。这样外角以圆弧连接，内角直接连接，线段端点以半圆封闭。

3.凸角圆弧法4.自相交多边形对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计算形状比较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，就复杂得多。为使缓冲区算法适应更为普遍的情况，就不得不处理边线自相交的情况。当轴线的弯曲空间不容许双线的边线无压盖地通过时，就会产生若干个自相交多边形

4.自相交多边形

自相交多边形分为两种情况：岛屿多边形和重叠多边形。岛屿多边形是缓冲区边线的有效组成部分；重叠多边形不是缓冲区边线的有效组成，不参与缓冲区边线的最终重构。对于岛屿多边形和重叠多边形的自动判别方法，首先定义轴线坐标点序为其方向，缓冲区双线分成左右边线，左右边线自相交多边形的判别情形恰好对称。对于左边线，岛屿自相交多边形呈逆时针方向，重叠自相交多边形呈顺时针方向；对于右边线，岛屿多边形呈顺时针方向，重叠多边形呈逆时针方向

自相交多边形分为两种情况：岛屿多边形和重叠多边形。第八章GIS空间分析课件8.8.网络分析

网络分析是GIS的另一重要分析类型。在地理空间中，许多自然、人工的线状地物相互之间构成网络。如道路网、地下管线网、电网、河流网等。在这些网络上，人们需要进行路径选择、资源分配、运输路线规划、故障诊断等分析。GIS中的网络分是依据网络的拓扑关系(线性实体之间、线性实体与结点之间、结点与结点之间的连接、连通关系),通过考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面的一种分析计算。复杂的网络分析需要专业的应用模型支持，这里只介绍基本的网络分析方法。8.8.网络分析网络分析是GIS的另一重要分8.8.1网络基本元素网络是由若干线性实体互连而成的一个系统，构成网络的最基本元素是线性实体以及这些实体的连接交汇点。前者常被称为网线或链（link），后者一般称为结点（node）。1.网线和结点网线构成网络的骨架，是资源传输或通讯联络的通道，可以代表公路、铁路、航线、水管、煤气管、河流等等；结点是网线的端点，又是网线汇合点，可以表示交叉路口、中转站、河流汇合点等。2.阻抗网线数据应包含正反两个方向上的阻抗（如流动时间、耗费等）。如在城市中不同街道的时速限制和交通状况有显著差别。旅行时间是有方向性的，一个方向的旅行时间可能不同于其他方向的。这样旅行时间取决于弧段的方向，往与返要分开输入。

8.8.1网络基本元素网络是由若干线性实体互连而成的结点站点3.转弯在连通路线相连的结点处，资源运移方向可能转变，从一条链上经结点转向另一条链。4.停靠点（站点）网络中资源的上、下结点。5.中心收发资源的结点处的设施，如河流网络中的水库，公共汽车停车场。6.障碍：资源不能通过的结点。结点站点3.转弯1.路径分析最佳路径求解就是在指定网络中两结点间找一条累积阻抗最小的路径。路径可以是由两个节点（起点和终点）连成，也可在两点间有一些特定的站点。主要路径分析:静态求最佳路径:在给定每条链上的属性后，求最佳路径。一般分析从p1到p2共有n条路径，计算各路径上的权数之和，取最小者为最佳路径。N条最佳路径:给定起点、终点，求代价最小的N条路径，事实上，理论上只有一条，实际上需选择N条近似最佳路径。最短路径或最低耗费路径:确定起点、终点和要经过的中间点、链，求最短或耗费最小路径。动态最佳路径分析:网络中每条链上的属性权数是动态变化的，而且可能出现一些障碍点，需要动态求最佳路径。

8.8.2网络的应用1.路径分析8.8.2网络的应用2.资源分配资源分配也称定位与分配问题。在多数应用中，需要解决在网络中选定几个供应中心，并将网络的网线和结点分配最近的某一中心（资源发散或汇集地），使各中心所覆盖范围内每一点到中心的总的加权距离最小。例如，资源分配能为城市中的每一条街道上的学生确定最近的学校，为水库提供其供水区，等等。定位与分配模型是根据需求点的空间分布，在一些候选点中选择给定数量的供应点以使预定的目标方程达到最佳结果。---最佳分配中心，最优配置。定位是指已知需求源的分布，确定在哪里布设供应点最合适的问题。分配是确定这些需求源分别受哪个供应点服务的问题。2.资源分配资源分配根据中心容量以及网线和结点的需求将网线和结点分配给中心，分配是沿最佳路径进行的。当网络元素被分配给某个中心，该中心拥有的资源量就依据网络元素的需求而缩减，当中心的资源耗尽，分配就停止。一所学校要依据就近入学的原则来决定应该接收附近那些街道上的学生。这时，可以将街道作为网线构成一个网络，将学校作为一个结点并将其指定为中心，以学校拥有的座位数作为此中心的资源容量，每条街道上的适龄儿童作为相应网线的需求，走过每条街道的时间作为网线的阻碍强度，如此资源分配功能就将从中心出发，依据阻碍强度由近及远地寻找周围的网线并把资源分配给它（也就是把学校的座位分配给相应街道上的儿童），直至被分配网线的需求总和达到学校的座位总数。

资源分配根据中心容量以及网线和结点的需求将网线和结点第八章GIS空间分析课件3.确定最近设施目的为在网络路径上找出距某一位置最近的设施，并设计到达这些设施的最近路线。最近设施是指能够提供某种特定的服务，并距某一位置（发生的某一事件）最近的任何设施。例如：对一场火灾来说，最近设施是指最近的消防栓；对一起交通事故来说，它是指离事故现场最近的能够提供急救服务的医院；而对于一个家庭的日常生活来说，最近设施又是指距住宅最近的零售店或超市。根据需要，最近设施可以是一个或多个。寻找最近设施时，路线的行进方向可从事件到设施，或者从设施到事件。如：家庭主妇要到最近的商店购物，路线的行进方向是从家到该商店。当为一处火灾找出最近的消防站时，此时的行进方向是从消防站到火灾现场。因为交通方式、行驶速度、单行线及禁止转弯等因素的影响，路线行进方向不同，最近设施的位置将会有重要的差别。3.确定最近设施EmergencyvehicleresponseTargetSiteEmergencyvehicleresponseTarg第八章GIS空间分析课件4.创建服务区域目的为在一个网络路径上确定任何位置的服务区域和服务网络，并显示在视图中。利用服务网络可查看可达街道沿线的情况。服务区域表示覆盖服务网络的地区，创建服务区之后，可以确定其中有多少人口或其他的事物。在创建服务区的基础上，可评估该地点的可达性。为零售店、超市、饭店、游乐场、娱乐中心的选址进行评估，了解选定地点周围的环境，为确定经营方向和营销策略提供依据。可达性是指到达某一地点的难易程度，可用到达该地点所需的行驶时间或距离来评估。例如：一家零售商店，在步行1公里的范围内，可能居住的顾客数目；一家饭店，在其20分钟的行车时间范围内，可能有的顾客数目等。创建服务区时，必须指定行进方向，从某地点到周围地区或从周围地区到某地点。因为交通方式、行驶速度、单行线及禁止转弯等因素的影响，路线行进方向不同，服务区域将会不同。

4.创建服务区域第八章GIS空间分析课件5.连通分析---最小生成树(1)含义：连通图：如果一个图中，任意两个节点之间都存在一条路。树：若一个连通图中不存在任何回路，则称为树。最小生成树：生成树是图的极小连通子图。生成树T的权数：一个连通的赋权图G可能有很多的生成树。设T为图G的一个生成树，若把T中各边的权数相加，则这个和数称为生成树T的权数。在G的所有生成树中，权数最小的生成树称为G的最小生成树。126543161118655.连通分析---最小生成树12654316111865(2)构造最小生成树的依据有两条在网中选择n－1条边连接网的n个顶点；尽可能选取权值为最小的边。(3)算法（Kruskal，克罗斯克尔算法，也叫“避圈”法）设图G是由m个节点构成的连通赋权图，则构造最小生成树的步骤如下：先把图G中的各边按权数从小到大重新排列，并取权数最小的一条边为T中的边。在剩下的边中，按顺序取下一条边。若该边与T中已有的边构成回路，则舍去该边，否则选进T中。重复，直到有m-1条边被选进T中，这m-1条边就是G的。(2)构造最小生成树的依据有两条例：设有如图(1)所示的图，图的每条边上标有权数。为了使权数的总和为最小，应该从权数最小的边选起。在此，选边(2，3)；去掉该边后，在图中取权数最小的边，此时，可选(2，4)或(3，4)，设取(2，4)；去掉(2，4)边，下一条权数最小的边为(3，4)，但使用边(3，4)后会出现回路，故不可取，应去掉边(3，4)；下一条权数最小的边为(2，6)；依上述方法重复，可形成图14-9(2)所示的最小生成树。如果前面不取(2，4)，而取(3，4)，则形成图14-9(3)所示的最小生成树。

1265431619332111141865612654316111865612654316111856赋权图最小生成树之一最小生成树之二例：设有如图(1)所示的图，图的每条边上标有权数。为了使权数(4)应用：在实际应用中，类似在n个城市间建立通信线路这样的连通分析问题。图的顶点表示城市，边表示两城市间的线路，边上所赋的权值表示代价。对n个顶点的图可以建立许多生成树，每一棵树可以是一个通信网。若要使通信网的造价最低，就需要构造图的最小生成树。(4)应用：6.选址选址功能涉及在某一指定区域内选择服务性设施的位置，例如市郊商店区、消防站、工厂、飞机场、仓库等的最佳位置的确定。在网络分析中的选址问题一般限定设施必须位于某个结点或位于某条网线上，或者限定在若干候选地点中选择位置。存在种类繁多的选址问题，实现方法和技巧也多种多样，不同GIS系统在这方面各有特色。造成这种多样性的原因主要在于：对“最佳位置”的解释（即用什么标准来衡量一个位置的优劣）以及要定位的是一个设施还是多个设施。6.选址精品课件！精品课件！精品课件！精品课件！Thankyou！学习实践学习实践Thankyou！学习实践学习实践8.1.空间分析内容和步骤8.2.空间数据查询8.3.空间数据分类8.4.空间数据量算8.5.属性统计分析8.6.空间叠加分析8.7.缓冲区分析8.8.网络分析8.1.空间分析内容和步骤8.1空间分析内容和步骤1.空间分析内容空间位置：借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。空间形态：空间对象的几何形态空间距离：空间物体的接近程度空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。8.1空间分析内容和步骤1.空间分析内容2.空间分析步骤（1）建立分析的目的和标准（2）准备空间操作的数据（3）进行空间分析操作（4）准备表格分析的数据（5）进行表格分析（6）结果的评价和解释（7）如有必要，改进分析（8）产生最终的结果图和表格报告2.空间分析步骤属性查询空间查询查询定位检索区域检索条件检索空间关系检索点—点线—线面—面点—线线—面点—面检索路径分析资源分配连通分析流分析选址网络分析叠加分析缓冲区分析ＤＴＭ分析三维显示统计分析分类分析逻辑运算算术运算空间分析属性分析分析决策空间分析属性查询查询定位检索点—点检索路径分析网络分析统计分析空间分8.2空间数据查询空间数据查询的目的是从空间数据库中快速高效地检索出所需要的数据,实质上就是按一定条件对空间实体的图形数据和属性数据进行查询检索,形成一个新的空间数据子集。检索设计主要根据GIS应用的实际要求，用SQL语言、扩展SQL语言和具有检索功能的GIS命令来实现8.2空间数据查询空间数据查询的目的是从空间数据库中8.2.1布尔逻辑查询使用布尔逻辑的规则对属性以及空间特性进行运算操作来检索数据使GIS在检索功能方面具有了极大的灵活性，数据查询遵循布尔代数（Booleanalgebra）（英国逻辑学家GeorgeBoole）并由逻辑表达式与布尔连接符组成。逻辑表达式由运算数和逻辑运算符组成。逻辑运算符可以是等于（=）、大于（>）、小于（<）、大于或等于（>=）、小于或等于（<=）、不等于。布尔连接符有和（AND）、或（OR）、异或（XOR）、非（NOT）等。

8.2.1布尔逻辑查询使用布尔逻辑的规则对属性以及空间特性进8.2.2空间查询语言

作为与数据库交互的主要手段，查询语言是数据库管理系统的一个核心要素。对数据库来说，一个简单的获取数据库数据的要求被定义为一个查询，而为此目的开发的语言称为查询语言。近几十年来，曾今出现了许多的查询语言，但它们中只有一种最为流行：结构化查询语言(SQL)。8.2.2空间查询语言作为与数据库交互的主要手段，查标准数据库查询语言

SQL(StructuredQueryLanguarge)语言是1974年由Boyce和Chamberlin提出的。在IBM公司SanJoseResearchLaboratory研制的SystemR上实现了这种语言。由于它功能丰富、使用方式灵活、语言简洁易学等突出优点，在计算机工业界和计算机用户中倍受青睐并深深扎根。它的功能包括查询(Query)、操纵(Manipulation)、定义(Definition),控制(Control)四个方面，是一个综合的、通用的、功能极强的关系数据库语言。标准数据库查询语言SQL(Structured8.3.1矢量数据再分类重分类是将属性数据的类别合并或转换成新类。即对原来数据中的多种属性类型，按照一定的原则进行重新分类，以利于分析。可以通过选择数据子集并对选中的数据子集赋值，生成新的属性数据。例如，我们希望从一个数据层中得到土壤类型分布图，原始数据层中的多边形是根据更细的类别来划分的（每一个多边形中土壤类型和植被类型完全一致，用大写字母表示土壤类型的分类，小写字母表示植被类型的分类。在多数情况下，重分类都是将复杂的类型合并成简单的类型。8.3.空间数据再分类（Reclassify）8.3.1矢量数据再分类8.3.空间数据再分类（Reclas第八章GIS空间分析课件8.3.2栅格数据再分类1.栅格数据再分类的两种方法：第一种方法是一对一改变，即输入格网中的单元值在输出格网中被赋予一个新值。例如，在土地利用格网中的灌溉农地在输出格网中赋值1。第二种方法是在输入格网中对一系列单元值赋予新值。例如人口密度格网中人口密度为每平方英里0~25人的单元在输出格网中被赋值为1。8.3.2栅格数据再分类2.栅格再分类功能：数据简化：再分类能组成连续坡度值。例如，分成一系列类型，1代表坡度为0.0~10.0%，2代表坡度为10.0%~20.0%，依此类推。数据分离：再分类能生成包括惟一类别或数值的新格网，例如，灌溉农地或坡度在10.0%~20.0%数值范围。数据排序：再分类能生成新的数据格网来表示输入格网单元值的排序结果。例如，再分类结果可表示1~5的排序，1为最不适宜，5为最适宜。2.栅格再分类功能：8.4.空间数据量算查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是GIS的基本功能之一，它是地理信息系统进行高层次分析的基础。在地理信息系统中，为进行高层次分析，往往需要查询定位空间对象，并用一些简单的量测值对地理分布或现象进行描述，如长度，面积，距离，形状等。实际上，空间分析首先始于空间查询和量算，它是空间分析的定量基础。8.4.空间数据量算查询和定位空间对象，并对空间对象8.4.1几何量算含义：点：0维坐标线：1维，长度、曲率、方向面：2维，面积、周长等体：3维，表面积、体积等线长度计算矢量：两点之间的直线距离，复合线段累加求和栅格：网格数目累加面积计算矢量：几何交叉求积（坐标法）栅格：相同属性值的格网数目与格网面积的乘积8.4.1几何量算含义：1.距离量测距离描述了空间对象之间的接近程度。地理空间上的距离所描述的对象一定发生在地理空间上。距离的定义与度量空间和空间匀质性是相关的，不同的度量空间和介质空间，距离定义不同不同的距离有不同的特性，距离的定义是由应用决定的，可根据需要重新定义距离。在非匀质空间，距离定义不仅仅是表达是上的变化，而且还具有研究区域上的变化，这时的距离计算一般在多边形范围内按一定算法进行。1.距离量测n

维匀质空间广义距离公式j(xj,yj)i(xi,yi)ijij距离计算公式

n维非匀质空间距离计算q=2，二维欧氏距离q=1，曼哈顿距离q=0.6,非欧氏距离网络距离n维匀质空间广义距离公式j(xj,yj)i(xi,yi对于长度、周长、面积等定量的度量关系，所采用的数学描述公式形式简单、较为统一。对于距离而言，两个点状目标间的距离有欧氏距离、广义距离、契比雪夫距离及统计学中的斜交距离和马氏距离等多种定义。欧氏距离：广义距离：比雪夫距离(切氏距离Chebyshev):

对于长度、周长、面积等定量的度量关系，所采用统计学中的斜交距离:马氏距离（绝对值距离，街坊距离，曼哈坦距离，Manhattan距离）：明氏距离(Minkowski距离)：统计学中的斜交距离:马氏距离（绝对值距离，街坊距离，曼哈坦距2.面积量算在平面直角坐标系中，计算面积时，计算y值以下面积．按矢量方向，分别求出向右向左两个方向各自的面积，它们的绝对值之差，便是多边形面积值。2.面积量算3.体积量算体积量算与面积量相似，只不过是计算两个相反的表面以下的体积绝对值之差。3.体积量算4.表面积量测空间曲面表面积的计算与空间曲面拟合的方法以及实际使用的数据结构(规则格网或者三角形不规则格网)有关。分块曲面拟合:曲面表面积为分块曲面表面积之和。基于三角形格网的曲面插值通常使用一次多项式模型,因此三角形格网上的曲面实质上是平面。基于正方形格网,其最简单的曲面模型为双线性多项式,因此无法以简单的公式给出曲面积,计算较复杂。对于局部拟合的曲面,通常是将计算区域剖分成若干规则单元,计算每个单元的面积,再累积计算总面积。4.表面积量测8.4.2质心量测1.定义质心是描述地理对象空间分布的一个重要指标。例如要得到一个全国的人口分布等值线图，而人口数据只能到县级，所以必须在每个县域里定义一个点作为质心，代表该县的数值，然后进行插值计算全国人口等值线质心通常定义为目标的半径位置或保持均匀的平衡点，一般一个多边形或面的几何中心，当多边形比较简单，比如矩形，计算很容易。但当多边形形状复杂时，计算很复杂8.4.2质心量测1.定义2.计算公式：i为离散目标，w为权重，x，y为目标坐标3.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2.计算公式：8.5.属性统计分析8.5.1单属性统计单属性统计单属性统计是对属性数据库中的某个字段，统计总和、最大值、最小值及平均值，给出字段值落在各个区间内或等于各个离散值的记录数，并据此绘制各类统计图（折线、直方、立体直方、饼图、立体饼图等）。这一功能在GIS中的使用是相当频繁的。如城市管网系统中，用户常常提出诸如“管网总长是多少？”、“管径大于300的管段有多少？”、“各类材质的管段分别有多少？”等问题，这些都可以通过单属性统计来获得答案。8.5.属性统计分析8.5.1单属性统计8.5.2单属性函数变换单属性函数变换是对选定的初等函数，将属性字段作为函数自变量，将字段值依次带入初等函数，得到变换结果。系统常常是让用户在属性数据库中选择一个已有字段或在属性数据库中扩充一个字段来存放运算结果。用来作计算的函数可以有很多，如幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数等等。很多函数对变量域有限制（如对数函数中真值要大于零），系统应允许指定缺省值，当变量非法时将结果设置为此缺省值。8.5.2单属性函数变换单属性函数变换是对选定的8.5.3双属性分类统计

双属性分类统计除了要选择分类字段，并划分出各类范围外，还需要指定统计字段和统计方式。统计方式分计数方式和累计方式，其中计数方式是累计各类图元数，.而累计方式则是将每一类的累计字段值相加。以土地详查为例，假定现有某一数据层是一个县的全部图斑（区数据），图斑属性中有权属号（记录图斑所属县、乡、村）、面积、地类等字段，现要统计各村图斑总面积，就可以将图斑属性中的“权属号”作为分类字段，“面积”作为统计字段，统计方式是累计方式；如果要统计各村每类用地的数目，则要将“地类”作为统计字段，采用计数方式来统计。8.5.3双属性分类统计

双属性分类统计除了要选第八章GIS空间分析课件8.6空间叠加分析空间叠加分析：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加，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。前者一般用于检索同时具有几种地理属性的分布区域，或对叠加后产生的多重属性进行新的分类，称为空间合成叠加；后者一般用于提取某个区域范围内某些专题内容的数量特征，称为空间统计叠加。8.6空间叠加分析空间叠加分析：是指在统一空间参在栅格系统中，层间叠加可通过像元之间的各种运算来实现。设A，B，C等表示第一、第二、第三等各层上同一座标处的属性值，f函数表示各层上属性与用户需要之间的关系，U为叠置后属性输出层的属性值，则U=f(A,B,C……)8.6.1栅格数据叠加分析8.6.1栅格数据叠加分析1．局部变换每一个像元经过局部变换后的输出值与这个像元本身有关系，而不考虑围绕该像元的其他像元值。

输入栅格输出栅格

单层局部变换1．局部变换输入栅格输入栅格乘数栅格输出栅格图8-13多层局部变换输入栅格乘数栅格2．邻域变换邻域变换输出栅格层的像元值主要与其相邻像元值有关。如果要计算某一像元的值，就将该像元看作一个中心点，一定范围内围绕它的格网可以看作它的辐射范围，这个中心点的值取决于采用何种计算方法将周围格网的值赋给中心点，其中的辐射范围可自定义。输入栅格输出栅格

邻域变换2．邻域变换输入栅格3．分带变换将同一区域内具有相同像元值得格网看作一个整体进行分析运算，称为分带变换。通过识别输入栅格层中具有相同像元值得格网在分带栅格层中的最大值，将这个最大值赋给输入层中这些格网导出并存储到输出栅格层中。输入栅格分带栅格输出栅格

分带变换3．分带变换输入栅格分带栅格4．全局变换全局变换是基于区域内全部栅格的运算，一般指在同一网格内进行像元与像元之间距离的量测。欧几里德几何距离定义源像元为0值，而其他像元的输出值是到最近的源距离像元的距离。垂直或水平方向相邻的像元之间的距离等于像元的尺寸大小或者等于两个像元质心之间的距离；如果对角线相邻，则像元距离约等于像元的尺寸大小的1.4倍输入栅格输出栅格

欧几里德距离运算4．全局变换输入栅格5.栅格叠加

只将对应栅格单元的属性作某种运算（加、减、乘、除、三角函数、逻辑运算等）得到新图层属性，而不受其邻近点的属性值的影响。布尔叠加（Booleanoverlays）AND-logicalintersectionOR-logicalunion,andNOT-logicalnegation加权叠加（Weightedoverlays）算术运算（arithmetic）:+,-,*,/,统计运算（statistical）:mean,maximum,minimum合并（mergetwolayers）:cover-onelayer“covers”anothercross-assignnewvaluetoeachcombinationofvalues

extract-extractspecialattributevlues+。。。5.栅格叠加+。。。Unionoverlay(OR)211223233242323252523242525VegetationSoils100110100000110011100110111ReclassifyOR100110111ReclassifyWhichareasareeithergrasslands(2)or

sandy(25)soils?Unionoverlay(OR)2112232332421.矢量数据叠加方法

叠置分析是将同一地区的两组或两组以上的要素（地图）进行叠置，产生新的特征（新的空间图形或空间位置上的新属性的过程）的分析方法。如果输入地图具有与叠加地图相同的区域范围，则该区域范围也用于输出地图。但是如果输入地图区域范围与叠加地图不同，那么输出地图的区域范围将依所用叠加方法不同而不同。四种常用的叠加方法为；UNION（联合）、INTERSECT（相交）、SUBSTRACTION（相减）和IDENTITY（层叠加）。

8.6.2矢量数据叠加分析1.矢量数据叠加方法8.6.2矢量数据叠加分析UNION通过把两幅地图的区域范围联合起来而保持来自输入地图和叠加地图的所有要素。使用布尔运算OR。UNION要求输入地图和叠加地图均为多边形地图。INTERSECT仅仅保留落在输入地图和叠加地图共同区域范围的那些要素。使用布尔运算AND。++UNION通过把两幅地图的区域范围联合起来而保持来自输入地图SUBSTRACTION是从输入地图中剔除叠加地图全部区域。IDENTITY仅仅保留落在输入地图定义的区域范围内的地图要素。++SUBSTRACTION是从输入地图中剔除叠加地图全部区域。2.矢量数据叠加类型矢量数据叠加必须考虑要素的类型。输入地图可包含点、线、多边形，叠加地图一般是多边形，因此矢量数据叠加按要素类型分成点与多边形，线与多边形，多边形与多边形。但MAPGIS叠加地图也可以是点、线。输出地图具有与输入地图一样的要素类型。MAPGIS增加了多边形与点，点与线的叠加类型。

2.矢量数据叠加类型(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。(2）线与多边形的叠置线与多边形的叠置是把一幅图(或一个数据层)中的多边形的特征加到另一幅图(或另一个数据层)的线上。线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。

(1）点与多边形的叠置(3）多边形与多边形的叠置是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形（合成叠置）或进行多边形范围内的属性特性的统计分析（统计叠置）。合成叠置需要进行属性合并。方法可用加、减、乘、除，也可取平均值、最大最小值，或取逻辑运算的结果等。统计叠置是确定一个多边形中含有其它多边形的属性类型的面积等，即把其它图上的多边形的属性信息提取到本多边形中来。下面仅以MAPGIS多边形与多边形叠加为例详述。叠加结果的属性为：标志码、面积、周长，f1、区号、f2，其中区号为第二个数据层的区号。(3）多边形与多边形的叠置多边形与多边形联合（UNION）a613201f1LSIDb502801f2LSIDb1531583b1a421222a511981f2f1LSID多边形与多边形联合（UNION）a613201f1LSI多边形与多边形相交（INTERSECT）a613201f1LSIDb502801f2LSID3b1a4212221f2f1LSID多边形与多边形相交（INTERSECT）a613201多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a613201f1LSIDb502801f2LSID3b1a4212221f2f1LSID多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a61320多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a613201f1LSIDb502801f2LSID3b1a4212221f2f1LSIDa51198多边形与多边形相减（SUBSTRACTION）a613208.7.缓冲区分析

缓冲分析就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体（缓冲目标）周围建立一定宽度范围的多边形。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。换言之，任何目标所产生的缓冲区总是一些多边形，这些多边形将构成新的数据层。缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区域，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围，以便为某项分析或决策提供依据。

8.7.缓冲区分析缓冲分析就是地理空间目标的一1.点缓冲区以点为圆心，以一定距离为半径画圆所围成的区域。用途：针对点要素的一定半径范围的分析。2.线缓冲区分别对每一个顶点和每条边生成缓冲区，然后对这些缓冲区多边形进行叠置操作。用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。3.面缓冲区首先生成多边形周长的缓冲区（线缓冲区），然后与原始多边形进行叠置操作.8.7.1缓冲区类型1.点缓冲区8.7.1缓冲区类型8.7.2建立缓冲区算法

1.点缓冲区算法等距离的点缓冲区是一个圆。2.双线问题缓冲区计算的基本问题是双线问题。双线问题有很多另外的名称，如图形加粗，加宽线，中心线扩张等，它们指的都是相同的操作

8.7.2建立缓冲区算法1.点缓冲区算法双线问题最简单的方法是角分线法（简单平行线法）。算法是在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按缓冲区半径R截出左右边线的起止点；在轴线的其它转折点上，用与该线所关联的前后两邻边距轴线的距离为R的两平行线的交点来生成缓冲区对应顶点角分线法的缺点是难以最大限度保证双线的等宽性，尤其是在凸侧角点在进一步变锐时，将远离轴线顶点双线问题最简单的方法是角分线法（简单平行线法）。算法3.凸角圆弧法在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按双线和缓冲区半径截出左右边线起止点；在轴线其它转折点处，首先判断该点的凸凹性，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧则用前后两邻边平行线的交点生成对应顶点。这样外角以圆弧连接，内角直接连接，线段端点以半圆封闭。

3.凸角圆弧法4.自相交多边形对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计算形状比较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，就复杂得多。为使缓冲区算法适应更为普遍的情况，就不得不处理边线自相交的情况。当轴线的弯曲空间不容许双线的边线无压盖地通过时，就会产生若干个自相交多边形

4.自相交多边形

自相交多边形分为两种情况：岛屿多边形和重叠多边形。岛屿多边形是缓冲区边线的有效组成部分；重叠多边形不是缓冲区边线的有效组成，不参与缓冲区边线的最终重构。对于岛屿多边形和重叠多边形的自动判别方法，首先定义轴线坐标点序为其方向，缓冲区双线分成左右边线，左右边线自相交多边形的判别情形恰好对称。对于左边线，岛屿自相交多边形呈逆时针方向，重叠自相交多边形呈顺时针方向；对于右边线，岛屿多边形呈顺时针方向，重叠多边形呈逆时针方向

自相交多边形分为两种情况：岛屿多边形和重叠多边形。第八章GIS空间分析课件8.8.网络分析

网络分析是GIS的另一重要分析类型。在地理空间中，许多自然、人工的线状地物相互之间构成网络。如道路网、地下管线网、电网、河流网等。在这些网络上，人们需要进行路径选择、资源分配、运输路线规划、故障诊断等分析。GIS中的网络分是依据网络的拓扑关系(线性实体之间、线性实体与结点之间、结点与结点之间的连接、连通关系),通过考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面的一种分析计算。复杂的网络分析需要专业的应用模型支持，这里只介绍基本的网络分析方法。8.8.网络分析网络分析是GIS的另一重要分8.8.1网络基本元素网络是由若干线性实体互连而成的一个系统，构成网络的最基本元素是线性实体以及这些实体的连接交汇点。前者常被称为网线或链（link），后者一般称为结点（node）。1.网线和结点网线构成网络的骨架，是资源传输或通讯联络的通道，可以代表公路、铁路、航线、水管、煤气管、河流等等；结点是网线的端点，又是网线汇合点，可以表示交叉路口、中转站、河流汇合点等。2.阻抗网线数据应包含正反两个方向上的阻抗（如流动时间、耗费等）。如在城市中不同街道的时速限制和交通状况有显著差别。旅行时间是有方向性的，一个方向的旅行时间可能不同于其他方向的。这样旅行时间取决于弧段的方向，往与返要分开输入。

8.8.1网络基本元素网络是由若干线性实体互连而成的结点站点3.转弯在连通路线相连的结点处，资源运移方向可能转变，从一条链上经结点转向另一条链。4.停靠点（站点）网络中资源的上、下结点。5.中心收发资源的结点处的设施，如河流网络中的水库，公共汽车停车场。6.障碍：资源不能通过的结点。结点站点3.转弯1.路径分析最佳路径求解就是在指定网络中两结点间找一条累积阻抗最小的路径。路径可以是由两个节点（起点和终点）连成，也可在两点间有一些特定的站点。主要路径分析:静态求最佳路径:在给定每条链上的属性后，求最佳路径。一般分析从p1到p2共有n条路径，计算各路径上的权数之和，取最小者为最佳路径。N条最佳路径:给定起点、终点，求代价最小的N条路径，事实上，理论上只有一条，实际上需选择N条近似最佳路径。最短路径或最低耗费路径:确定起点、终点和要经过的中间点、链，求最短或耗费最小路径。动态最佳路径分析:网络中每条链上的属性权数是动态变化的，而且可能出现一些障碍点，需要动态求最佳路径。

8.8.2网络的应用1.路径分析8.8.2网络的应用2.资源分配资源分配也称定位与分配问题。在多数应用中，需要解决在网络中选定几个供应中心，并将网络的网线和结点分配最近的某一中心