GIS课件（2015）第十二讲 空间分析（3学时）

第八章空间分析

第九章DTM与地形分析《地理信息系统》第十二讲荷兰运动型潜艇：可下潜90米，号称海底法拉利巨大的小行星被称作2014YB35，前两天和地球靠得最近。它和地球最近距离长达450万公里，约是地月距离11倍

加利福尼亚州约塞米蒂国家公园（约3081km2）的山脉被白雪覆盖。小湖名为“莫诺湖”，帕哈岛处在该湖中央夏威夷火山：地球上最活跃的火山熔岩，1992到2002年间已有40人于此死亡

这只动物的栖息地是一个完全漆黑的世界，距最近海洋也有1000km，冰下液态水只有9m，温度只有零下2℃这张地图显示的是北极海岸的侵蚀速率，红色为速率最高的地区

1884年地图：图中北极海岛现已消失

除了图中所示的海岸侵蚀之外，气候变化也被认为是俄罗斯一系列未解巨洞产生的原因

思考题1、下列栅格数据编码方法中，接近矢量结构，不具有区域性质的编码方法是：（）A．四叉树编码B．块码C．游程长度编码D．链码2、请写出下列栅格数据的块码。0447777744444777？本讲提要第八章空间分析

第一节空间查询与量算第二节空间变换第三节再分类第四节缓冲区分析第五节叠加分析第六节网络分析第七节空间插值第九章DTM与地形分析第一节概述

GIS集成了多学科的最新技术，如关系数据库管理，高效图形算法，插值，区划和网络分析，为空间分析提供了强大工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简便易行。空间分析早已成为GIS核心功能之一，它特有的对地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是GIS区别于一般信息系统的主要功能特征。ArcMap是一个可用于数据输入、编辑、查询、分析等功能的应用程序，具有基于地图的所有功能，如地图制图、编辑、分析等。

第一节空间查询与量算GIS第八章空间分析

一、空间查询

一是按属性信息查询定位空间位置，称“属性查图形”。

二是根据对象空间位置查询属性信息，称为“图形查属性”。F7获取信息

1、基于空间关系查询

（1）面面查询：如省区包含的湖泊查询。

（2）面线查询：如省区境内的河流查询。

（3）面点查询：如镇区内的取样点查询。

（4）线面查询：如长江经过的省区查询。

（5）线线查询：如与黄河相连的支流查询。

（6）线点查询：如路渠上有哪些灌溉口。

（7）点面查询：如取样点落在哪个镇区内。

（8）点线查询：如某结点由哪些线相交而成。点与线的邻近关系分析

2、基于空间关系和属性特征查询

SQL允许用户定义自己的操作，并嵌入到SQL命令中。MapInfo查询SQL查询图形查属性属性查图形

二、空间量算

（一）几何量算

点状地物（0维）：坐标；

线状地物（1维）：长度，方向；

面状地物（2维）：面积，周长等；

体状地物（3维）：体积，表面积等。面积量算

（二）形状量算

最常用指标是欧拉函数，用来计算多边形破碎程度和孔的数目。

欧拉函数的计算公式为：

欧拉数=（孔数）-（碎片数-1）

图欧拉数请计算下列多边形的欧拉数。

（a）（b）

（三）质心量算

质心是描述地理对象空间分布的一个重要指标。

常用于宏观经济分析和市场区位选择，还可跟踪某些地理分布的变化，如人口变迁、土地类型变化等。几何中心平均中心

（四）距离量算

最常用的距离概念是欧氏距离。

第二节空间变换GIS第八章空间分析

为满足特定空间分析需要，需对原始图层及其属性进行一系列逻辑或代数运算，以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性，这个过程称为空间变换。根据美国宇航局专家分析,自1880年以来全球平均气温已上升了0.8℃。其中，1975年至今约上升了0.5℃。左图和右图分别是1880-1889年间和2000-2009年间全球温度上升示意图温度图温差图图

县域尺度不施氮空白区水稻基础产量专题地图（图例单位：kg/667m2）

图

县域目标产量700kg/667m2水稻精确施氮处方图（图例单位：kg/667m2）

第三节再分类GIS第八章空间分析重新赋值：砂土、粘土姜堰区土类图

通过分类找出隐藏信息是GIS的重要功能之一。GIS存储的数据具原始数据性质，故可根据不同需要对数据再进行分类和提取。

因这种分类是对原始数据进行的再次分类组织，故称为再分类(Reclassification)。

第四节缓冲区分析GIS第八章空间分析

邻近度（Proximity）描述了地理空间中两个地物距离相近的程度。

交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重要性，公共设施（邮局、车站、派出所、医院、超市、机场等）的服务半径，N小时都市圈，均是邻近度问题。铁路部门须了解新铁路要占多少耕地、房屋等，以便进行工程预算和损失赔偿；军队新建军事基地，须划定军事隔离带；城市要新引进一个化工厂，需要评估工厂对周围20km范围的影响情况；机场附近1km范围不能有高层建筑，以免影响飞机起降等。农业？

所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。

图角平分线法R

第五节叠加分析GIS第八章空间分析

叠加分析是将两个或多个主题（Theme）层组成的数据层，进行叠加产生新数据层的操作。

可分为：视觉信息叠加、点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形叠加、栅格图层叠加。城市热场城市噪声场

一、视觉信息叠加

视觉信息叠加是将不同侧面信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上，不产生新数据层，只是将多层信息复合显示。包括：

1、点状图、线状图和面状图之间的叠加显示。

2、面状图区域边界间或一个面状图与其他专题区域边界间的叠加。

3、遥感影象与专题地图的叠加。

4、专题地图与DEM叠加显示立体专题图。琼华岛永安寺白塔鸟瞰（1900）

二、点与多边形叠加哪一州城市化水平最高？中心区土地利用情况及采样点分布采样点位分布图张甸加密点沈高加密点

三、线与多边形叠加

四、多边形叠加

将两个或多个多边形图层进行叠加产生新多边形图层。

五、栅格图层叠加1948年农林部《中国22省粮食产量分布图》

（标价：2万元）文革带语录的上海地图（标价：80元）

第六节网络分析GIS第八章空间分析

对地理网络（如交通网络、水系）、农村或城市基础设施网络（如地下水、道路、网线、电话、电缆、煤气、水渠等）进行地理分析和模型化，是GIS网络分析功能主要目的。

一、网络数据结构

其基本组成部分和属性如下：

（一）链（Link）

网络中流动的管线，如街道、河流、水管、油管等，其状态属性包括阻力和需求。

（二）结点（Node，弧）

网络中链的结点，如港口、车站、电站、涵洞、机场等，其状态属性包括阻力和需求等。包括障碍点、拐点、中心点、站点等。

二、主要网络分析功能

（一）路径分析

1、静态求最佳路径。

2、N条最佳路径分析：确定起点或终点，求代价最小的N条路径。如货郎担问题。

3、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与连线，求最短路径。

4、动态最佳路径分析（二）资源分配

资源分配网络模型由中心点（分配中心或收集中心）及其属性和网络组成。

一种是由分配中心向四周分配；

一种是由四周向收集中心分配：垃圾中转站——户集中、村（组）收集、镇转运、市处理物流中心收集中心乡村模式VS城镇模式旧县村生态型户厕率统计表（2011