北师大地理信息系统课件07空间数据查询与空间度量

1第七章

空间数据查询与空间度量22008-11空间查询与量算基本的空间分析包括：空间查询空间量算缓冲区分析叠置分析网络分析空间统计分析空间插值地形分析空间分析模型简单的空间分析复杂的空间分析面向应用的空间分析32008-11空间查询与量算空间查询是空间分析基础，任何空间分析都开始于空间查询空间数据库查询条件属性限制空间拓扑限制二者结合GIS软件查询结果统计结果：图、表、文字新图层新的属性域添加到属性数据库

查询方式图形--属性空间查询语言闪烁、颜色等明显表示

42008-11空间查询与量算方式内容结果几何查询属性查询临近空间对象与属性高亮度显示拓扑查询SQL查询空间对象分布空间关系空间对象与属性属性列表统计地图52008-11空间查询与量算空间查询的特性：回答用户的简单问题不改变空间数据库数据不产生新的空间实体和数据空间查询技术由简单到复杂62008-11空间查询与量算一、空间查询的方式1、给出图形信息：如鼠标点取，拉框等方式。1）检索其相应属性2）检索其空间拓扑关系

2、给出属性特征条件1）检索对应的空间实体2）查询属性

单纯查询：单纯地查询属性，或只查询空间拓扑关系联合查询：将空间数据与属性数据联合查询。72008-11空间查询与量算二、空间数据查询种类

1、几何参数查询：包括点的位置坐标，两点间的距离，一个或一段线目标的长度，一个面目标的周长或面积等。实现：查询属性库或空间量算2、空间定位查询：给定一个点或一个几何图形，检索该图形范围内的空间对象及其属性。1）按点查询：

给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性---点的捕捉。2）开窗查询----按矩形、圆、多边形查询

分为该窗口包含和穿过的区别。实现：根据空间索引，检索哪些对象可能位于该窗口，然后根据点、线、面在查询开窗内的判别计算，检索到目标。--空间运算方法

82008-11空间查询与量算3、空间关系查询1）相邻分析检索---通过检索拓扑关系面—面：如查询与面状地物相邻的多边形的实现方法：A、从多边形与弧段关联表中，检索该多边形关联的所有弧段；B、从弧段关联的左右多边形表中，检索出这些弧段关联的多边形。线—线：如查询与某干流A相连的所有支流A、从线状地物表中，查找组成A的所有弧段及关联的结点；B、从结点表中，查询与这些结点关联的弧段；点—点：

如：A与B是否相通等。2）相关分析检索（不同要素类型之间的关系）--通过检索拓扑关系线—面（我国边境线总长度）、点—线（自来水GIS中，与某阀门相关的水管）、点—面A12BC92008-11空间查询与量算3）包含关系查询查询某个面状地物所包含的空间对象。同层包含：如，某省的下属地区，若建立有空间拓扑关系，可直接查询拓扑关系表来实现。不同层包含：如某省的湖泊分布，没有建立拓扑，实质是叠置分析检索，通过多边形叠置分析技术，只检索出在窗口界限范围内的地理实体，窗口外的实体作裁剪处理。4）穿越查询某公路穿越了某些县，采用空间运算的方法执行，根据一个线目标的空间坐标，计算哪些面或线与之相交。5）落入查询一个空间对象落入哪个空间对象之内。--空间运算

6）缓冲区查询根据用户给定的一个点、线、面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据多边形检索原理，检索该缓冲区内的空间实体。102008-11空间查询与量算7）边沿匹配检索空间查询在多幅地图的数据文件之间进行，这时需应用边沿匹配处理技术。上述缓冲区查询与后面介绍的缓冲区分析有一点差别，缓冲区查询不对原有图形进行切割，只是根据用户需要给定一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据多边形检索的理，检索出该缓冲区多边形内的空间地物。

112008-11空间查询与量算4、属性查询1）查找仅选择一个属性表，给定一个属性值，找出对应的属性记录或图形。在屏幕上已有一个属性表，用户任意点取记录，对应的图形以高亮显示。实现：执行数据库查询语言，找到满足要求的记录，得到它的目标标识，再通过目标标识在图形数据文件中找到对应的空间对象，并显示出来。

实现：交互式选择各项，输入后，系统再转换为标准的SQL，由数据库系统执行或ODBCC语言执行，得到结果，提取目标标识，在图形文件中找到空间对象，并显示。Select属性项From属性表Where条件or条件and条件2）SQL查询122008-11空间查询与量算结构化查询语言（SQL)基本语法：Select<属性清单>From<关系>Where<条件>例：查询p101地块的销售日期：

selectsaledatefromparcelwherePIN=“p101”例：查询p104地块主人的名字selectownernamefromparcel,ownerwhereparcel.PIN=owner.PINandPIN=“p104”地块标识销售日期面积代码分区p10198-10-12.51居住p10268-6-103.12商业p10397-7-32.32商业p10478-7-301.51居住地块标识业主名字p101Wangp101Changp102Smithp102Jonesp103Markp104JoeOwnerParcel132008-11空间查询与量算3）扩展SQL空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的，即在数据库查询语言上加入空间关系查询。为此需要增加空间数据类型（如点、线、面等）和空间操作算子（如求长度、面积、叠加等）。在给定查询条件时也需含有空间概念，如距离、邻近、叠加等。例如，“查询长江流域人口大于50万的县或市”，可表示为：SELECT

*FROM县或市WHERE

县或市.人口>50万

ANDCROSS（河流.名称=“长江”）主要优点：保留了SQL的风格，便于熟悉SQL的用户的掌握，通用性较好，易于与关系数据库连接。执行扩展SQL，如果要将属性和空间关系整体统一起来，从底层进行查询优化，有一定困难。目前一般将两层分开进行查询。142008-11空间查询与量算属性数据与空间数据的联合查询问题：在陕西省确定旅游胜地的可能地点。条件：人口大于2000+距主要公路不超过两公里152008-11空间查询与量算能够将以文字、数字表达的位置信息转换表达为几何上的空间位置。根据街道地址来查询事物的空间位置和属性信息是地理信息系统特有的一种查询功能，这种查询利用地理编码，输入街道门牌号码，就可知道大致的位置和所在的街区。5、地址匹配查询（Geocoding,AddressMatching）162008-11空间查询与量算空间量算几何量算：空间事物的几何特征，几何位置、质心、形态参数的简单计算点：0维，坐标——获取空间位置信息线：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（体积的计算，曲面与基准平面之间的空间体积）空间对象之间的几何关系量算：距离、方位等线长度计算矢量：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172008-11空间查询与量算距离量算含义：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。182008-11空间查询与量算距离量算n

维匀质空间广义距离公式距离计算公式

n维非匀质空间距离计算ijijj(xj,yj)i(xi,yi)q=2，二维欧氏距离q=1，曼哈顿距离q=0.6,非殴氏距离192008-11空间查询与量算质心量算定义：目标的半径位置或保持均匀的平衡点，一般为多边形的几何中心或质心。计算公式：

i为离散目标，w为权重，x，y为目标坐标

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202008-11空间查询与量算形状分析基本考虑：多边形形状特征、空间完整