MAPGIS软件应用-空间分析

MAPGIS软件应用-空间分析第一页，共33页。栅格数据的图形表示以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。GIS的空间数据结构栅格数据结构（raster）第二页，共33页。第三页，共33页。GIS的空间数据结构矢量数据结构（shape）矢量数据结构，通过记录坐标的方式尽可能精确的表示点、线和多边形等地理实体。第四页，共33页。第五章空间分析5.1空间叠加分析5.2缓冲区分析5.3网络分析5.4属性分析5.5空间信息分类5.6软件实例操作第五页，共33页。第五章空间分析5.1空间叠加分析5.2缓冲区分析5.3网络分析5.4属性分析5.5空间信息分类5.6软件实例操作第六页，共33页。5.1空间叠加分析叠加分析定义叠加分析规律统一的空间参考系统下两层或多层不同来源的GIS矢量数据一系列的几何运算，产生新数据的过程定义研究多层数据之间的相互关系、存在差异；地理现象的动态变化特征（土地利用变化）；文件A（图形+属性）+文件B（图形+属性）=文件C（图形+属性）

第七页，共33页。5.1空间叠加分析叠加分析类型多边形叠加点与多边形叠加线与多边形叠加两层中的多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，属性也联系起来，满足建立分析模型的需要。多边形之和Union输出保留两个输入的所有多边形多边形之积Intersect保留两个输入的共同覆盖区域多边形叠合Identity第二个输入层所有多边形第八页，共33页。5.1空间叠加分析叠加分析类型多边形叠加点与多边形叠加线与多边形叠加实质是计算包含关系，叠加的结果是为每点产生一个新的属性。将多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段（全部或部分）落在哪个多边形内。矿井位置+规划区河流+行政区划学校位置+城市分区道路+城市分区第九页，共33页。5.1空间叠加分析5.1空间叠加分析叠加分析举例任何空间特征都可以表示为地球表面的一个特定位置，而位置又依赖于特定的坐标系来表示。基准影像+高程+水文+边界+土地利用+道路第十页，共33页。5.1空间叠加分析叠加分析举例第十一页，共33页。5.1空间叠加分析叠加分析举例叠加分析化工厂污染区与校区图叠加（多边形之积）某矿区不同重金属区域叠加（多边形之和）A.wp+B.wp=AB.wp吉林省绿化面积图+四平市城市分布图（多边形叠合）第十二页，共33页。第五章空间分析5.1空间叠加分析5.2缓冲区分析5.3网络分析5.4属性分析5.5空间信息分类5.6软件实例操作第十三页，共33页。5.2缓冲区分析缓冲区分析定义针对点、线、面实体定义周围自动建立一定宽度范围以内的缓冲区多边形点要素：以点为圆心，以一定距离为半径的圆。线要素：以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形。面要素：向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。第十四页，共33页。5.2缓冲区分析缓冲区分析举例湖泊与河流周围的保护区的定界道路扩建、工厂扩建（缩建）汽车服务区的选择民宅区远离娱乐场所的缓冲区建立居民区购物超市的选择第十五页，共33页。第五章空间分析5.1空间叠加分析5.2缓冲区分析5.3网络分析5.4属性分析5.5空间信息分类5.6软件实例操作第十六页，共33页。5.3网络分析网络分析定义对地理网络（交通网络）、城市基础设施网络（各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化。运筹学模型根本目的研究意义基本思想研究、筹划网络工程如何安排，并使其运行效果最好。一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低。人类活动总是趋向于按一定目标达到最佳效果的空间位置。第十七页，共33页。5.3网络分析网络中基本组成成分和属性网络禁止网络中流动的点网络中流动的管线网络链中分割结点资源增减的站点接受或分配资源的位置（阻力和需求）链（Link）障碍（Barrier）站点（Stop）中心（Center）拐角点（Turn）状态属性ImpedenceDemand第十八页，共33页。5.3网络分析网络分析举例第十九页，共33页。5.3网络分析网络分析类型

1.路径分析2.地址匹配3.资源分配静态求最佳路径动态分段技术

N条最佳路径分析最短路径动态最佳路径分析路径分析确定权值关系，读出路径的相关属性，求出最佳路径。一条路径由多段联系组成，标注出某一段的相关属性。确定起点、终点，求代价较小的N条路径。确定起点、终点和所要经过的中间点，求最短路径。权值发生变化，临时出现一些障碍，动态计算路径。第二十页，共33页。5.3网络分析网络分析类型实质是对地理位置的查询，它涉及到地址的编码（Geocode）。资源分配网络模型：中心点（分配中心）、状态属性和网络。两种方式：分配中心向四周输出——由四周向中心集中。解决资源的有效流动和合理分配。与区位论中的中心地理论类似。根据网络流的阻力来研究中心的吸引区，为网络中的每一连接寻找最近中心，实现最佳服务。地址匹配资源分配地址匹配与其它网络分析功能集合，满足非常复杂的分析要求。输入数据：地址表、含地址范围的街道网络、待查询地址的属性值。第二十一页，共33页。第五章空间分析5.1空间叠加分析5.2缓冲区分析5.3网络分析5.4属性分析5.5空间信息分类5.6软件实例操作第二十二页，共33页。5.4属性分析

单属性分析、双属性分析—分析对象：属性/表格数值型总和最大值最小值平均值图元个数单属性统计B1B3B2B4第二十三页，共33页。5.4属性分析

单属性累计统计利用横向直方图表示，系统会自动将属性字段范围划分成几个等分。横坐标：铁含量；纵坐标：铁含量划分的范围。

单属性累计频率统计计算出在某范围内所含的铁含量占铁含量总量的比例。横坐标：铁含量比例；纵坐标：铁含量划分的范围。第二十四页，共33页。第五章空间分析5.1空间叠加分析5.2缓冲区分析5.3网络分析5.4属性分析5.5空间信息分类5.6软件实例操作第二十五页，共33页。5.5空间信息分类地图上所载负的数据是经过专门分类和处理过。存储的数据则具有原始数据的性质，根据不同使用目的对数据进行特殊地提取和分析。大量未经分类的地理数据GIS数据库用户建立的具体分类算法第二十六页，共33页。5.5空间信息分类空间信息分类--数学方法（4）分析困难要素多复杂性地理问题分析困难要素多复杂性地理问题涉及大量相互关联的自然和社会要素。要素过多，分析困难且麻烦，耗费大量时间。大数据量增加了运算的复杂性。

主成分分析方法（PCA-PrincipalComponentAnalysis）第二十七页，共33页。5.5空间信息分类空间信息分类--数学方法主成分分析数理统计方法众多要素信息压缩合成变量代表性克服变量选择时的冗余和相关；选择信息量最丰富的少数因子进行各种聚类分析。构造矩阵特征值第二十八页，共33页。5.5空间信息分类空间信息分类--数学方法层析分析法（AHP-AnalyticHierarchyProcess）

各要素对问题的分析有着不同程度的重要性1对目标的重要性序列

相互关联的要素按隶属关系划分为若干层次2对各层次各要素的相对重要性给出定量指标3综合意见给出各层次各要素的重要性权值4利用数学方法综合分析基础第二十九页，共33页。5.5空间信息分类空间信息分类--数学方法系统聚类分析：根据多种地学要素对地理实体划分类别的方法。土地分等定级、水土流失强度分级实体间的相似程度合并若干类别距离相似系数绝对值距离欧式距离切比雪夫距离马氏距离第三十页，共33页。5.5空间信息分类空间信息分类--数学方法判别分析：同属分类问题，根据理论与实践，预先确定等级序列的