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1、姜海玲 2015 年 10 月 30 日,MapGIS软件应用 The Applications of MapGIS Software,第五章 空间分析,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）,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。,第五章 空间分析,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,第五章 空间分析,5.2 缓冲区分析,5.3 网络分析
2、,5.4 属性分析,5.5 空间信息分类,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）,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,5.1 空间叠加分析,叠加分析类
3、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,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,5.1 空间叠加分析,叠加分析举例,5.1 空间叠加分析,叠加分析举例,化工厂污染区与校区图叠加（多边形之积）,某矿区不同
4、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）,第五章 空间分析,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,5.2 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。,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
5、远离娱乐场所的缓冲区 建立,居民区购物超市的选择,第五章 空间分析,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,5.3 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。,5.3 网络分析,网络中基本组成成分和属性,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,
6、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,Impedence Demand,5.3 网络分析,网络分析举例,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
7、算路径。,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。,第五章 空间分析,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,5.4
8、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,B1,B3,B2,B4,5.4 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。,第五章 空间分析,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,5.5 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
9、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,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-Principal Component Analysis）,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,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,5.5 空间
10、信息分类,空间信息分类-数学方法,层析分析法（AHP-Analytic Hierarchy Process）,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,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,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因子标准，再将分析的地理实体安排到序列的合理位置上。,水土流失评价 土地适宜性评价,距离判别法：类别重心的距离远近，归入距离最近的分类。,Bayes分类：分类器，计算某对象属于某一类的概率。,课后作业,介绍至少一种空间分析方法及其具体应用，举例说明？,MAPGIS,作业纸上标明：,学号、姓名、日期,
