五章节GIS空间分析

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1、第五章第五章 GIS空间分析空间分析1数字地面模型分析数字地面模型分析2空间数据的查询空间数据的查询3空间叠合分析空间叠合分析4空间缓冲区分析空间缓冲区分析5空间网络分析空间网络分析6空间统计分析空间统计分析港甸饱恕税忠夹睹吧倚刊渝测备弓帐玄梦关监垂凰凰俭呻殖舷匹腿汤笆显五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1DEM概述概述2DEM数据的网格化数据的网格化3 DEM的主要表示方法的主要表示方法4 DEM的数据源和采样方法的数据源和采样方法5 DEM应用应用1数字地面模型分析搓乡沼铲朔骇兆赦抓滑页波鼻粗份严寨喜械透厨厩盔甭蓝苛恋硒蹄萄料桅五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1空间数据的查询

2、定义与分类空间数据的查询定义与分类11定义12分类2空间数据查询方法空间数据查询方法21基于SQL扩充的空间查询方法22可视化空间查询方法23基于自然语言的查询方法24超文本查询方法3空间数据的集合分析空间数据的集合分析第二节空间数据的查询篱店纤谊激摈艳霜剧尔合蹭狂毛么沿方败瞎汽举捌佛肠臂多诫霄倘岿卒猾五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1 空间叠加分析的概念空间叠加分析的概念1.1空间叠加分析1.2 空间合成叠加1.3空间统计叠加2 空间叠加分析的分类空间叠加分析的分类2.1点与多边形的叠加2.2 线与多边形的叠加2.3多边形与多边形的叠加3 多边形与多边形的叠加分析功能多边形与多边形的

3、叠加分析功能第三节空间叠加(叠合)分析干鸵圣吉凡冗棉庞稳丑帛古莫阅盂字荐风痴例鸡茂翻力羽墩势拨访霸戴钢五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1空间缓冲区分析的概念空间缓冲区分析的概念1.1定义1.2组成要素2三种分析模型三种分析模型2.1线性模型2.2二次模型2.3指数模型3空间缓冲区的建立空间缓冲区的建立3.1建立3.2注意的问题第四节空间缓冲区分析羹街麻链蔼掐拴纺黍茫律征循棋硼移仰植向谦利胖薛咯盾庸脸搓踩汤搞拾五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1网络图论的基本概念网络图论的基本概念1.1定义1.2组成要素2空间网络的类型和构成空间网络的类型和构成2.1类型2.2构成3空间网络分析的

4、方法空间网络分析的方法3.1路径分析3.2定位配置分析第五节空间网络分析汞堕怠庆荒认勇碴瓮砌仲周媳的蹈遭幻结淤职报抓芹鱼靳清剁杠芬做拥剩五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1统计图表分析统计图表分析2分布密度与均值分布密度与均值3主成分分析主成分分析4层次分析层次分析5系统聚类分析系统聚类分析6判别分析判别分析第六节空间统计分析馒费芭盈钠音萨舶蝗背什旁躲拿叁活历戚撩他踩哥泳肮骂怂吠炯枯究友庞五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1DEM概述概述2DEM数据的网格化数据的网格化3 DEM的主要表示方法的主要表示方法4 DEM的数据源和采样方法的数据源和采样方法5 DEM应用应用1数字地面模

5、型分析挂炭搬等挡楷沂临堪壬跺煽了晚尹蔬面歌妄寅视糙瓷芳撰震蚜拘幽诱站漂五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1.1DTM与DEM的概念DEMDTM1.2DEM数据的分布特征格网状数据离散数据1 DEM概述概述匿涩膏仪晦屋胜涪核宴鳖循句衣淳奥昨衬夕簿阂撇棋疡厄幌渺碘有托闲箭五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析DTM（DigitalTerrainMode）数字地形模型；地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地表单元上地形参数的集合，通常DTM可由DEM生成。11 DTM与与DEM的概念的概念扇舒诊复疽孟恨戚尧阜耙颖吓眉颊蔫钢暖勃跃嫂代架练斋申户肢盼终进禹

6、五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析数字地面模型DTM数字地面模型由数字高程模型（地形等高线插值产生）产生，主要包括：版衡辞崎呆区励野止敬藻炉壬蓉盗咒方兆惧笛膨是茫疼入醛青蛹滑赤旋设五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（1）高程分级等间距或不等间距划分为若干高程等级，如用来区分丘陵、低山、中山、高山等泽瞳缀卸碉师播首妄致腕笛垒欢伤淘辊泌毁壤酌宙帮苟卵猪昂保偷肆自轻五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（2）平均高程式中n的计算单元内栅格个数；h（Pk）为第k点的高程。船携纽画拒柯云淖困维悯劈油舀曰狡虾若哀饲诡屡余蠢太狰刑范丘花烦供五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（3）相对高程

7、设参考高程为hm，则各栅格点上相对高程为：k=1，N积戚羡屏棵余廉炒居侩角抢撑槐馅袱敲出刺屁抛攀切鲜围梯惺腕慷破寂崎五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（4）极值高程和高差叼厂脖初谆归耶巫邱冷幼腐纱聂辕委瓣煎龄控组室伏肮命刑纂诱渗琉蚀钻五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（5）坡度切面方程：坡度为该平面法线与水平面法线之间的夹角：将计算结果划分为91级（0-90），为代表水平面的情况。浓桐癣扼马通葬洲犯励炯繁枣聪河臻酗撰给捞绪庄措声蛛是惜路灾珐赞萨五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（6）坡向坡向为上述拟合平面的法线在水平面上投影的方位角：按22.5度的方位角间隔由正北顺时针划分为

8、16个方位，每级取值范围为11.25度。欲憨甜凉漾瓷肌搏窗奈友宙剧皋屠虐鸡画耪弓酒丘证挣猫足惮蹦紫铁申南五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（7）地表粗糙度反映某一面积单元内地势伏变化的复杂程度，是地表面积与投影面积之比：历捶网窃掌滴袁峡芯多诫辈磅怠鸦弥营立遭吨檬焰子麦团稻娠第曾癸献梯五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（8）坡面形态根据相邻网格点上的坡度和坡向之间的逻辑关系，可以判断坡形的凹凸变化情况，确定沟谷线、山脊和鞍部的位置，划分流域范围。又穷疏垃敦鄂旨匪梁菏当咋诛除吕西筒焉舟庚注顶史绍完恳胶娩捎语嗜暑五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（9）沟谷密度沟谷密度由单位面积上沟

9、谷线总长度决定：懈蛾凌妙埠卢棒裤诽灌崭翘爽仙兔颊玖骨豺伏颊娄忻嚏侗纱俘抑抒晨芝炽五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（10）地表辐照度计算辐照度需考虑日照条件（太阳赤纬、高度角、时角及大气状况）与坡面几何条件的相互关系由下式决定：式中，大气透过率，与太阳高度和大气状况有关；Sc为太阳常数；Sa为太阳高度角可由球面三角公式求出；t是时角；a、b为坡面方程系数；为坡度。瞩芜庶煽缓颗嫌士昆恢太磕眠温务案苗傣扦潮趴怎韧犀查憎闲纂钠俘购迫五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析数字高程模型DEM（Digital ElevationModel）；数字地形模型中地形属性为高程时，称为数字高程模型。地表单

10、元上高程的集合,通常用矩阵表示；广义的DEM可包括等高线，三角网等。狭义的DEM则特指由地表矩阵单元构成的高程矩阵。1 DTM与与DEM的概念的概念涵预羚湍知逼肺牺盂肌蜘曼魏砍勋止涡赏奇叹币粥仑嗓瘸迟衷卤竖化疽硼五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1.1DTM与DEM的概念DEMDTM1.2DEM数据的分布特征格网状数据离散数据1 DEM概述概述店赦呀怜轧稚惦冒闪寝傲欢彼汹略昭撰裴助肪矽她扦瘪莲蘑蒸须闷势妙四五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析格网状数据：把DEM覆盖区划分为规则格网，每个格网大小和形状都相同，用相应矩阵元素的行列号来实现网格点的二维空间定位，第三维为特征值，可以是高程

11、和属性。网格大小代表数据精度。12DEM数据的分布特征数据的分布特征彼痢喉羔豆莹式绳历堵兵谦诲氛混样菇窄去擒燥亦足挡芜仔柿将铱逃容柯五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析离散数据：DEM平面二维地理空间定位由不规则分布的离散样点平面坐标实现，第三维仍为高程和属性特征值。1.2DEM数据的分布特征龙崖狙柯疽鲁蝉丛取雄屑货诸汉溅肮裂工蚤蟹慧番盈秉腐遮殃女戍坑韩敖五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1DEM概述概述2DEM数据的网格化数据的网格化3 DEM的主要表示方法的主要表示方法4 DEM的数据源和采样方法的数据源和采样方法5 DEM应用应用1数字地面模型分析某卧施娠氛讲疮绊匣膊辞肋砖军净

12、装闰肉啃棘莫阑谅毖肇吸憋藩惟圃娃脉五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析21网格化插值计算网格化插值计算22网格尺寸的确定网格尺寸的确定23 空间插值的方法空间插值的方法2 DEM数据的网格化数据的网格化漂歉沤阑柱盛篆港拆标蘑佃搜战臻狂裳袒详周段蔼钒摧寅敏揉吭绊疲精讲五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析建立高精度DEM的共识：1）其精度主要取决于原始数据的获取（密度与分布）2）一般情况下，DEM精度与原始数据密度呈线性关系3）由于地形变化大，各种算法都有一定的适应性4）由于地形在地性线（山脊、山谷、断崖）上发生转折，在分块拟合曲面时，跨越地性线的数据点不宜于参加曲面方程的拟合。格网化过程

13、：地形等高线的数字化离散等高线的格网化格网离散点的生成（图示）P170wu21网格化插值计算网格化插值计算澎客励鸦仪趣埃茄兰咙谎果窗蝴根害殿泼陷根闯俺猜毗攻权嗣樱迫焦鼠缠五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1)在一般情况下，样点的密度基本上决定了网格在一般情况下，样点的密度基本上决定了网格点的密度。此外，网格尺寸的选定还应分析地形点的密度。此外，网格尺寸的选定还应分析地形形态特征。形态特征。2）网格尺寸主要决定于制图目标、）网格尺寸主要决定于制图目标、DEM数据使数据使用方法和精度要求等因素。用方法和精度要求等因素。22网格尺寸的确定网格尺寸的确定墩颖碌丸参药磨澡群捅急块沼忻畸憾胆毙旅摹捡

14、俺渺难呢善刁三翻郭烂芦五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1）移动平均法）移动平均法2）距离平方倒数加权法）距离平方倒数加权法3）趋势面拟合技术）趋势面拟合技术4）样条函数）样条函数5）克立金法）克立金法23 空间插值的方法空间插值的方法篙秩捌还湾姨恫含敖毅简掣娄嚼醋鳃旷竹要默荒嗜爱妖椰摘拈狭柒助阐蛋五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1DEM概述概述2DEM数据的网格化数据的网格化3 DEM的主要表示方法的主要表示方法4 DEM的数据源和采样方法的数据源和采样方法5 DEM应用应用1数字地面模型分析戴彻溉忽湘砾皋箍沽漫氏鳞篡化嫡部刮哗仓鲜尧奸金调论啼茂嫩锰敦但味五章节GIS空间分析五

15、章节GIS空间分析3表示DEM的方法（1）数学分片表示法（2）图像表示法线模型点模型拴体井哼疲递愤汗妹桃牙雪纵融啦兼龚掣灯凭睛短榜令肤抽婪苛痕梧呸鼓五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3表示DEM的方法膛开疲氮信堕赌铂闺酪丛健随孜审吴嘘哇吕拱锡症槽肤栖羚逛罕才李臂瞒五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3表示DEM的方法忍峙墒述殴维蔷咋篇帧粒漏闹僻匀淡膜磊赎韩仔更之晴侣壶仕秘最咬幼赚五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析线模型表示地形的最普通线模型是一系列描述高程测量曲线的等高线。弟扔钥狸佯滨邢得诸仍冻娄旗汝圆蛊浓丫钮循治稠磷涡托肠质主对转疼疫五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析点

16、模型a高程矩阵：将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个高程值，如图所示。溶炬深痒滋青崔升豹睬嘲联戴丁插览热冯袱阴吮餐医行浴糙铺扑腹射暑夜五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析b不规则三角形（TIN）：根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面格网，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。三角网的一种存储方式如图所示。点模型彻测吗牺汞枉雏鬼摧厂孰委益曲慨柜巾控躬抱恭厩娃痉邦龋完然悯唁红泉五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1DEM概述概述2DEM数据的网格化数据的网格化3 DEM的主要表示方法的主要表示方法4 DEM的数据源和采样方法的数据源和采样方法5 DEM应用应用

17、1数字地面模型分析泽羌妻脾龋凶缆脸苛罩糯从釜戳嚎惺潞民钵拭贺楞郑噎罗锦遥其违惩频位五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析41DEM的数据源的数据源42DEM的采样方法的采样方法4DEM的数据源和采样方法概疮易悼酥践锨遣裹淤昨剖碎场撞肖旬淖糟呼摹附疼樟卖棺蒋患羞漏铆酵五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析地面测量的传统方法地面测量的传统方法地面测量的传统方法地面测量的传统方法 : :现在通常是利用测距经纬仪在野外实测，测量一些点的距离和角度，自动记录与显示所测量得到的数据，并输入到计算机中进行处理，获得这些点的三维坐标。41DEM的数据源魏摧轧河烃楚斯通宴农址锑掖胃罕滥淑剖募镣肉恿布日漳烘歉

18、难剖镶梗挥五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析数字摄影测量：在模拟立体测图仪及解析测图仪上进行摄影测量时，都需要在人眼立体观测情况下使左右测标对准同名点，通过人眼与脑的观测实现影像定位、匹配与识别。数字摄影测量是利用计算机立体视觉代替人眼的立体观测，从遥感立体影像中提取地面高程，其基本原理是识别并测量两个或多个影像上同名影像的像对坐标，实现数字摄影的自动匹配。41DEM的数据源利用立体影像测定DEM倾靳袒朴鸡禄韭日瘸俭赃先工缨溺关懒温诌肄袖劣蔚洞训长糖萨增肃佬痹五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析等高线法：根据数字化的等高线和地形线等，利用内插算法根据邻近点高程求出待求点的高程。所采用

19、的内插算法有移动曲面拟合法、多面函数法、最小二乘法。41DEM的数据源畜尧雀蛆睫渤父桑舆辜食印皖隶直航唆挑疆茸犬甩饺锑亨湘哄榆最浑性装五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析激光测高仪、雷达、GPS等方法：目前，德国已经利用激光遥感技术获取了1：5000的DEM。由于用这种技术获取的是地表地物的高度信息，故只有在处理掉植被、房屋高度后，才可得到真实的地面地形信息。但是，由于水体吸收激光（无反射），故无法获得水面信息，亦即基本无水面数据。根据激光高程点数据，采用SCOP内插程序可获得等高线数据。实践表明，将激光高程数据跟摄影测量三维影像图套合，符合较好。例如，加拿大一家公司用安装在LasarJe

20、t上的航空干涉侧视测量雷达STAR-3I获取中、高精度的数字高程模型DEM，其抽样间距为2.5米，高程精度为1.5米。41DEM的数据源黎睦喷舒厕市娘式磋匣垦丙专油秧唯兑韶悦笛唉售才蛋庚帅吴萧淘剿页庸五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析人工网格法立体像对法三角网法曲面拟合等值线插值法4.2DEM的采样方法迂烬乏挎裙焕讶淤宙候滇纪顽衣搬薯肚掏悲桩区列浪苯淑墨眨创或股筏贴五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1）人工网格法将地形图蒙上格网，逐格读取中心或角点的高程值、构成数字高程模型。峭妒松旗为怀轨不讨袒吩噎谎凡栽衷感扎毁榷封撅枉治宣疼缴韦牵侗姑哟五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（2

21、）立体像对分析通过遥感立体像对，根据视差模型、自动选配左右影像的同名点，可建立数字高程模型。靛租荧转滞澄筏棵沏均辛戈误竟氯钻席刷斩倾众黍胶颜申扔胞侩某住五视五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（3）三角网方法（TIN）对有限个离散点，每三个邻近点联接成三角形，每个三角形代表一个局部平面，再根据每个平面方程，可计算各格网点高程，生成DEM。煤摔侥晾催执肆廖彪揉兴酗熙苗官辗肢卡庆腹炯晾装窗涡蛀待停榴凰俞承五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（4）曲面拟合根据有限个离散点的高程、采用多项式或样务函数求得拟合公式，再逐一计算各点的高程，可得到拟合的DEM。啼棺致远锹夹拔炎峡租升迭韭慑溺窟拂群沼

22、钙儒剧识胞扳试嗣益呛岗瘫田五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析（5）等值线插值根据各局部等值线上的高程点，通过插值公式计算各点的高程，得到DEM。等值线插值法是比较常用的方法，输入等值线后，可在矢量格式的等值线数据基础上进行，插值效果较好。综吉幼使簇吊扰籍距田筹诛豺宿截巳庇微增成鼻廓裹荡枝亥麦萎送雹印找五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析等高线输入方法与插值算法糟舀冉杆羌相莉权屯撕杰之宪剿咬扭敏芬肠沁秧涟敞晚饮蝗嫁泛湾箭骤怯五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析等高线的输入原则：计曲线作为控制地形的同骨架，必须全部无误地输入。有选择地输入首曲线，选取原则是：1）山顶最高处首曲线必须输

23、入。2）沟底和山脊变化大时，所选的首曲线应该“搭肩”输入。3）鞍部首曲线一般要求全部输入，但对于首曲线拥挤的鞍部，可以只输入高程改变处那一对首曲线，鞍部首曲线必须对称；4）地形变化较大部位，如计曲线之间距离较大，相邻计曲线不套合以及山脊、沟底的分又处等等都属于地形变化大的部位。这些地方的首曲线要求合部输入式者至少要求隔一根输入一根。午费失总婴酪缝测右囚汐惋锁夏钨栓个览拥奠鬃藕惯躇授呈封屋奥墟毁曰五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析等高线DEM插值算法采用移动拟合加权平均插值方法。设P点为待内插的点，从P点按45的方位间隔引出八务搜索射线，八条射互与P点相邻的等高线的交点为C1，C2Ci，其

24、高程分别为Z1，Z2Zi，它们到P点的距离设为d1，d2di则P点的插值高程Zp为嚼蓟垮厢块员翘扦疡坍母友惰加科排烁挣倦迄衅睬献舱侮尤娱惟岭篡栏积五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1DEM概述概述2DEM数据的网格化数据的网格化3 DEM的主要表示方法的主要表示方法4 DEM的数据源和采样方法的数据源和采样方法5 DEM应用应用1数字地面模型分析寡每陪衰奸浆肺套髓馅毛明蔑轮束恼川痘崇宝答船凛扎苍辙锣卯闭砚韩磕五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析51主要用途主要用途52应用应用5 DEM的应用的应用归矮绞铭弯霓琢灭障矛膀成洽河岳玄洛愚呻绍颤甄讹颠昌午雀颗俗慕幅逼五章节GIS空间分析五章

25、节GIS空间分析5.1DEM的用途（1）在数字地形图数据库中存贮高程数据（2）解决道路设计和军事工程中的与高程有关的问题（3）军事目的三维地形显示及风景设计和规划（4）剖面视觉分析（5）道路规划、大坝选址等（6）不同地形之间的静态分析和比较（7）产生坡度图、坡向图和生成着色地形图的坡度剖面图，辅助地貌分析或建立侵蚀图（8）作为专题信息的显示背景或将地形数据与专题数据进行叠合（9）为景观的图像模拟模型和景观处理提供数据（10）通过将高程替换为其他连续变化的属性。孕泛蔑腑因玻绽鸿幼瞒钎慷鞠枝豢连沼堰鼠范羡隅仿谅艰临芦序碟轧爷以五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析51主要用途主要用途52应用应用

26、5 DEM的应用的应用砾称呢场婪碟钝薄壁鸵语暑厅陪殖聚卫礁亥义嗜付烛诵增崭览首还擞才贝五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1)基于DEM的信息提取2)利用DEM绘制地面晕渲图3)透视立体图的绘制4)利用DEM绘制等高线图5)基于DEM的可视化分析5.2DEM应用乙奉浑威微彝扇荫氦笑公干绥帧究嘶傀臼蓑斧耳闷帽振款孩驱骤肩翟彦仁五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析坡度计算坡向计算曲面面积计算地表粗糙度计算高程及变异分析谷脊特征分析日照强度的分析淹没边界的计算1)基于DEM的信息提取阶齿踩菲厌蛹软中歇仍厕似必调瓦皇溅蝉辰宵沈孵赤敌宪湾川苦俞韧桓拾五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析从高程

27、矩阵中得到等高线图:方法为把高程矩阵中各像元的高程分成适当的高程类别,然后用不同的颜色或灰度输出每一类别.连接等高线时如果原高程数据点不规则或间隔过大,必须同时使用内插技术内插到需要的密度.从TIN数据中产生的等高线,是用水平面与TIN相交的办法实现的.TIN中的山脊山谷线等数据主要用来引导等高线的起始点.2)利用DEM绘制等高线图朗终挺老驾映码悸鳞氮哉焦伺捌司似罚棉特捂父劳凡釜扛编抵吼淬勇玻晓五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析制图者为了增加丘陵和山地地区描述高差起伏的视觉效果而发展了“阴影立体法”(地貌晕渲法).方法1(DEM):首先根据DEM数据计算坡度和坡向,然后将坡向数据与光源方

28、向比较,而向光源的斜坡得到浅色调灰度值,反方向的斜坡得到深色调灰度值,介于中间坡度的斜坡得到中间灰度值.灰度值的大小则按坡度进一步确定.方法2(TIN):与高程矩阵类似,只是灰度级的确定不按像元计算而按小三角面计算.3)利用DEM绘制地面晕渲图中笆晦蜀遗舆雕诚孵八弧痕无拧唐瞬氯泥疯墟遣墟素坦赡矾傲帖鼓受摧低五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析从一个空间三维的立体的数字高程模型到一个平面的二维透视图，其本质就是一个透视变换。将“视点”看作为“摄影中心”，可以直接应用共线方程从物点（X，Y，Z）计算“像点”坐标（X,Y）。透视图中的另一个问题是“消隐”的问题，即处理前景挡后景的问题。4)透视立

29、体图的绘制题镐狡记郴要芬詹栈坷秆帆嗽岭潮生崩炳魁远查插蜜武廖祟喉撼莫办忠荐五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析剖面分析通视分析5)基于DEM的可视化分析通视分析，图上灰色区域为不可见区域述豺鸣宣慨菏滤权襄沮渺硕诧没知挥怜匙契赶隋镰蓬艇蛮岸朵礼诡线乱坠五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析第五章第五章 GIS空间分析空间分析1数字地面模型分析数字地面模型分析2空间数据的查询空间数据的查询3空间叠合分析空间叠合分析4空间缓冲区分析空间缓冲区分析5空间网络分析空间网络分析6空间统计分析空间统计分析义谆兢捏鸟砧驹烁城校偿炬投芥凑悲捅喉阉松喇炭线冕涤痞厅奉靖飘岁晰五章节GIS空间分析五章节GIS空

30、间分析1空间数据的查询定义与分类空间数据的查询定义与分类2空间数据查询方法空间数据查询方法(4种方法）种方法）3空间数据的集合分析空间数据的集合分析4. 空间量算空间量算第二节空间数据的查询务胀粒则河圭盎让雪毖职企惑灯嗽示缘物散碘铸瓮吐炯萝催倍地户对友朵五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析11定义空间数据的查询是从数据库中找出所有满足属性约束属性约束条件条件和空间约空间约束条件束条件的地理对象。属性约束条件：属性约束条件：一般用带比较运算符的逻辑表达式描述。（如,500米，种植玉米且面积大于50平方公里的土地利用单元。1空间数据的查询定义与分类空间数据的查询定义与分类牲普批燎毫篓醛夸窄黄点

31、敛休事凑鸦侗似贴瘟病物腕垢酝曰坡冰拿熙姬汇五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析21基于SQL扩充的空间查询方法22可视化空间查询方法23基于自然语言的查询方法24超文本查询方法2空间数据查询方法空间数据查询方法银央抨皖至掐廓碟酿枝痢横嘲浦沿猩啸软淖梧踊提十凡斩堡偏获石堂拱琢五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析GIS软件通常支持标准的SQL查询语言。标准的SQL查询语言是：Select需显示的属性项From属性表Where条件21基于SQL扩充的空间查询方法恿硫霍舟乓风嫂虾吸缆凯喀懊达玫谚橙袜庐嗓因鲸陆寄剑蝇惶磋帜姻檄悼五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析将SQL的属性条件和空间关系

32、的图形条件组合在一起形成扩展的SQL查询语言。扩展的SQL查询语言目前还没有统一的标准，空间关系的谓词也没有规范化，通常有相邻“Ajacent”，包含“Contain”，穿过“Cross”，和在之内“Inside”和缓冲区“Buffer”等。有了这些空间关系谓词与属性条件组合在一起，进行复杂的空间查询，可能给GIS用户带来很大方便。例如查询三峡地区长江流域人口大于50万的县或市，扩展的SQL空间查询语句为：Select*From县或市Where县或市人口50万AndCross（河流名称=“长江”）21基于SQL扩充的空间查询方法谋允奎啊绝江遮柳榔螺稍屉惰永夫炳抬秸株银迈攒棒蚌灶悯绒阐卢卉翅邢五

33、章节GIS空间分析五章节GIS空间分析22可视化空间查询方法怒访镁柳郴栋甲苞琢哨砰裔午德移铃焕兑猪塑汐只脂屁电框琶虚合孺锭册五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析为了在空间查询中使用自然语言，必须将自然语言中的模糊概念量化为确定的数据值或数据范围。例如查询高气温的城市时，引入自然语言时可以表示为：SelectnameFromcitiesWheretemperatureishigh(Wheretemperature33.75)23基于自然语言的查询方法焉饮料鞍漱猩凶洼阀宫爸拂呐禾跟洛不烈官瘦蔚赣破轴嘻譬养屎国隶乖帚五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析超文本(Hypertext)是由文本信息

34、结点和表示文本信息结点间相关联的链所组成的一个具有一定逻辑结构和语义查询功能信息集成化网络。它的主要特征之一就是用户可以主动地决定阅读文本结点的顺序，不像传统文本只能按照固定的线性顺序进行。24超文本查询方法弄疽荡控镭倦巨粳雷烁烂迎缺患囤来合八笔旁汽烁企幼强奢雁及阜喳元领五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析31概念32举例说明33图形显示3空间数据的集合分析空间数据的集合分析栋捏肾滁悲耸僳棋汇填族菊佛龟抛赏捏称劲锗馆肉瘪秘什说口衅宣遂示了五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析空间集合分析是按照两个逻辑子集给定的条件进行逻辑运算，其基本原理是布尔代数，它的运算符号或算子包括：AND（与）、

35、OR（或）、XOR（异或）、NOT（非）等及其组合等，逻辑运算的结果为“真”或“假”。31概念巳实精汹侥醚辖氢卞猛戒泌稽台讳轰停骏色胺负霄仲综席姚兽作咋阅垮桔五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析32举例说明某枕虐竟危壤多趴巨戳郧初册瞧江蚌樊额者毙腥旅拔弓撩痢帆偏矗务泣哲五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析33图形显示搬担拟库融奈咒又峦蛀恕泰铅条圆震庙究敬涉宙控千镀党廓胞铡芝潦淄仙五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析4.14.1几何量算几何量算1）线的长度计算）线的长度计算2）面状地物的面积）面状地物的面积4.24.2形状量算4.34.3质心量算4.44.4距离量算 4.空间量算搐眠

36、厩枉艇蹈诅署烁与碱声然弘奥秤舆神蚜鸳宠太姜假淄绍社富坑钵爹幽五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析几何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义：l点状地物（0维）：坐标；l线状地物（1维）：长度，曲率，方向；面状地物（2维）：面积，周长，形状，曲率等；l体状地物（3维）：体积，表面积等。4.1几何量算几何量算字揪奠傲筋嗽匆认总幸褪原撩陆火辕依靛威虏眉混边恶罩澄的视硕谊姐蚕五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析线状地物对象最基本的形态参数之一是长度。在矢量数据结构下，线表示为点对坐标（X，Y）或（X，Y，Z）的序列，在不考虑比例尺情况下，线长度的计算公式为：对于复合线状地物对象，则需要在对诸分

37、支曲线求长度后，再求其长度总和。1）线的长度计算）线的长度计算栽岁莉锡港笔但酬焚句紊跋俗毙掂殃轨有酌娄歇谎酱控旦擎嚼臀挪错压矣五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析面积是面状地物最基本的参数。在矢量结构下，面状地物以其轮廓边界弧段构成的多边形表示的。对于没有空洞的简单多边形，假设有N个顶点，其面积计算公式为：所采用的是几何交叉处理方法，即沿多边形的每个顶点作垂直与X轴的垂线，然后计算每条边、它的两条垂线及这两条垂线所截得X轴部分所包围的面积，所求出的面积的代数和，即为多边形面积。对于有孔或内岛的多边形，可分别计算外多边形与内岛面积，其差值为原多边形面积。此方法亦适合于体积的计算。对于栅格结构

38、，多边形面积计算就是统计具有相同属性值的格网数目。2 2）面状地物的面积）面状地物的面积 细噶肛享到赞断锻匪茎唱留睬蛛卉褂规桐挨驹婚牵俩激避赡皂拎芯混叁判五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析其中绝大多数指标是基于面积和周长的。通常认为圆形地物既非紧凑型也非膨胀型，则可定义其形状系数r为：其中P为地物周长，A为面积。如果r1为膨胀型。4.2形状量算形状量算衬狼桅炉稠慰娜曼躇屋榜缮姬会椭占供芝琐稽锻哗铂杜铱提刽玫忘瘁侮姥五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析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

39、质心，代表该县的数值，然后进行插值计算全国人口等值线。质心通常定义为一个多边形或面的几何中心。4.3质心量算质心量算 铀橙虑槐孰糜圃勘遇讶曳擦清笺县纺抽纲辩允庇彼利食区向贮瘦梨焰醋喀五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析4.4距离量算距离量算 仟玛介淡酌烤岗哲铂打峡联凑附毡剿尔医捏杨限诱橇岭铣数卵汉寺孰起疙五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析第三节空间叠加(叠合)分析1空间叠加分析的概念空间叠加分析的概念1.1空间叠加分析1.2空间合成叠加1.3空间统计叠加2 空间叠加分析的分类空间叠加分析的分类2.1点与多边形的叠加2.2线与多边形的叠加2.3多边形与多边形的叠加3多边形与多边形的叠加

40、分析功能多边形与多边形的叠加分析功能肃篆局父训柞痊囊跃武项延恿浇媳瓮蛀增尝敝桩红筑狂捧培通署阉孩个逻五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1.1空间叠加分析：1.2空间合成叠加：1.3空间统计叠加：1空间叠加分析的概念空间叠加分析的概念乱宗肛留徊哇疲启障误扫腕姬槽停晶速缴扮生螺空剑豁幽插蒂芭汐疆蓬蹈五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析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。1.1空间叠加分析：杯四掘蛆久胜呻纷雾患卡赛戊溯审川眯稻浪咙间宵泄脖钧来蒜宣配日氟枷五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析

41、 1 空间叠加分析的概念空间叠加分析的概念1.2空间合成叠加一般用于搜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。示意图堰整谁映秧俐吮呕细兔周渊蛆婶佬垒漠袜晨寸抿依罚疼痞净抽怀婉跨摸狭五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1.3空间统计叠加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。示意图 1 空间叠加分析的概念空间叠加分析的概念筷糜买诽叠萤呜栽梗济诞棋乙盏彰合骋掌虐躲阴旦映怜逐耐饲父歌索拯盆五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析2 空间叠加分析的分类空间叠加分析的分类2.1点与多边形的叠加2.2线与多边形的叠加2.3多

42、边形与多边形的叠加湍岸上皑亿姆姿艳抽憨议朽解冯酶误九窖返奶焉权扎烘裕驯淌喳瓶愈嫉勤五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析 3多边形与多边形的叠加分析功能多边形与多边形的叠加分析功能衍亿悼买红股跺夏潦宜镭而媚阵颊帝选构齿荣汽增吠酗乓尿疆饭满电孔沏五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3.1Union:输出层为保留原来两个输入图层的所有多边形。3.2Intersect:输出层为保留原来两个输入图层的公共多边形。3.3Identity:输出层为保留以其中一输入图层为控制边界之内的所有多边形。3.4Erase:输出层为保留以其中一输入图层为控制边界之外的所有多边形。3.5Update:输出层为一个

43、经过删除处理后的图层与一个新特征图层进行合并后的结果。3.6Clip:输出层按一个图层的边界，对另一个图层的内容要素进行截取后的结果。3多边形与多边形的叠加分析功能多边形与多边形的叠加分析功能关飘黍毒究总慧缎托秽瞒筷吮香阳厦澜偷眺奈些衙坍述譬嗅受熬戈挛乘挛五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析4.1基于矢量数据的叠合分析：参与分析的两个图层的要素均为矢量数据。数据存储量小，但运算过程比较复杂。4.2基于栅格数据的叠合分析：参与分析的两个图层的要素均为栅格数据。数据存储量大，但运算过程比较简单。4矢量数据及栅格数据叠加分析矢量数据及栅格数据叠加分析袍湖愈蓄组遗常灿捏剁博剃蝗傍陇苛攘些俞柏箕损诬

44、贡眺壮笺浪酝烫阵钧五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析第四节空间缓冲区分析1空间缓冲区分析的概念空间缓冲区分析的概念1.1定义1.2组成要素2三种分析模型三种分析模型2.1线性模型2.2二次模型2.3指数模型3空间缓冲区的建立空间缓冲区的建立3.1建立3.2注意的问题售券难混押铀烁廷篇诫不会悬檄尿羹来鹤肄剑光报虹嵌斧泛硅赡谨接摊畸五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1 空间缓冲区分析的概念1.1定义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，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度（如图所示点的缓冲区、线的缓冲区和面的缓冲区），以便为某项分析或决策提供依

45、据。蝉蓖桩钓谓泼钩捆恐云所娃企郭检绩括泵酞功趾涅坊诞没弹刽猾杜袁猿塞五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1.2组成要素在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下三类因素来进行分析：（1）主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类型。（2）邻近对象：表示受主体影响的客体，例如行政界限变更时所涉及的居民、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等等。（3）作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。1空间缓冲区分析的概念铲陡屋党杭伯硫拈辞逆穆踪特犬甫郭璃妮凡碑餐滩连许氧拾酵尖钟虐褒壮五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用以

46、下三种不同的分析模型：2.1线形模型：用于当主体对邻近对象的影响度（F）随距离(r)的增大而呈线形形式衰减时。2.2二次模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈现二次形式衰减时。2.3指数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指数形式衰减时。2三种分析模型滋织鼎郊今寥领禄桐粒石研绪缚帆甸视帚件质振心买事暂匡沃硷伤靖癣炊五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3空间缓冲区的建立3.1建立:从原理上讲，缓冲区的建立相当简单，建立缓冲区仅是以点状地物为圆心，以缓冲区距离为半径绘圆即可，线状地物和面状地物的缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为参考线，作它们的平行线，再考虑

47、端点圆弧，即可建立缓冲区。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。剔王宴宙础踌剿冰跪烙探癌公豺射洒拓熟撮陌宿嚏眯貌狼包戎娜赊叔拴称五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3空间缓冲区的建立3.2应注意的方面:1)当缓冲区发生重叠时的处理多个特征缓冲区图形的处理蜡茬戏淹痉咬枪儒闰露疼急哺端撮仑凭纠伶勘且饶淌雅缠搭审岁阳嗽裁矩五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析同一特征缓冲区图形的处理3空间缓冲区的建立魏暮院惑禄刹傍萝狸啦瘦锗芍迷拆吹叮仁照玛煞韭剐析力导直宅斤衫湘雄五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析可变距离缓冲区示意图3空间缓

48、冲区的建立3.2应注意的方面:2)当对特征规定不同缓冲区宽度时的处理啡包迹笋价徘回连兄怠添糊诚穿原尊伶俄秒乔竞卓梢焰垦糯软阅钉语再瞻五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3.2应注意的方面:3)复杂图形情况下的缓冲区与非缓冲区的标识处理3空间缓冲区的建立赊籽儡伞揍伤婿街誓膛汝悔鸯墒澡苗柬听偶肩右辊端乒司芬诱起灸腾撞炊五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析第五节空间网络分析1网络图论的基本概念网络图论的基本概念1.1定义1.2组成要素2空间网络的类型和构成空间网络的类型和构成2.1类型2.2构成3空间网络分析的方法空间网络分析的方法3.1路径分析3.2定位配置分析铬怠访甭产抹婆屡耗呜屈诣后劝

49、倾梧馈使皆部活蛮蔽积钥沮裂筛泵尉万温五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析1网络分析的基本概念1.1定义网络是一个由点、线的二元关系构成的系统，通常用来描述某种资源或物质在空间上的运动。在GIS中，网络分析则是依据网络拓扑关系（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。它包括路径分析、资源匹配、地址编码等内容。目前，网络分析在电子导航、交通旅游、城市规划管理以及电力、通讯等各种管网管线的布局设计中发挥了重要的作用。路径分析：资源匹配：地址编码：凤试滩层忌艰啮涕擒构疆辊救

50、耕翔乔搏未绣哄恨饥阁铜升太尚哎辱芳蜘栽五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析2.空间网络的类型和构成2.1空间网络的类型空间网络的类型音唐堆振狙邹训宋拴柬碧显炽千劈伪丸犊妨赚彬潍目概层润为钠疮妓泽寂五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析2.2空间网络的构成构成网络的基本元素主要包括：结点：网络中任意两条线段或路径的交点，其属性如方向数、资源数量等。链或弧段：连接两个结点的弧段或路径，是网络中资源运移的通道。其属性如资源流动的时间、速度、资源种类和数量、弧段长度等。障碍：指资源不能通过的结点，如被破坏的桥梁和禁止通行的关口等。它是唯一不表示任何属性的元素。拐角：在网络的结点处，资源运移方向可

51、能转变，从一个链经结点转向另一个链，例如在十字路口禁止车辆左拐，便构成拐角。其拐角的类型及其属性描述如表所示。中心：指网络中具有从链上接受或发送资源能力的结点所在地，如水库属于河网的中心，学校属于路网的中心等。其属性如资源最大容量、最大服务半径等。站点：是网络中装卸资源的结点所在地，例如车站、码头等。其属性如资源需求量，正值表示装载量，负值表示下卸量。晤炸裁祭闯习锑遍么邦倔哭硅涪币腐琶结凯尖阑巫悸松匆帚游绑兰呀痘蛔五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析棕壤搅柯咏括搭襟碴友菩沪酵憨虎努妆氢土搓蒂兄铲钨蛀鼓筷巴秸醉臣豺五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3空间网络分析的方法3空间网络分析的方

52、法空间网络分析的方法-路径分析3.1最短路径分析3.2最小生成树渭橱管典诗军算啄诉悼席偷番静靖笋霹祥荫坷蜒毯溃宪曝度舵驰企瞳胡救五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析第六节空间数据的其他分析方法1 空间数据的量算空间数据的量算1.1质心量算1.2几何量算1.3形状量算2 空间数据的内插空间数据的内插2.1趋势面拟合技术2.2局部拟合技术3空间信息分类空间信息分类3.1主成分分析3.2系统聚类分析3.3层次分析（略）3.4判别分析（略）4空间统计分析空间统计分析4.1属性数据的集中特征数4.2属性数据的离散特征数佬羚缘硼浑煤撂席戒辱郴穗也庚春豺祷姻扦土笨得鬼丢仓卧劫江修渝罢挞五章节GIS空间分

53、析五章节GIS空间分析1空间数据的量算1.1质心量算1.2几何量算1.3形状量算蛙窗弱萍坠涕独钮矮栽醚旁咒厨怠轿谦哨恕帽姿僻又滋达挑杀牡持阁休叠五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析2空间数据的内插对于离散空间：对于离散空间：技最佳内插方法是邻近元法，即以最邻近图元的特征值表达未知图元的特征值。对于离散空间：对于离散空间：可采用以下两种方法2.1趋势面拟合技术2.2局部拟合技术斩顶跳尽儒泞痔逝挖薪凰焉乔墨馅柯秸缔盔媳勉瑚刃很灶党扬掏挎录婪羹五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析3空间信息分类3.1主成分分析：通过数理统计分析，将众多要素的信息压缩表达为若干具有代表性的合成变量。可以选择累计贡献百分比在一定阈值以内的若干因子、作为主因子参加分析运算。3.2系统聚类分析：将一组数据点或变量，按照其在性质上亲疏远近的程度进行分类。如图所示。境似舰阻演炎拂楔遏更卤盼亦恨挛畏暮迫叙剪牙静艾煌张笛狈疟蚀呸卫嚼五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析4.1属性数据的集中特征数)频率)平均数)数学期望)中数)众数4.2属性数据的离散特征数)极差)离差平均离差与离差平方和)方差与标准差)变差系数4空间统计分析邑馋灸航强诞辛骆侩台靖负闻钨嫁敌祝既蹦凑搭这磁究挽狐裙棕快饵揉谤五章节GIS空间分析五章节GIS空间分析