1、第六章 GIS空間分析原理與方法,空間分析是GIS系統(tǒng)的重要功能之一,是GIS系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)輔助繪圖系統(tǒng)的主要區(qū)別?？臻g分析的對(duì)象是一系列跟空間位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括空間坐標(biāo)和專業(yè)屬性兩部分。其中空間坐標(biāo)用于實(shí)體的空間位置和幾何形態(tài)，專業(yè)屬性則是實(shí)體某一方面的性質(zhì)。,空間分析,空間分析定義,字面定義：空間數(shù)據(jù)的分析和數(shù)據(jù)的空間分析 空間數(shù)據(jù)分析 描述空間對(duì)象的非空間特性 方法：概率、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)方法 特點(diǎn)： 幾何特征不是主要限制因子（例：聚類分析） 數(shù)據(jù)處理與一般的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析基本一致 分析結(jié)果依托于地理空間，描述的是空間過程，揭示空間規(guī)律和機(jī)制。 數(shù)據(jù)空間分析 描述空間對(duì)象的空間位置、

2、關(guān)系，對(duì)空間對(duì)象進(jìn)行定量描述 方法：空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖論、拓?fù)鋵W(xué)、計(jì)算幾何等。 特點(diǎn)： 非嚴(yán)格意義的分析，是空間事物的描述和說明，特征提取和參數(shù)計(jì)算 回答是什么、在那里、有多少和怎么樣，并不回答為什么。 定義：空間分析是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息,空間分析的主要內(nèi)容,空間位置： 借助于空間坐標(biāo)系傳遞空間對(duì)象的定位信息，是空間對(duì)象表述的研究基礎(chǔ)，即投影與轉(zhuǎn)換理論。 空間分布：同類空間對(duì)象的群體定位信息，包括分布、趨勢(shì)、對(duì)比等內(nèi)容。 空間形態(tài)：空間對(duì)象的幾何形態(tài) 空間距離：空間物體的接近程度 空間關(guān)系：空間對(duì)象的相關(guān)關(guān)系，包括拓?fù)洹⒎轿?、相似、相關(guān)等。

3、,空間分析、GIS和空間模型,空間分析和空間模型是不同層次上的概念 空間分析是基本的，解決一般問題的理論和方法，空間模型是復(fù)雜的，解決專門問題的理論和方法。 例：工廠選址與水庫(kù)選址，水土流失 應(yīng)用模型無可枚舉，而空間分析技術(shù)是有限的。 應(yīng)用模型建立過程比較復(fù)雜，有些還不能用數(shù)學(xué)方法描述，空間分析技術(shù)為解決復(fù)雜的應(yīng)用模型提供基本的分析工具。 GIS是空間數(shù)據(jù)處理理論和方法的集成化實(shí)現(xiàn)。包含了大部分的空間分析技術(shù)，是GIS的技術(shù)特色。 空間分析和空間模型是零件和機(jī)器的關(guān)系,空間分析技術(shù)發(fā)展及存在問題,空間分析技術(shù)發(fā)展 各種地圖應(yīng)用（醫(yī)學(xué)應(yīng)用） 定量分析空間對(duì)象的分布模式 地理空間本身特征、空間決策

4、過程、時(shí)空演化過程等 空間分析發(fā)展存在問題 地圖的直觀性，忽視地圖信息的解析性和復(fù)雜性，缺少對(duì)地圖應(yīng)用的研究 數(shù)字地圖改變了地圖的應(yīng)用方式，展示了更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和更為靈活的應(yīng)用方式 空間分析是GIS區(qū)別與其他信息系統(tǒng)的標(biāo)志，是GIS技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向：管理型向分析決策型轉(zhuǎn)變,GIS空間分析模型,地理信息系統(tǒng)不僅要完成管理大量復(fù)雜的地理數(shù)據(jù)的任務(wù)，更為重要的是要完成地理分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和輔助決策的任務(wù)，必須發(fā)展廣泛的適用于地理信息系統(tǒng)的地理分析模型，這是地理信息系統(tǒng)走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵。 模型：所謂模型，就是將系統(tǒng)的各個(gè)要素，通過適當(dāng)?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)規(guī)則描寫出來的簡(jiǎn)明的映象。通常表達(dá)了某個(gè)

5、系統(tǒng)的發(fā)展過程或發(fā)展結(jié)果。 地學(xué)模型：是用來描述地理系統(tǒng)各個(gè)要素之問相互關(guān)系和客觀規(guī)律的，它用信息的、語(yǔ)言的、數(shù)學(xué)的或其它表達(dá)形式，通常反映地學(xué)過程及其發(fā)展趨勢(shì)或結(jié)果。是在對(duì)系統(tǒng)所描述的具體對(duì)象與過程，進(jìn)行大量專業(yè)研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)出來的客觀規(guī)律的抽象或模擬。地學(xué)模型也稱為專題分析模型。,GIS空間分析模型,數(shù)學(xué)模型 ：是應(yīng)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言和工具，對(duì)部分現(xiàn)實(shí)世界的信息(現(xiàn)象、數(shù)據(jù))加以翻譯、歸納的產(chǎn)物。數(shù)學(xué)模型經(jīng)過演繹、推導(dǎo)，給出數(shù)學(xué)上的分析、預(yù)報(bào)、決策或控制，再經(jīng)過解釋回到現(xiàn)實(shí)世界，完成實(shí)踐理論實(shí)踐這一循環(huán),模型的作用和特點(diǎn),應(yīng)用模型是聯(lián)系GIS應(yīng)用系統(tǒng)與常規(guī)專業(yè)研究的紐帶 應(yīng)用模型是綜合利用G

6、IS應(yīng)用系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)的工具 應(yīng)用模型是GIS應(yīng)用系統(tǒng)解決各種實(shí)際問題的武器 應(yīng)用模型是GIS應(yīng)用系統(tǒng)向更高技術(shù)水平發(fā)展的基礎(chǔ),模型的分類,非空間模型,空間模型,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型,從人類認(rèn)識(shí)的角度來看有精確的和模糊的兩種類型，因?yàn)榻^大多數(shù)地理現(xiàn)象難以用精確的定量關(guān)系劃分和表示，因此模糊的模型更為實(shí)用，結(jié)果也往往更接近實(shí)際，模糊評(píng)價(jià)一般經(jīng)過四個(gè)過程： 評(píng)價(jià)因子的選擇與簡(jiǎn)化； 多因子重要性指標(biāo)(權(quán)重)的確定； 因子內(nèi)各類別對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的隸屬度確定； 選用某種方法進(jìn)行多因子綜合。,主成分分析,是通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，求得各要素間線性關(guān)系的實(shí)質(zhì)上有意義的表達(dá)式，將眾多要素的信息壓縮表達(dá)為若干具有代表性的合成變量

7、，這就克服了變量選擇時(shí)的冗余和相關(guān)，然后選擇信息最豐富的少數(shù)因子進(jìn)行各種聚類分析，構(gòu)造應(yīng)用模型。,設(shè)有n個(gè)樣本，p個(gè)變量。將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一組新的特征值主成分，主成分是原變量的線性組合且具有正交特征。即將x1，x2，xp綜合成m(mp)個(gè)指標(biāo)zl，z2，zm，即 z1=l11*x1+l12*x2+.+l1p*xpz2=l21*x1+l22*x2+.+l2p*xp .zm=lm1*x1+lm2*x2+.+lmp*xp,這樣決定的綜合指標(biāo)z1，z2，zm分別稱做原指標(biāo)的第一，第二，第m主成分，且z1，z2，zm 在總方差中占的比例依次遞減。而實(shí)際工作中常挑選前幾個(gè)方差比例最大的主成分，從而簡(jiǎn)化指標(biāo)

8、間的關(guān)系，抓住了主要矛盾。 主成份分析這一數(shù)據(jù)分析技術(shù)是把數(shù)據(jù)減少到易于管理的程度，也是將復(fù)雜數(shù)據(jù)變成簡(jiǎn)單類別便于存儲(chǔ)和管理的有力工具。地理研究和生態(tài)研究的GIS用戶常使用上述技術(shù)，因而應(yīng)把這些變換函數(shù)作為GIS的組成部分。,AHP方法把相互關(guān)聯(lián)的要素按隸屬關(guān)系分為若干層次，請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專家對(duì)各層次各因素的相對(duì)重要性給出定量指標(biāo)，利用數(shù)學(xué)方法綜合專家意見給出各層次各要素的相對(duì)重要性權(quán)值，作為綜合分析的基礎(chǔ)。例如要比較n個(gè)因素yyl，y2，yn 對(duì)目標(biāo)Z的影響，確定它們?cè)趜中的比重，每次取兩個(gè)因素yi和yJ，用aij表示yi與yJ對(duì)Z的影響之比，全部比較結(jié)果可用矩陣A(aij)n*n表示，A叫成對(duì)

9、比矩陣，它應(yīng)滿足： aij0,aji=1/aij (i,j=1,2,.n) 使上式成立的矩陣稱互反陣，必有aiil。,層次分析法(AHP),在旅游問題中，假設(shè)某人考慮5個(gè)因素：費(fèi)用yl、景色y2，居住條件y3,飲食條件y4、旅途條件y5。他用成對(duì)比較法得到的互反陣是： 在上式中a122表示yl與景色y2對(duì)選擇旅游點(diǎn)(目標(biāo)Z)的重要性之比為2:1；a137，表示費(fèi)用yl與居住條件y3之比為7:1；a234，則表示景色y2與居住條件y3之比為4：1。,1,聚類分析的主要依據(jù)是把相似的樣本歸為一類，而把差異大的樣本區(qū)分開來。在由m個(gè)變量組成為m維的空間中可以用多種方法定義樣本之間的相似性和差異性統(tǒng)計(jì)

10、量。 例：用xik表示第i個(gè)樣本第k個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，xjk表示第j個(gè)樣本第k個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)；dij表示第i個(gè)樣本和第j個(gè)樣本之間的距離,根據(jù)不同的需要，距離可以定義為許多類型，最常見、最直觀的距離是歐幾里德距離，即：,聚類分析分析,依次求出任何兩個(gè)點(diǎn)的距離系數(shù)dij(i，jl，2，n)以后，則可形成一個(gè)距離矩陣 它反映了地理單元的差異情況，在此基礎(chǔ)上就可以根據(jù)最短距離法或最長(zhǎng)距離法或中位線法等，進(jìn)行逐步歸類，最后形成一張聚類分析譜系圖。,九大農(nóng)業(yè)區(qū)聚類分析譜系圖,判別分析,判別分析與聚類分析同屬分類問題，所不同的是，判別分析是預(yù)先根據(jù)理論與實(shí)踐確定等級(jí)序列的因子標(biāo)準(zhǔn)，再將待分析的地理實(shí)體安排到序列的

11、合理位置上的方法，對(duì)于諸如水土流失評(píng)價(jià)、土地適宜性評(píng)價(jià)等有一定理論根據(jù)的分類系統(tǒng)定級(jí)問題比較適用。,判別分析,判別分析要求根據(jù)已知的地理特征值進(jìn)行線性組合，構(gòu)成一個(gè)線性判別函數(shù)Y，即： 式中，Ck(kl，2，m)為判別系數(shù)，它可反映各要素或特征值作用方向、分辨能力和貢獻(xiàn)率的大小。只要確定了Ck，判別函數(shù)y也就確定了。Xk為已知各要素(變量)的特征值。,空間數(shù)據(jù)的量算,空間信息的自動(dòng)化量算是地理信息系統(tǒng)所具有的重要功能，也是進(jìn)行空間分析的定量化基礎(chǔ)。其中的主要量算有： 質(zhì)心量算 幾何量算 形狀量算,質(zhì)心量算,定義：目標(biāo)的半徑位置或保持均勻的平衡點(diǎn)，一般為多邊形的幾何中心或重心。 計(jì)算公式：,質(zhì)心

12、量算,或者： i為離散目標(biāo)，w為權(quán)重，x，y為目標(biāo)坐標(biāo) 應(yīng)用 跟蹤某些地理分布的變化，如人口變遷、土地類型變化等。 簡(jiǎn)化復(fù)雜目標(biāo)的模型建立等,幾何量算,幾何量算對(duì)點(diǎn)、線、面、體4類目標(biāo)物而言，其含義不同的： 點(diǎn)狀目標(biāo)：坐標(biāo)； 線狀目標(biāo)：長(zhǎng)度、曲率、方向； 面狀目標(biāo)：面積、周長(zhǎng)等； 體狀目標(biāo)：表面積、體積等。,幾何量算,n 維勻質(zhì)空間廣義距離公式,j(xj, yj),i(xi, yi),i,j,i,j,距離計(jì)算公式,n 維非勻質(zhì)空間距離計(jì)算,q=2，二維歐氏距離,q=1，曼哈頓距離,q=0.6,非歐氏距離,幾何量算,線長(zhǎng)度可由兩點(diǎn)間直線距離相加得到。 面積和周長(zhǎng)的計(jì)算。在平面直角坐標(biāo)系中，計(jì)算面

13、積時(shí)，計(jì)算y值以下面積按矢量方向，分別求出向右向左兩個(gè)方向各自的面積，它們的絕對(duì)值之差，便是多邊形面積值，周長(zhǎng)則是線段之和。,形狀量算,地物外形是影像處理中模式識(shí)別的一個(gè)重要部分。例如海岸線的外形是島嶼的重要特征，森林中不同類型的土地外形對(duì)野生生物顯得非常重要。目標(biāo)物的外觀是多變的，很難找到一個(gè)準(zhǔn)確的量對(duì)其進(jìn)行描述。 基本考慮：空間完整性、多邊形形狀特征,形狀量算,第一種量算方法： 首先統(tǒng)計(jì)線段的總長(zhǎng)度得到多邊形的周長(zhǎng)，然后與同該多邊形面積相同的圓的周長(zhǎng)進(jìn)行比較。 將多邊形周長(zhǎng)與圓周長(zhǎng)相除得到一個(gè)參數(shù)，可以很快比較出多邊形的不同來。,形狀量算,第二種量算方法： 從多邊形中心畫出一組規(guī)則半徑，設(shè)

14、其半徑長(zhǎng)為 ，圓的半徑長(zhǎng)為 ，然后計(jì)算參量 從而比較出多邊形的差別來。,形狀量算,第三種量算方法： 如果認(rèn)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓目標(biāo)既非緊湊型也非膨脹型，則可定義其形狀系數(shù)為： 其中，P為目標(biāo)物周長(zhǎng)，A為目標(biāo)物面積。 如果 r1，目標(biāo)物為緊湊型； r1，目標(biāo)物為一標(biāo)準(zhǔn)圓； r1，目標(biāo)物為膨脹型。,形狀量算,空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插,通過已知點(diǎn)或分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點(diǎn)或分區(qū)數(shù)據(jù)的方法稱為空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插。其方法是從存在的觀測(cè)數(shù)據(jù)中找到一個(gè)函數(shù)關(guān)系式，使該關(guān)系式最好地逼近這些已知的空間數(shù)據(jù)，并能根據(jù)函數(shù)關(guān)系式推求出區(qū)域范圍內(nèi)其它任意點(diǎn)或任意分區(qū)的值。 一般來講，在已存在觀測(cè)點(diǎn)的區(qū)域范圍之內(nèi)估計(jì)未觀測(cè)點(diǎn)的特征值的過程稱

15、內(nèi)插；在已存在觀測(cè)點(diǎn)的區(qū)域范圍之外估計(jì)未觀測(cè)點(diǎn)的特征值的過程稱推估。 空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插有離散空間內(nèi)插和連續(xù)空間 內(nèi)插,空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插,空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理常用的方法之一，廣泛應(yīng)用于等值線自動(dòng)制圖、數(shù)字高程模型的建立、不同區(qū)域界線現(xiàn)象的相關(guān)分析和比較研究等。 連續(xù)空間內(nèi)插技術(shù)包括樣條函數(shù)、最小二乘趨勢(shì)面、傅里葉級(jí)數(shù)、克里金(Kriging)的移動(dòng)平均法等。也可以分為整體擬合和局部擬合技術(shù)兩大類。,整體擬合,趨勢(shì)面分析：多項(xiàng)式回歸分析是描述長(zhǎng)距離漸變特征的最簡(jiǎn)單方法。多項(xiàng)式回歸的基本思想是用多項(xiàng)式表示的線或面按最小二乘法原理對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合，線或面多項(xiàng)式的選擇取決于數(shù)據(jù)是一維還是二維

16、。 A、地理特征Z是X的線性函數(shù)： 表達(dá)式 Z=B0+B1X 其中：B0、B1為多項(xiàng)式系數(shù),整體擬合,B、二次或更高次的多項(xiàng)式： C、二次趨勢(shì)面的數(shù)學(xué)模型（二維）： D、三次趨勢(shì)面的數(shù)學(xué)模型：,整體擬合,傅里葉級(jí)數(shù)：用正弦和余弦的線性組合來模擬觀測(cè)值的變化，亦即描述一維或二維變化情況。 一般情況下，除溪流、沙丘等明顯的周期性特征外，地球表面的其它特征都很復(fù)雜，且難以用周期函數(shù)來嚴(yán)格地表示它們的變化。 一維傅里葉級(jí)數(shù)已廣泛用于時(shí)間級(jí)數(shù)分析和氣象變化的應(yīng)用研究。 二維傅里葉級(jí)數(shù)在研究沉積巖的地質(zhì)構(gòu)造中用得較多。,局部?jī)?nèi)插法,樣條函數(shù)： 計(jì)算機(jī)用于曲線與數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合以前，制圖員用曲線規(guī)逐段地?cái)M合出平滑

17、的曲線。這種靈活的曲線規(guī)繪成的分段曲線稱為樣條。與樣條匹配的那些數(shù)據(jù)點(diǎn)稱為樁點(diǎn)。 樣條函數(shù)是分段函數(shù)，一次擬合只有少數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)，同時(shí)保證曲線段的連接處為平滑連續(xù)曲線。這就意味著樣條函數(shù)可以修改曲線中的某一段而不必重新計(jì)算整條曲線。,局部?jī)?nèi)插法,移動(dòng)擬合法： A、移動(dòng)平均法： 在局部鄰域(或稱窗口)中計(jì)算各數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值來在未知點(diǎn)X處內(nèi)插變量Z值 。 B、二次多項(xiàng)式(曲面)：,柵格數(shù)據(jù)的窗口分析,33窗口 55窗口 77窗口,圓形窗口環(huán)形窗口 扇形窗口,按窗口統(tǒng)計(jì)分析分類： Mean Maximum Minimum Median Sum Range Majority Minority Vari

18、ety,按窗口形狀分類： 矩形窗口 圓型窗口 環(huán)型窗口 扇型窗口,柵格數(shù)據(jù)的窗口分析,柵格數(shù)據(jù)的聚類分析,根據(jù)設(shè)定的聚類條件對(duì)原有數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行有選擇的信息提取而建立新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。,在四種類型要素中提取其中要素2的聚類,柵格數(shù)據(jù)的聚合分析,根據(jù)空間分辨力和分類表，進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的合并或轉(zhuǎn)換以實(shí)現(xiàn)空間地域的兼并?？臻g聚合的結(jié)果往往將較復(fù)雜的類別轉(zhuǎn)換為較簡(jiǎn)單的類別，并且常以較小比例尺的圖形輸出。當(dāng)從地點(diǎn)、地區(qū)到大區(qū)域的制圖綜合變換時(shí)常需要使用這種分析處理方法。,1、2類合并為b，3、4類合并為a,2、3類合并為c， 1、4類合并為d,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析,信息復(fù)合模型(overlay)包括

19、兩類：即簡(jiǎn)單的視覺信息復(fù)合和較為復(fù)雜的疊加分類模型。常被用來進(jìn)行區(qū)域適應(yīng)性評(píng)價(jià)、資源開發(fā)利用、規(guī)劃等多因素分析研究工作。在數(shù)字遙感圖象處理工作中，利用該方法可以實(shí)現(xiàn)不同波段遙感信息的自動(dòng)合成處理 。 視覺信息復(fù)合是將不同專題的內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件上，參加復(fù)合的平面之間沒發(fā)生任何邏輯關(guān)系，仍保留原來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；疊加分類模型則根據(jù)參加復(fù)合的數(shù)據(jù)平面各類別的空間關(guān)系重新劃分空間區(qū)域，使每個(gè)空間區(qū)域內(nèi)各空間點(diǎn)的屬性組合一致。,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析,邏輯判斷復(fù)合法,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析,數(shù)學(xué)運(yùn)算復(fù)合法 ：算術(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算 算術(shù)運(yùn)算指兩層以上的對(duì)應(yīng)網(wǎng)格值經(jīng)加、減運(yùn)算，而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。

20、,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,2,2,2,3,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,3,A,B,C,D=A+B+C,E=|A-B|,F=D-E,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析,函數(shù)運(yùn)算指兩個(gè)以上層面的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)以某種函數(shù)關(guān)系作為復(fù)合分析的依據(jù)進(jìn)行逐網(wǎng)格運(yùn)算，從而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的過程。 應(yīng)用面：地學(xué)綜合分析、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、遙感數(shù)字圖像處理等領(lǐng)域,土壤侵蝕多因子函數(shù)運(yùn)算復(fù)合分析,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分

21、析,函數(shù)運(yùn)算,柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析,柵格數(shù)據(jù)的追蹤分析,對(duì)于特定的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)，由某一個(gè)或多個(gè)起點(diǎn)，按照一定的追蹤線索進(jìn)行追蹤目標(biāo)或者追蹤軌跡信息提取的空間分析方法。,6,4,7,10,25,20,19,16,8,12,15,21,25,34,22,15,11,17,24,32,30,27,21,12,14,25,31,39,32,25,14,7,20,29,32,33,23,21,12,3,20,26,28,25,20,16,13,4,20,23,23,18,12,9,9,4,17,18,17,12,8,3,2,3,矢量數(shù)據(jù)的包含分析,確定要素之間是否存在著直接的聯(lián)系，即矢量點(diǎn)、線、面之間

22、是否存在在空間位置上的聯(lián)系，這是地理信息分析處理中常要提出的問題，也是在地理信息系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)圖形屬性對(duì)位檢索的前提條件與基本的分析方法。 在包含分析的具體算法中，點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與線的包含分析一般均可以分別通過先計(jì)算點(diǎn)到點(diǎn)，點(diǎn)到線之間的距離，然后，利用最小距離閾值判斷包含的結(jié)果。點(diǎn)與面之間的包含分析，或稱為Point-Polygon分析。,矢量數(shù)據(jù)的包含分析,矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析,矢量數(shù)據(jù)的多邊形疊置分析,多邊形疊置分析也稱為Polygon-on-polygon 疊置，它是指同一地區(qū)、同一比例尺的兩組或兩組以上的多邊形要素的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行疊置。參加疊置分析的兩個(gè)圖層應(yīng)都是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。若需進(jìn)行多層疊置，

23、 也是兩兩疊置后再與第三層疊置，依次類推。其中被疊置的多邊形為本底多邊形，用來疊置的多邊形為上覆多邊形，疊置后產(chǎn)生具有多重屬性的新多邊形。,矢量數(shù)據(jù)的多邊形疊置分析,矢量數(shù)據(jù)的多邊形疊置分析,合成疊置 統(tǒng)計(jì)疊置,矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析,網(wǎng)絡(luò)分析的主要用途是：選擇最佳路徑；選擇最佳布局中心的位置。 網(wǎng)絡(luò)分析的基本方法： 路徑分析 地址匹配 資源分配,矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析,網(wǎng)絡(luò)中的基本組成部分和屬性： 鏈(Link)：網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的管線，如街道，河流，水管等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求。 障礙：禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動(dòng)的點(diǎn)。 拐角點(diǎn)：出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)鏈中所有的分割結(jié)點(diǎn)上狀態(tài)屬性的阻力，如拐彎的時(shí)間和限制(如不允許左拐)

24、。 中心：是接受或分配資源的位置，如水庫(kù)、商業(yè)中心、電站等。其狀態(tài)屬性包括資源容量，如總的資源量；阻力限額，如中心與鏈之間的最大距離或時(shí)間限制。 站點(diǎn)：在路徑選擇中資源增減的站點(diǎn)，如庫(kù)房、汽車站等，其狀態(tài)屬性有要被運(yùn)輸?shù)馁Y源需求，如產(chǎn)品數(shù)。,討論題,某地區(qū)氣象觀測(cè)站的最優(yōu)設(shè)置 目的：某地區(qū)內(nèi)有12個(gè)氣象觀測(cè)站，為了減少開支，計(jì)劃減少觀測(cè)站的數(shù)目。 基本情況： 已知該地區(qū)12個(gè)氣象觀測(cè)站的位置； 已知10年來12個(gè)氣象觀測(cè)站測(cè)得的年降水量； 問題：考慮減少那些觀測(cè)站可以使所得的降水量的信息足夠大？ 假設(shè)條件： 該地區(qū)的地理特性具有一定的均勻性，而不是復(fù)雜多變的地理特性； 相近地域的氣象特征具有較大的相似性和相關(guān)性； 在距離較遠(yuǎn)的條件下，由于地形、環(huán)境等因素而造成不同區(qū)域的年降水量相似的可能性很小，可以忽略，不同區(qū)域年降水量的差異主要與距離有關(guān)。,數(shù)字地面模型及其應(yīng)用概念,DTM與DEM的概念 描述地球表面形態(tài)多種信息空間分布的有序數(shù)值陣列 數(shù)學(xué)的角度 Kpfk(up,vp) (kl，2，3，m; p1，2，3，n) DEM是