GIS空间分析解析课件.pptx

1、字面定义：字面定义：空间数据的分析和数据的空间分析。空间数据的分析和数据的空间分析。空间数据分析空间数据分析1、描述空间对象的非空间特性、描述空间对象的非空间特性2、方法：概率、数理统计等数学方法、方法：概率、数理统计等数学方法3、特点：几何特征不是主要限制因子（例：聚类分析）数据处理、特点：几何特征不是主要限制因子（例：聚类分析）数据处理与一般的数据统计分析基本一致分析结果依托于地理空间，描述的是与一般的数据统计分析基本一致分析结果依托于地理空间，描述的是空间过程，揭示空间规律和机制。空间过程，揭示空间规律和机制。数据空间分析数据空间分析1、描述空间对象的空间位置、关系，对空间对象进行定量描

2、述、描述空间对象的空间位置、关系，对空间对象进行定量描述2、方法：空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等。、方法：空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等。3、特点：非严格意义的分析，是空间事物的描述和说明，特征提取、特点：非严格意义的分析，是空间事物的描述和说明，特征提取和参数计算回答是什么、在那里、有多少和怎么样，并不回答为什么。和参数计算回答是什么、在那里、有多少和怎么样，并不回答为什么。定义：定义：空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。术，其目的在于提取和传输空间信息。空间分析的定义基本的

3、空间分析包括以下方面：基本的空间分析包括以下方面： q 空间查询空间查询 q 空间量算空间量算 q 缓冲区分析缓冲区分析 q 叠加分析叠加分析 q 网络分析网络分析 q 空间统计分析空间统计分析 q 空间插值空间插值 q 数字高程模型（数字地形模型）数字高程模型（数字地形模型）q 空间建模与空间决策支持系统空间建模与空间决策支持系统面向应用的分析面向应用的分析简单的空间分析简单的空间分析复杂的空间分析复杂的空间分析空间分析步骤 根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。 空间分析的基本步骤:例如：查找

4、工大新区1000m(步行距离)范围内的餐馆，首先工大区或点图层进行外扩1000m(缓冲区范围)，然后做叠加分析或者空间查询分析。第第1步：步： 确定问题确定问题第第2步：选择分析工具步：选择分析工具第第3步：准备空间数据步：准备空间数据第第4步：制定空间分析流程步：制定空间分析流程第第5步：展示并解释分析结果步：展示并解释分析结果检查结果、修改条件检查结果、修改条件优化空间分析处理结果优化空间分析处理结果（1）空间分析空间查询：实体之间的空间关系查询，实体的属性信息：实体之间的空间关系查询，实体的属性信息查询等。查询等。：基于实体的属性信息进行查询，与一般的数：基于实体的属性信息进行查询，与一

5、般的数据库查询相同，只不过最后查询的结果需要再与图形关据库查询相同，只不过最后查询的结果需要再与图形关联起来。联起来。：将空间关系和属性结合起来进行查询，：将空间关系和属性结合起来进行查询，并将最后结果以图形和属性两种方式显示出来。如：查并将最后结果以图形和属性两种方式显示出来。如：查询京九线沿线人口大于询京九线沿线人口大于100100万的城市及各种属性信息。万的城市及各种属性信息。：根据一个地理名字（如学校名字）来定位相：根据一个地理名字（如学校名字）来定位相关实体并获得其属性信息。其基础是地理编码，即将一关实体并获得其属性信息。其基础是地理编码，即将一个地理名字与一个或若干个空间实体关联起

6、来、或者与个地理名字与一个或若干个空间实体关联起来、或者与实体的某个属性关联起来、或者与某个地理坐标关联起实体的某个属性关联起来、或者与某个地理坐标关联起来。来。（2）空间分析空间量算面积周长2rr1为膨胀面为膨胀面iiiiiGiiiiiGWYWWXWYX（3）空间分析缓冲区分析（3）空间分析缓冲区分析（3）空间分析缓冲区分析（3）空间分析缓冲区分析点缓冲区分析以水文地质孔抽水影响半径为例（3）空间分析缓冲区分析线缓冲区分析以断层影响的岩体破碎带分析为例（3）空间分析缓冲区分析区缓冲区分析以采空区防水煤柱距离留设分析为例（3）空间分析缓冲区分析分析对象分析对象（矢量点线面）（矢量点线面）矢量缓

7、冲区矢量缓冲区Buffer WizardBuffer Wizard Euclidean Distance Euclidean Distance 栅格缓冲区栅格缓冲区（4）空间分析叠加分析o 叠加分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生新的要素，它是空间信息系统中最常用的提取隐含信息的手段之一。叠加分析不仅包含空间关系的比较，还包含属性关系的比较，它可以分为以下五类： n视觉信息的叠加：将多个图层内容放在一起进行显示； n点与多边形的叠加：实质上是计算多边形对点的包含关系，用于统计或属性赋值； n线与多边形的叠加：主要用于计算线落在哪些多边形中以及各自的部分； n多边形叠加：最常用的叠加分析；n栅

8、格图层叠加：利用某种计算模型对不同栅格图层中相同位置像元的值进行计算，得到新的栅格图层。（4）空间分析叠加分析123456ABCAC123456（4）空间分析叠加分析ABCABC12315234（4）空间分析叠加分析交交并并差差分割分割 （4）空间分析叠加分析2022-6-1ArcGIS软件操作与使用之空间分析（4）空间分析叠加分析2022-6-1ArcGIS软件操作与使用之空间分析（4）空间分析叠加分析2022-6-1ArcGIS软件操作与使用之空间分析（4）空间分析叠加分析（4）空间分析叠加分析（4）空间分析叠加分析（4）空间分析叠加分析（4）空间分析叠加分析叠加分析以红层区域的地质钻孔为

9、例 对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如电信线、电力线、给水线等）进行地理分析和模型化，是网络分析的主要目的，其根本目标是研究、筹划一项网络工程如何安排、并使其运行效果最好。 一个网络中最基本的组成部分包括： q 链（Link）：网络中流动的管线，如电线。 q 障碍（Barrier）：禁止网络中链上流动的点，如刀闸。 q 拐角点（Turn）：出现在网络链中所有分割点上，如电阻。 q 中心（Center）：接受或分配资源的位置，如电站。 q 站点（Stop）：在路径选择中资源增减的站点，如电厂。 网络分析的应用主要包括三个方面：路径分析、地址匹配和资源分配。 （5）空间分析）空间分析网

10、络分析网络分析 （6）空间分析）空间分析空间统计分析空间统计分析（6）空间分析空间统计分析散点图散点图折线图折线图扇形图扇形图柱状图柱状图直方图直方图能被用户能被用户直观地直观地观察和理解数据。观察和理解数据。统计表格是统计表格是详尽地详尽地表示非空间数据的方法，表示非空间数据的方法，不直不直观观，但可提供详细数据，便于对数据进行，但可提供详细数据，便于对数据进行再处理再处理。 空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，它包括内插和外推两种算法内插和外推两种算法。前者是通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数据，后者则是通过已知区域的数据，

11、求未知区域的数据。通常，在以下几种情况下要做空间插值： q 现有数据的分辨率不够，如遥感图象从一种分辨率转换到另一种分辨率。 q 现有数据的结构与所需结构不同，如将栅格数据转换到TIN数据。 q 现有数据没有完全覆盖整个区域，如只有一些离散点数据。 需要进行空间插值处理的原始数据包括：航片/卫片、野外测量采样数据、等值线图等。（7）空间分析）空间分析空间插值空间插值（7）空间分析）空间分析空间插值空间插值（8）空间分析）空间分析密度分析密度分析断层交点密度分析、断层尖灭点密度分析，断层分布密度分析（8）空间分析）空间分析密度分析密度分析断层交点密度分析、断层尖灭点密度分析，断层分布密度分析（8

12、）空间分析）空间分析密度分析密度分析断层交点密度分析、断层尖灭点密度分析，断层分布密度分析（9）空间分析）空间分析DEM分析分析n 生产三维立体图 n 生产视线图 n 生产等高线图 n 坡度、坡向分析 n 高程及变异分析 n 地表形态的自动分类 n 地学剖面的绘制与分析 n 三维空间分析（如洪水淹没分析） （9）空间分析）空间分析DEM分析分析（9）空间分析）空间分析DEM分析分析计算坡度Slope 地面上某点的坡度表示了地表在该点的倾斜程度 坡度与坡向的计算通常在33的DEM栅格窗口（如图）中进行 坡度有两种表示方法：度或百分比（9）空间分析）空间分析DEM分析分析计算坡向Aspect 坡向

13、定义为坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角。 在ArcGIS中Aspect表示每个栅格与它相邻的栅格之间沿坡面向下最陡的方向。 在输出的坡向数据中，坡向值有如下规定：正北方向为0度，正东方向为90度，以次类推。（9）空间分析）空间分析DEM分析分析计算山体阴影HillShade 分析或模拟地面的光照情况，产生地形表面的阴影图。Hillshade 可测定研究区域中给定位置的太阳光强度和光照时间，并且对实际地面进行逼真的立体显示，增强地面的起伏感。 要计算山影，需要给定太阳方位角和太阳高度角。（9）空间分析）空间分析DEM分析分析创建等值线Contours在ArcGIS中Contours功能生成一个新的矢量图层，每条线表示了具有相同高度、数量或者浓度的连续的位置的集合。生成的等值线经过平滑处理，真实地再现了表面等值线。有三种方法：1. 将DEM或Tin生成为线要素矢量主题2. 创建一个新的线主题 ，并从Dem主题或Tin中提取等值线，提取的等值线成为新主题中的要素3. 提取单条等值线（9）空间分析）空间分析DEM分析分析（10）空间分析）空间分析栅格分析栅格分析（10）空间分析）空间分析栅格分析栅格分析（10）空间分析空间分析栅格栅格分析分析