GIS空间分析 Spatial analysis 原理与方法 第六章 GIS空间分析 Spatial analysis 原理与方法 GIS是空间数据处理理论和方法的集成化实现。包含了大部分的空间分析技术，是GIS的技术特色。

本章目录 第一节 概论 第二节 空间查询、空间量算、数据探索 第三节 栅格数据分析的基本模式 第四节 矢量数据分析的基本方法 第一节 概论 第二节 空间查询、空间量算、数据探索 第三节 栅格数据分析的基本模式 第四节 矢量数据分析的基本方法 第五节 数字地面模型及其应用

第一节 概论 空间分析的回顾与展望 空间分析的范畴 空间分析的定义 空间数据分析&数据空间分析 空间分析&空间模型 基本空间分析技术

一. 空间分析的回顾与展望 空间分析技术发展 各种地图应用（英国的医学应用） 定量分析空间对象的分布模式→空间统计学 空间分析发展存在问题 地图的直观性，忽视地图信息的解析性和复杂性，缺少对地图应用的研究

二. 空间分析的范畴 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。 6

关于空间分析 提供技术的支持 回答是什么、在那里、有多少和怎么样 并不回答为什么

空间数据分析&数据空间分析 空间数据分析:描述空间对象的非空间特性 方法：概率、数理统计等数学方法 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。

空间数据分析&数据空间分析(续) 数据空间分析:描述空间对象的空间位置、关系，对空间对象进行定量描述 方法：空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等。 特点： 对空间事物进行描述和说明，进行特征提取和参数计算； 几何特征是主要限制因子。

空间分析&空间模型 空间分析是基本的，解决一般问题的理论和方法，空间模型是复杂的，解决专门问题的理论和方法。 例：工厂选址与水库选址 应用模型建立过程比较复杂，有些还不能用数学方法描述，空间分析技术为解决复杂的应用模型提供基本的分析工具。

基本空间分析技术 空间查询与统计 缓冲区分析 叠置分析 网络分析 数字高程模型与数字地形分析

第二节 空间查询、空间量算、数据探索 空间查询(Spatial Query) 空间量算（Measurement） 数据探索（Data Exploration）

一 空间查询 空间查询是空间分析基础，任何空间分析都开始于空间查询。 空间查询特性 回答用户的简单问题 不改变空间数据库数据 一 空间查询 空间查询是空间分析基础，任何空间分析都开始于空间查询。 空间查询特性 回答用户的简单问题 不改变空间数据库数据 不产生新的空间实体和数据 双向查询：图形查属性，属性查图形

空间查询：方式、内容与结果 方 式 内 容 结 果 几何查询 空间对象分布 高亮度显示 属性查询 空间对象属性 属性列表 SQL查询 联合查询 空间对象属性 属性列表 SQL查询 空间关系 拓扑查询

几何查询 通过地图要素的操作从地图上检索数据数据的过程。 方法 指针选择要素 图形选择要素 圆、方框、多边形

属性查询 通过对属性数据的操作从地图中检索数据。 结果通过高亮度显示或保存。 手段：表达式 表达式必须被GIS或数据库理解 不同的系统可能表达式不一样

属性查询：属性对应的空间位置分布

SQL查询 条件：面积大于2000平方公里且每平方公里人口大于100的地区

SQL查询(raster) Produce a Boolean grid showing where a certain condition holds

SQL查询：逻辑表达式 运算数: 字段、数字、字符串 逻辑表达式：class = 2 逻辑运算符: = , > , < , ≥,≤,≠

SQL查询：布尔运算符 用来连接两个或两个以上的逻辑表达式 运算符：AND、 OR、 XOR、 NOT 与运算 Class=2 AND age>15 或运算 Class=2 OR age>15; Class=2 XOR age>15 否运算 NOT (Class=2) AND ( age>15 )

布尔运算符图解 A B A AND B A OR B A NOT A

结构化查询语言（SQL) 例：查询p101地块的销售日期： 基本语法： select sale date from parcel where PIN = “p101” 基本语法： Select <属性清单> From <关系> Where <条件> 地块标识 销售日期 面积 代码 分区 p101 98-10-1 2.5 1 居住 p102 68-6-10 3.1 2 商业 p103 97-7-3 2.3 p104 78-7-30 1.5 Parcel

where parcel. PIN = owner. PIN and PIN = “p104” select owner name from parcel, owner where parcel. PIN = owner. PIN and PIN = “p104” 地块标识 业主名字 p101 Wang Chang p102 Smith Jones p103 Mark p104 Joe Owner

拓扑查询 空间关系 （拓扑关系查询） 包含：完全在选择要素之内 相交：与选择要素相交的要素 邻近（邻接，距离=0）：选择要素指定距离内的要素

ArcView中的拓扑查询 28

联合查询 问题：在陕西省确定旅游胜地的可能地点。 条件：人口大于2000;据主要公路不超过两公里。

空间量算（Measurement） 几乎每个GIS都提供这些基本功能 量算arc的长度 Centroids, perimeters and areas of polygons 栅格系统中的量算不同于矢量系统

数据探索（Data Exploration） 评估数据的统计特征 Min, max, mean, clusters, randomess, uniformity, etc. GIS professionals need LOTS of statistics expertises ALWAYS MAP AND LOOK AT YOUR RESULTS

Prediction through regression Linear regression Predict one variable based on value of another rent = 0.019 * value + 225 R2 = 0.72 R2 is the correlation coefficient ( 0 is no correlation, 1 is perfect correlation) R2 is the correlation coefficient ( 0 is no correlation, 1 is perfect correlation)

思考题 空间分析与空间建模的区别 空间分析的两个层次