GIS空間分析的功能和廣泛應(yīng)用

1、亠、GIS空間分析的功能前面已經(jīng)介紹過GIS大家已經(jīng)知道空間分析就是對分析空間數(shù)據(jù)有關(guān)技術(shù)的統(tǒng)稱。所以我們根據(jù)作用的數(shù)據(jù)性質(zhì)不同，可以經(jīng)空間分析分為：1、空間圖形數(shù)據(jù)的拓撲運算；2、非空間屬性數(shù)據(jù)運算；3、空間和非空間數(shù)據(jù)的聯(lián)合運算。空間分析賴以進行的基礎(chǔ)是仰仗于地理空間數(shù)據(jù)庫，其運用的手段包括各 種幾何的邏輯運算、數(shù)理統(tǒng)計分析，代數(shù)運算等數(shù)學(xué)手段，最終的目的是解決 人們所涉及到地理空間的實際問題，提取和傳輸?shù)乩砜臻g信息，特別是隱含信 息，以輔助決策。GIS中可以實現(xiàn)空間分析的基本功能，包括空間查詢與量算，疊加分析、緩 沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等，并描述了相關(guān)的算法，以及其中的計算公式。1、疊加分析

2、疊加分析至少要使用到同一區(qū)域，具有相同坐標系統(tǒng)的兩個圖層。所謂疊加分析，就是將包含感興趣的空間要素對象的多個數(shù)據(jù)層進行疊加，產(chǎn)生一個新要素圖層。該圖層綜合了原來多層實體要素所具有的屬性特征。疊加分析的 目標是分析在空間位置上有一定關(guān)聯(lián)的空間對象的空間特征和專題屬性之間的 相互關(guān)系。多層數(shù)據(jù)的疊加分析，不僅僅產(chǎn)生了新的空間對象的空間特征和專 題屬性之間的相互關(guān)系，能夠發(fā)現(xiàn)多層數(shù)據(jù)間的相互差異、聯(lián)系和變換等特 征。根據(jù)GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，將GIS疊加分析分為基于矢量數(shù)據(jù)的疊加分析和 基于柵格數(shù)據(jù)的疊加分析。在GIS的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，地理孔吉對象由點、線、面等要素來表示，所 以基于矢量數(shù)據(jù)的疊加分

3、析又可以分為點與多邊形的疊加分析、線與多邊形的 疊加分析和多邊形間的疊加分析三大類。點與多邊形的疊加，就是研究某一矢量數(shù)據(jù)層中的點要素位于另外一個矢 量數(shù)據(jù)層中的哪個多邊形內(nèi)，這呀就可以根據(jù)點與多邊形的空間關(guān)系，確定給 點要素添加哪些屬性特征。線與多邊形疊加，就是研究矢量數(shù)據(jù)層中的線要素與其他數(shù)據(jù)層中的多邊 形要素之間的關(guān)系，進而判定線要素與多邊形的相離、相交、包含等空間關(guān) 心。多邊形的疊加，就是要研究兩個或多個多邊形矢量數(shù)據(jù)層的疊加操作，生 成一個新的多邊形數(shù)據(jù)層。柵格數(shù)據(jù)的疊加分析可以表達為地圖代數(shù)的元算的過程。所謂地圖代數(shù)，就是指在GIS中將數(shù)據(jù)層作為方程變量的函數(shù)運算，通常情況下都是指

4、柵格數(shù)據(jù)層運算。柵格數(shù)據(jù)中，地理實體都是通過規(guī)則網(wǎng)格單元來表示的，層與層之 間的疊加操作是通過逐個網(wǎng)格單元之間的運算來實現(xiàn)的。在柵格數(shù)據(jù)疊加分析 中，地圖代數(shù)運算又分為代數(shù)運算與邏輯運算。柵格疊加分析與多邊形疊加分析一樣，是求兩組或兩組以上空間圖形的交 集，但是多邊形疊加分析得到的是合成多邊形，而柵格疊加分析得到的是合成 數(shù)據(jù)串，這些合成的數(shù)據(jù)文件是進一步進行空間聚類或聚合的依據(jù)。類型疊加：將兩組或兩組以上的地理編碼數(shù)據(jù)，求它們的交集，以建立新 的數(shù)據(jù)文件，根據(jù)分析任務(wù)，設(shè)置命令，得到最后的類型疊加結(jié)果。統(tǒng)計疊加：將區(qū)域界線 （政區(qū)、自然區(qū)域或經(jīng)濟區(qū)域等 ），與專題數(shù)字地圖疊 加，建立的合成數(shù)

5、據(jù)串，作出各區(qū)專門內(nèi)容的數(shù)量統(tǒng)計。動態(tài)分析：將同一種 要素在不同時期的兩組屬性數(shù)據(jù)疊加，建立合成數(shù)據(jù)串，它們之差就是該要素 在該時段內(nèi)的變化，在土地利用動態(tài)監(jiān)測中，常要使用這種分析方法。2、緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)是根據(jù)點、線、面地理實體，建立起周圍一定寬度范圍內(nèi)的擴展距 離圖，緩沖區(qū)的作用是用來限定所需處理的專題數(shù)據(jù)的空間范圍。一般認為緩 沖區(qū)以內(nèi)的信息均是與構(gòu)成緩沖區(qū)的核心實體相關(guān)的，及鄰接或關(guān)聯(lián)關(guān)系，而 緩沖區(qū)以外的數(shù)據(jù)與分析無關(guān)。緩沖區(qū)生成步驟：1、明確目的和標準2、數(shù)據(jù)準備3、空間操作4、統(tǒng)計分析5、結(jié)果輸出緩沖區(qū)分析是在已有的實體對象周圍形成一定范圍的多邊形，即任何實體 對象的緩沖區(qū)都是多

6、邊形，且這些多邊形構(gòu)成了一個新的數(shù)據(jù)圖層。矢量數(shù)據(jù) 的緩沖區(qū)分析又根據(jù)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)描述分為點緩沖、現(xiàn)緩沖和面緩沖 3 種緩沖方式。其分別是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的點或線或面要素，根據(jù)給定的緩沖區(qū) 半徑，生成相應(yīng)的點或線或面數(shù)據(jù)層。在柵格數(shù)據(jù)中可以將緩沖區(qū)卡諾是對網(wǎng) 格單元向其周圍 8 個方向進行一定距離的擴展，種子擴展算法是一種典型的建 立柵格數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的方法。3、網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析是根據(jù)結(jié)點與結(jié)點、結(jié)點與線、線與線這 3 種實體對象的拓撲關(guān) 系來研究構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)模型的空間實體對象的空間特征和屬性特征，進而對網(wǎng)絡(luò)模 型進行全方位的研究和分析的一種空間分析方法。網(wǎng)絡(luò)分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是計算機圖論和運籌學(xué)，

7、它通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及 模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動和分配情況，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其資源等的優(yōu)化問 題進行研究。網(wǎng)絡(luò)模型是對計算機數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中圖的模型的擴充，因此構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)模型的各 個基本組成部分與圖模型的組成部分也基本相同。二、GIS空間分析的廣泛應(yīng)用早期GIS發(fā)展集中于空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及計算機制圖方面；隨著GIS基礎(chǔ)理論研究逐步走向成熟，計算機軟硬件技術(shù)和相關(guān)學(xué)科的進步也為GIS提供了更好的支撐，GIS技術(shù)正處于飛速發(fā)展的進程中，其中融合的數(shù)據(jù)急劇增長。在此基礎(chǔ)上人們不僅需要知道基本的 GIS空間分析問題，更關(guān)心所處的具 體位置與周圍環(huán)境之關(guān)系，普通市民會關(guān)心住宅區(qū)房屋的采光效果、噪聲影 響、交通和生活便利情況等；農(nóng)業(yè)規(guī)劃管理和生產(chǎn)者考慮具體的地理環(huán)境下山 地退耕還林、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)作物分區(qū)種植等方案確定；城市規(guī)劃和決策者 需要考慮城市的總體的合理規(guī)劃，如垃圾處理廠對周圍環(huán)境的影響程度，考慮 商場、學(xué)校、交通站點的地點選擇；水利、鐵路、環(huán)境等部門則關(guān)心所轄區(qū)域 在面臨大量降雨條件下哪些區(qū)域可能發(fā)生諸如泥石流、山體滑坡、洪水淹沒、 交通破壞等災(zāi)害事件等等。這些人們關(guān)心和亟待解決的問題大都可以劃歸為空間分