四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院

1、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 第一節(jié)第一節(jié) 空間查詢與量算空間查詢與量算第三節(jié)第三節(jié) 空間分析空間分析 第五章 空間分析(Spatial Analysis)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)u空間查詢的方式及方法空間查詢的方式及方法u空間分析的基礎(chǔ)空間分析的基礎(chǔ)uArcView軟件的空間分析軟件的空間分析目的：目的：掌握空間查詢的方法；理解空間分析掌握空間查詢的方法；理解空間分析的基礎(chǔ)，以的基礎(chǔ)，以ArcViewArcView軟件為例，掌握空間分軟件為例，掌握空間分析的步驟及其應(yīng)用。析的步驟及其應(yīng)用。第五章 空間分

2、析(Spatial Analysis)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)空間分析空間分析 是指以地理事物的空間位置和形態(tài)特征是指以地理事物的空間位置和形態(tài)特征為基礎(chǔ)，以空間數(shù)據(jù)運算、空間數(shù)據(jù)與屬性為基礎(chǔ)，以空間數(shù)據(jù)運算、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的綜合運算為特征，提取與產(chǎn)生新的空數(shù)據(jù)的綜合運算為特征，提取與產(chǎn)生新的空間信息的技術(shù)和過程。間信息的技術(shù)和過程。分類基于空間圖形數(shù)據(jù)的分析運算基于非空間屬性的數(shù)據(jù)運算空間和非空間數(shù)據(jù)的聯(lián)合運算（1）根據(jù)分析數(shù)據(jù)性質(zhì)的不同四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)分類根據(jù)分析功能空間分析空間幾何分析空間幾何分析 網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析 空間統(tǒng)計分析空間

3、統(tǒng)計分析 數(shù)字地形分析數(shù)字地形分析 空間查詢與量算空間查詢與量算四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng) 是按一定的要求對地理信息系統(tǒng)所描述是按一定的要求對地理信息系統(tǒng)所描述的空間實體及其空間信息進(jìn)行訪問，從眾多的空間實體及其空間信息進(jìn)行訪問，從眾多的空間實體中挑選出滿足用戶要求的空間實的空間實體中挑選出滿足用戶要求的空間實體及其相應(yīng)的屬性。體及其相應(yīng)的屬性。 空間空間查詢查詢圖形查詢屬性圖形查詢屬性 屬性查詢圖形屬性查詢圖形 圖形與屬性混合查詢圖形與屬性混合查詢 空間信息查詢空間信息查詢5.1空間數(shù)據(jù)的查詢與量算空間數(shù)據(jù)的查詢與量算 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.1

4、.1幾何參數(shù)的查詢幾何參數(shù)的查詢 1MapInfo軟件中軟件中點目標(biāo)點目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢的幾何參數(shù)查詢四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)MapInfo軟件中軟件中線目標(biāo)線目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢的幾何參數(shù)查詢四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)Mapinfo軟件中軟件中面狀目標(biāo)面狀目標(biāo)的幾何參數(shù)查詢的幾何參數(shù)查詢四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.1.2 空間定位查詢空間定位查詢 是指給定一個點或一個幾何圖形，檢索出是指給定一個點或一個幾何圖形，檢索出該該圖形范圍內(nèi)圖形范圍內(nèi)的空間對象以及相應(yīng)的屬性。這的空間對象以及相應(yīng)的屬性。這種查詢方式又稱為圖形查詢屬性的方式

5、。種查詢方式又稱為圖形查詢屬性的方式。 MapInfo軟件中圖形查屬性的表達(dá)方式軟件中圖形查屬性的表達(dá)方式四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)ArcView軟件中圖形查屬性的表達(dá)方式軟件中圖形查屬性的表達(dá)方式四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.1.3 空間關(guān)系查詢空間關(guān)系查詢 面面查詢面面查詢 如與某個多邊形相鄰的多邊形有哪些如與某個多邊形相鄰的多邊形有哪些面線查詢面線查詢 如某個多邊形的邊界有哪些線如某個多邊形的邊界有哪些線面點查詢面點查詢 如某個多邊形內(nèi)有哪些點狀地物如某個多邊形內(nèi)有哪些點狀地物線面查詢線面查詢 如某條線經(jīng)過（穿過）的多邊形有哪如某條線經(jīng)過（穿過）的

6、多邊形有哪 些，某條鏈的左、右多邊形是哪些些，某條鏈的左、右多邊形是哪些四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)線線查詢線線查詢 如與某條河流相連的支流有哪如與某條河流相連的支流有哪 些，某條道路跨過哪些河流。些，某條道路跨過哪些河流。線點查詢線點查詢 如某條道路上有哪些橋梁，某條如某條道路上有哪些橋梁，某條 輸電線上有哪些變電站。輸電線上有哪些變電站。點面查詢點面查詢 如某個點落在哪個多邊形內(nèi)。如某個點落在哪個多邊形內(nèi)。點線查詢點線查詢 如某個結(jié)點由哪些線相交而成。如某個結(jié)點由哪些線相交而成。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)城鎮(zhèn)城鎮(zhèn)查詢城鎮(zhèn)是否位于平原區(qū)內(nèi)舉例：點面查詢

7、舉例：點面查詢四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(1)鄰接查詢鄰接查詢從多邊形與弧段關(guān)系的表中，檢索出該多從多邊形與弧段關(guān)系的表中，檢索出該多邊形關(guān)系的所有弧段邊形關(guān)系的所有弧段從弧段關(guān)系的左右多邊形的表中，檢索出從弧段關(guān)系的左右多邊形的表中，檢索出這些弧段所關(guān)聯(lián)的多邊形這些弧段所關(guān)聯(lián)的多邊形四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)從線狀地物表中查找出組成線狀地物A的所有弧段及關(guān)聯(lián)的結(jié)點從結(jié)點表中查找出與這些結(jié)點相關(guān)聯(lián)的弧段（線狀目標(biāo)）即為與A關(guān)聯(lián)的支流線與線鄰接查詢的原理線與線鄰接查詢的原理與主河流A相關(guān)聯(lián)的支流A四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(2) (2)

8、 包含關(guān)系查詢包含關(guān)系查詢 查詢某一個面狀所包含的某一類的空間對象四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(3) (3) 穿越查詢穿越查詢長江所經(jīng)過的縣市四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(4) 落入查詢落入查詢 查詢一個空間對象它落在哪個空間對查詢一個空間對象它落在哪個空間對象之內(nèi)。可采用空間運算，使用點在多邊象之內(nèi)。可采用空間運算，使用點在多邊形內(nèi)，線在多邊形內(nèi)，或面在多邊形內(nèi)的形內(nèi)，線在多邊形內(nèi)，或面在多邊形內(nèi)的差別方法。差別方法。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(5) (5) 緩沖區(qū)查詢緩沖區(qū)查詢 緩沖區(qū)查詢與后面介紹的緩沖區(qū)分析有一點差別，緩沖區(qū)查詢

9、不對原有圖形進(jìn)行切割，只是根據(jù)用戶需要給定一個點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，從而形成一個緩沖區(qū)的多邊形，再根據(jù)多邊形檢索的原理，檢索出該緩沖區(qū)多邊形內(nèi)的空間地物。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)距黃河距黃河150公里范圍內(nèi)的主要城市公里范圍內(nèi)的主要城市 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)（6） 地址匹配查詢地址匹配查詢 根據(jù)街道地址來查詢事物的空間位置和根據(jù)街道地址來查詢事物的空間位置和屬性信息是地理信息系統(tǒng)特有的一種查詢功屬性信息是地理信息系統(tǒng)特有的一種查詢功能，這種查詢利用地理編碼，輸入街道門牌能，這種查詢利用地理編碼，輸入街道門牌號碼，就可知道大致的位置和所在

10、的街區(qū)。號碼，就可知道大致的位置和所在的街區(qū)。 根據(jù)地類號查詢斑塊分布四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng) SQL SQL查詢查詢（1） 查找查找(Find) 查找（Find）是最簡單的由屬性查詢圖形的操作，它不需要構(gòu)造復(fù)雜的SQL命令，僅要選擇一個屬性表，給定一個屬性值。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)查詢機耕道ArcGIS四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)MapInfo中查找的結(jié)果顯示中查找的結(jié)果顯示 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng) Select 需顯示的屬性項 From 屬性表 Where 條件 or 條件 and 條件標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)SQL

11、SQL查詢語言查詢語言四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)MapInfo軟件中SQL輸入標(biāo)準(zhǔn)對話框 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)通過SQL語言查詢的結(jié)果 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)擴(kuò)展的擴(kuò)展的SQL查詢查詢 例如查詢?nèi)龒{地區(qū)長江流域人口大于50萬的縣或市，擴(kuò)展的SQL空間查詢語句為： Select * From 縣或市 Where 縣或市人口50萬 And Cross （河流名稱=“長江”） 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)擴(kuò)展SQL空間查詢結(jié)果 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)查詢灌溉水田的OC 貯量變化灌溉水田（1

12、1）在重分類值為1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(1)幾何量算 點狀地物（0維）：坐標(biāo)；線狀地物（1維）：長度，曲率，方向；面狀地物（2維）：面積，周長，形狀等；體狀地物（3維）：體積，表面積等。5.1.5 空間量算（了解）幾何量算對不同的點、線、面地物有不同的含義：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)1 1）線的長度計算）線的長度計算 10121212121niniiiiiiiilZZYYXXL 在矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下，線表示為點對坐標(biāo)（X，Y）或（X，Y，Z）的序列，在不考慮比例尺情況下，線長度的計算公式為： 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)2 2）面狀地

13、物的面積）面狀地物的面積 NNNiiiiiyxyxyxyxS11211121 在矢量結(jié)構(gòu)下，面狀地物以其輪廓邊界弧段構(gòu)成的多邊形表示的。對于沒有空洞的簡單多邊形，假設(shè)有N個頂點，其面積計算公式為： 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)形狀量算（周長） （2）其它質(zhì)心量算 距離量算 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)SHAPEFILE 文件文件斑塊面積、周長等的計算斑塊面積、周長等的計算右擊，打開數(shù)據(jù)庫 舉例舉例四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)點擊四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)

14、院土 地 信 息 系 統(tǒng)右擊字段名四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)斑塊周長斑塊周長四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)斑塊斑塊長度長度四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(1)面積 Dim dblArea as doubleDim pArea as IArea Set pArea = sh

15、apedblArea = pArea.area(2)周長 Dim dbl Perimeter as doubleDim pCurve as ICurveSet pCurve = shapedblPerimeter = pCurve.Length四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.2空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析指對GIS/LIS數(shù)據(jù)庫中的專題數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析屬性數(shù)據(jù)的集中特征屬性數(shù)據(jù)的集中特征屬性數(shù)據(jù)的離散特征屬性數(shù)據(jù)的離散特征極差、離差、方差、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)平均數(shù)、中數(shù)和眾數(shù)數(shù)學(xué)期望最大可能出現(xiàn)的數(shù)頻數(shù)和頻率四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)統(tǒng)計舉例四川農(nóng)業(yè)

16、大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)有機碳含量統(tǒng)計四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)趨勢分析四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)協(xié)方差云圖四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)半方差/變異函數(shù)云圖四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.3 空間分析空間分析 緩沖區(qū)分析疊加分析空間插值路徑分析數(shù)字地面數(shù)字地面/高程模型（在高程模型（在DEM/DTM)重重/再分類再分類四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.3.1 再/重分類 土地/地理信息系統(tǒng)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行的再次分類組織，因此稱為再分類（Recla

17、ssification） 圖2-6-3 多個屬性的再分類 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng) 對面狀地物的再分類得到的新圖層的類別比原圖層少，稱為歸組（Group）。 次級土地類型的歸并也是重分類四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)舉例：土地評價舉例：土地評價原現(xiàn)狀分類重分類坡度范圍坡度級111211222 621336 15314415 25415525355216356227（評價值）四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.3.2 緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析（Buffers

18、 Analysis）緩沖區(qū)緩沖區(qū)是指基于對點、線或面等因素，按是指基于對點、線或面等因素，按指定的條件，在其周圍建立一定空間區(qū)域作為指定的條件，在其周圍建立一定空間區(qū)域作為分析對象，這個區(qū)域稱為緩沖區(qū)。分析對象，這個區(qū)域稱為緩沖區(qū)。緩沖區(qū)實際緩沖區(qū)實際上是獨立的多邊形區(qū)域，它的形態(tài)和位置與原上是獨立的多邊形區(qū)域，它的形態(tài)和位置與原來因素有關(guān)。來因素有關(guān)。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)緩沖區(qū)分析（續(xù)） 鄰近度（Proximity） 描述了地理空間中兩個地物距離相近的程度，其確定是空間分析的一個重要手段。緩沖區(qū)分析是解決鄰近度問題的空間分析工具之一 。 所謂緩沖區(qū)就是地理空間目標(biāo)的

19、一種影響范圍或服務(wù)范圍。從數(shù)學(xué)的角度看，緩沖區(qū)分析的基本思想是給定一個空間對象或集合，確定它們的鄰域，鄰域的大小由鄰域半徑R決定。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)圖2-6-6 凸角圓弧法 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)圖2-6-4 點、線、多邊形的緩沖區(qū) 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)緩沖區(qū)計算的基本問題是雙線問題角平分線法角平分線法 凸角圓弧法凸角圓弧法 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)人口地價四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)成

20、成都都市市主主城城區(qū)區(qū)放放大大圖圖樣樣點點緩沖距離緩沖距離 0.5km,1.0km,1.5km，2.0km,2.5km,3.0km四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)5.3.3 疊置分析疊置分析 在統(tǒng)一的空間參照系統(tǒng)條件下，每次將在統(tǒng)一的空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個地理對象的圖層進(jìn)行疊合，以同一地區(qū)兩個地理對象的圖層進(jìn)行疊合，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(1) (1) 視覺信息疊置視覺信息疊置 GIS/LIS中視覺信息疊加包括以下

21、幾類：點狀圖，線狀圖和面狀圖之間的疊加顯示。 縣（市） 2002年樣點 1982年樣點1982年和年和2002年年土壤樣點分布圖土壤樣點分布圖四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)遙感影像與專題地圖的疊加專題地圖與數(shù)字高程模型（DEM）疊加 顯示立體專題圖 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(2) 點與多邊形的疊置點與多邊形的疊置 *通過點與多邊形疊加，可以計算出每個多邊形類型里有多少個點，不但要區(qū)分點是否在多邊形內(nèi)，還要描述在多邊形內(nèi)部的點的屬性信息。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面，只是把屬性信息疊加到原圖層中，然后通過屬性查詢間接獲得點與多邊形疊加的需要信息。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資

22、源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(3) 線與多邊形疊置線與多邊形疊置 線與多邊形的疊加，是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(4) 多邊形疊置多邊形疊置 多邊形疊置分析 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)疊加生成碎屑多邊形T2 時刻多邊形多邊形疊加結(jié)果T1 時刻多邊形多邊形疊置產(chǎn)生碎屑多邊形（Silver Polygon） 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng) 根據(jù)疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟件都提供了三種類型的多邊形疊加操作：交交只

23、保留兩個輸入圖層 的公共區(qū)域疊和疊和以輸入圖層為界，保留邊界內(nèi)兩個多邊形的所有多邊形輸入圖層疊加圖層并并保留兩個輸入圖層 的所有多邊形結(jié)果圖層多邊形的不同疊置方式 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(5 )(5 )柵格圖層疊置柵格圖層疊置 基于常數(shù)對數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的代數(shù)運算； 基于數(shù)學(xué)變換對數(shù)據(jù)層面進(jìn)行的數(shù)學(xué)變換（指數(shù)、對數(shù)、三角變換等）； 多個數(shù)據(jù)層面的代數(shù)運算（加、減、乘、除、乘方等）和邏輯運算（與、或、非、異或等）。 地圖代數(shù)功能有三種不同的類型四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)1981年年2002年年21年間年間SOM (g kg-1)及其變化的分級圖及其變化的分

24、級圖74.8% 25.2% 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(6) 數(shù)字地面模型數(shù)字地面模型Digital Terrain Model 分類分類 （1）規(guī)則格網(wǎng)DTM （2）平面多邊形DTM （3）曲面DTM （4）空間多邊形DTM （5）等值線DTM （6）散點DTM (數(shù)字高程模型 Digital Elevation Model )它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)DEM/DTM建立的主要方法手工數(shù)字化等高線從遙感影

25、像上自動提取四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)由由*.shp線文件生成的江西瀲水河流域小尺度區(qū)域線文件生成的江西瀲水河流域小尺度區(qū)域TIN模型模型手工數(shù)字化等高線四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)漢漢源源流流沙沙河河流流域域三三維維景景觀觀從遙感影像上自動提取四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)20m contour intervalCell 51x51m2四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)網(wǎng)格DEM 四川農(nóng)業(yè)大

26、學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)（7）插值/等值線分析 空間插值分析是將離散點的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面的方法。其作用是便于與其它空間現(xiàn)象的分布模式進(jìn)行比較。它包括了空間內(nèi)插和外推兩種算法。 空間內(nèi)插算法是一種通過已知點的數(shù)據(jù)推求同一區(qū)域其它未知點數(shù)據(jù)的計算方法；空間外推算法則是通過已知區(qū)域的數(shù)據(jù)，推求其它區(qū)域數(shù)據(jù)的方法 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)空間插值使用情況1）在資源環(huán)境調(diào)查中，根據(jù)已有部分調(diào)查樣點的數(shù)據(jù)制作區(qū)域的評價圖。2）土地利用規(guī)劃將利用條件相似的歸并在一起。3）環(huán)境污染和自然災(zāi)害評估。 空間插值的理論假設(shè)是空間位置上越靠近的點，越可能具有相似的特征值；

27、而距離越遠(yuǎn)的點，其特征值相似的可能性越小。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)空間插值的數(shù)據(jù)源 攝影測量得到的正射航片或衛(wèi)星影象； 衛(wèi)星或航天飛機的掃描影象； 野外測量采樣數(shù)據(jù)，采樣點隨機分布或有規(guī)律的線性分布（沿剖面線或沿等高線； 數(shù)字化的多邊形圖、等值線圖； 在資源環(huán)境研究中，主要需要樣點調(diào)查資料和數(shù)字化的區(qū)域邊界圖四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)（1）規(guī)則采樣（2）隨機采樣（4）成層隨機采樣（5）聚集采樣（3）斷面采樣（6）等值線采樣圖2-6-9 各種不同的采樣方式 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)空間插值方法 整體插值方法 用研究區(qū)所有采樣點的數(shù)

28、據(jù)進(jìn)行全 區(qū)特征擬合；局部插值方法 是僅僅用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計未知 點的值。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)邊界內(nèi)插方法邊界內(nèi)插方法 邊界內(nèi)插方法假設(shè)任何重要的變化發(fā)生在邊界上，邊界內(nèi)的變化是均勻的，同質(zhì)的，即在各方向都是相同的。整體插值方法 趨勢面分析趨勢面分析 根據(jù)采樣點的屬性數(shù)據(jù)與地理坐標(biāo)的關(guān)系，進(jìn)行多元回歸分析得到平滑數(shù)學(xué)平面方程的方法，稱為趨勢面分析。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)局部插值方法 局部插值方法只使用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計未知點的值，包括幾個步驟：a.定義一個鄰域或搜索范圍；b.搜索落在此鄰域范圍的數(shù)據(jù)點；c.選擇表達(dá)這有限個點的空間變化的數(shù)

29、學(xué)函數(shù)；d.為落在規(guī)則格網(wǎng)單元上的數(shù)據(jù)點賦值。重復(fù)這個步驟直到格網(wǎng)上的所有點賦值完畢。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)最近鄰點法：泰森多邊形方法最近鄰點法：泰森多邊形方法移動平均插值方法：距離倒數(shù)插值移動平均插值方法：距離倒數(shù)插值克里格插值克里格插值克里格插值是空間自協(xié)方差最佳插值方法克里格插值是空間自協(xié)方差最佳插值方法局部插值方法 分類四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)克里金插值克里金插值: : 空間自協(xié)方差最佳插值方法空間自協(xié)方差最佳插值方法 克里金插值方法的區(qū)域性變量理論假設(shè)任何變量的空間變化都可以表示為下述三個主要成分的和：1）與恒定均值或趨勢有關(guān)的結(jié)構(gòu)性成

30、分；2）與空間變化有關(guān)的隨機變量，即區(qū)域性變量；3）與空間無關(guān)的隨機噪聲項或剩余誤差項。 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)圖2-6-11 區(qū)域變量理論將復(fù)雜的空間變化分為三個部分(i)地形的平均特性；(ii)空間相關(guān)的不規(guī)則變化；(iii)隨機的、局部的變化 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng) 半方差是定量描述區(qū)域性變化的第一步，它為空間插值、優(yōu)化采樣方案提供了有益的信息。 C1C0變程梁核方差h h圖2-6-12 半方差圖 基臺值塊金值四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)圖2-6-13 克里格插值的示例 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)克里格

31、插值舉例半方差模型擬合模型最大變程最小變程四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)搜索鄰近的觀測點四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)各種預(yù)測誤差交叉確認(rèn)越小越好越小越好四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)輸出克里格插值圖層參數(shù)統(tǒng)計四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)克里格插值結(jié)果圖kmkm土壤Hg和Pb含量(mg kg-1)空間分布圖Spatial distribution maps of Hg and Pb (mg kg-1)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)(8)網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)節(jié)點（節(jié)點（N

32、odes）：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點：網(wǎng)絡(luò)中任意兩條線段的交點鏈（鏈（Links）：網(wǎng)絡(luò)中流動的管線。其狀態(tài)屬性包括：網(wǎng)絡(luò)中流動的管線。其狀態(tài)屬性包括阻力（阻力（Impedence）和需求（）和需求（Demand）中心（中心（Centers）：網(wǎng)絡(luò)中位于節(jié)點處，具有沿著鏈：網(wǎng)絡(luò)中位于節(jié)點處，具有沿著鏈?zhǔn)占虬l(fā)放資源能力的設(shè)施收集或發(fā)放資源能力的設(shè)施障礙（障礙（Barriers）：禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動的節(jié)點，：禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動的節(jié)點，即資源不能通過的節(jié)點。即資源不能通過的節(jié)點。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)站點（站點（Stops）：資源沿著網(wǎng)絡(luò)路徑流動時被分：資源沿著網(wǎng)絡(luò)路徑流動時被分配或收集的節(jié)點，其狀態(tài)屬性有要被運輸?shù)馁Y配或收集的節(jié)點，其狀態(tài)屬性有要被運輸?shù)馁Y源需求。源需求。拐角點（拐角點（Turns）：出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)鏈中所有的分割：出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)鏈中所有的分割結(jié)點，狀態(tài)屬性有阻力。結(jié)點，狀態(tài)屬性有阻力。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)主要網(wǎng)絡(luò)分析功能主要網(wǎng)絡(luò)分析功能 路徑分析路徑分析 最短路徑或最低耗費路徑最短路徑或最低耗費路徑動態(tài)最佳路徑分析動態(tài)最佳路徑分析追蹤分析追蹤分析分析特定事件在某一區(qū)域隨分析特定事件在某一區(qū)域隨 時間變化發(fā)展的研究方法時間變化發(fā)展的研究方法四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院土 地 信 息 系 統(tǒng)最短路徑或最低耗