矢量數(shù)據(jù)分析ppt課件

1、第11章 矢量數(shù)據(jù)分析11.1 建立緩沖區(qū) 11.1.1 緩沖區(qū)建立中的差別 注釋欄11.1 河濱緩沖區(qū)寬度 11.1.2 建立緩沖區(qū)的運(yùn)用 注釋欄 11.2 緩沖區(qū)作為定位準(zhǔn)確度的目的11.2 地圖疊置 11.2.1 要素類(lèi)型和地圖疊置 11.2.2 地圖疊置方法 11.2.3 疊置和數(shù)據(jù)格式 11.2.4 碎屑多邊形Slivers 11.2.5 地圖疊置中的誤差傳送 注釋欄11.3 誤差傳送模型 11.2.6 地圖疊置的運(yùn)用11.3 間隔量測(cè) 注釋欄 11.4 評(píng)價(jià)定位準(zhǔn)確度的間隔量測(cè)11.4 方式分析 11.4.1 點(diǎn)方式分析 1 11.4.2 量測(cè)空間自相關(guān)的莫蘭指數(shù)Morans I

2、11.4.3 量測(cè)高/低聚集度的 G 統(tǒng)計(jì)量 11.4.4 方式分析的運(yùn)用 注釋欄 11.5 檢測(cè)毒品熱點(diǎn)11.5 要素操作重要概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)題運(yùn)用：矢量數(shù)據(jù)分析 習(xí)作1：緩沖區(qū)建立和地圖疊置 習(xí)作2：多組分多邊形的地圖疊置 習(xí)作3：點(diǎn)與線(xiàn)之間的間隔量測(cè) 習(xí)作4：計(jì)算整體和部分 G 統(tǒng)計(jì)量 習(xí)作 5 執(zhí)行 Select選擇 和 Clip剪取挑戰(zhàn)性義務(wù)參考文獻(xiàn)2矢量數(shù)據(jù)分析 n 矢量數(shù)據(jù)以點(diǎn)、線(xiàn)和面空間要素為輸入數(shù)據(jù)。n 分析結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于空間特征的位置及外形的準(zhǔn)確性。n 拓?fù)潢P(guān)系是一些矢量數(shù)據(jù)分析如建立緩沖區(qū)和疊置分析的一個(gè)要素。3建立緩沖區(qū)建立緩沖區(qū)n 基于臨近proximity概念，建

3、立緩沖區(qū)可把地圖分為兩個(gè)區(qū)域：一個(gè)區(qū)域位于所選地圖要素的指定間隔之內(nèi)，另一個(gè)區(qū)域在指定間隔之外。 n 在指定間隔之內(nèi)的區(qū)域稱(chēng)為緩沖區(qū)。n 圍繞點(diǎn)建立緩沖區(qū)產(chǎn)生圓形緩沖區(qū)。圍繞線(xiàn)建立緩沖區(qū)構(gòu)成一系列圍繞每條線(xiàn)段的長(zhǎng)條形緩沖帶。圍繞多邊形建立緩沖區(qū)那么生成由該多邊形邊境向外延伸的緩沖區(qū)。4圖圖11.1 圍繞點(diǎn)、線(xiàn)和面建立的緩沖區(qū)圍繞點(diǎn)、線(xiàn)和面建立的緩沖區(qū)5緩沖區(qū)建立中的差別緩沖區(qū)建立中的差別n 緩沖間隔又叫緩沖大小未必為常數(shù)，可以根據(jù)給定字段取值而變化。 n 對(duì)線(xiàn)要素建立緩沖區(qū)未必在線(xiàn)兩側(cè)都有緩沖區(qū)，可以只在線(xiàn)的左側(cè)或右側(cè)建立緩沖區(qū)。 n 緩沖區(qū)邊境也可以被交融掉，使得緩沖區(qū)之間沒(méi)有疊置區(qū)。 6圖

4、圖11.2 用不同緩沖間隔用不同緩沖間隔建立的緩沖區(qū)建立的緩沖區(qū)7圖圖11.3 有四個(gè)環(huán)的緩沖區(qū)有四個(gè)環(huán)的緩沖區(qū)8圖圖11.4 未作邊境交融上圖與已未作邊境交融上圖與已作邊境交融以下圖的緩沖區(qū)作邊境交融以下圖的緩沖區(qū)9地圖疊置地圖疊置n地圖疊置操作是將兩個(gè)要素圖層的幾何外形和屬性組合在一同，生成新地圖疊置操作是將兩個(gè)要素圖層的幾何外形和屬性組合在一同，生成新的輸出圖層。的輸出圖層。 n輸出圖層的幾何外形代表來(lái)自各輸入圖層的要素的幾何交集。輸出圖層的幾何外形代表來(lái)自各輸入圖層的要素的幾何交集。 n輸出圖層的每個(gè)要素包含一切輸入圖層的屬性組合，而這種組合不同于輸出圖層的每個(gè)要素包含一切輸入圖層的屬

5、性組合，而這種組合不同于其鄰域。其鄰域。10圖圖11.5 地圖疊置把兩幅圖層的幾何外形和屬性組合到一幅新圖層圖中的虛地圖疊置把兩幅圖層的幾何外形和屬性組合到一幅新圖層圖中的虛線(xiàn)僅為了闡明，在輸出圖層中并不存在線(xiàn)僅為了闡明，在輸出圖層中并不存在11要素類(lèi)型和地圖疊置要素類(lèi)型和地圖疊置 按要素類(lèi)型，地圖疊置分成“點(diǎn)與多邊形的疊置、“線(xiàn)與多邊形的疊置和“多邊形與多邊形的疊置等三種類(lèi)型。12圖圖11.6 點(diǎn)與多邊形的疊置。輸入圖層為點(diǎn)狀圖層，輸出圖層也是點(diǎn)點(diǎn)與多邊形的疊置。輸入圖層為點(diǎn)狀圖層，輸出圖層也是點(diǎn)狀圖層，但已含有多邊形圖層的屬性數(shù)據(jù)狀圖層，但已含有多邊形圖層的屬性數(shù)據(jù)13圖圖11.7 線(xiàn)與多

6、邊形的疊置。輸入數(shù)據(jù)為線(xiàn)圖層，輸出圖層也是線(xiàn)圖層，線(xiàn)與多邊形的疊置。輸入數(shù)據(jù)為線(xiàn)圖層，輸出圖層也是線(xiàn)圖層，但有兩點(diǎn)不同于輸入圖層：線(xiàn)已被分割成兩段，且這些線(xiàn)段具有來(lái)自疊但有兩點(diǎn)不同于輸入圖層：線(xiàn)已被分割成兩段，且這些線(xiàn)段具有來(lái)自疊置多邊形圖層的屬性數(shù)據(jù)置多邊形圖層的屬性數(shù)據(jù)14圖圖11.8 多邊形與多邊形的疊置。在本圖中，疊置的兩個(gè)圖層的區(qū)多邊形與多邊形的疊置。在本圖中，疊置的兩個(gè)圖層的區(qū)域范圍一樣。將兩個(gè)圖層的幾何外形和屬性合并生成了一個(gè)多邊域范圍一樣。將兩個(gè)圖層的幾何外形和屬性合并生成了一個(gè)多邊形圖層形圖層15地圖疊置方法地圖疊置方法n 一切疊置方法都是基于布爾銜接符的運(yùn)算，即AND、OR

7、 和 XOR。 n 假設(shè)運(yùn)用 AND 銜接符，那么此疊置操作為求交Intersect。n 假設(shè)運(yùn)用 OR 銜接符，那么此疊置操作稱(chēng)為結(jié)合Union。 n 假設(shè)運(yùn)用 XOR 銜接符，那么此疊置操作稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)差別Symmetrical Difference或差別Difference。 n 假設(shè)運(yùn)用以下表達(dá)式 input layerANDidentity layer ORinput layer，那么該疊置操作稱(chēng)為識(shí)別Identity或減去Minus。16圖圖11.9 Union 法的輸出圖層中保管了兩個(gè)輸入圖層的全部區(qū)域范圍法的輸出圖層中保管了兩個(gè)輸入圖層的全部區(qū)域范圍17圖圖11.10 Inters

8、ect法的輸出圖層中僅保管兩個(gè)輸入圖層的共同區(qū)域法的輸出圖層中僅保管兩個(gè)輸入圖層的共同區(qū)域18圖圖11.11 Symmetrical difference 法在輸出圖層中僅保管各輸入圖層獨(dú)有的法在輸出圖層中僅保管各輸入圖層獨(dú)有的區(qū)域區(qū)域19圖圖11.12 Identity 法生成的輸出圖層與輸入圖層的范圍一樣，然而輸出圖層包法生成的輸出圖層與輸入圖層的范圍一樣，然而輸出圖層包含來(lái)自識(shí)別圖層的幾何外形和屬性含來(lái)自識(shí)別圖層的幾何外形和屬性20碎屑多邊形碎屑多邊形Sliversn 多邊形圖層疊置的常見(jiàn)錯(cuò)誤是構(gòu)成碎屑多邊形，即沿著兩個(gè)輸多邊形圖層疊置的常見(jiàn)錯(cuò)誤是構(gòu)成碎屑多邊形，即沿著兩個(gè)輸入圖層的相關(guān)

9、或共同邊境限生成的碎屑多邊形。入圖層的相關(guān)或共同邊境限生成的碎屑多邊形。n ArcGIS 用聚合容差就會(huì)將落在指定間隔之內(nèi)的點(diǎn)和線(xiàn)接合到一用聚合容差就會(huì)將落在指定間隔之內(nèi)的點(diǎn)和線(xiàn)接合到一同。同。 21圖圖11.13 圖中上部邊境有一系列碎屑多邊形陰影區(qū)，它是在輸入圖圖中上部邊境有一系列碎屑多邊形陰影區(qū)，它是在輸入圖層的多條海岸線(xiàn)疊置中構(gòu)成的層的多條海岸線(xiàn)疊置中構(gòu)成的22圖圖11.14 聚合容差可消除上部邊境聚合容差可消除上部邊境A的許多碎屑多邊形，但也會(huì)接的許多碎屑多邊形，但也會(huì)接合那些不是碎屑多邊形的線(xiàn)段合那些不是碎屑多邊形的線(xiàn)段B23地圖疊置中的誤差傳送地圖疊置中的誤差傳送n 誤差傳送是指

10、因輸入圖層不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。誤差傳送是指因輸入圖層不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差。n 碎屑多邊形是輸入圖層誤差的例子，這種誤差會(huì)傳送到地圖疊置分碎屑多邊形是輸入圖層誤差的例子，這種誤差會(huì)傳送到地圖疊置分析的輸出圖層中。析的輸出圖層中。24面的插值法面的插值法 地圖疊置更有效的運(yùn)用是協(xié)助處理面的插值問(wèn)題。面的插值法包括將一個(gè)知多邊形數(shù)據(jù)集源多邊形轉(zhuǎn)移到另一個(gè)目的多邊形。25圖圖11.15 面插值的實(shí)例。粗線(xiàn)表示人口普查區(qū)，細(xì)線(xiàn)表示學(xué)區(qū)。知人口普查區(qū)面插值的實(shí)例。粗線(xiàn)表示人口普查區(qū)，細(xì)線(xiàn)表示學(xué)區(qū)。知人口普查區(qū) A 的人口的人口為為 4000 ，B 的人口為的人口為 2000。地圖疊置結(jié)果顯示，人口普查區(qū)。地

11、圖疊置結(jié)果顯示，人口普查區(qū) A 的面積在學(xué)區(qū)的面積在學(xué)區(qū) 1 中所占中所占的面積比例為的面積比例為 1/8，人口普查區(qū)，人口普查區(qū)B 所占的面積比例為所占的面積比例為 1/2。因此，學(xué)區(qū)。因此，學(xué)區(qū) 1 內(nèi)的人口可以?xún)?nèi)的人口可以估計(jì)為估計(jì)為 1500，或者，或者4000 x 1/8 + 2000 x 1/226間隔量測(cè)間隔量測(cè) 間隔量測(cè)是指要素之間直線(xiàn)歐氏間隔的量測(cè)。量測(cè)可在一個(gè)圖層中的點(diǎn)到另一圖層的點(diǎn)之間進(jìn)展，或在一個(gè)圖層的各個(gè)點(diǎn)到另一圖層中的最臨近點(diǎn)或線(xiàn)之間進(jìn)展。27方式分析方式分析n 方式分析是關(guān)于二維空間點(diǎn)要素空間分配的研討。n 在整體程度上，方式分析可以提示某分布方式是隨機(jī)、離散還是

12、集聚的。 n 在部分程度上，方式分析可以檢測(cè)出分布方式中能否含有高值或低值的部分集聚。 n 方式分析包括點(diǎn)方式分析、量測(cè)空間自相關(guān)的莫蘭指數(shù)Morans I和量測(cè)高/低聚集度的 G 統(tǒng)計(jì)量。28點(diǎn)方式分析點(diǎn)方式分析n 點(diǎn)方式分析運(yùn)用圖層中各個(gè)點(diǎn)與其最臨近點(diǎn)的間隔，判別該點(diǎn)是呈隨機(jī)的、規(guī)那么的還是集聚的分布方式。n 雷普利Ripley的K函數(shù)可以識(shí)別出在一定的間隔范圍內(nèi)的聚合或者分別效果，因此不同于最近鄰分析。29圖圖11.16 鹿的位置的點(diǎn)分布鹿的位置的點(diǎn)分布方式方式30圖圖11.17 L (d)的計(jì)算值以及上、下模擬包絡(luò)線(xiàn)的計(jì)算值以及上、下模擬包絡(luò)線(xiàn)31表表11.1 鹿的位置數(shù)據(jù)鹿的位置數(shù)據(jù)

13、 的的L(d)期望值、觀測(cè)值和兩者之差期望值、觀測(cè)值和兩者之差32圖圖11.18 點(diǎn)分布方式表示鹿點(diǎn)分布方式表示鹿的位置和在每個(gè)位置上看的位置和在每個(gè)位置上看到的數(shù)目到的數(shù)目33圖圖11.19 愛(ài)達(dá)荷州阿達(dá)縣各街愛(ài)達(dá)荷州阿達(dá)縣各街區(qū)拉丁裔人口百分比。州府博區(qū)拉丁裔人口百分比。州府博伊西位于該圖上部中央伊西位于該圖上部中央(小規(guī)小規(guī)模街區(qū)所在模街區(qū)所在)34圖圖11.20 愛(ài)達(dá)荷州阿達(dá)縣各街區(qū)愛(ài)達(dá)荷州阿達(dá)縣各街區(qū) LISA 的的 Z 得分得分35圖圖11.21 阿達(dá)縣各街區(qū)拉丁阿達(dá)縣各街區(qū)拉丁裔人口的部分裔人口的部分G-統(tǒng)計(jì)量的統(tǒng)計(jì)量的 Z得分得分36要素操作要素操作n 許多GIS軟件包提供了在

14、一個(gè)或者更多圖層操作和管理要素的工具。 n 這些工具包括：Dissolve 消除邊境、 Clip 剪取 Append 拼接、 Select 選擇、 Eliminate排除、 Update 更新、 Erase (擦除和 Split分割。37圖圖11.22 Dissolve 消除具有一樣屬性值的多邊形消除具有一樣屬性值的多邊形(a) 邊境，生成簡(jiǎn)化圖邊境，生成簡(jiǎn)化圖層層(b)38圖圖11.23 Clip 工具生成的輸出圖層，僅包含那些落在剪取圖層區(qū)域范圍內(nèi)的輸工具生成的輸出圖層，僅包含那些落在剪取圖層區(qū)域范圍內(nèi)的輸入圖層要素圖中虛線(xiàn)僅作為闡明，在剪取地圖中并不存在入圖層要素圖中虛線(xiàn)僅作為闡明，在剪取地圖中并不存在39圖圖11.24 Append 工具把兩個(gè)相鄰圖層拼接成一個(gè)圖層，但不能消除圖工具把兩個(gè)相鄰圖層拼接成一個(gè)圖層，但不能消除圖層之間的公共邊境層之間的公共邊境40圖圖11.25 Select 工具經(jīng)過(guò)選擇輸入圖層工具經(jīng)過(guò)選擇輸入圖層(a)的要素生成新圖層的要素生成新圖層(b)41圖圖11.26 Elimin