GIS空間分析課件

1、第五章 GIS空間分析1數(shù)字地面模型分析2空間數(shù)據(jù)的查詢3空間疊合分析4空間緩沖區(qū)分析5空間網(wǎng)絡(luò)分析6空間統(tǒng)計(jì)分析第1頁(yè)，共112頁(yè)。1DEM概述2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化3 DEM的主要表示方法4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法5 DEM應(yīng)用1數(shù)字地面模型分析第2頁(yè)，共112頁(yè)。1空間數(shù)據(jù)的查詢定義與分類1 1定義1 2分類2空間數(shù)據(jù)查詢方法2 1基于SQL擴(kuò)充的空間查詢方法2 2可視化空間查詢方法2 3基于自然語(yǔ)言的查詢方法2 4超文本查詢方法3空間數(shù)據(jù)的集合分析第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的查詢第3頁(yè)，共112頁(yè)。1空間疊加分析的概念1 . 1 空間疊加分析1 . 2 空間合成疊加1 . 3 空間統(tǒng)計(jì)疊加2 空

2、間疊加分析的分類2 . 1 點(diǎn)與多邊形的疊加2 . 2 線與多邊形的疊加2 . 3 多邊形與多邊形的疊加3多邊形與多邊形的疊加分析功能第三節(jié) 空間疊加(疊合)分析第4頁(yè)，共112頁(yè)。1空間緩沖區(qū)分析的概念1 . 1定義1 . 2組成要素2三種分析模型2 . 1 線性模型2 . 2 二次模型2 . 3 指數(shù)模型3空間緩沖區(qū)的建立3 . 1 建立3 . 2 注意的問(wèn)題第四節(jié) 空間緩沖區(qū)分析第5頁(yè)，共112頁(yè)。1網(wǎng)絡(luò)圖論的基本概念1 . 1定義1 . 2組成要素2空間網(wǎng)絡(luò)的類型和構(gòu)成2 . 1 類型2 . 2 構(gòu)成3空間網(wǎng)絡(luò)分析的方法3 . 1 路徑分析3 . 2 定位配置分析第五節(jié) 空間網(wǎng)絡(luò)分析第

3、6頁(yè)，共112頁(yè)。1統(tǒng)計(jì)圖表分析2分布密度與均值3主成分分析4層次分析5系統(tǒng)聚類分析6判別分析第六節(jié) 空間統(tǒng)計(jì)分析第7頁(yè)，共112頁(yè)。1DEM概述2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化3 DEM的主要表示方法4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法5 DEM應(yīng)用1數(shù)字地面模型分析第8頁(yè)，共112頁(yè)。1 . 1 DTM與DEM的概念DEMDTM1 . 2 DEM數(shù)據(jù)的分布特征格網(wǎng)狀數(shù)據(jù)離散數(shù)據(jù)1DEM概述第9頁(yè)，共112頁(yè)。DTM（Digital Terrain Mode）數(shù)字地形模型；地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá)，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述。地表單元上地形參數(shù)的集合，通常DTM可由DEM生成。11 DTM

4、與DEM的概念第10頁(yè)，共112頁(yè)。數(shù)字地面模型DTM數(shù)字地面模型由數(shù)字高程模型（地形等高線插值產(chǎn)生）產(chǎn)生，主要包括：第11頁(yè)，共112頁(yè)。（1） 高程分級(jí)等間距或不等間距劃分為若干高程等級(jí)，如用來(lái)區(qū)分丘陵、低山、中山、高山等 第12頁(yè)，共112頁(yè)。（2） 平均高程式中n的計(jì)算單元內(nèi)柵格個(gè)數(shù)；h（Pk）為第k點(diǎn)的高程。第13頁(yè)，共112頁(yè)。（3）相對(duì)高程設(shè)參考高程為hm，則各柵格點(diǎn)上相對(duì)高程為： k=1，N第14頁(yè)，共112頁(yè)。（4） 極值高程和高差 第15頁(yè)，共112頁(yè)。（5）坡度切面方程：坡度為該平面法線與水平面法線之間的夾角：將計(jì)算結(jié)果劃分為91級(jí)（0-90），為代表水平面的情況。第16

5、頁(yè)，共112頁(yè)。（6）坡向坡向?yàn)樯鲜鰯M合平面的法線在水平面上投影的方位角：按22.5度的方位角間隔由正北順時(shí)針劃分為16個(gè)方位，每級(jí)取值范圍為11.25度。第17頁(yè)，共112頁(yè)。（7）地表粗糙度反映某一面積單元內(nèi)地勢(shì)伏變化的復(fù)雜程度，是地表面積與投影面積之比：第18頁(yè)，共112頁(yè)。（8）坡面形態(tài)根據(jù)相鄰網(wǎng)格點(diǎn)上的坡度和坡向之間的邏輯關(guān)系，可以判斷坡形的凹凸變化情況，確定溝谷線、山脊和鞍部的位置，劃分流域范圍。第19頁(yè)，共112頁(yè)。（9）溝谷密度溝谷密度由單位面積上溝谷線總長(zhǎng)度決定： 第20頁(yè)，共112頁(yè)。（10）地表輻照度計(jì)算輻照度需考慮日照條件（太陽(yáng)赤緯、高度角、時(shí)角及大氣狀況）與坡面幾何條

6、件的相互關(guān)系由下式?jīng)Q定：式中，大氣透過(guò)率，與太陽(yáng)高度和大氣狀況有關(guān)；Sc為太陽(yáng)常數(shù)；Sa為太陽(yáng)高度角可由球面三角公式求出；t是時(shí)角；a、b為坡面方程系數(shù)；為坡度。第21頁(yè)，共112頁(yè)。數(shù)字高程模型DEM（Digital Elevation Model）；數(shù)字地形模型中地形屬性為高程時(shí)，稱為數(shù)字高程模型。地表單元上高程的集合,通常用矩陣表示；廣義的DEM可包括等高線，三角網(wǎng)等。狹義的DEM則特指由地表矩陣單元構(gòu)成的高程矩陣。1DTM與DEM的概念第22頁(yè)，共112頁(yè)。1 . 1 DTM與DEM的概念DEMDTM1 . 2 DEM數(shù)據(jù)的分布特征格網(wǎng)狀數(shù)據(jù)離散數(shù)據(jù)1DEM概述第23頁(yè)，共112頁(yè)。格

7、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)：把DEM覆蓋區(qū)劃分為規(guī)則格網(wǎng)，每個(gè)格網(wǎng)大小和形狀都相同，用相應(yīng)矩陣元素的行列號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格點(diǎn)的二維空間定位，第三維為特征值，可以是高程和屬性。網(wǎng)格大小代表數(shù)據(jù)精度。12DEM數(shù)據(jù)的分布特征第24頁(yè)，共112頁(yè)。離散數(shù)據(jù)：DEM平面二維地理空間定位由不規(guī)則分布的離散樣點(diǎn)平面坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)，第三維仍為高程和屬性特征值。1 . 2 DEM數(shù)據(jù)的分布特征第25頁(yè)，共112頁(yè)。1DEM概述2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化3 DEM的主要表示方法4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法5 DEM應(yīng)用1數(shù)字地面模型分析第26頁(yè)，共112頁(yè)。21網(wǎng)格化插值計(jì)算22網(wǎng)格尺寸的確定23 空間插值的方法2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化第27頁(yè)，共1

8、12頁(yè)。建立高精度DEM的共識(shí)：1）其精度主要取決于原始數(shù)據(jù)的獲取（密度與分布）2）一般情況下，DEM精度與原始數(shù)據(jù)密度呈線性關(guān)系3）由于地形變化大，各種算法都有一定的適應(yīng)性4）由于地形在地性線（山脊、山谷、斷崖）上發(fā)生轉(zhuǎn)折，在分塊擬合曲面時(shí)，跨越地性線的數(shù)據(jù)點(diǎn)不宜于參加曲面方程的擬合。格網(wǎng)化過(guò)程：地形等高線的數(shù)字化離散等高線的格網(wǎng)化格網(wǎng)離散點(diǎn)的生成（圖示）P170wu21網(wǎng)格化插值計(jì)算第28頁(yè)，共112頁(yè)。1)在一般情況下，樣點(diǎn)的密度基本上決定了網(wǎng)格點(diǎn)的密度。此外，網(wǎng)格尺寸的選定還應(yīng)分析地形形態(tài)特征。2）網(wǎng)格尺寸主要決定于制圖目標(biāo)、DEM數(shù)據(jù)使用方法和精度要求等因素。22網(wǎng)格尺寸的確定第29

9、頁(yè)，共112頁(yè)。1）移動(dòng)平均法2）距離平方倒數(shù)加權(quán)法3）趨勢(shì)面擬合技術(shù)4）樣條函數(shù)5）克立金法23 空間插值的方法第30頁(yè)，共112頁(yè)。1DEM概述2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化3 DEM的主要表示方法4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法5 DEM應(yīng)用1數(shù)字地面模型分析第31頁(yè)，共112頁(yè)。3表示DEM的方法（1）數(shù)學(xué)分片表示法（2）圖像表示法 線模型 點(diǎn)模型第32頁(yè)，共112頁(yè)。3表示DEM的方法第33頁(yè)，共112頁(yè)。3表示DEM的方法第34頁(yè)，共112頁(yè)。 線模型表示地形的最普通線模型是一系列描述高程測(cè)量曲線的等高線。第35頁(yè)，共112頁(yè)。 點(diǎn)模型a高程矩陣：將區(qū)域空間切分為規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)

10、一個(gè)高程值，如圖所示。 第36頁(yè)，共112頁(yè)。b不規(guī)則三角形（TIN）：根據(jù)區(qū)域有限個(gè)點(diǎn)集將區(qū)域劃分為相連的三角面格網(wǎng)，區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)。三角網(wǎng)的一種存儲(chǔ)方式如圖所示。 點(diǎn)模型第37頁(yè)，共112頁(yè)。1DEM概述2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化3 DEM的主要表示方法4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法5 DEM應(yīng)用1數(shù)字地面模型分析第38頁(yè)，共112頁(yè)。41DEM的數(shù)據(jù)源42DEM的采樣方法4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法第39頁(yè)，共112頁(yè)。地面測(cè)量的傳統(tǒng)方法 :現(xiàn)在通常是利用測(cè)距經(jīng)緯儀在野外實(shí)測(cè)，測(cè)量一些點(diǎn)的距離和角度，自動(dòng)記錄與顯示所測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，并輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，獲得這些

11、點(diǎn)的三維坐標(biāo) 。4 1 DEM的數(shù)據(jù)源第40頁(yè)，共112頁(yè)。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量 ：在模擬立體測(cè)圖儀及解析測(cè)圖儀上進(jìn)行攝影測(cè)量時(shí)，都需要在人眼立體觀測(cè)情況下使左右測(cè)標(biāo)對(duì)準(zhǔn)同名點(diǎn)，通過(guò)人眼與腦的觀測(cè)實(shí)現(xiàn)影像定位、匹配與識(shí)別。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是利用計(jì)算機(jī)立體視覺(jué)代替人眼的立體觀測(cè)，從遙感立體影像中提取地面高程，其基本原理是識(shí)別并測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)影像上同名影像的像對(duì)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)z影的自動(dòng)匹配。4 1 DEM的數(shù)據(jù)源利用立體影像測(cè)定DEM 第41頁(yè)，共112頁(yè)。等高線法 ：根據(jù)數(shù)字化的等高線和地形線等，利用內(nèi)插算法根據(jù)鄰近點(diǎn)高程求出待求點(diǎn)的高程。所采用的內(nèi)插算法有移動(dòng)曲面擬合法、多面函數(shù)法、最小二乘法 。4 1

12、DEM的數(shù)據(jù)源第42頁(yè)，共112頁(yè)。激光測(cè)高儀、雷達(dá)、GPS等方法 ：目前，德國(guó)已經(jīng)利用激光遙感技術(shù)獲取了1：5000的DEM。由于用這種技術(shù)獲取的是地表地物的高度信息，故只有在處理掉植被、房屋高度后，才可得到真實(shí)的地面地形信息。但是，由于水體吸收激光（無(wú)反射），故無(wú)法獲得水面信息，亦即基本無(wú)水面數(shù)據(jù)。根據(jù)激光高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用SCOP內(nèi)插程序可獲得等高線數(shù)據(jù)。實(shí)踐表明，將激光高程數(shù)據(jù)跟攝影測(cè)量三維影像圖套合，符合較好。例如，加拿大一家公司用安裝在Lasar Jet上的航空干涉?zhèn)纫暅y(cè)量雷達(dá)STAR-3I獲取中、高精度的數(shù)字高程模型DEM，其抽樣間距為2.5米，高程精度為1.5米。4 1 DEM的

13、數(shù)據(jù)源第43頁(yè)，共112頁(yè)。人工網(wǎng)格法立體像對(duì)法三角網(wǎng)法曲面擬合等值線插值法 4.2DEM的采樣方法第44頁(yè)，共112頁(yè)。1）人工網(wǎng)格法將地形圖蒙上格網(wǎng)，逐格讀取中心或角點(diǎn)的高程值、構(gòu)成數(shù)字高程模型。第45頁(yè)，共112頁(yè)。（2）立體像對(duì)分析通過(guò)遙感立體像對(duì)，根據(jù)視差模型、自動(dòng)選配左右影像的同名點(diǎn)，可建立數(shù)字高程模型。第46頁(yè)，共112頁(yè)。（3）三角網(wǎng)方法（TIN）對(duì)有限個(gè)離散點(diǎn)，每三個(gè)鄰近點(diǎn)聯(lián)接成三角形，每個(gè)三角形代表一個(gè)局部平面，再根據(jù)每個(gè)平面方程，可計(jì)算各格網(wǎng)點(diǎn)高程，生成DEM。第47頁(yè)，共112頁(yè)。（4）曲面擬合根據(jù)有限個(gè)離散點(diǎn)的高程、采用多項(xiàng)式或樣務(wù)函數(shù)求得擬合公式，再逐一計(jì)算各點(diǎn)的高

14、程，可得到擬合的DEM。第48頁(yè)，共112頁(yè)。（5）等值線插值根據(jù)各局部等值線上的高程點(diǎn)，通過(guò)插值公式計(jì)算各點(diǎn)的高程，得到DEM。等值線插值法是比較常用的方法，輸入等值線后，可在矢量格式的等值線數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行，插值效果較好。第49頁(yè)，共112頁(yè)。等高線輸入方法與插值算法 第50頁(yè)，共112頁(yè)。等高線的輸入原則：計(jì)曲線作為控制地形的同骨架，必須全部無(wú)誤地輸入。有選擇地輸入首曲線，選取原則是：1） 山頂最高處首曲線必須輸入。2） 溝底和山脊變化大時(shí)，所選的首曲線應(yīng)該“搭肩”輸入。3） 鞍部首曲線一般要求全部輸入，但對(duì)于首曲線擁擠的鞍部，可以只輸入高程改變處那一對(duì)首曲線，鞍部首曲線必須對(duì)稱；4） 地

15、形變化較大部位，如計(jì)曲線之間距離較大，相鄰計(jì)曲線不套合以及山脊、溝底的分又處等等都屬于地形變化大的部位。這些地方的首曲線要求合部輸入式者至少要求隔一根輸入一根。第51頁(yè)，共112頁(yè)。等高線DEM插值算法采用移動(dòng)擬合加權(quán)平均插值方法。設(shè)P點(diǎn)為待內(nèi)插的點(diǎn)，從P點(diǎn)按45的方位間隔引出八務(wù)搜索射線，八條射互與P點(diǎn)相鄰的等高線的交點(diǎn)為C1，C2Ci，其高程分別為Z1，Z2Zi，它們到P點(diǎn)的距離設(shè)為d1，d2di則P點(diǎn)的插值高程Zp為第52頁(yè)，共112頁(yè)。1DEM概述2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化3 DEM的主要表示方法4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法5 DEM應(yīng)用1數(shù)字地面模型分析第53頁(yè)，共112頁(yè)。51主要用途5

16、2應(yīng)用5 DEM的應(yīng)用第54頁(yè)，共112頁(yè)。5.1 DEM的用途（1） 在數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯高程數(shù)據(jù)（2） 解決道路設(shè)計(jì)和軍事工程中的與高程有關(guān)的問(wèn)題（3） 軍事目的三維地形顯示及風(fēng)景設(shè)計(jì)和規(guī)劃（4） 剖面視覺(jué)分析（5） 道路規(guī)劃、大壩選址等（6） 不同地形之間的靜態(tài)分析和比較（7） 產(chǎn)生坡度圖、坡向圖和生成著色地形圖的坡度剖面圖，輔助地貌分析或建立侵蝕圖（8） 作為專題信息的顯示背景或?qū)⒌匦螖?shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合（9） 為景觀的圖像模擬模型和景觀處理提供數(shù)據(jù)（10） 通過(guò)將高程替換為其他連續(xù)變化的屬性。第55頁(yè)，共112頁(yè)。51主要用途52應(yīng)用5 DEM的應(yīng)用第56頁(yè)，共112頁(yè)。1)基

17、于DEM的信息提取2)利用DEM繪制地面暈渲圖3)透視立體圖的繪制4)利用DEM繪制等高線圖5)基于DEM的可視化分析5.2DEM應(yīng)用第57頁(yè)，共112頁(yè)。坡度計(jì)算坡向計(jì)算曲面面積計(jì)算地表粗糙度計(jì)算高程及變異分析谷脊特征分析日照強(qiáng)度的分析淹沒(méi)邊界的計(jì)算1)基于DEM的信息提取第58頁(yè)，共112頁(yè)。從高程矩陣中得到等高線圖:方法為把高程矩陣中各像元的高程分成適當(dāng)?shù)母叱填悇e,然后用不同的顏色或灰度輸出每一類別.連接等高線時(shí)如果原高程數(shù)據(jù)點(diǎn)不規(guī)則或間隔過(guò)大,必須同時(shí)使用內(nèi)插技術(shù)內(nèi)插到需要的密度.從TIN數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的等高線,是用水平面與TIN相交的辦法實(shí)現(xiàn)的.TIN中的山脊山谷線等數(shù)據(jù)主要用來(lái)引導(dǎo)等高

18、線的起始點(diǎn).2)利用DEM繪制等高線圖第59頁(yè)，共112頁(yè)。制圖者為了增加丘陵和山地地區(qū)描述高差起伏的視覺(jué)效果而發(fā)展了“陰影立體法”(地貌暈渲法).方法1(DEM):首先根據(jù)DEM數(shù)據(jù)計(jì)算坡度和坡向,然后將坡向數(shù)據(jù)與光源方向比較,而向光源的斜坡得到淺色調(diào)灰度值,反方向的斜坡得到深色調(diào)灰度值,介于中間坡度的斜坡得到中間灰度值.灰度值的大小則按坡度進(jìn)一步確定.方法2(TIN):與高程矩陣類似,只是灰度級(jí)的確定不按像元計(jì)算而按小三角面計(jì)算.3)利用DEM繪制地面暈渲圖第60頁(yè)，共112頁(yè)。從一個(gè)空間三維的立體的數(shù)字高程模型到一個(gè)平面的二維透視圖，其本質(zhì)就是一個(gè)透視變換。將“視點(diǎn)”看作為“攝影中心”，

19、可以直接應(yīng)用共線方程從物點(diǎn)（X，Y，Z）計(jì)算“像點(diǎn)”坐標(biāo)（X,Y）。透視圖中的另一個(gè)問(wèn)題是“消隱”的問(wèn)題，即處理前景擋后景的問(wèn)題。 4)透視立體圖的繪制第61頁(yè)，共112頁(yè)。剖面分析通視分析5)基于DEM的可視化分析通視分析，圖上灰色區(qū)域?yàn)椴豢梢?jiàn)區(qū)域 第62頁(yè)，共112頁(yè)。第五章 GIS空間分析1數(shù)字地面模型分析2空間數(shù)據(jù)的查詢3空間疊合分析4空間緩沖區(qū)分析5空間網(wǎng)絡(luò)分析6空間統(tǒng)計(jì)分析第63頁(yè)，共112頁(yè)。1空間數(shù)據(jù)的查詢定義與分類2空間數(shù)據(jù)查詢方法(4種方法）3空間數(shù)據(jù)的集合分析4. 空間量算第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的查詢第64頁(yè)，共112頁(yè)。1 1定義空間數(shù)據(jù)的查詢是從數(shù)據(jù)庫(kù)中找出所有滿足屬性約束

20、條件和空間約束條件的地理對(duì)象。屬性約束條件：一般用帶比較運(yùn)算符的邏輯表達(dá)式描述。（如,500米，種植玉米且面積大于50平方公里的土地利用單元。 1空間數(shù)據(jù)的查詢定義與分類第66頁(yè)，共112頁(yè)。2 1基于SQL擴(kuò)充的空間查詢方法2 2可視化空間查詢方法2 3基于自然語(yǔ)言的查詢方法2 4超文本查詢方法 2空間數(shù)據(jù)查詢方法第67頁(yè)，共112頁(yè)。GIS軟件通常支持標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢語(yǔ)言。標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢語(yǔ)言是：Select 需顯示的屬性項(xiàng)From 屬性表Where 條件2 1基于SQL擴(kuò)充的空間查詢方法第68頁(yè)，共112頁(yè)。將SQL的屬性條件和空間關(guān)系的圖形條件組合在一起形成擴(kuò)展的SQL查詢語(yǔ)言。擴(kuò)展的

21、SQL查詢語(yǔ)言目前還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，空間關(guān)系的謂詞也沒(méi)有規(guī)范化，通常有相鄰“Ajacent”，包含“Contain”，穿過(guò)“Cross”，和在之內(nèi)“Inside”和緩沖區(qū)“Buffer”等。有了這些空間關(guān)系謂詞與屬性條件組合在一起，進(jìn)行復(fù)雜的空間查詢，可能給GIS用戶帶來(lái)很大方便。例如查詢?nèi)龒{地區(qū)長(zhǎng)江流域人口大于50萬(wàn)的縣或市，擴(kuò)展的SQL空間查詢語(yǔ)句為：Select *From 縣或市Where 縣或市人口50萬(wàn) And Cross （河流名稱=“長(zhǎng)江”）2 1基于SQL擴(kuò)充的空間查詢方法第69頁(yè)，共112頁(yè)。2 2可視化空間查詢方法第70頁(yè)，共112頁(yè)。為了在空間查詢中使用自然語(yǔ)言，必須將

22、自然語(yǔ)言中的模糊概念量化為確定的數(shù)據(jù)值或數(shù)據(jù)范圍。例如查詢高氣溫的城市時(shí)，引入自然語(yǔ)言時(shí)可以表示為：Select nameFrom citiesWhere temperature is high (Where temperature33. 75)2 3基于自然語(yǔ)言的查詢方法第71頁(yè)，共112頁(yè)。超文本(Hypertext)是由文本信息結(jié)點(diǎn)和表示文本信息結(jié)點(diǎn)間相關(guān)聯(lián)的鏈所組成的一個(gè)具有一定邏輯結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義查詢功能信息集成化網(wǎng)絡(luò)。它的主要特征之一就是用戶可以主動(dòng)地決定閱讀文本結(jié)點(diǎn)的順序，不像傳統(tǒng)文本只能按照固定的線性順序進(jìn)行。2 4超文本查詢方法第72頁(yè)，共112頁(yè)。3 1概念3 2舉例說(shuō)明3 3圖

23、形顯示3空間數(shù)據(jù)的集合分析第73頁(yè)，共112頁(yè)?？臻g集合分析是按照兩個(gè)邏輯子集給定的條件進(jìn)行邏輯運(yùn)算，其基本原理是布爾代數(shù)，它的運(yùn)算符號(hào)或算子包括：AND（與）、OR（或）、XOR（異或）、NOT（非）等及其組合等，邏輯運(yùn)算的結(jié)果為“真”或“假”。3 1概念第74頁(yè)，共112頁(yè)。3 2舉例說(shuō)明第75頁(yè)，共112頁(yè)。3 3圖形顯示第76頁(yè)，共112頁(yè)。4.1幾何量算1）線的長(zhǎng)度計(jì)算 2）面狀地物的面積 4.2形狀量算4.3質(zhì)心量算4.4距離量算 4.空間量算第77頁(yè)，共112頁(yè)。幾何量算對(duì)不同的點(diǎn)、線、面地物有不同的含義：l點(diǎn)狀地物（0維）：坐標(biāo)；l線狀地物（1維）：長(zhǎng)度，曲率，方向；面狀地物（

24、2維）：面積，周長(zhǎng)，形狀，曲率等；l體狀地物（3維）：體積，表面積等。4.1幾何量算第78頁(yè)，共112頁(yè)。線狀地物對(duì)象最基本的形態(tài)參數(shù)之一是長(zhǎng)度。在矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下，線表示為點(diǎn)對(duì)坐標(biāo)（X，Y）或（X，Y，Z）的序列，在不考慮比例尺情況下，線長(zhǎng)度的計(jì)算公式為：對(duì)于復(fù)合線狀地物對(duì)象，則需要在對(duì)諸分支曲線求長(zhǎng)度后，再求其長(zhǎng)度總和。 1）線的長(zhǎng)度計(jì)算 第79頁(yè)，共112頁(yè)。面積是面狀地物最基本的參數(shù)。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(duì)于沒(méi)有空洞的簡(jiǎn)單多邊形，假設(shè)有N個(gè)頂點(diǎn)，其面積計(jì)算公式為：所采用的是幾何交叉處理方法，即沿多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)作垂直與X軸的垂線，然后計(jì)算每條邊、它的

25、兩條垂線及這兩條垂線所截得X軸部分所包圍的面積，所求出的面積的代數(shù)和，即為多邊形面積。對(duì)于有孔或內(nèi)島的多邊形，可分別計(jì)算外多邊形與內(nèi)島面積，其差值為原多邊形面積。此方法亦適合于體積的計(jì)算。對(duì)于柵格結(jié)構(gòu)，多邊形面積計(jì)算就是統(tǒng)計(jì)具有相同屬性值的格網(wǎng)數(shù)目。 2）面狀地物的面積 第80頁(yè)，共112頁(yè)。其中絕大多數(shù)指標(biāo)是基于面積和周長(zhǎng)的。通常認(rèn)為圓形地物既非緊湊型也非膨脹型，則可定義其形狀系數(shù)r為：其中P為地物周長(zhǎng)，A為面積。如果r1為膨脹型。4.2形狀量算第81頁(yè)，共112頁(yè)。質(zhì)心是描述地理對(duì)象空間分布的一個(gè)重要指標(biāo)。例如要得到一個(gè)全國(guó)的人口分布等值線圖，而人口數(shù)據(jù)只能到縣級(jí)，所以必須在每個(gè)縣域里定義

26、一個(gè)點(diǎn)作為質(zhì)心，代表該縣的數(shù)值，然后進(jìn)行插值計(jì)算全國(guó)人口等值線。質(zhì)心通常定義為一個(gè)多邊形或面的幾何中心 。4.3質(zhì)心量算 第82頁(yè)，共112頁(yè)。4.4距離量算 第83頁(yè)，共112頁(yè)。第三節(jié) 空間疊加(疊合)分析1空間疊加分析的概念1 . 1 空間疊加分析1 . 2 空間合成疊加1 . 3 空間統(tǒng)計(jì)疊加2 空間疊加分析的分類2 . 1 點(diǎn)與多邊形的疊加2 . 2 線與多邊形的疊加2 . 3 多邊形與多邊形的疊加3多邊形與多邊形的疊加分析功能第84頁(yè)，共112頁(yè)。1 . 1 空間疊加分析：1 . 2 空間合成疊加：1 . 3 空間統(tǒng)計(jì)疊加：1空間疊加分析的概念第85頁(yè)，共112頁(yè)。指在統(tǒng)一空間參照

27、系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個(gè)地理對(duì)象的圖層進(jìn)行疊加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。1 . 1 空間疊加分析：第86頁(yè)，共112頁(yè)。 1空間疊加分析的概念1 . 2 空間合成疊加一般用于搜索同時(shí)具有幾種地理屬性的分布區(qū)域，或?qū)ΟB加后產(chǎn)生的多重屬性進(jìn)行新的分類，稱為空間合成疊加。示意圖第87頁(yè)，共112頁(yè)。1 . 3 空間統(tǒng)計(jì)疊加一般用于提取某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)某些專題內(nèi)容的數(shù)量特征，稱為空間統(tǒng)計(jì)疊加。示意圖 1空間疊加分析的概念第88頁(yè)，共112頁(yè)。2 空間疊加分析的分類2 . 1 點(diǎn)與多邊形的疊加2 . 2 線與多邊形的疊加2 . 3 多邊形與多邊形的疊加第89頁(yè)

28、，共112頁(yè)。 3多邊形與多邊形的疊加分析功能第90頁(yè)，共112頁(yè)。3 . 1 Union:輸出層為保留原來(lái)兩個(gè)輸入圖層的所有多邊形。3 . 2 Intersect:輸出層為保留原來(lái)兩個(gè)輸入圖層的公共多邊形。3 . 3 Identity:輸出層為保留以其中一輸入圖層為控制邊界之內(nèi)的所有多邊形。 3 . 4 Erase:輸出層為保留以其中一輸入圖層為控制邊界之外的所有多邊形。3 . 5 Update:輸出層為一個(gè)經(jīng)過(guò)刪除處理后的圖層與一個(gè)新特征圖層進(jìn)行合并后的結(jié)果。3 . 6 Clip:輸出層按一個(gè)圖層的邊界，對(duì)另一個(gè)圖層的內(nèi)容要素進(jìn)行截取后的結(jié)果。3多邊形與多邊形的疊加分析功能第91頁(yè)，共11

29、2頁(yè)。4 . 1 基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析：參與分析的兩個(gè)圖層的要素均為矢量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小，但運(yùn)算過(guò)程比較復(fù)雜。4 . 2 基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析：參與分析的兩個(gè)圖層的要素均為柵格數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，但運(yùn)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單。4矢量數(shù)據(jù)及柵格數(shù)據(jù)疊加分析第92頁(yè)，共112頁(yè)。第四節(jié) 空間緩沖區(qū)分析1空間緩沖區(qū)分析的概念1 . 1定義1 . 2組成要素2三種分析模型2 . 1 線性模型2 . 2 二次模型2 . 3 指數(shù)模型3空間緩沖區(qū)的建立3 . 1 建立3 . 2 注意的問(wèn)題第93頁(yè)，共112頁(yè)。 1空間緩沖區(qū)分析的概念1 . 1 定義指根據(jù)分析對(duì)象的點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立它們周圍一定距離的帶

30、狀區(qū)，用以識(shí)別這些實(shí)體或主體對(duì)鄰近對(duì)象的輻射范圍或影響度（如圖所示點(diǎn)的緩沖區(qū)、線的緩沖區(qū)和面的緩沖區(qū)），以便為某項(xiàng)分析或決策提供依據(jù)。第94頁(yè)，共112頁(yè)。1 . 2 組成要素在進(jìn)行空間緩沖區(qū)分析時(shí)，通常要將研究的問(wèn)題抽象為以下三類因素來(lái)進(jìn)行分析：（1）主體：表示分析的主要目標(biāo)，一般分為點(diǎn)源、線源和面源三種類型。（2）鄰近對(duì)象：表示受主體影響的客體，例如行政界限變更時(shí)所涉及的居民、森林遭砍伐時(shí)所影響的水土流失范圍等等。（3）作用條件：表示主體對(duì)鄰近對(duì)象施加作用的影響條件或強(qiáng)度。 1空間緩沖區(qū)分析的概念第95頁(yè)，共112頁(yè)。根據(jù)主體對(duì)鄰近對(duì)象作用性質(zhì)的不同，一般可采用以下三種不同的分析模型：2.

31、1線形模型：用于當(dāng)主體對(duì)鄰近對(duì)象的影響度（F）隨距離( r)的增大而呈線形形式衰減時(shí)。2.2二次模型：用于當(dāng)主體對(duì)鄰近對(duì)象的影響度隨距離的增大而呈現(xiàn)二次形式衰減時(shí)。2.3指數(shù)模型：用于當(dāng)主體對(duì)鄰近對(duì)象的影響度隨距離的增大而呈指數(shù)形式衰減時(shí)。 2三種分析模型第96頁(yè)，共112頁(yè)。 3空間緩沖區(qū)的建立3 . 1 建立:從原理上講，緩沖區(qū)的建立相當(dāng)簡(jiǎn)單，建立緩沖區(qū)僅是以點(diǎn)狀地物為圓心，以緩沖區(qū)距離為半徑繪圓即可，線狀地物和面狀地物的緩沖區(qū)的建立也是以線狀地物或面狀地物的邊線為參考線，作它們的平行線，再考慮端點(diǎn)圓弧，即可建立緩沖區(qū)。對(duì)于簡(jiǎn)單情形，緩沖區(qū)是一個(gè)簡(jiǎn)單多邊形，但當(dāng)計(jì)算形狀比較復(fù)雜的對(duì)象或多個(gè)

32、對(duì)象集合的緩沖區(qū)時(shí)，就復(fù)雜得多。第97頁(yè)，共112頁(yè)。 3空間緩沖區(qū)的建立3 . 2 應(yīng)注意的方面:1)當(dāng)緩沖區(qū)發(fā)生重疊時(shí)的處理多個(gè)特征緩沖區(qū)圖形的處理第98頁(yè)，共112頁(yè)。同一特征緩沖區(qū)圖形的處理3空間緩沖區(qū)的建立第99頁(yè)，共112頁(yè)?？勺兙嚯x緩沖區(qū)示意圖3空間緩沖區(qū)的建立3 . 2 應(yīng)注意的方面:2)當(dāng)對(duì)特征規(guī)定不同緩沖區(qū)寬度時(shí)的處理第100頁(yè)，共112頁(yè)。3 . 2 應(yīng)注意的方面:3)復(fù)雜圖形情況下的緩沖區(qū)與非緩沖區(qū)的標(biāo)識(shí)處理3空間緩沖區(qū)的建立第101頁(yè)，共112頁(yè)。第五節(jié) 空間網(wǎng)絡(luò)分析1網(wǎng)絡(luò)圖論的基本概念1 . 1定義1 . 2組成要素2空間網(wǎng)絡(luò)的類型和構(gòu)成2 . 1 類型2 . 2 構(gòu)成3空間網(wǎng)絡(luò)分析的方法3 . 1 路徑分析3 . 2 定位配置分析第102頁(yè)，共112頁(yè)。1網(wǎng)絡(luò)分析的基本概念1 . 1定義網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由點(diǎn)、線的二元關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)，通常用來(lái)描述某種資源或物質(zhì)在空間上的運(yùn)動(dòng)。在GIS中，網(wǎng)絡(luò)分析則是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（線性實(shí)體之間、線性實(shí)體與結(jié)點(diǎn)之間、結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)之間的連接、連通關(guān)系），通過(guò)考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間及屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面的一種分析計(jì)算。它包括路徑分析、資源匹配、地址編碼等內(nèi)容。目前，網(wǎng)絡(luò)分析在電子導(dǎo)航、交通旅游、城市規(guī)劃管理以及電力、通訊等各種管網(wǎng)管線的布局設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要的作用。路徑