五章節(jié)GIS空間分析

1、五章節(jié)GIS空間分析五章節(jié)GIS空間分析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應用1數(shù)字地面模型分析1數(shù)字地面模型分析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)的查詢第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的查詢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)計疊加2 空間疊加分析的分類2 . 1 點與多邊形的疊加2 . 2 線與多邊形的疊加2 . 3 多邊形與多

2、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)分析第三節(jié) 空間疊加(疊合)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 注意的問題第四節(jié) 空間緩沖區(qū)分析第四節(jié) 空間緩沖區(qū)分析1網(wǎng)絡圖論的基本概念1 . 1定義1 . 2組成要素2空間網(wǎng)絡的類型和構成2 . 1 類型2 . 2 構成3空間網(wǎng)絡分析的方法3 . 1 路徑分析3 . 2 定位配置分析第五節(jié) 空間網(wǎng)絡分析第五節(jié) 空間網(wǎng)絡分析1統(tǒng)計圖表分析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

3、6判別分析第六節(jié) 空間統(tǒng)計分析第六節(jié) 空間統(tǒng)計分析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應用1數(shù)字地面模型分析1數(shù)字地面模型分析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1DEM概述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，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與DEM的概念DTM（Digital Terrain Mode）數(shù)字地形模數(shù)字地面模型DTM數(shù)

4、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：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（1） 高程分級等間距或不等間距劃分為若干高程等級，如用來區(qū)分丘陵、低山、中山、高山等 （1） 高程分級等間距或不等間距劃分為若干高程等級（2） 平均高程式中n的計算單元內柵格個數(shù)；h（Pk）為第k點的高程。（2） 平均高程式中n的計算單元內柵格個數(shù)；（3）相對高程設參考高程為hm，則各柵格點上相對高程為： k=1，N（3）相對高程設參考高程為hm，則各柵格點上相對高程為：（4） 極值高程和高差 （4） 極值高程和高差 （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

5、角：將計算結果劃分為91級（0-90），為代表水平面的情況。（5）坡度切面方程：（6）坡向坡向為上述擬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針劃分為16個方位，每級取值范圍為11.25度。（6）坡向坡向為上述擬合平面的法線在水平面上投影的方位角：（7）地表粗糙度反映某一面積單元內地勢伏變化的復雜程度，是地表面積與投影面積之比：（7）地表粗糙度反映某一面積單元內地勢伏變化的復雜程度，是（8）坡面形態(tài)根據(jù)相鄰網(wǎng)格點上的坡度和坡向之間的邏輯關系，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。（8）坡面形態(tài)根據(jù)相鄰網(wǎng)格點上的坡度和坡向之間的邏輯

6、關系，（9）溝谷密度溝谷密度由單位面積上溝谷線總長度決定： （9）溝谷密度溝谷密度由單位面積上溝谷線總長度決定： （10）地表輻照度計算輻照度需考慮日照條件（太陽赤緯、高度角、時角及大氣狀況）與坡面幾何條件的相互關系由下式?jīng)Q定：式中，大氣透過率，與太陽高度和大氣狀況有關；Sc為太陽常數(shù)；Sa為太陽高度角可由球面三角公式求出；t是時角；a、b為坡面方程系數(shù)；為坡度。（10）地表輻照度計算輻照度需考慮日照條件（太陽赤緯、高度數(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，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

7、等高線，三角網(wǎng)等。狹義的DEM則特指由地表矩陣單元構成的高程矩陣。1DTM與DEM的概念數(shù)字高程模型DEM（Digital Elevation Mo1 . 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1DEM概述格網(wǎng)狀數(shù)據(jù)：把DEM覆蓋區(qū)劃分為規(guī)則格網(wǎng)，每個格網(wǎng)大小和形狀都相同，用相應矩陣元素的行列號來實現(xiàn)網(wǎng)格點的二維空間定位，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12DEM數(shù)據(jù)的分布特征離散數(shù)據(jù)：DEM平面二維地理空間定位由不規(guī)則分布的離散樣點平面坐標實現(xiàn)，第三維仍為高程和屬性特征值。1 . 2

8、DEM數(shù)據(jù)的分布特征1 . 2 DEM數(shù)據(jù)的分布特征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應用1數(shù)字地面模型分析1數(shù)字地面模型分析21網(wǎng)格化插值計算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2DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化建立高精度DEM的共識：1）其精度主要取決于原始數(shù)據(jù)的獲?。芏扰c分布）2）一般情況下，DEM精度與原始數(shù)據(jù)密度呈線性關系3）由于地形變化大，各種算法都有一定的適應性4）由于地形在地性線（山脊、山谷、斷崖）上發(fā)生轉折，在分塊擬合曲面時，跨越地性線的數(shù)據(jù)點不宜于參加曲面方程的擬合。格網(wǎng)化過程：地形等高線的數(shù)字化離散等高

9、線的格網(wǎng)化格網(wǎng)離散點的生成（圖示）P170wu21網(wǎng)格化插值計算21網(wǎng)格化插值計算1)在一般情況下，樣點的密度基本上決定了網(wǎng)格點的密度。此外，網(wǎng)格尺寸的選定還應分析地形形態(tài)特征。2）網(wǎng)格尺寸主要決定于制圖目標、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22網(wǎng)格尺寸的確定1）移動平均法2）距離平方倒數(shù)加權法3）趨勢面擬合技術4）樣條函數(shù)5）克立金法23 空間插值的方法23 空間插值的方法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應用1數(shù)字地面模型分析1數(shù)字地面模型分析3表示DEM的方法（1）數(shù)學分片表示法（2）圖像表示法 線模型 點

10、模型3表示DEM的方法（1）數(shù)學分片表示法3表示DEM的方法3表示DEM的方法3表示DEM的方法3表示DEM的方法 線模型表示地形的最普通線模型是一系列描述高程測量曲線的等高線。 線模型表示地形的最普通線模型是一系列描述高程 點模型a高程矩陣：將區(qū)域空間切分為規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個格網(wǎng)單元對應一個高程值，如圖所示。 點模型a高程矩陣：將區(qū)域空間切分為規(guī)則的格網(wǎng)b不規(guī)則三角形（TIN）：根據(jù)區(qū)域有限個點集將區(qū)域劃分為相連的三角面格網(wǎng)，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。三角網(wǎng)的一種存儲方式如圖所示。 點模型 點模型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

11、和采樣方法5 DEM應用1數(shù)字地面模型分析1數(shù)字地面模型分析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4 DEM的數(shù)據(jù)源和采樣方法地面測量的傳統(tǒng)方法 :現(xiàn)在通常是利用測距經(jīng)緯儀在野外實測，測量一些點的距離和角度，自動記錄與顯示所測量得到的數(shù)據(jù)，并輸入到計算機中進行處理，獲得這些點的三維坐標 。4 1 DEM的數(shù)據(jù)源4 1 DEM的數(shù)據(jù)源數(shù)字攝影測量 ：在模擬立體測圖儀及解析測圖儀上進行攝影測量時，都需要在人眼立體觀測情況下使左右測標對準同名點，通過人眼與腦的觀測實現(xiàn)影像定位、匹配與識別。數(shù)字攝影測量是利用計算機立體視覺代替人眼的立體觀測，從遙感立體影像中提取地面高程，其

12、基本原理是識別并測量兩個或多個影像上同名影像的像對坐標，實現(xiàn)數(shù)字攝影的自動匹配。4 1 DEM的數(shù)據(jù)源利用立體影像測定DEM 4 1 DEM的數(shù)據(jù)源利用立體影像測定DEM 等高線法 ：根據(jù)數(shù)字化的等高線和地形線等，利用內插算法根據(jù)鄰近點高程求出待求點的高程。所采用的內插算法有移動曲面擬合法、多面函數(shù)法、最小二乘法 。4 1 DEM的數(shù)據(jù)源4 1 DEM的數(shù)據(jù)源激光測高儀、雷達、GPS等方法 ：目前，德國已經(jīng)利用激光遙感技術獲取了1：5000的DEM。由于用這種技術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，才可得到真實的地面地形信息。但是，由于水體吸收激光（無反射），故無法獲得

13、水面信息，亦即基本無水面數(shù)據(jù)。根據(jù)激光高程點數(shù)據(jù)，采用SCOP內插程序可獲得等高線數(shù)據(jù)。實踐表明，將激光高程數(shù)據(jù)跟攝影測量三維影像圖套合，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量雷達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的數(shù)據(jù)源4 1 DEM的數(shù)據(jù)源人工網(wǎng)格法立體像對法三角網(wǎng)法曲面擬合等值線插值法 4.2DEM的采樣方法人工網(wǎng)格法 4.2DEM的采樣方法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的高程值、構成數(shù)字高程模型。1）人工網(wǎng)格法（2）立體像對分析通過遙感立體像對，根據(jù)視差模型

14、、自動選配左右影像的同名點，可建立數(shù)字高程模型。（2）立體像對分析通過遙感立體像對，根據(jù)視差模型、自動選配（3）三角網(wǎng)方法（TIN）對有限個離散點，每三個鄰近點聯(lián)接成三角形，每個三角形代表一個局部平面，再根據(jù)每個平面方程，可計算各格網(wǎng)點高程，生成DEM。（3）三角網(wǎng)方法（TIN）對有限個離散點，每三個鄰近點聯(lián)接（4）曲面擬合根據(jù)有限個離散點的高程、采用多項式或樣務函數(shù)求得擬合公式，再逐一計算各點的高程，可得到擬合的DEM。（4）曲面擬合根據(jù)有限個離散點的高程、采用多項式或樣務函數(shù)（5）等值線插值根據(jù)各局部等值線上的高程點，通過插值公式計算各點的高程，得到DEM。等值線插值法是比較常用的方法，輸

15、入等值線后，可在矢量格式的等值線數(shù)據(jù)基礎上進行，插值效果較好。（5）等值線插值根據(jù)各局部等值線上的高程點，通過插值公式計等高線輸入方法與插值算法 等高線輸入方法與插值算法 等高線的輸入原則：計曲線作為控制地形的同骨架，必須全部無誤地輸入。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，所選的首曲線應該“搭肩”輸入。3） 鞍部首曲線一般要求全部輸入，但對于首曲線擁擠的鞍部，可以只輸入高程改變處那一對首曲線，鞍部首曲線必須對稱；4） 地形變化較大部位，如計曲線之間距離較大，相鄰計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

16、求合部輸入式者至少要求隔一根輸入一根。等高線的輸入原則：計曲線作為控制地形的同骨架，必須全部無等高線DEM插值算法采用移動擬合加權平均插值方法。設P點為待內插的點，從P點按45的方位間隔引出八務搜索射線，八條射互與P點相鄰的等高線的交點為C1，C2Ci，其高程分別為Z1，Z2Zi，它們到P點的距離設為d1，d2di則P點的插值高程Zp為等高線DEM插值算法采用移動擬合加權平均插值方法。設P點為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應用1數(shù)字地面模型分析1數(shù)字地面模型分析51主要用途52應用5 DEM的應用5 DEM的應用5.1 DEM的用

17、途（1） 在數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)庫中存貯高程數(shù)據(jù)（2） 解決道路設計和軍事工程中的與高程有關的問題（3） 軍事目的三維地形顯示及風景設計和規(guī)劃（4） 剖面視覺分析（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將地形數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)進行疊合（9） 為景觀的圖像模擬模型和景觀處理提供數(shù)據(jù)（10） 通過將高程替換為其他連續(xù)變化的屬性。5.1 DEM的用途（1） 在數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)庫中存貯高程數(shù)51主要用途52應用5 DEM的應用5 DEM的應用1)基于DEM的信息提取2)利用DEM

18、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應用5.2DEM應用坡度計算坡向計算曲面面積計算地表粗糙度計算高程及變異分析谷脊特征分析日照強度的分析淹沒邊界的計算1)基于DEM的信息提取1)基于DEM的信息提取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?shù)母叱填悇e,然后用不同的顏色或灰度輸出每一類別.連接等高線時如果原高程數(shù)據(jù)點不規(guī)則或間隔過大,必須同時使用內插技術內插到需要的密度.從TIN數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的等高線,是用水平面與TIN相交的辦法實現(xiàn)的.TIN中的山脊山谷線等數(shù)據(jù)主要用來引導等高線的起始點.2)利用DEM繪制等高線

19、圖2)利用DEM繪制等高線圖制圖者為了增加丘陵和山地地區(qū)描述高差起伏的視覺效果而發(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灰度值,反方向的斜坡得到深色調灰度值,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一步確定.方法2(TIN):與高程矩陣類似,只是灰度級的確定不按像元計算而按小三角面計算.3)利用DEM繪制地面暈渲圖3)利用DEM繪制地面暈渲圖從一個空間三維的立體的數(shù)字高程模型到一個平面的二維透視圖，其本質就是一個透視變換。將“視點”看作為“攝影中心”，可以直接應用共線方程從物點

20、（X，Y，Z）計算“像點”坐標（X,Y）。透視圖中的另一個問題是“消隱”的問題，即處理前景擋后景的問題。 4)透視立體圖的繪制4)透視立體圖的繪制剖面分析通視分析5)基于DEM的可視化分析通視分析，圖上灰色區(qū)域為不可見區(qū)域 5)基于DEM的可視化分析通視分析，圖上灰色區(qū)域為不可見第五章 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)絡分析6空間統(tǒng)計分析第五章 GIS空間分析1數(shù)字地面模型分析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1空間數(shù)據(jù)的查詢定義與分類第二節(jié) 空間數(shù)據(jù)的查詢1 1

21、定義空間數(shù)據(jù)的查詢是從數(shù)據(jù)庫中找出所有滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對象。屬性約束條件：一般用帶比較運算符的邏輯表達式描述。（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1 2分類 1空間數(shù)據(jù)的查詢定義與分類2 1基于SQL擴充的空間查詢方法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 2空間數(shù)據(jù)查詢方法GIS軟件通常支持標準的SQL查詢語言。標準的SQL查詢語言是：Select 需顯示的屬性項From 屬性表Where 條件2 1基于SQL擴充的空間查詢方法2 1基于SQL擴充的空間查詢方法將S

22、QL的屬性條件和空間關系的圖形條件組合在一起形成擴展的SQL查詢語言。擴展的SQL查詢語言目前還沒有統(tǒng)一的標準，空間關系的謂詞也沒有規(guī)范化，通常有相鄰“Ajacent”，包含“Contain”，穿過“Cross”，和在之內“Inside”和緩沖區(qū)“Buffer”等。有了這些空間關系謂詞與屬性條件組合在一起，進行復雜的空間查詢，可能給GIS用戶帶來很大方便。例如查詢三峽地區(qū)長江流域人口大于50萬的縣或市，擴展的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”）2 1基于SQL擴充的空間查詢方法2 1基于SQL擴充的空間查

23、詢方法2 2可視化空間查詢方法2 2可視化空間查詢方法為了在空間查詢中使用自然語言，必須將自然語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，引入自然語言時可以表示為：Select nameFrom citiesWhere temperature is high (Where temperature33. 75)2 3基于自然語言的查詢方法為了在空間查詢中使用自然語言，必須將自然語言中的模糊概念量超文本(Hypertext)是由文本信息結點和表示文本信息結點間相關聯(lián)的鏈所組成的一個具有一定邏輯結構和語義查詢功能信息集成化網(wǎng)絡。它的主要特征之一就是用戶可以主動地決定閱讀文本

24、結點的順序，不像傳統(tǒng)文本只能按照固定的線性順序進行。2 4超文本查詢方法超文本(Hypertext)是由文本信息結點和表示文本信3 1概念3 2舉例說明3 3圖形顯示3空間數(shù)據(jù)的集合分析3 1概念3空間數(shù)據(jù)的集合分析空間集合分析是按照兩個邏輯子集給定的條件進行邏輯運算，其基本原理是布爾代數(shù)，它的運算符號或算子包括：AND（與）、OR（或）、XOR（異或）、NOT（非）等及其組合等，邏輯運算的結果為“真”或“假”。3 1概念空間集合分析是按照兩個邏輯子集給定的條件進行邏輯運算，其基3 2舉例說明3 2舉例說明3 3圖形顯示3 3圖形顯示4.1幾何量算1）線的長度計算 2）面狀地物的面積 4.2形

25、狀量算4.3質心量算4.4距離量算 4.空間量算4.1幾何量算4.空間量算幾何量算對不同的點、線、面地物有不同的含義：l點狀地物（0維）：坐標；l線狀地物（1維）：長度，曲率，方向；面狀地物（2維）：面積，周長，形狀，曲率等；l體狀地物（3維）：體積，表面積等。4.1幾何量算幾何量算對不同的點、線、面地物有不同的含義：4.1幾何量算線狀地物對象最基本的形態(tài)參數(shù)之一是長度。在矢量數(shù)據(jù)結構下，線表示為點對坐標（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：對于復合線狀地物對象，則需要在對諸分支曲線求長度后，再求其長度總和。 1）線的長度計算 線狀地物對象最基本的形態(tài)參數(shù)

26、之一是長度。在矢量數(shù)據(jù)結構下，線面積是面狀地物最基本的參數(shù)。在矢量結構下，面狀地物以其輪廓邊界弧段構成的多邊形表示的。對于沒有空洞的簡單多邊形，假設有N個頂點，其面積計算公式為：所采用的是幾何交叉處理方法，即沿多邊形的每個頂點作垂直與X軸的垂線，然后計算每條邊、它的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。對于有孔或內島的多邊形，可分別計算外多邊形與內島面積，其差值為原多邊形面積。此方法亦適合于體積的計算。對于柵格結構，多邊形面積計算就是統(tǒng)計具有相同屬性值的格網(wǎng)數(shù)目。 2）面狀地物的面積 面積是面狀地物最基本的參數(shù)。在矢量結構下，面狀地物以其輪廓邊其

27、中絕大多數(shù)指標是基于面積和周長的。通常認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，A為面積。如果r1為膨脹型。4.2形狀量算其中絕大多數(shù)指標是基于面積和周長的。通常認為圓形地物既非緊湊質心是描述地理對象空間分布的一個重要指標。例如要得到一個全國的人口分布等值線圖，而人口數(shù)據(jù)只能到縣級，所以必須在每個縣域里定義一個點作為質心，代表該縣的數(shù)值，然后進行插值計算全國人口等值線。質心通常定義為一個多邊形或面的幾何中心 。4.3質心量算 質心是描述地理對象空間分布的一個重要指標。例如要得到一個全國4.4距離量算 4.4距離量算 第三節(jié) 空間疊加(疊合)分析1空間疊加分析的

28、概念1 . 1 空間疊加分析1 . 2 空間合成疊加1 . 3 空間統(tǒng)計疊加2 空間疊加分析的分類2 . 1 點與多邊形的疊加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1 . 1 空間疊加分析：1 . 2 空間合成疊加：1 . 3 空間統(tǒng)計疊加：1空間疊加分析的概念1空間疊加分析的概念指在統(tǒng)一空間參照系統(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，或建立地理對象之間的空間對應關系。1 . 1 空間疊加分析：1 . 1 空間疊加分析： 1空間疊加分析的概念1 . 2 空間合成疊加一般用

29、于搜索同時具有幾種地理屬性的分布區(qū)域，或對疊加后產(chǎn)生的多重屬性進行新的分類，稱為空間合成疊加。示意圖 1空間疊加分析的概念1 . 3 空間統(tǒng)計疊加一般用于提取某個區(qū)域范圍內某些專題內容的數(shù)量特征，稱為空間統(tǒng)計疊加。示意圖 1空間疊加分析的概念 1空間疊加分析的概念2 空間疊加分析的分類2 . 1 點與多邊形的疊加2 . 2 線與多邊形的疊加2 . 3 多邊形與多邊形的疊加2 空間疊加分析的分類 3多邊形與多邊形的疊加分析功能 3多邊形與多邊形的疊加分析功能3 . 1 Union:輸出層為保留原來兩個輸入圖層的所有多邊形。3 . 2 Intersect:輸出層為保留原來兩個輸入圖層的公共多邊形。

30、3 . 3 Identity:輸出層為保留以其中一輸入圖層為控制邊界之內的所有多邊形。 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:輸出層為一個經(jīng)過刪除處理后的圖層與一個新特征圖層進行合并后的結果。3 . 6 Clip:輸出層按一個圖層的邊界，對另一個圖層的內容要素進行截取后的結果。3多邊形與多邊形的疊加分析功能3多邊形與多邊形的疊加分析功能4 . 1 基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析：參與分析的兩個圖層的要素均為矢量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲量小，但運算過程比較復雜。4 . 2 基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析：參與分析的兩個圖層的要素均為柵格數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲量大

31、，但運算過程比較簡單。4矢量數(shù)據(jù)及柵格數(shù)據(jù)疊加分析4矢量數(shù)據(jù)及柵格數(shù)據(jù)疊加分析第四節(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 注意的問題第四節(jié) 空間緩沖區(qū)分析 1空間緩沖區(qū)分析的概念1 . 1 定義指根據(jù)分析對象的點、線、面實體，自動建立它們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度（如圖所示點的緩沖區(qū)、線的緩沖區(qū)和面的緩沖區(qū)），以便為某項分析或決策提供依據(jù)。 1空間緩沖區(qū)分析的概念1 . 2 組成要素在進行空間緩沖區(qū)

32、分析時，通常要將研究的問題抽象為以下三類因素來進行分析：（1）主體：表示分析的主要目標，一般分為點源、線源和面源三種類型。（2）鄰近對象：表示受主體影響的客體，例如行政界限變更時所涉及的居民、森林遭砍伐時所影響的水土流失范圍等等。（3）作用條件：表示主體對鄰近對象施加作用的影響條件或強度。 1空間緩沖區(qū)分析的概念 1空間緩沖區(qū)分析的概念根據(jù)主體對鄰近對象作用性質的不同，一般可采用以下三種不同的分析模型：2.1線形模型：用于當主體對鄰近對象的影響度（F）隨距離( r)的增大而呈線形形式衰減時。2.2二次模型：用于當主體對鄰近對象的影響度隨距離的增大而呈現(xiàn)二次形式衰減時。2.3指數(shù)模型：用于當主體

33、對鄰近對象的影響度隨距離的增大而呈指數(shù)形式衰減時。 2三種分析模型 2三種分析模型 3空間緩沖區(qū)的建立3 . 1 建立:從原理上講，緩沖區(qū)的建立相當簡單，建立緩沖區(qū)僅是以點狀地物為圓心，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，再考慮端點圓弧，即可建立緩沖區(qū)。對于簡單情形，緩沖區(qū)是一個簡單多邊形，但當計算形狀比較復雜的對象或多個對象集合的緩沖區(qū)時，就復雜得多。 3空間緩沖區(qū)的建立 3空間緩沖區(qū)的建立3 . 2 應注意的方面:1)當緩沖區(qū)發(fā)生重疊時的處理多個特征緩沖區(qū)圖形的處理 3空間緩沖區(qū)的建立多個特征緩沖區(qū)圖形的處理同

34、一特征緩沖區(qū)圖形的處理3空間緩沖區(qū)的建立同一特征緩沖區(qū)圖形的處理3空間緩沖區(qū)的建立可變距離緩沖區(qū)示意圖3空間緩沖區(qū)的建立3 . 2 應注意的方面:2)當對特征規(guī)定不同緩沖區(qū)寬度時的處理可變距離緩沖區(qū)示意圖3空間緩沖區(qū)的建立3 . 2 3 . 2 應注意的方面:3)復雜圖形情況下的緩沖區(qū)與非緩沖區(qū)的標識處理3空間緩沖區(qū)的建立3 . 2 應注意的方面:3空間緩沖區(qū)的建立第五節(jié) 空間網(wǎng)絡分析1網(wǎng)絡圖論的基本概念1 . 1定義1 . 2組成要素2空間網(wǎng)絡的類型和構成2 . 1 類型2 . 2 構成3空間網(wǎng)絡分析的方法3 . 1 路徑分析3 . 2 定位配置分析第五節(jié) 空間網(wǎng)絡分析1網(wǎng)絡分析的基本概念1 . 1定義網(wǎng)絡是一個由點、線的二元關系構成的系統(tǒng)，通常用來描述某種資源或物質在空間上的運動。在GIS中，網(wǎng)絡分析則是依據(jù)網(wǎng)絡拓撲關系（線性實體之間、線性實體與結點之間、結點與結點之間的連接、連通關系），通過考察網(wǎng)絡元素的空間及屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學理論模型為基礎，對網(wǎng)絡的性能特征進行多方面的一種分析計算。它包括路徑分析、資源匹配、地址編碼等內容。