第8章GIS基本空间教案分析.ppt

第8章 GIS基本空间分析 朱 莹 主要内容 叠置分析 缓冲区分析 窗口分析 网络分析 GIS基本空间分析 空间分析是从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息的提取、表现和传输的功能，是地理信息系统区别于一般管理信息系统的主要功能特征 叠置分析 叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息的方法 叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系 被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，基准面相同的、同一区域的数据 叠置分析 叠置分析 矢量数据叠置分析 栅格数据叠置分析 叠置分析 根据操作形式叠置分析可以分为图层擦除、交集操作、图层合并 根据操作要素，将矢量数据叠置分析分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加，栅格数据叠置分析分为单层与多层栅格数据叠置分析 矢量数据的叠置分析 点与多边形叠置 首先计算多边形对点的包含关系，矢量结构的GIS能够通过计算每个点相对于多边形线段的位置，判断点是否在一个多边形中 其次进行属性信息处理，最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上，或点的属性叠加到多边形上，用于标识该多边形 通过点与多边形叠置可以查询每个多边形里有多少个点，以及落入各多边形内部的点的属性信息 例如一个县各乡镇农作物产量图与该县的乡镇行政图进行叠置分析后，更新点属性表，可以计算各乡镇有多少种农作物及其产量，或者查询哪些农作物在哪些乡镇有分布等信息 线与多边形叠置 线与多边形的叠加，指一个线图层与一个多边形图层相叠，叠置结果通常是将多边形层的属性注入另一个图层中 首先要比较线坐标与多边形坐标的关系，判断哪一条线落在哪一个或哪些多边形内，由于一条线常常跨越多个多边形，因此必须计算线与多边形的交点，将原线分割为两个或两个以上落入不同多边形的新弧段 重建线的属性表，表中既包含每条新弧段原来所属的线的所有属性，也包含新添加的、它所落入的多边形标识序号，以及该多边形的某些附加属性 例如河流网络与乡镇区划图进行叠置分析，这样河流网络图层中的各个河流的线属性表，将不仅包含原河流的信息，还含有该河流所在行政区的标号和其他信息，可以依此得到任意省市内的河流的分布密度和长度等 多边形叠置 多边形叠置是将两个或多个多边形图层进行叠加，产生一个新的多边形图层。新图层的多边形是原来各图层多边形相交分割的结果，每个多边形的属性含有原图层各个多边形的所有属性数据 首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些交点重新装配多边形，建立拓扑关系，每个多边形赋予唯一标识码，并判断新生的多边形分别落在各图层的哪个多边形内，建立新多边形与原多边形的关系 其次，在关系数据库中建立结果层的多边形属性表，将原图层中对应多边形的属性数据，关联到新的多边形属性表中 多边形叠置 由于两个多边形叠加时其边界在相交处是被分割的，在多边形叠加操作中，往往因此产生很多较小的多边形，其中大部分并不代表实际的空间变化，这些小而无用的多边形称之为破碎多边形或伪多边形，它们是多边形叠置的主要问题 破碎多边形即沿着两个输入地图的相关或共同边界线的细小多边形，它是由于数字化过程中的误差而造成的 引起破碎多边形的其他原因包括源地图的误差或解译误差 多边形叠置 去除破碎多边形 设置模糊容差值 如果点落在指定距离范围之内，将强制性把构成线的点捕捉到一起 容差值的大小难以把握，容差过大，则容易将一些正确的多边形删除，而容差过小，又无法起到剔除的效果 最小制图单元 由政府机构或组织指定的最小面积单元，小于该值的多边形合并到其邻接多边形 例如对于土地管理信息系统的用户，经常需要提取某个县、某些人口统计单元或水文区域内的土地利用数据，此时就需要把土地利用图与人口统计分区等图进行叠置 栅格数据的叠置分析 在栅格数据内部，叠加运算是通过像元之间的各种运算来实现的 设x1，x2，……，xn分别表示第1层至第n层上同一坐标属性值，f函数表示各层上属性与用户需求之间的关系，E为叠置后属性输出层的属性值，则 栅格数据的叠置分析 叠加操作的输出结果可能是： 各层属性数据的算术运算结果 各层属性数据的极值 逻辑条件组合 其他模型运算结果 栅格数据的叠置分析包括 布尔逻辑运算 重分类 数学运算复合法 布尔逻辑运算 重分类 重分类是将属性数据的类别合并或转换成新类 数学运算复合法 指不同层面的栅格数据逐网格按一定的数学法则进行运算，从而得到新的栅格数据系统的方法 算术运算 指两个以上图层的对应网格值经加、减运算，而得到