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空间数据处理.ppt

发布:2017-06-03约6.82千字共55页下载文档
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空间分析的应用: 在空间分析的应用部分,主要研究空间分析的理论和方法在以下领域的应用: 卫生健康领域、 水利领域、 城市管理、 地质灾害、 地震灾害、 交通领域、 电力领域、 环保领域等。 1.3 空间分析的研究进展 空间分析在地理学研究中具有悠久的传统与历史。从某种意义上说,空间分析孕育了地理学。在古代,人类出于生存和发展的需要,要学会分析周围地理事物的空间关系,因而始终在进行着各种类型的空间分析 (刘湘南等,2008)。 基于地图的分析:作为地理学第二语言的地图出现以后,人们就开始自觉或不自觉地进行各种类型的空间分析,如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积,乃至利用地图进行战术研究和战略决策等。 1854年8月到9月,英国伦敦霍乱病流行,但是政府始终找不到患者的发病原因。后来医生琼.斯诺博士在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的1:6500的城区地图上,标出了每个霍乱病死者的居住位置,从而得到了霍乱病死者居住位置的分布图。 基于空间分析的霍乱病患者发病原因分析: 发病原因:死者饮用了利用布洛多斯托水泵吸水的井水。 政府根据琼.斯诺博士的要求摘下了这种水井的泵,禁止使用该水泵吸水,从此以后,新的霍乱病人就没有再出现了。 叠置分析:在这个例子中,通过将绘有霍乱病流行地区所有道路、、房屋、饮用水机井等内容的城区地图与霍乱病死者位置的信息进行叠置,从而揭示了患者的居住地与饮用水井之间的空间位置关系,揭示了霍乱病的发病原因。 基于空间分析的霍乱病患者发病原因分析: 计量革命与计量地理学: 现代“空间分析”概念的提出源于20世纪60年代地理与区域科学的计量革命,目前仍然在发展的计量地理学方法是空间分析的重要内容。 计量地理学从数理统计领域移植过来的统计分析方法占主导地位,包括相关分析、回归分析、聚类分析、因子分析等多元统计分析的内容。 地理学第一定律:空间相关性 Tobler于1969年提出了描述地理现象空间相互作用的“地理学第一定律”。指出:“任何事物都是空间相关的,距离近的事物的空间相关性大”,这一定律的提出使得地理现象的空间相关性和异质性特征在研究中得到重视。 Cliff和ord在1973年出版的专著中揭示了空间自相关的概念,使研究者能够从统计上评估数据的空间依赖性程度。 统计学家Ripley于1981年对空间点分布模式进行了卓有成效的研究和总结,提出了测度空间点模式的K函数方法。 OpenShaw等对空间数据中的可塑面积单元问题进行了深入的探讨。该问题的本质是空间尺度变化对于变量统计结果以及变量之间相关性的影响。 集成了多学科的技术和方法: 进入20世纪90年代以后,空间分析的发展和GIS的发展密切结合在一起。 地理信息系统把人们从过去繁重的手工操作中解脱出来,集成了多学科的最新技术和所能利用的空间分析方法,包括关系数据库管理、高效图形算法、插值、区划和网络分析等,为解决地理空间问题提供了便捷途径,使空间分析能力发生了质的飞跃。 空间分析关键技术的变化: 在最近十多年的发展中,空间分析的关键技术发生了重要变化: 地理信息系统和遥感等新技术保证了空间数据的丰富环境,新的处理空间问题的分析模型和方法不断提出。 由于分析过程受到不断增长的大量空间数据的驱动,从数据出发的探索性空间分析技术、可视化技术、空间数据挖掘技术、基于人工智能的空间分析技术等面向海量的空间数据的分析方法受到重视,并且在最近几年得到了深入发展。 这些方法和技术对于大规模空间分析问题中的不精确性和不确定性有着较高的容许能力。 新一代空间分析的主要目的是从现有数据的空间关系中挖掘新的信息。 探测性空间分析方法不仅可以揭示空间数据库中许多非直观的内容,如空间异常点、层次关系、时域变化及空间交互模型,还可以揭示用传统地图不能辨明的数据模式和趋势。 随着计算机网络技术的发展,互联网下的新计算技术——网格技术正在对空间分析产生深远的影响,可以实现数据信息和各种资源的高度共享,为空间分析提供了在统一环境下工作的可能,使一个系统的知识可以容易地转移到另一个系统,实现数据与知识的共享,系统之间硬件资源的互操作也变得非常方便。 1.4 空间分析与地理信息系统 空间分析是地理信息系统的核心和灵魂。空间分析是地理信息系统的主要特征,是评价一个地理信息系统的主要指标之一。 一个地理信息系统如果不提供空间数据的分析处理功能,实际上它就退化为一个地理数据库。相反,一个地理数据库,如果加强了空间数据的分析处理功能,它就升格为一个地理信息系统。 地理信息系统必将向着能够提供丰富、全面的空间分析功能的智能GIS方向发展。 空间分析是GIS的核心 在过去的几十年里,国内外GIS的发展主要是靠“应用驱动”和“技术导引”的。 随着GIS的理论、方法和应用的发展,研究者们开
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