地理信息系统概论_第五章2010.ppt

空间分析 空间分析是GIS系统的重要功能之一,是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。 空间分析定义 空间数据分析 描述空间对象的非空间特性 方法：概率、数理统计等数学方法 特点： 几何特征不是主要限制因子（例：聚类分析） 数据处理与一般的数据统计分析基本一致 分析结果依托于地理空间，描述的是空间过程，揭示空间规律和机制。 空间分析定义 数据空间分析 描述空间对象的空间位置、关系，对空间对象进行定量描述 方法：空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等。 特点： 非严格意义的分析，是空间事物的描述和说明，特征提取和参数计算 回答是什么、在哪里、有多少和怎么样，并不回答为什么。 定义：空间分析是基于地理对象的位置、形态和属性特征的空间数据分析技术。 空间分析的主要内容 空间位置： 借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础。 空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。 空间形态：空间对象的几何形态 空间距离：空间物体的接近程度 空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。 空间分析和空间模型 空间分析和空间模型是不同层次上的概念。空间分析是基本的，解决一般问题的理论和方法，空间模型是复杂的，解决专门问题的理论和方法。 空间模型无可枚举，而空间分析技术是有限的。 空间模型建立过程比较复杂，有些还不能用数学方法描述，空间分析技术为构建复杂的空间模型提供基本的分析工具。 GIS是空间数据处理理论和方法的集成化实现。包含了大部分的空间分析技术，是GIS的技术特色。 空间分析和空间模型是零件和机器的关系 地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务，更为重要的是要完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务，必须发展广泛的适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统走向实用的关键。 模型：所谓模型，就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表现规则描写出来的简明的映象。通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。 地学模型：是用来描述地理系统各个要素之问相互关系和客观规律的，它用信息的、语言的、数学的或其它表达形式，通常反映地学过程及其发展趋势或结果。是在对系统所描述的具体对象与过程，进行大量专业研究的基础上，总结出来的客观规律的抽象或模拟。地学模型也称为专题分析模型。 空间分析模型的作用 空间分析模型是联系GIS应用系统与常规专业研究的纽带 空间分析模型是综合利用GIS应用系统中大量数据的工具 空间分析模型是GIS应用系统解决各种实际问题的武器 空间分析模型是GIS应用系统向更高技术水平发展的基础 空间分析模型的分类 空间分析模型的分类 数学模型 是应用数学的语言和工具，对部分现实世界的信息(现象、数据)加以翻译、归纳的产物。 数学模型因果关系清楚，可以精确地反映系统内各要素之间的定量关系，易于用来对自然过程施加控制，但通常难以包括太多的要素，而常常是大大简化的理想情形，削弱了其实用性。 空间分析模型的分类 统计模型 包括经验模型，是通过数理统计方法和大量观察实验得到的定量模型，具有简单实用的优点。 统计模型可以通过大量的实践建立，具有简单实用、适用性广、可以处理大量相关因素的特点，缺点是过程不清，一般是采用“黑箱”或“灰箱”方法建立的。 空间分析模型建模的一般过程 运用综合方法建立空间分析模型的具体步骤： （1）系统描述与数据分析 （2）理论推导 （3）简化表达 （4）参数确定 栅格数据的窗口分析 对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的(I，J)栅格往往会影响其周围栅格的属性特征。 窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与其它层面的信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。 栅格数据的窗口分析 3×3窗口 5×5窗口 7×7窗口 栅格数据的窗口分析 栅格数据的聚类分析 根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。 栅格数据的聚合分析 根据空间分辨率和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。 空间聚合的结果往往将较复杂的类别转换为较简单的类别，并且常以较小比例尺的图形输出。当进行制图综合变换时常需要使用这种分析处理方法。 栅格数据的信息复合分析 信息复合模型(ove