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第六章 GIS空间分析原理与方法
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。其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态,专业属性则是实体某一方面的性质。
第一节 GIS空间分析模型
空间分析定义
字面定义:空间数据的分析和数据的空间分析
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。
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、在那里、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和形态特征的空间数据分析技术,其目的在于提取和传输空间信息
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,即投影与转换理论。
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、GIS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。
例:工厂选址与水库选址,水土流失
应用模型无可枚举,而空间分析技术是有限的。
应用模型建立过程比较复杂,有些还不能用数学方法描述,空间分析技术为解决复杂的应用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
空间分析技术发展及存在问题
空间分析技术发展
各种地图应用(医学应用)
定量分析空间对象的分布模式
地理空间本身特征、空间决策过程、时空演化过程等
空间分析发展存在问题
地图的直观性,忽视地图信息的解析性和复杂性,缺少对地图应用的研究
数字地图改变了地图的应用方式,展示了更为广阔的应用领域和更为灵活的应用方式
空间分析是GIS区别与其他信息系统的标志,是GIS技术的一个主要发展方向:管理型向分析决策型转变
GIS空间分析模型
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。
第二节栅格数据分析的基本模式
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。
在四种类型要素中提取其中要素2的聚类
栅格数据的聚合分析
根据空间分辨力和分类表,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。当从地点、地区到大区域的制图综合变换时常需要使用这种分析处理方法。
1、2类合并为b,3、4类合并为a
2、3类合并为c,
1、4类合并为d