第五章空间数据处理分析的基本方法及应用模型.ppt

第五章空间数据处理分析的基本方法及应用模型5.1GIS空间查询的概念

5.2空间数据处理、分析的技术方法

5.3空间分析的模型方法

5.4GIS在自然资源和环境领域中的应用查询条件应用举例:
（1）为一家新开设的银行选址。要求：
1、远离目前存在的银行;
2、附近有大量的人口数量;
3、结果以矢量数据的文件形式输出。应用举例:
（2）某公司制订销售计划，拟定建立一个商品展销馆，用GIS方法选择馆址。条件:
(1)馆址坐落的城市人口超过80000人以上；
(2)该城市距该公司地区仓储中心亚特兰大，或乔治亚距离为卡车一天路程；
(3)该展销馆应设在该公司去年商品销售量较弱的地方。定位查询

分层查询

区域查询

条件查询

空间关系查询查询分层存放的图形与属性数据定位查询

分层查询

区域查询

条件查询

空间关系查询定位查询

分层查询

区域查询

条件查询

空间关系查询定位查询

分层查询

区域查询

条件查询

空间关系查询三、查询过程分为三种类型：
根据数据库中的数据及信息，直接回答人们的问题；
通过逻辑表达式完成查询；
根据现有数据模型，构造复杂模型，回答更为“复杂”的问题。GIS查询的例子（1）：
为某城市建立新银行选择地址1、查询提取私人储蓄额高于10000000的银行。3、根据距离和人中密度专题图层，查询提取远离已有银行500且人口密度大于3000的区域。GIS查询的例子（2）：
了解土壤各部分钾的含量，以确定施肥量的多少。
数据文件：利用土壤养分文件插值创建钾含量表面四、GIS查询系统具备的功能（2）空间数据处理的控制功能。这种控制是对计算机指令进行具体的空间数据运算。空间查询处理器的这种控制规范是以一种高级语言的形式来表达，称为查询语言，过去表现为按一定的词法和句法进行人机交互，现在表现为过程、控件和菜单等形式。
（3）构造应用模型的能力。为了面向专业领域的应用，GIS的查询处理器必须提供一种开发语言和接口，使其具有使用和组合空间数据的基本操作，构造应用模型的能力。例如ARCVIEW中提供一种称AVANUE的语言，在功能界面Scripts环境下可以进行二次开发，构造应用模型等。
5.2空间数据处理、分析的技术方法（2）空间数据的储存是在一定区域框架基础上按图层结构储存，所以储存包括对一个或两个以上图层的空间位置与属性数据的处理操作。
（3）空间数据变量所对应的单元的面积可能相等（栅格）也可能不等（矢量）2、空间数据处理分析的类型：

1）算数运算：加、减、乘、除、幂函数、三角函数、开方等运算；
2）布尔运算：OR、AND、NOT等运算；
3）统计运算：包括有总计、平均数、方差、频数分布、分布检验等；
4）多元统计运算：包括有聚类、判别、主成分分析、回归等；
5）矩阵运算：矩阵加、减、乘、逆，转置、特征根、特征向量运算等；
6）平面几何运算：距离、面积、形状等运算；
7）拓扑几何运算：位置关系查询等。二、空间分析与过程的基本操作栅格结构的空间变换可分为三种方式：

1）单点变换：对每个栅格进行，不考虑邻域点的影响。
2）邻域变换：通过原始图层相应栅格的值及其邻域栅格的值计算得到新图层上的栅格值。邻域可以是4邻域或8邻域。
3）区域变换：通过一个函数对一个区域的所有值进行综合计算得到新属性值。2、再分类
1）重新赋值（Renumber）
2）等级分割（Slice）
3）运算（Compute），产生新的属性值
4）组合（Clump）。把位置相邻属性相同的一个以上的栅格点化成单个的“块”
5）按地理实体“大小”（Size）的再分类，如，点的数量、线的长度、面积等。
6）按地理实体的几何形状的再分类。（二）叠加分析（1）点、线、面状专题图之间的叠加显示；

例1

a居民区b污染分级区c叠加区
（1）点与多边形叠加
（Point-in-polygonoverlay）
通过坐标计算点层中的矢量点与面层中的多边形的包含关系，确定每个多边形内有多少个点，同时将多边形的属性连接到点上。point（2）线与多边形叠加
（Line-in-polygonoverlay）
通过计算比较线上坐标与多边形弧段坐标的关系，判断线是否落在多边形内。通常是计算线与多边形的交点，只要相交则产生一个结点，将原线分成一条条弧段；并将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。并产生一个新图层—每条线被它穿过的多边形分成新弧段的图层。1（3）多边形的叠加
（Polygon-on-polygonoverlay）
两个或多个面状图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作。先对两个或多个不同图层多边形的弧段求交，然后拓扑生成新的多边形图层，新图层综合了原来两层或多层的属性。坡向ID3.栅格图层叠加（2）算法原理：（2）“掩膜”（Cover）叠加操作