1、,第七章 地理信息系统的空间分析,7-1 空间查询7-2 叠置分析7-3 缓冲区分析,休息,按“ESC”键返回,第七章 地理信息系统的空间分析,空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。 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，其目的在提取和传输空间信息。 本章介绍GIS中实现空间分析的基本功能，包括空间查询，缓冲区分析、叠加分析、路径分析、空间统计分类分析等，并描述了相关的算法，以及其中的计算公式。,返回,休息,7-1 空间查询,主要内容：一、空间查询：1、空间定位
2、查询2、空间关系查询3、SQL查询,返回,休息,一、 空间查询,1空间定位查询 空间定位查询是指给定一个点或一个几何图形，检索出该图形范围内的空间对象以及相应的属性。 1)按点查询 2)按矩形查询 3)按圆查询 4)按多边形查询,返回,休息,一、 空间查询,2空间关系查询 空间关系查询包括空间拓扑关系查询和缓冲区查询。空间关系查询有些是通过拓扑数据结构直接查询得到，有些是通过空间运算，特别是空间位置的关系运算得到。 1)邻接查询 2)包含关系查询 3)穿越查询 4)落入查询 5)缓冲区查询,返回,休息,一、 空间查询,1)邻接查询,返回,休息,一、 空间查询,1)邻接查询-多边形邻接查询,返回
3、,休息,一、 空间查询,1)邻接查询-线与线的邻接查询,返回,休息,一、 空间查询,3)穿越查询,返回,休息,查找京广线穿越的省份：1）打开china.tab、province.tab和rail.tab； 2）打开SQL对话框，在条件文本框内键入表达式：PROVINCE.obj Intersects (select obj from rail where name = 京广线 )。,返回,休息,一、 空间查询,5)缓冲区查询,返回,休息,一、 空间查询,3SQL查询 GIS的一个主要功能特色之一就是能够根据图形查询到属性和根据属性条件查询到相应的图形。前面介绍的都是根据空间图形查询空间关系及相
4、应的属性，这一部分介绍如何根据属性查找图形。 1)查找 2)SQL查询 3)扩展的SQL查询,返回,休息,一、 空间查询,1)查找,返回,休息,一、 空间查询,2)SQL查询 GIS软件通常支持标准的SQL查询语言。标准SQL查询语言是： Select 需显示的属性项 From 属性表 Where 条件 or 条件 And 条件进一步复杂的查询还可以进行嵌套。即是说Where的条件中可以进一步嵌套Select语句,返回,休息,在中国省区图上选取1990年人口数在平均人口数以上的省区： 1）打开china和province图层 ；2）点击“查询”菜单中的“SQL查询，在其中的“从表”输入PROV
5、INCE，“条件”输入总人口_1990(select Avg(总人口_1990 from province),按确定。,返回,休息,一、 空间查询,3)扩展的SQL查询例如查询三峡地区长江流域人口大于50万的县或市，扩展的SQL空间查询语句为： Select * From 县或市 Where 县或市人口50万 And Cross（河流名称-“长江”） 执行的结果如图7111所示。,返回,休息,一、 空间查询,3)扩展的SQL查询,返回,休息,一、 空间查询,3)扩展的SQL查询MapInfo提供的扩展的SQL查询图形操作符：Contains 第一个对象包含第二个对象的中心Contain Par
6、t 第一个对象包含第二个对象的一部分Contain Entire 第一个对象包含整个第二个对象Within 第一个对象的中心在第二个对象内Partly Within 第一个对象的一部分在第二个对象内Entirely Within 第一个对象的完全在第二个对象内Intersects 两个对象在某处相交,返回,休息,7-2 叠置分析(P240),主要内容：1、点与多边形叠加 2、线与多边形的叠置3、多边形叠加,返回,休息,7-2 叠置分析,1、点与多边形叠加 点与多边形叠加，实际上是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，进行点是否在一个多边形中的空间关
7、系判断。 在完成点与多边形的几何关系计算后，还要进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上。当然也可以将点的属性叠加到多边形上，用于标识该多边形，如果有多个点分布在一个多边形内的情形时，则要采用一些特殊规则，如将点的数目或各点属性的总和等信息叠加到多边形上。,返回,休息,7-2 叠置分析,1、点与多边形叠加,返回,休息,7-2 叠置分析,1、点与多边形叠加 例如一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点），二者经叠加分析后，并且将政区图多边形有关的属性信息加到矿产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查询指定省有多少种矿产，产量有多少；而且可以查询，指定类型的矿产在
8、哪些省里有分布等信息。,返回,休息,7-2 叠置分析,2、线与多边形的叠置 线与多边形的叠置分析与上面类似，亦是将线的图层叠置在多边形的图层上，以确定一条线落在哪一个多边形内。与上面不同的是，往往一个线目标跨越多个多边形，这时需要先进行线与多边形边界的求交，并将线目标进行切割，形成一个新的空间目标的结果集。,返回,休息,7-2 叠置分析,2、线与多边形的叠置,返回,休息,7-2 叠置分析,2、线与多边形的叠置 如果线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，进而计算它的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密
9、度，内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交通量。,返回,休息,7-2 叠置分析,3、多边形叠加 多边形叠加是GIS最常用的功能之一。多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。,返回,休息,7-2 叠置分析,3、多边形叠加 叠加过程可分为几何求交过程和属性分配过程两步。几何求交过程首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些交点重新进行多边形拓扑运算，对新生成的拓扑多边形图层的每个对象赋一多边形唯一标识码，同时生成一个与新多边形对象一一对应的属性表。,返回,休息,7-2 叠
10、置分析,3、多边形叠加 多边形叠加结果通常把一个多边形分割成多个多边形，属性分配过程最典型的方法是将输入图层对象的属性拷贝到新对象的属性表中，或把输入图层对象的标识作为外键，直接关联到输入图层的属性表。这种属性分配方法的理论假设是多边形对象内属性是均质的，将它们分割后，属性不变。也可以结合多种统计方法为新多边形赋属性值。 多边形叠加完成后，根据新图层的属性表可以查询原图层的属性信息，新生成的图层和其它图层一样可以进行各种空间分析和查询操作。,返回,休息,7-2 叠置分析,根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求，一般的GIS软件都提供了三种类型的多边形叠加操作，如图8-13所示：,返回,休息,
11、7-3 缓冲区分析,主要内容：1、点缓冲区 2、线缓冲区 3、面缓冲区 4、缓冲区的建立,返回,休息,7-3 缓冲区分析,缓冲区分析的概念与缓冲区查询的概念不完全相同，缓冲区查询是不破坏原有空间目标的关系，只是检索得到该缓冲区范围内涉及到的空间目标。缓冲区分析则不同，它是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这一个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠置分析，得到所需要的结果。所以实际上缓冲区分析涉及两步操作，第一步是建立缓冲区图层，第二步是进行叠置分析。,返回,休息,7-3 缓冲区分析,1、点缓冲区 选择一组点状地物，或一类点状地物或一层点状地物，根据给定的缓冲区距离，形
12、成缓冲区多边形图层，如下图所示 ：,返回,休息,地理信息系统原理,7-3 缓冲区分析,1、点缓冲区,返回,休息,7-3 缓冲区分析,2、线缓冲区 选择一类或一层的线状空间地物，按给定的缓冲距离，形成线缓冲区多边形。如下图所示 ：,返回,休息,地理信息系统原理,7-3 缓冲区分析,2、线缓冲区,返回,休息,7-3 缓冲区分析,3、面缓冲区 选择一类或一层面状地物，按给定的缓冲区距离，形成缓冲区多边形，面缓冲区有外缓冲区和内缓冲区之分，外缓冲区仅在面状地物的外围形成缓冲区，内缓冲区则在面状地物的内侧形成缓冲区。当然也可以在面状地物的边界两侧均形成缓冲区，如下图所示 ：,返回,休息,7-3 缓冲区分析,3、面缓冲区,返回,休息,7-3 缓冲区分析,4、缓冲区的建立 从原理上说，缓冲区的建立相当简单，建立点缓冲区仅是以点状地物为圆心，以缓冲区距离为半径绘圆即可，线状地物和面状地物的缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为参考线，作它们的平行线，再考虑端点圆弧，即可建立缓冲区。,返回,休息,7-3 缓冲区分析,4、缓冲区的建立,返回,休息,7-3 缓冲区分析,4、缓冲区的建立,缓冲区边界相交的情况,返回,休息,
