空间分析的原理与方法

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1、第五章空间分析的原理及方法空间分析是地理信息系统科学内容的重要组成部分，也是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一。空间分析的根本目的在于通过对空间数据的深加工或分析，获取新的信息。空间分析的概念：是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。空间分析方法分类：产生式分析：数字地面模型分析，空间叠合分析，缓冲区分析，空间网络分析，空间统计分析咨询式分析：空间集合分析，空间数据查询第一节数字地面模型数字地形模型与数字高程模型DTM（DigitalTerrainModel）与DEM

2、（DigitalElevationModel）数字地形模型(DTM)是定义在二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。按平面等间距规则采样，或内插所建立的数字地面模型，称为基于栅格的数字地面模型。写成DTM={Zi,j}DTM中的地形属性为高程时成为数字高程模型DEM1.1DEM数据采集航空或航天遥感图像为其数据源地形图为数据源地面实测记录其他数据源1.2DEM的表示方法格网DEM不规则的三角网DEM（TIN）等值线数据采样数据内插数据记录1.3DEM的建立1.4DEM的分析1.地形因子的自动提取2.地表形态的自动分类3.地学剖面的绘制和分析

3、1.5DEM的应用在军用和军用的工程项目中计算挖填土石方量为武器精确制导进行地形匹配为军事目的显示地形景观进行越野通视情况分析道路设计的路线选择、地址选择不同地形的比较和统计分析计算坡度和坡向，绘制坡度图、晕渲图等用于地貌分析，计算侵蚀和径流等与专题数据（如土壤等）进行组合分析第二节空间叠合分析空间叠合分析（spatialoverlayanalysis）是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的土层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。空间合成叠合空间统计叠合空间合成叠合：用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域，或对叠合后产

4、生的多重属性进行新的分类。空间统计叠合：用于提取某个区域范围内某些专题内容的数量特征。合成叠合统计叠合2.1空间叠合分析的类型1.根据叠合队形图形特征的不同，分为三种：A.点与多边形的叠合点与多边形的叠合是确定一图层上的点落在另一个图层的哪个多边形内，以便为图层的每个点建立新的属性。B.线与多边形的叠合线与多边形的叠合是确定一图层上的弧段落在另一图层的哪个多边形内，以便为图层的每条弧段建立新的属性。C.多变形与多边形的叠合多边形与多边形的叠合是指将两个不同图层的多边形要素相叠合，产生输出层的新多边形要素，用以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态变化

5、分析，以及图幅要素更新、相邻图幅拼接、区域信息提取等。它是空间叠合分析的主要类型。2.按采用的数据结构不同，分为基于矢量的叠合分析和基于栅格的叠合分析A.基于矢量数据的叠合分析B.基于栅格数据的叠合分析栅格数据的信息复合分析信息复合可以通过算术运算和函数运算两种方式实现。算术运算指通过简单的加、减、乘、除运算得到。函数运算指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数关系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅格数据系统的过程。土壤侵蚀多因子函数运算复合分析栅格数据的信息复合分析栅格数据的信息复合分析函数运算栅格数据的信息复合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

6、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的聚类现有两层栅格数据层，一为植被分布图，另一为区域开发图。植被分布图分为4种植被，其图元值分别为：0——无林地1——硬木林地2——软木林地3——混合林地区域开发图分为6种区域0——空闲地1——主要道路区2——次要道路区3——居住区4——公区建筑区5——坟区基于点像元的两图层的空间变换原则是：植被分布图中图元重分类为：0——无林地1——有林地与区域开发图叠加后图元0——无林空闲区1——主要道路2——次要道路3——居住区4——公共建筑区5——坟区6——有林区第三节空间缓冲区分析3.1空间缓冲区分

7、析的模型1.定义：空间缓冲区分析（spatialbufferanalysis）:是根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用于识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。2.涉及缓冲区分析的三类因素主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类型。邻近对象：表示周围受主体影响的客体。作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。缓冲区分类点的缓冲区线的缓冲区面的缓冲区三类主体缓冲区分类点的缓冲区线的缓冲区面的缓冲区三类主体缓冲区