空间分析问题研究的历程以及与GIS的关系

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1、空间分析的发展历程及与GIS的关系蒋金豹1.空间分析的由来及定义1.1空间分析的由来自从有地图以来，人类就不断进行着各种类型的空间分析。例如在地图上量测各种地理要素之间的距离、方位、面积，以及利用地图进行建设规划和军事指挥等。我国古代地图学家斐秀提出的地图六体：其中分率，即比例尺；准望，即方位；道里，即距离；高下，即相对高程；方，即地表坡度起伏；迂直，即地表距离与平面距离的换算。斐秀所讲的是如何进行制图，但反过来也包含了如何进行读图、识图、用图的方法和准则。在十六世纪，荷兰地图学家墨卡托根据航海的需要，提出的适合航海的墨卡托投影，即正轴等角

2、圆柱投影。此后，众多的地图学家和大地测量学家提出了很多种类的地图投影，其实地图投影就是对空间点的位置进行的一种分析。近现代，人们对地图的研究日益加深，地图的发展和应用也日益广泛。特别是计算机的普及和地理信息系统的开发应用，使得地图学的发展达到空前的水平，同时地图的应用也受到高度的重视。利用地图进行各种各样的分析，就形成了空间分析的重要内容，同时空间分析也得到了不断的发展。由此可见空间分析的历史是悠久的。但是人类自觉去认识空间分析、研究空间分析的理论和方法的历史却很短。目前研究空间分析理论、方法的专著很少，主要有以下几种：§Unwin(198

3、1)《空间分析入门》：将空间分析局限于对点、线、面、曲面地图要素的参数描述和图形表示，部分地涉及统计分析内容和地图分析的方法。从现在看上述内容显然是不够全面，但从当时条件来看是很先进的。§Ripley(1981)《空间统计学》从统计学角度研究地理对象的空间分布以及地物之间彼此关系，认为统计学在空间分析中占有重要地位。§Haining(1990)《社会与环境科学中的空间数据分析》：将空间分析分为三大部分：统计分析、地图分析、数学模型。§Goodchild对空间分析的框架作了系统的研究，将空间分析分为两大类，一类是“产生式分析”，通过分析可以获

4、得新的信息，尤其是综合信息。另一类是“咨询式分析”，旨在回答用户的一些问题。Goodchild将空间分析的功能分为六部分：同类地理对象的属性分析（统计分析）、同类物体的位置和属性数据的联合分析、物体对的属性分析、多类物体的分析、从一类或两类物体产生新的物体对的分析、产生新一类物体的分析等。依据这一思想，Goodchild(1993)与他人合作完成了著作《GIS环境下的空间分析》。后来，Goodchild又重新编写了这个讲义，依据了完全不同的思想，将空间分析分为四大部分，即空间统计分析、空间相互作用、空间依赖、空间决策支持等。§郭仁忠（200

5、0）《空间分析》：对空间分析的内容、关系等进行了深入的研究，将空间分析分为：空间位置、空间分布、空间形态、空间距离、空间方位、拓扑、相似和相关等。从以上几本专著来看，对于不同的时期研究的重点、方向和内容都不太相同。1.2空间分析的定义在我们国家最近几年出版了一系列地理信息系统方面的书籍，每本书中都有空间分析方面的内容，从不同的角度为空间分析下了定义：§黄杏元等《地理信息系统概论》：空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获得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。§邬伦

6、等《地理信息系统----原理、方法和应用》空间分析是对分析空间数据有关技术的总称。根据作用的数据性质不同，空间分析可以分为：①基于空间图形数据的分析运算；②基于非空间属性的数据运算；③空间数据与非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库；其运算的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段；最终目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输导理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。§郭仁忠《空间分析》：空间分析是基于地理对象的位置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。§王家耀在《空

7、间信息系统原理》中同意郭仁忠《空间分析》中的定义。2.空间分析研究的主要内容在我们国家最近几年出版的地理信息系统方面的论著中，都对空间分析研究的内容进行了归纳总结：§黄杏元等《地理信息系统概论》：数字地面模型分析、空间叠置分析、空间缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析、空间数据的集合分析与查询。§王家耀《空间信息系统原理》：网络分析、叠置分析、缓冲区分析。§龚健雅《地理信息系统基础》：网络分析、叠置分析、缓冲区分析、三维空间分析、空间统计分析。§邬伦等《地理信息系统----原理、方法和应用》：空间查询与量算、空间变换、再分类、网络分析、叠

8、置分析、缓冲区分析、空间插值分析、空间统计分析。§郭仁忠《空间分析》：空间位置、空间分布、空间形态、空间关系、空间质量、空间关联、空间对比、空间趋势、空间运动。这也是其笔者认为空