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时间:2020-09-14
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1、第五章空间分析的原理与方法1数字地形模型分析2空间叠合分析3空间缓冲区分析4空间网络分析GIS基本功能数据采集与输入数据编辑与更新数据存储与管理空间查询与分析数据显示与输出缓冲区分析叠合分析空间查询网络分析地形分析……GIS能作什么?空间分析概述空间分析的概念空间分析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、空间形成和空间演变等信息。按照Goodchild提出的空间分析框架,空间分析分为产生式分析(productmode)DEM分析、叠合分析、缓冲区分析、网络分析咨询式分析(querymode)集
2、合分析、查询分析空间分析概述根据空间数据的形式将空间分析分为:矢量数据空间分析栅格数据空间分析第一节数字地形模型分析数字地形模型:地形的数字化表达,Miller于1956年为了自动设计高速公路提出。定义:对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟。简单地说,空间起伏连续变化现象的数字化表达和分析工具的集合。第一节数字地形模型分析从维度来说,DEM是2.5维的数据2D:X,Y相互独立2.5D:Z=f(X,Y)3D:X,Y,Z相互独立第一节数字地形模型分析DEM的研究内容:第一节数字地形模型分析DEM研究的主要内容:数据采集方法空间数据内插技术空间数据组织和管
3、理空间分析理论与方法第一节数字地形模型分析一、地形因子计算(一)坡度和坡向的计算坡度:局部地表面与水平面之间的夹角。坡向:最大高程变化率所在的方向。计算坡度、坡向方法包括:空间矢量分析法、拟合曲面法第一节数字地形模型分析(二)曲面面积的计算两种方法:矢量法和三角形求和法(三)地表粗糙度的计算粗糙度:地表单元曲面面积与投影面积之比。(四)高程及变异分析平均高程:地表单元网格四个顶点的高程平均值。高程变异:以网格单元顶点的标准差与平均高程的比值表示,来反映地表单元网格各顶点高程变化的指标。(五)谷脊特征分析沟谷密度:沟谷总长度与地表单元面积之比。沟谷深度值:地表单元内几个谷点切割
4、深度的均值二、地形剖面线的计算地形剖面线:从一个点出发到另一个点的地形变化情况。方法:通过DEM得到,运用插值算法在剖面的两点间插值出相应的高程数据。第一节数字地形模型分析第一节数字地形模型分析三、DEM的通视分析实现方法:在任意两点间生成剖面线,在需要分析的两点间画直线,若直线与剖面线有交点则不能通视,无交点则判断这两点是否高于剖面线的高程。第二节空间叠合分析问题的提出:地学多因子分析的需要在实际问题中,往往需要将地学现象分解为许多单个的因子分别研究。例如,将自然地理要素分解为地质、地貌、水文、气象、生物,土壤等,但在研究实际问题又需要选取其中的几项进行研究。第二节空间叠合
5、分析叠置分析的基本条件:1:参加叠置分析的不同数据层的地理范围必须是一致的2:参与叠置分析的多层面数据必须有效匹配(投影、坐标系、元数据参数)3:参与叠置分析分析模型和数据必须有效匹配第二节空间叠合分析空间叠合分析(SpatialOverlayanalysis):又称叠加分析、叠置分析,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图层进行叠合,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
6、数量特征。第二节空间叠合分析基于矢量数据结构的叠合分析参与分析的两个图层均为矢量数据优点:数据量小缺点:运算过程比较复杂基于栅格数据结构的叠合分析参与分析的两个图层均为栅格数据优点:运算过程比较简单缺点:数据量大第二节空间叠合分析栅格叠合分析:两个或多个相同地区栅格图层相同的栅格单元大小不同图层间对应栅格进行运算运算结果生成新的栅格图层目的是产生新的空间信息又称为“地图代数”点变换方法区域变换方法邻域变换方法InputAInputBOutput基于矢量数据的叠合分析点与多边形的叠合线与多边形的叠合多边形与多边形的叠合点与多边形的叠合(point-in-polygonoverl
7、ay)包含点的图层与包含多边形的图层判断点包含在哪一个多边形里面,从而为点设置新的多边性属性点与多边形叠合示例IDprovince_name1江苏2上海3浙江IDcity_name1南京2苏州3上海4杭州1243123点与多边形叠合结果IDcity_nameprovince_name1南京江苏2苏州江苏3上海上海4杭州浙江12431231243线与多边形的叠合(line-in-polygonoverlay)包含线的图层与包含多边形的图层判断线包含在哪一个多边形里面,从而为线设置新的多边性属性线与多边形叠
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