GIS基本空间分析

地理信息系统第7章 GIS基本空间分析总结，包括空间分析概述、空间对象基本度量方法、叠置分析、网络分析、窗口分析等。

第7章 GIS基本空间分析

• 空间分析概述
  • 空间分析概述是地理信息系统区别于其他系统的最本质的特征
  • 空间分析的目的是探求空间对象之间的空间关系
  • 空间分析的过程和定义p169
  • 空间分析与传统分析方法存在本质差异，其根本原因在于空间数据所具有的特殊性和地理现象的复杂性
    • 具体表现为： ①空间数据具有更为复杂的关系 ②空间数据模型具有更多的类型 ③空间数据蕴藏着更为复杂的机理 ④空间现象的描述与建模具有多样性
  • 空间数据模型划分： ①依据数据模型划分：基于场模型、对象模型、网络模型、时空模型的空间分析 ②依据数据维度划分：二维、2.5维、多维空间分析 ③依据空间分析级别划分：基本空间、空间统计、智能化空间分析方法
• 空间对象基本度量方法
  • 常见的空间测量包括：几何测量、距离测量和角度测量
  • 长度测量
  • 面积和周长量算
    • ①矢量结构面积量算：梯形法
    • ②矢量结构周长量算：使用距离公式计算每条线段长度，然后进行累加
    • ③栅格结构面积和周长量算：周长由格网单元分辨率乘以格网单元的总数来确定
  • 曲率和弯曲度
    • 曲率反映曲线的局部特征，定义为曲线切线方向角相对于弧长的变化率
    • 弯曲度描述曲线的弯曲程度，定义为曲线长度与曲线两端点定义的线段长度之比
    • 弯曲度可以衡量交通的便利，曲线的弯曲度越小，交通越便利
  • 质心
    • 质心定义为一个多边形的几何中心，但在某些情况下，质心描述的是分布中心
    • 质心量测经常用于宏观经济分析和市场区位选择
  • 几何度量
  • 形状
    • 对于矢量表示的多边形，通常使用的凸度，公式为：CI＝kP/S
    • CI数值越大，多边形形状越接近圆形
  • 最小边界几何图形
    • 凸包
    • 最小边界包络矩形
    • 外接圆
    • 最小面积矩形
    • 最小边长矩形
  • 距离量算
    • 距离的量算与度量空间的介质有关，要区分匀质空间与非匀质空间
  • 方向量算
    • 方位是描述两个物体之间位置关系的另一种度量。空间方位的描述可分为定量描述和定性描述
    • 定量描述：精确地给出空间目标之间的方向，用于方位角、象限角等比率量标
    • 定性描述：用于有序尺度数据概略描述空间方向关系
      • 常用方法有： 4方向描述法 8方向描述法 16方向描述法
• ⭐叠置分析
  • 叠置分析是地理信息系统中常用的提取空间隐含信息的方法之一
    • 被叠加的要素层面必须是： 基于相同坐标系统 基准面相同的 同一区域的数据 （相同相元大小）
  • 矢量数据叠置分析
    • ①点与多边形叠置
    • ②线与多边形叠置
    • ③多边形与多边形叠置
  • 栅格数据叠置分析
    • 通过像元之间的各种运算来实现的
      • 叠置操作的输出结果可能是
        • 各层属性数据的算术运算结果
        • 各层属性数据的极值
        • 逻辑条件组合
        • 其他模型运算结果
    • 布尔逻辑运算
      • 布尔逻辑算子文氏图
    • 重分类
      • 将属性数据的类别合并或转换成新类
    • 数学运算复合法
      • 算数运算
        • 对应网格值加减运算
      • 函数运算
        • 以某种网格关系作为复合分析的依据进行逐网格运算
• ⭐网络分析
  • 关于网络和网络分析的定义p194
  • 地理信息系统中网络分析功能的主要目的是：对地理网络、城市基础设施网络进行地理分析和模型化
  • 矢量网络分析
    • 矢量网络的组成
      • 线状要素
        • 链
      • 点状要素
        • 障碍
        • 拐角点
        • 结点
        • 中心
        • 站点
    • 矢量网络中的属性
      • 阻强
      • 资源容量
      • 资源需求量
    • 矢量网络的建立
      • 加入多层点文件和线文件，由这些文件建立一个空的空间
    • 矢量网络的应用
      • 路径分析
        • 静态最佳路径
        • 动态分段
        • N条最佳路径分析
        • 最短路径
        • 动态最佳路径分析
        • 次优路径
      • 资源分配
      • 最佳选址
      • 地址匹配
        • 实质是对地理位置的查询
    • 缺点：数据组织和输入难度大、结构复杂、计算效率低
  • 栅格网络分析
    • 特点、属性明显，位置隐含
    • 具有独特优势，算法效率高、更科学、更适合动态变化，在实际问题中的应用越来越广泛
• ⭐窗口分析
  • 窗口分析的定义p190
  • 窗口分析的三要素
    • 中心点
    • 分析窗口大小与类型
      • 分析窗口的类型
        • 矩形窗口
        • 圆形窗口
        • 环形窗口
        • 扇形窗口
        • 其他窗口
    • 运算方式
      • 统计运算
      • 函数运算
        • 滤波运算
        • 地形参数运算
        • 。。。。。。
• ⭐缓冲区分析
  • 缓冲区分析的定义p185
  • 矢量缓冲区的类型
    • 点缓冲区
    • 线缓冲区
    • 面缓冲区
      • 内缓冲区
      • 外缓冲区
  • 栅格缓冲区分析
    • 栅格数据更适合对连续变化的地理现象进行缓冲区分析，采用欧式距离的方式是构建栅格缓冲区的常用办法
    • 栅格数据可用于构建带有成本的缓冲区
  • 三维空间缓冲区