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四川农业大学资源环境学院土地信息系统第二节空间数据的统计分析第一节空间查询与量算第三节空间分析第五章空间分析(SpatialAnalysis)四川农业大学资源环境学院土地信息系统空间查询的方式及方法空间分析的基础ArcView软件的空间分析目的：掌握空间查询的方法；理解空间分析的基础，以ArcView软件为例，掌握空间分析的步骤及其应用。第五章空间分析(SpatialAnalysis)四川农业大学资源环境学院土地信息系统空间分析是指以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。分类基于空间图形数据的分析运算基于非空间属性的数据运算空间和非空间数据的联合运算（1）根据分析数据性质的不同四川农业大学资源环境学院土地信息系统分类根据分析功能空间分析空间几何分析网络分析空间统计分析数字地形分析………………空间查询与量算四川农业大学资源环境学院土地信息系统是按一定的要求对地理信息系统所描述的空间实体及其空间信息进行访问，从众多的空间实体中挑选出满足用户要求的空间实体及其相应的属性。空间查询图形查询属性属性查询图形图形与属性混合查询空间信息查询§5.1空间数据的查询与量算四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.1.1几何参数的查询1MapInfo软件中点目标的几何参数查询四川农业大学资源环境学院土地信息系统MapInfo软件中线目标的几何参数查询四川农业大学资源环境学院土地信息系统Mapinfo软件中面状目标的几何参数查询四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.1.2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。这种查询方式又称为图形查询属性的方式。MapInfo软件中图形查属性的表达方式四川农业大学资源环境学院土地信息系统ArcView软件中图形查属性的表达方式四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.1.3空间关系查询·面面查询如与某个多边形相邻的多边形有哪些·面线查询如某个多边形的边界有哪些线·面点查询如某个多边形内有哪些点状地物·线面查询如某条线经过（穿过）的多边形有哪些，某条链的左、右多边形是哪些四川农业大学资源环境学院土地信息系统·线线查询如与某条河流相连的支流有哪些，某条道路跨过哪些河流。·线点查询如某条道路上有哪些桥梁，某条输电线上有哪些变电站。·点面查询如某个点落在哪个多边形内。·点线查询如某个结点由哪些线相交而成。四川农业大学资源环境学院土地信息系统城镇查询城镇是否位于平原区内举例：点面查询四川农业大学资源环境学院土地信息系统(1)邻接查询从多边形与弧段关系的表中，检索出该多边形关系的所有弧段从弧段关系的左右多边形的表中，检索出这些弧段所关联的多边形四川农业大学资源环境学院土地信息系统从线状地物表中查找出组成线状地物A的所有弧段及关联的结点从结点表中查找出与这些结点相关联的弧段（线状目标）即为与A关联的支流线与线邻接查询的原理与主河流A相关联的支流A四川农业大学资源环境学院土地信息系统(2)包含关系查询查询某一个面状所包含的某一类的空间对象四川农业大学资源环境学院土地信息系统(3)穿越查询长江所经过的县市四川农业大学资源环境学院土地信息系统(4)落入查询查询一个空间对象它落在哪个空间对象之内。可采用空间运算，使用点在多边形内，线在多边形内，或面在多边形内的差别方法。四川农业大学资源环境学院土地信息系统(5)缓冲区查询缓冲区查询与后面介绍的缓冲区分析有一点差别，缓冲区查询不对原有图形进行切割，只是根据用户需要给定一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据多边形检索的原理，检索出该缓冲区多边形内的空间地物。四川农业大学资源环境学院土地信息系统距黄河150公里范围内的主要城市四川农业大学资源环境学院土地信息系统（6）地址匹配查询根据街道地址来查询事物的空间位置和属性信息是地理信息系统特有的一种查询功能，这种查询利用地理编码，输入街道门牌号码，就可知道大致的位置和所在的街区。根据地类号查询斑块分布四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.1.4SQL查询（1）查找(Find)查找（Find）是最简单的由属性查询图形的操作，它不需要构造复杂的SQL命令，仅要选择一个属性表，给定一个属性值。四川农业大学资源环境学院土地信息系统查询机耕道ArcGIS四川农业大学资源环境学院土地信息系统MapInfo中查找的结果显示四川农业大学资源环境学院土地信息系统Select需显示的属性项From属性表Where条件or条件and条件标准SQL查询语言四川农业大学资源环境学院土地信息系统MapInfo软件中SQL输入标准对话框四川农业大学资源环境学院土地信息系统通过SQL语言查询的结果四川农业大学资源环境学院土地信息系统扩展的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AndCross（河流·名称=“长江”）四川农业大学资源环境学院土地信息系统扩展SQL空间查询结果四川农业大学资源环境学院土地信息系统查询灌溉水田的OC贮量变化灌溉水田（11）在重分类值为‘1’四川农业大学资源环境学院土地信息系统(1)几何量算点状地物（0维）：坐标；线状地物（1维）：长度，曲率，方向；面状地物（2维）：面积，周长，形状等；体状地物（3维）：体积，表面积等。§5.1.5空间量算（了解）几何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义：四川农业大学资源环境学院土地信息系统1）线的长度计算10121212121niniiiiiiiilZZYYXXL在矢量数据结构下，线表示为点对坐标（X，Y）或（X，Y，Z）的序列，在不考虑比例尺情况下，线长度的计算公式为：四川农业大学资源环境学院土地信息系统2）面状地物的面积NNNiiiiiyxyxyxyxS11211121在矢量结构下，面状地物以其轮廓边界弧段构成的多边形表示的。对于没有空洞的简单多边形，假设有N个顶点，其面积计算公式为：四川农业大学资源环境学院土地信息系统形状量算（周长）（2）其它质心量算距离量算四川农业大学资源环境学院土地信息系统SHAPEFILE文件斑块面积、周长等的计算右击，打开数据库举例四川农业大学资源环境学院土地信息系统点击四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统右击字段名四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统斑块周长四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统斑块长度四川农业大学资源环境学院土地信息系统(1)面积DimdblAreaasdoubleDimpAreaasIAreaSetpArea=[shape]dblArea=pArea.area(2)周长DimdblPerimeterasdoubleDimpCurveasICurveSetpCurve=[shape]dblPerimeter=pCurve.Length四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.2空间数据的统计分析指对GIS/LIS数据库中的专题数据进行统计分析属性数据的集中特征属性数据的离散特征极差、离差、方差、标准差和变异系数平均数、中数和众数数学期望最大可能出现的数频数和频率四川农业大学资源环境学院土地信息系统统计举例四川农业大学资源环境学院土地信息系统有机碳含量统计四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统趋势分析四川农业大学资源环境学院土地信息系统协方差云图四川农业大学资源环境学院土地信息系统半方差/变异函数云图四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.3空间分析缓冲区分析叠加分析空间插值路径分析数字地面/高程模型（在DEM/DTM)重/再分类……四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.3.1再/重分类土地/地理信息系统对原始数据进行的再次分类组织，因此称为再分类（Reclassification）图2-6-3多个属性的再分类四川农业大学资源环境学院土地信息系统对面状地物的再分类得到的新图层的类别比原图层少，称为归组（Group）。次级土地类型的归并也是重分类四川农业大学资源环境学院土地信息系统举例：土地评价原现状分类重分类坡度范围坡度级111≤2°11222°－6°21336°－15°314415°－25°415525°－35°5216≥35°6227（评价值）四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.3.2缓冲区分析（BuffersAnalysis）缓冲区是指基于对点、线或面等因素，按指定的条件，在其周围建立一定空间区域作为分析对象，这个区域称为缓冲区。缓冲区实际上是独立的多边形区域，它的形态和位置与原来因素有关。四川农业大学资源环境学院土地信息系统缓冲区分析（续）邻近度（Proximity）描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确定是空间分析的一个重要手段。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。四川农业大学资源环境学院土地信息系统图2-6-6凸角圆弧法四川农业大学资源环境学院土地信息系统图2-6-4点、线、多边形的缓冲区四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统缓冲区计算的基本问题是双线问题角平分线法凸角圆弧法四川农业大学资源环境学院土地信息系统成都平原城镇缓冲区与全氮等值线图的叠置人口地价四川农业大学资源环境学院土地信息系统成都市主城区放大图样点缓冲距离0.5km,1.0km,1.5km，2.0km,2.5km,3.0km四川农业大学资源环境学院土地信息系统§5.3.3叠置分析在统一的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。四川农业大学资源环境学院土地信息系统(1)视觉信息叠置GIS/LIS中视觉信息叠加包括以下几类：点状图，线状图和面状图之间的叠加显示。图11982年和2002年土壤样点分布图Fig.1Soilsamplingpointdistributionin1982andin2002县（市）2002年样点1982年样点1982年和2002年土壤样点分布图四川农业大学资源环境学院土地信息系统遥感影像与专题地图的叠加专题地图与数字高程模型（DEM）叠加显示立体专题图四川农业大学资源环境学院土地信息系统(2)点与多边形的叠置**通过点与多边形叠加，可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性信息。通常不直接产生新数据层面，只是把属性信息叠加到原图层中，然后通过属性查询间接获得点与多边形叠加的需要信息。四川农业大学资源环境学院土地信息系统四川农业大学资源环境学院土地信息系统(3)线与多边形叠置线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。四川农业大学资源环境学院土地信息系统(4)多边形叠置多边形叠置分析四川农业大学资源环境学院土地信息系统叠加生成的碎屑多边形T2时刻多边形多边形叠加结果T1时刻多边形多边形叠置产生碎屑多边形（SilverPolygon）四川农业大学资源环境学院土地信息系统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：交只保留两个输入图层的公