第五章 gis空間查詢與空間分析

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1、第五章GIS空間查詢與空間分析學(xué)習(xí)目標(biāo)理解空間數(shù)據(jù)查詢和空間分析的概念；掌握緩沖區(qū)分析、疊加分析和網(wǎng)絡(luò)分析的概念、原理、方法和應(yīng)用。了解空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法和應(yīng)用重點(diǎn)：空間分析的概念、常用空間分析的方法和應(yīng)用。難點(diǎn)：緩沖區(qū)分析、疊加分析和網(wǎng)絡(luò)分析。1.1空間分析的含義空間分析是——基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地學(xué)原理為依托，通過分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間形成、空間演變等信息。其根本目的是：通過對空間數(shù)據(jù)的深加工或分析，獲取新的信息，為空間行為提供決策依據(jù)。——空間數(shù)據(jù)挖掘第一節(jié)空間分析

2、概述1.2空間分析的目的在于通過對空間數(shù)據(jù)的深加工或分析，獲取新的信息。（基于地理對象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息）空間分析內(nèi)容（按方法）包括：空間統(tǒng)計分析、緩沖區(qū)分析、疊置分析、集合分析、地學(xué)分析、地形分析等。第二節(jié)空間數(shù)據(jù)查詢空間數(shù)據(jù)庫哈爾濱在哪里？空間查詢屬性查詢78路公交經(jīng)過哪些站？2.1空間數(shù)據(jù)查詢的定義一般定義：從GIS數(shù)據(jù)庫中找出所滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對象或數(shù)據(jù)內(nèi)容。大致可分為四類：針對空間特征的查詢（單純的空間查詢）針對非空間屬性的查詢（單純的屬性查詢）結(jié)合空間關(guān)系和

3、非空間屬性的查詢（與空間位置和屬性條件同時相關(guān)的聯(lián)合查詢）地址匹配查詢（可歸為3）2.2空間數(shù)據(jù)的基本查詢方式1給出圖形信息：如鼠標(biāo)點(diǎn)取，拉框等方式。1）檢索其相應(yīng)屬性；2）檢索其空間拓?fù)潢P(guān)系2給出屬性特征條件1）檢索對應(yīng)的空間實(shí)體2）查詢屬性單純查詢：單純地查詢屬性，或只查詢空間拓?fù)潢P(guān)系聯(lián)合查詢：將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)聯(lián)合查詢。三、空間數(shù)據(jù)查詢的種類1、幾何參數(shù)查詢：包括點(diǎn)的位置坐標(biāo)，兩點(diǎn)間的距離，一個或一段線目標(biāo)的長度，一個面目標(biāo)的周長或面積等。實(shí)現(xiàn)：查詢屬性庫或空間計算2、空間定位查詢：給定一個點(diǎn)或一個幾何圖形，檢索該圖形范圍內(nèi)的

4、空間對象及其屬性。1）按點(diǎn)查詢：給定一個鼠標(biāo)點(diǎn)，查詢離它最近的對象及屬性---點(diǎn)的捕捉。2）開窗查詢----按矩形、圓、多邊形查詢分為該窗口包含和穿過的區(qū)別。實(shí)現(xiàn)：根據(jù)空間索引，檢索哪些對象可能位于該窗口，然后根據(jù)點(diǎn)、線、面在查詢開窗內(nèi)的判別計算，檢索到目標(biāo)。--空間運(yùn)算方法3空間關(guān)系查詢1）相鄰分析檢索---通過檢索拓?fù)潢P(guān)系面—面：如查詢與面狀地物相鄰的多邊形的實(shí)現(xiàn)方法：A從多邊形與弧段關(guān)聯(lián)表中，檢索該多邊形關(guān)聯(lián)的所有弧段；B從弧段關(guān)聯(lián)的左右多邊形表中，檢索出這些弧段關(guān)聯(lián)的多邊形。A12BC線—線（與某干流A相連的所有支流）A從線狀

5、地物表中，查找組成A的所有弧段及關(guān)聯(lián)的結(jié)點(diǎn)；B從結(jié)點(diǎn)表中，查詢與這些結(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的弧段；點(diǎn)—點(diǎn)（A與B是否相通）等。2）相關(guān)分析檢索（不同要素類型之間的關(guān)系）--通過檢索拓?fù)潢P(guān)系線—面（我國邊境線總長度）、點(diǎn)—線（自來水GIS中，與某閥門相關(guān)的水管）、點(diǎn)—面3）包含關(guān)系查詢查詢某個面狀地物所包含的空間對象。同層包含，如，某省的下屬地區(qū)，若建立有空間拓?fù)潢P(guān)系，可直接查詢拓?fù)潢P(guān)系表來實(shí)現(xiàn)。不同層包含，如某省的湖泊分布，沒有建立拓?fù)洌瑢?shí)質(zhì)是疊置分析檢索，通過多邊形疊置分析技術(shù)，只檢索出在窗口界限范圍內(nèi)的地理實(shí)體，窗口外的實(shí)體作裁剪處理。4）穿越

6、查詢某公路穿越了某些縣，采用空間運(yùn)算的方法執(zhí)行，根據(jù)一個線目標(biāo)的空間坐標(biāo)，計算哪些面或線與之相交。5）落入查詢一個空間對象落入哪個空間對象之內(nèi)。--空間運(yùn)算6）緩沖區(qū)查詢根據(jù)用戶給定的一個點(diǎn)、線、面緩沖的距離，從而形成一個緩沖區(qū)的多邊形，再根據(jù)多邊形檢索原理，檢索該緩沖區(qū)內(nèi)的空間實(shí)體。7）邊沿匹配檢索空間查詢在多幅地圖的數(shù)據(jù)文件之間進(jìn)行，這時需應(yīng)用邊沿匹配處理技術(shù)。4屬性查詢1）查找僅選擇一個屬性表，給定一個屬性值，找出對應(yīng)的屬性記錄或圖形。在屏幕上已有一個屬性表，用戶任意點(diǎn)取記錄，對應(yīng)的圖形以高亮顯示。實(shí)現(xiàn)：執(zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢語言，找到

7、滿足要求的記錄，得到它的目標(biāo)標(biāo)識，再通過目標(biāo)標(biāo)識在圖形數(shù)據(jù)文件中找到對應(yīng)的空間對象，并顯示出來。實(shí)現(xiàn)：交互式選擇各項，輸入后，系統(tǒng)再轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的SQL，由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)執(zhí)行或ODBCC語言執(zhí)行，得到結(jié)果，提取目標(biāo)標(biāo)識，在圖形文件中找到空間對象，并顯示。Select屬性項From屬性表Where條件or條件and條件2）SQL查詢第三節(jié)空間數(shù)據(jù)的量算空間信息的自動化量算是地理信息系統(tǒng)所具有的重要功能，也是進(jìn)行空間分析的定量化基礎(chǔ)。其中的主要量算有：幾何量算距離量算形狀量算質(zhì)心量算3.1幾何量算幾何量算對點(diǎn)、線、面、體4類目標(biāo)物而言，其含義不

8、同的：點(diǎn)狀目標(biāo)：坐標(biāo)；線狀目標(biāo)：長度、曲率、方向；面狀目標(biāo)：面積、周長等；體狀目標(biāo)：表面積、體積等。1線長度線狀物體的長度是最基本的形態(tài)參數(shù)之一，在矢量數(shù)據(jù)格式下，線由點(diǎn)組成，線狀物體表示為一個坐標(biāo)串(Xi,Yi)，而線