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地理信息系统第五章第1页，此课件共115页哦主讲内容主讲内容7 7 地图制图与输出地图制图与输出1 1地理信息系统导论地理信息系统导论2 2地理信息系统的数据结构地理信息系统的数据结构3 3空间数据获取与处理空间数据获取与处理地理信息系统空间数据库地理信息系统空间数据库4 45 5 空间分析的原理与方法空间分析的原理与方法6 6地理信息系统的应用模型分类地理信息系统的应用模型分类 地理信息系统的设计与评价地理信息系统的设计与评价8 8第2页，此课件共115页哦空间和非空间分析的差别处理对象的差别处理对象的差别：空间分析着重对象的位置信息，这些位置可以：空间分析着重对象的位置信息，这些位置可以在地图上显示出来；非空间分析不考虑位置信息。在地图上显示出来；非空间分析不考虑位置信息。分析方法的差别分析方法的差别：空间分析是在考虑地理现象的空间依赖性的基：空间分析是在考虑地理现象的空间依赖性的基础上，通常使用础上，通常使用GISGIS和空间分析软件来完成；非空间分析不考虑和空间分析软件来完成；非空间分析不考虑空间要素的空间关联性，通常用数据库系统或统计软件包来进行。空间要素的空间关联性，通常用数据库系统或统计软件包来进行。分析结果依赖性的差别分析结果依赖性的差别：空间分析位置的改变导致分析结果的改：空间分析位置的改变导致分析结果的改变；非空间分析，位置的改变不影响分析结果变；非空间分析，位置的改变不影响分析结果第3页，此课件共115页哦第五章 空间分析的原理与方法空间分析是空间分析是GIS的重要组成部分，也是评价一个的重要组成部分，也是评价一个GIS功功能强弱的主要标志之一，区别于其他信息系统的主要功能强弱的主要标志之一，区别于其他信息系统的主要功能特征。能特征。定义定义：基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托通过：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、空间演变等信息。间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。基础基础：空间数据库：空间数据库方法方法：逻辑运算、数理统计分析、代数运算：逻辑运算、数理统计分析、代数运算目的目的：不仅是自动制图，更是通过对空间数据的深加：不仅是自动制图，更是通过对空间数据的深加工，获取新的地理信息，提供空间决策信息。工，获取新的地理信息，提供空间决策信息。第4页，此课件共115页哦第五章 空间分析的原理与方法GIS在发展过程中对空间分析有细致的研究，在发展过程中对空间分析有细致的研究，代表作有：代表作有：1981年，年，Unwin的的空间分析入门空间分析入门1990年，年，Haining的的社会与环境科学中的空间数据社会与环境科学中的空间数据分析分析1994年，年，Goodchild的的GIS环境下的空间分析环境下的空间分析等。等。第5页，此课件共115页哦第五章 空间分析的原理与方法分分类：类：按照空间数据的形式：矢量数据空间分析、栅格数据空按照空间数据的形式：矢量数据空间分析、栅格数据空间分析。间分析。按照按照Goodchild提出的空间分析框架，分为：产生式分提出的空间分析框架，分为：产生式分析、查询式分析。析、查询式分析。第6页，此课件共115页哦空间分析的内容空间分析的内容从宏观上，空间分析可以归纳为三个方面：从宏观上，空间分析可以归纳为三个方面：1.1.拓扑分析拓扑分析 2.2.属性分析属性分析 3.3.拓扑分析与属性联合分析拓扑分析与属性联合分析第7页，此课件共115页哦主要的空间分析主要的空间分析空间查询分析空间查询分析空间叠合分析空间叠合分析空间邻近度分析空间邻近度分析网络分析网络分析数字地形模型分析数字地形模型分析第8页，此课件共115页哦(1)(1)建立分析目的和评价标准：建立分析目的和评价标准：分析的目的是定义打算利分析的目的是定义打算利用地理数据库解决什么问题，而标准则具体规定了将如用地理数据库解决什么问题，而标准则具体规定了将如何利用何利用GISGIS回答用户所提出的问题。回答用户所提出的问题。例：建一公园进行选址（目的）标准：例：建一公园进行选址（目的）标准：交通便利、环境优雅交通便利、环境优雅 设计成环绕一个天然小河设计成环绕一个天然小河 可利用面积大、少沼泽地可利用面积大、少沼泽地 (2)(2)收集、输入空间和属性数据收集、输入空间和属性数据:包括地理底图数据、地籍包括地理底图数据、地籍数据、土壤数据等。数据准备在信息系统建立过程中是一个数据、土壤数据等。数据准备在信息系统建立过程中是一个非常重要的阶段，需要投入大量的资金和人力来建立地理数非常重要的阶段，需要投入大量的资金和人力来建立地理数据库。据库。空间分析的步骤空间分析的步骤第9页，此课件共115页哦(3)(3)做空间位置的处理和分析做空间位置的处理和分析：为了得到所需数据，可能需要：为了得到所需数据，可能需要进行许多操作，如检索提取、缓冲、叠置等。进行许多操作，如检索提取、缓冲、叠置等。作空间位置的处理和分析（包括检索、提取，缓冲区作空间位置的处理和分析（包括检索、提取，缓冲区分析、叠置分析等）分析、叠置分析等）作属性数据的处理和分析（加所需的属性项、好地价）作属性数据的处理和分析（加所需的属性项、好地价）。(4)(4)准备表格分析的数据准备表格分析的数据(包括地图和表格包括地图和表格):):大多数分析都要大多数分析都要求利用空间操作得到一个（或一组）最终的数据层，还必求利用空间操作得到一个（或一组）最终的数据层，还必须准备用于分析的数据，包括空间和属性数据，所生成的须准备用于分析的数据，包括空间和属性数据，所生成的层的属性表应包括利用逻辑表达式和算术表达式进行表格层的属性表应包括利用逻辑表达式和算术表达式进行表格分析的信息，通常必须将进行分析时所需要的数据项加到分析的信息，通常必须将进行分析时所需要的数据项加到属性表中。属性表中。空间分析的步骤空间分析的步骤第10页，此课件共115页哦(5)(5)进行表格分析：进行表格分析：利用逻辑表达式和算术表达式，可以对进行利用逻辑表达式和算术表达式，可以对进行空间操作时所获得的新的属性关系进行分析。空间操作时所获得的新的属性关系进行分析。(6)(6)结果的评价和解释：结果的评价和解释：在通过表格分析获得了一个答案之后，在通过表格分析获得了一个答案之后，必须对结果进行评价，以确定其有效性。必须对结果进行评价，以确定其有效性。(7)(7)如有必要改进分析如有必要改进分析:如果感到很多进行的分析还有局限性如果感到很多进行的分析还有局限性和缺点，需要进一步改善，则可以返回适当的步骤重新分和缺点，需要进一步改善，则可以返回适当的步骤重新分析。析。(8)(8)以专题地图、文字报表形式作为正式结果，供决策用以专题地图、文字报表形式作为正式结果，供决策用。空。空间分析的成果往往表现为图件或报表，图件对于凸显地理关系间分析的成果往往表现为图件或报表，图件对于凸显地理关系是最好不过的，而报表则用于概括数据并记录计算结果。是最好不过的，而报表则用于概括数据并记录计算结果。空间分析的步骤空间分析的步骤第11页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询空间数据库的一个主要功能就是能够进行空间数据的查询，空间数据库的一个主要功能就是能够进行空间数据的查询，即根据用户的要求，从数据库中找出符合用户要求的空间数即根据用户的要求，从数据库中找出符合用户要求的空间数据子集，提供给用户作进一步的处理工作。据子集，提供给用户作进一步的处理工作。对空间实体的简单查找：属性查图形、图形查属性。对空间实体的简单查找：属性查图形、图形查属性。属性查图形：按属性信息的要求查询定位空间位置。属性查图形：按属性信息的要求查询定位空间位置。图像查属性：根据对象的空间位置查询有关属性信息。图像查属性：根据对象的空间位置查询有关属性信息。第12页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询相对复杂的空间数据查询功能：相对复杂的空间数据查询功能：（1 1）针对空间关系的查询针对空间关系的查询：查询一条公路途经的所有城镇；：查询一条公路途经的所有城镇；（2 2）针对非空间属性的查询针对非空间属性的查询：查询一个城市的人口数量；：查询一个城市的人口数量；（3 3）结合空间关系和非空间属性的查询结合空间关系和非空间属性的查询：查询距某条河流的距：查询距某条河流的距离大于离大于500m500m（空间关系）、种植玉米（属性）、且面积大于（空间关系）、种植玉米（属性）、且面积大于800hm800hm2 2（既可以是空间计算，也可以是属性）的土地利用（既可以是空间计算，也可以是属性）的土地利用单元。单元。第13页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询空间关系查询：空间关系查询：（1 1）点）点-点查询：点查询：（2 2）线）线-点查询：点查询：（3 3）面）面-点查询：点查询：（4 4）点）点-线查询：线查询：（5 5）线）线-线查询：线查询：（6 6）面）面-线查询：线查询：（7 7）点）点-面查询：面查询：（8 8）线）线-面查询：面查询：（9 9）面）面-面查询：面查询：第14页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询另外一种表述另外一种表述对空间关系的查询主要是对空间实体间存在的拓扑、顺序、距对空间关系的查询主要是对空间实体间存在的拓扑、顺序、距离、方位等关系的查询。简单的点、线、面实体相互关系的查离、方位等关系的查询。简单的点、线、面实体相互关系的查询包括：询包括：邻接查询：邻接查询：多边形邻接查询、线与线邻接查询等通过拓扑关系表多边形邻接查询、线与线邻接查询等通过拓扑关系表查询。查询。包含关系查询：包含关系查询：可以多边形的定位查询，也可以使用空间运算执可以多边形的定位查询，也可以使用空间运算执行（判断点是否落在面内）行（判断点是否落在面内）穿越查询：穿越查询：一般采用空间运算方法执行。根据一个线状目标的空间一般采用空间运算方法执行。根据一个线状目标的空间坐标，计算出哪些面状地物或线状地物与它相交。坐标，计算出哪些面状地物或线状地物与它相交。落入查询：落入查询：可以采用空间运算，即使用点在多边形内，线在多边形内可以采用空间运算，即使用点在多边形内，线在多边形内或面在多边形内的判断方法。或面在多边形内的判断方法。缓冲区查询：缓冲区查询：只是根据用户需要给定一个点缓冲、线缓冲或面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。索的原理，检索出该缓冲区多边形内的空间地物。第15页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询空间关系查询：空间关系查询：（1 1）点）点-点查询：点查询：（2 2）线）线-点查询：点查询：（3 3）面）面-点查询：点查询：（4 4）点）点-线查询：线查询：（5 5）线）线-线查询：线查询：（6 6）面）面-线查询：线查询：（7 7）点）点-面查询：面查询：（8 8）线）线-面查询：面查询：（9 9）面）面-面查询：面查询：第16页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询属性数据查询：属性数据查询：主要是针对非空间的信息的查询主要是针对非空间的信息的查询大多数的大多数的GISGIS软件都将属性信息存储在关系数据库中，软件都将属性信息存储在关系数据库中，相对成熟的关系数据库为相对成熟的关系数据库为GISGIS提供了完备的数据索引提供了完备的数据索引方法及查询手段。方法及查询手段。关系数据库管理系统基本都支持关系数据库管理系统基本都支持SQLSQL（结构化查询（结构化查询语言）。语言）。第17页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询空间数据库查询语言：空间数据库查询语言：指从空间数据库中查找出所有满指从空间数据库中查找出所有满足空间约束条件和属性约束条件的地理实体的算法语言。足空间约束条件和属性约束条件的地理实体的算法语言。常规的关系数据库查询语言是常规的关系数据库查询语言是SQLSQL，它可以作为属性数据，它可以作为属性数据的查询语言。的查询语言。SELECT SELECT 名称名称 FROM Province FROM Province WHERE WHERE 面积面积50 AND 50 AND 人口人口10001000 面积单位（面积单位（10105 5kmkm2 2）人口单位（万人）人口单位（万人）SQL不能处理空间关系查询，要实现空间查询，需要对不能处理空间关系查询，要实现空间查询，需要对SQL进进行空间扩展，但空间扩展的行空间扩展，但空间扩展的SQL还没有统一的标准。还没有统一的标准。第18页，此课件共115页哦5.1 GIS空间查询空间查询空间属性联合查询：空间属性联合查询：既包括查询空间位置关系，又包括查询属性信息。既包括查询空间位置关系，又包括查询属性信息。分步骤借助于单独的空间关系查询和属性查询来实分步骤借助于单独的空间关系查询和属性查询来实现。现。第19页，此课件共115页哦5.2 空间叠合分析空间叠合分析一一 空间叠合分析概念空间叠合分析概念二二 基于矢量数据的空间叠合分析基于矢量数据的空间叠合分析 点与多边形的叠合点与多边形的叠合 线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多边形与多边形的叠合三基于栅格数据的叠合分析三基于栅格数据的叠合分析第20页，此课件共115页哦 叠置分析叠置分析(overlay analysis)（又称叠加分析），是（又称叠加分析），是指将指将同一地区、同一比例尺、同一坐标系统同一地区、同一比例尺、同一坐标系统、不同信不同信息表达息表达的两组或多组专题要素的图层进行叠加，从的两组或多组专题要素的图层进行叠加，从而产生一个新图层的过程。而产生一个新图层的过程。一、概念第21页，此课件共115页哦其目的是为了有其目的是为了有效地综合多种地理要效地综合多种地理要素，从其中提取出隐素，从其中提取出隐含的数据信息。含的数据信息。ABC第22页，此课件共115页哦基于基于矢量数据矢量数据的叠置分析；的叠置分析；基于栅格数据基于栅格数据的叠置分析。的叠置分析。二、分类第23页，此课件共115页哦矢量叠置分析的数学基础（空间逻辑运算）3、空间逻辑差运算；、空间逻辑差运算；A-B=XXA且且XB1、空间逻辑并（、空间逻辑并（或或）运算；）运算；AB=XXA或或XB2、空间逻辑交（、空间逻辑交（与与）运算；）运算；AB=XXA且且XB4、空间包含；、空间包含；A B第24页，此课件共115页哦点与多边形的叠置点与多边形的叠置点与多边形的叠置点与多边形的叠置线与多边形的叠置线与多边形的叠置线与多边形的叠置线与多边形的叠置面与多边形的叠置面与多边形的叠置面与多边形的叠置面与多边形的叠置第25页，此课件共115页哦基于矢量数据的叠置分析基于矢量数据的叠置分析点与多边形的叠置：点与多边形的叠置：是计算多边形对点的包含关系，是计算多边形对点的包含关系，将一个含有点的图层叠加在另一个含有多边形的图将一个含有点的图层叠加在另一个含有多边形的图层上，以确定每个点落在哪个多边形内，以便为图层上，以确定每个点落在哪个多边形内，以便为图层上的点建立新的属性。层上的点建立新的属性。AABB第26页，此课件共115页哦线与多边形的叠置：线与多边形的叠置：它也是计算一种包含关系，但与它也是计算一种包含关系，但与点不同的是，往往一条线跨越多个多边形，这时需点不同的是，往往一条线跨越多个多边形，这时需要线与要线与多边形边界求交多边形边界求交，并将线目标进行，并将线目标进行切割、叠置切割、叠置，形成一个新的空间目标的结果集，同时产生一个相应形成一个新的空间目标的结果集，同时产生一个相应的属性数据表记录原线和多边形的属性信息。的属性数据表记录原线和多边形的属性信息。AABB基于矢量矢量数据的叠置分析第27页，此课件共115页哦多边形与多边形的叠置：多边形与多边形的叠置：是最是最复杂复杂的一种叠置，它需要的一种叠置，它需要将两层多边形的将两层多边形的边界全部进行边界求交边界全部进行边界求交的运算和切割，的运算和切割，然后根据切割的弧段然后根据切割的弧段重建拓扑关系重建拓扑关系，最后判断叠置，最后判断叠置的多边形分别落在原始多边形层的哪个多边形内，并建的多边形分别落在原始多边形层的哪个多边形内，并建立起叠置多边形与原多边形的关系。立起叠置多边形与原多边形的关系。其目的是通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同其目的是通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域时具有几种地理属性的分布区域。基于矢量矢量数据的叠置分析第28页，此课件共115页哦基于矢量矢量数据的叠置分析第29页，此课件共115页哦图层擦除（图层擦除（图层擦除（图层擦除（EraseEraseEraseErase）识别叠加（识别叠加（识别叠加（识别叠加（IdentityIdentityIdentityIdentity）交集操作（交集操作（交集操作（交集操作（IntersectIntersectIntersectIntersect）图层合并（图层合并（图层合并（图层合并（UnionUnionUnionUnion）修正更新（修正更新（修正更新（修正更新（UpdateUpdateUpdateUpdate）基于矢量数据的操作基于矢量数据的操作第30页，此课件共115页哦图层合并（图层合并（UnionUnion）把两个图层的区域联合起来并保持来自输入地图和叠把两个图层的区域联合起来并保持来自输入地图和叠加地图的所有地图要素。加地图的所有地图要素。第31页，此课件共115页哦交集操作（交集操作（IntersectIntersect）可以得到两个图层的交集部分，并且原图层的所有属可以得到两个图层的交集部分，并且原图层的所有属性都将在输出图层上同时显示。性都将在输出图层上同时显示。第32页，此课件共115页哦识别叠加（识别叠加（IdentityIdentity）识别图层的属性将赋给其所覆盖的输入图层的地识别图层的属性将赋给其所覆盖的输入图层的地图要素。图要素。第33页，此课件共115页哦图层擦除（图层擦除（EraseErase）擦除图层将擦除其所覆盖的输入图层内的要素。擦除图层将擦除其所覆盖的输入图层内的要素。第34页，此课件共115页哦修正更新（修正更新（UpdateUpdate）输入图层中被修正图层覆盖的那部分的属性将被修正输入图层中被修正图层覆盖的那部分的属性将被修正图层的属性替代。图层的属性替代。第35页，此课件共115页哦基于栅格栅格数据的叠置分析 栅格数据栅格数据的叠置分析较矢量数据的叠置分析的叠置分析较矢量数据的叠置分析要简单得多，它主要是通过栅格间的各种运算来要简单得多，它主要是通过栅格间的各种运算来实现。可以对实现。可以对单层数据单层数据进行各种数学运算如加、减、进行各种数学运算如加、减、乘、除、指数、对数等等，也可以通过数学关系式建乘、除、指数、对数等等，也可以通过数学关系式建立立多个数据层多个数据层之间的关系模型。这种基于数学运算之间的关系模型。这种基于数学运算的数据层间的叠加运算，在地理信息系统中称为的数据层间的叠加运算，在地理信息系统中称为地地图代数（代数运算和逻辑运算）。图代数（代数运算和逻辑运算）。第36页，此课件共115页哦基于栅格栅格数据的叠置分析 栅格数据栅格数据的叠置分析条件：具备两个或多个相同的叠置分析条件：具备两个或多个相同地区的相同行列数的栅格数据，栅格单元的大小也相同。地区的相同行列数的栅格数据，栅格单元的大小也相同。栅格叠合分析的结果是一个新生成的栅格数据，其栅格叠合分析的结果是一个新生成的栅格数据，其中的每一个栅格的数值都是由参与计算的原栅格数据计中的每一个栅格的数值都是由参与计算的原栅格数据计算得到的，栅格叠合通过计算产生新的空间信息。算得到的，栅格叠合通过计算产生新的空间信息。第37页，此课件共115页哦设设a a、b b、c c等表示不同专题要素图层上同一个栅格单元等表示不同专题要素图层上同一个栅格单元的属性值，的属性值，f f表示各层上属性与用户需求之间的关系，表示各层上属性与用户需求之间的关系，A A表示叠加后输出层的属性值，则可有这样的关系式：表示叠加后输出层的属性值，则可有这样的关系式：A=f A=f（a,b,ca,b,c）基于栅格栅格数据的叠置分析第38页，此课件共115页哦基于栅格数据的操作基于栅格数据的操作基于栅格的地图代数运算或逻辑运算。基于栅格的地图代数运算或逻辑运算。第39页，此课件共115页哦244633463377225423643366-=0-21-2-102-200-1-1结果特征：结果特征：运算后得到的新属性值可能与原图层的运算后得到的新属性值可能与原图层的属性意义完全不同。属性意义完全不同。基于栅格栅格数据的叠置分析第40页，此课件共115页哦点与多边形的叠置：点与多边形的叠置：如何得到某省区内雨量站点的个数？如何得到某省区内雨量站点的个数？如何知道某个水文站点属于哪个行政区划？如何知道某个水文站点属于哪个行政区划？如何获取某城市的邮局分布密度？如何获取某城市的邮局分布密度？如何了解某个水质监测井属于哪个等级的水资源分区如何了解某个水质监测井属于哪个等级的水资源分区？应用第41页，此课件共115页哦*1 *3 *4*2A DB C点 属性1234多边形 属性1 属性2ABCD点 多边形 点属性 面属性1 面属性21 A2 D3 C4 B点与多边形的叠置：点与多边形的叠置：例如例如将水井与规划区图层相叠置，可确定每口井所属将水井与规划区图层相叠置，可确定每口井所属的规划区范围。的规划区范围。实例实例第42页，此课件共115页哦线与多边形的叠置：线与多边形的叠置：如何得到某省区内高速公路的长度？如何得到某省区内高速公路的长度？如何知道某段公路属于哪个行政区划？如何知道某段公路属于哪个行政区划？如何求取某城市的河网密度？如何求取某城市的河网密度？如何了解某条河流流经哪几个行政区？如何了解某条河流流经哪几个行政区？如何确定哪种地层岩性中发育了断层？如何确定哪种地层岩性中发育了断层？应用第43页，此课件共115页哦例如：例如：当确定某一当确定某一行政区行政区内各种等级道路的里程数时，就需要内各种等级道路的里程数时，就需要将道路图与境界图相叠置，计算弧段与多边形边界的交点，在将道路图与境界图相叠置，计算弧段与多边形边界的交点，在交点处截断弧段，并对弧段重新编号，建立弧段与多边形的归交点处截断弧段，并对弧段重新编号，建立弧段与多边形的归属关系。属关系。线与多边形叠置分析实例实例第44页，此课件共115页哦多边形与多边形的叠置：多边形与多边形的叠置：如何得到某省区内有哪几种土地利用类型？如何得到某省区内有哪几种土地利用类型？如何知道不同级别的灾害分区中的植被覆盖如何知道不同级别的灾害分区中的植被覆盖情况？情况？如何获取某行政区划内的地层岩性分布情况如何获取某行政区划内的地层岩性分布情况？应用第45页，此课件共115页哦日喀则地区沙漠化类型分布图日喀则地区行政区界线图有日喀则地区的行政界线图层和通过遥感技术提取的该区沙漠化类型有日喀则地区的行政界线图层和通过遥感技术提取的该区沙漠化类型分布图层，求日喀则地区各县沙漠化类型统计数据。分布图层，求日喀则地区各县沙漠化类型统计数据。图层1图层2实例实例第46页，此课件共115页哦行政区界图属性表图层1：图形，属性表日喀则地区行政区界线图第47页，此课件共115页哦日喀则地区沙漠化类型分布图属性表图层2：图形，属性表日喀则地区沙漠化类型分布图第48页，此课件共115页哦空间叠置图叠置图属性表使用使用IDENTITY命令，命令，进行两图层空间叠置叠置，得到叠置叠置图第49页，此课件共115页哦叠置图层属性表图层1属性表图层2属性表第50页，此课件共115页哦栅格数据的叠置分析：栅格数据的叠置分析：遥感数字图像的拼接；遥感数字图像的拼接；环境评价及分区；环境评价及分区；灾害危险度分区；灾害危险度分区；土地利用与土地覆被变化（土地利用与土地覆被变化（LUCCLUCC）；）；应用第51页，此课件共115页哦101060601010206030303060101060601010306030303060-=0000001000000土地利用变化区域探测土地利用变化区域探测80年遥感影像90年遥感影像点变换后影像通过80和90年两期影像的相减运算后得到变换影像，如果：变换影像值 0；说明该区未发生变化变换影像值 0；说明该区已发生变化10 耕地20 居民点30 水域40 草地50 未利用地60 林地Legend注意：注意：此处的遥感影像可以是分类结果，也可以是原始的遥感影像。在一般应用中，多使用原始的遥感影像，可提高变化探测速度。实例实例1第52页，此课件共115页哦实例实例2第53页，此课件共115页哦叠置分析的目标叠置分析的目标是分析在空间位置上有一定关是分析在空间位置上有一定关联度空间对象的空间特征和专题属性之间的相联度空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系，其结果不仅可以产生互关系，其结果不仅可以产生新的空间关系新的空间关系，还可以生成还可以生成新的属性特征关系新的属性特征关系，能够发现多，能够发现多层数据间的层数据间的相互联系和变化相互联系和变化等特征，使我们等特征，使我们可以提取并挖掘出大量的隐含信息。可以提取并挖掘出大量的隐含信息。小结小结第54页，此课件共115页哦而叠置分析的强大功能可以在我们众多的而叠置分析的强大功能可以在我们众多的GISGIS（ArcGISArcGIS、SuperMapSuperMap、ERDASERDAS等）软件中均可以等）软件中均可以轻松实现。轻松实现。小结小结第55页，此课件共115页哦5.3 空间邻近度分析空间邻近度分析空间邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，邻近度分析空间邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，邻近度分析是空间分析的一种重要手段。是空间分析的一种重要手段。所研究道路沿线的废气污染或河流沿线的供水能力所研究道路沿线的废气污染或河流沿线的供水能力公共设施的服务区域划分公共设施的服务区域划分确定工程建设引起的搬迁范围等确定工程建设引起的搬迁范围等空间缓冲区分析空间缓冲区分析VoronoiVoronoi多边形分析多边形分析第56页，此课件共115页哦5.3.1 缓冲区分析的定义缓冲区分析的定义缓冲区（影响区、影响带）缓冲区（影响区、影响带）缓冲区（影响区、影响带）缓冲区（影响区、影响带）：是指地理空间实体的一种影响：是指地理空间实体的一种影响：是指地理空间实体的一种影响：是指地理空间实体的一种影响范围或服务范围。范围或服务范围。范围或服务范围。范围或服务范围。缓冲区分析缓冲区分析缓冲区分析缓冲区分析：是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周：是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周：是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周：是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体或围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体或围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体或围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体或主体主体主体主体对对对对邻近对象邻近对象邻近对象邻近对象的的的的辐射范围辐射范围辐射范围辐射范围，以便为某项分析或决策提供依据。，以便为某项分析或决策提供依据。，以便为某项分析或决策提供依据。，以便为某项分析或决策提供依据。基本思想基本思想基本思想基本思想就是给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，就是给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，就是给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，就是给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由领域半径邻域的大小由领域半径邻域的大小由领域半径邻域的大小由领域半径R R R R来确定。来确定。来确定。来确定。第57页，此课件共115页哦 在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下三类因素来进行分析：三类因素来进行分析：三类因素来进行分析：三类因素来进行分析：（1 1 1 1）主体主体主体主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类型。三种类型。三种类型。三种类型。（2 2 2 2）邻近对象邻近对象邻近对象邻近对象：表示受主体影响的客体，例如行政界限变更：表示受主体影响的客体，例如行政界限变更：表示受主体影响的客体，例如行政界限变更：表示受主体影响的客体，例如行政界限变更时所涉及的居民、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等等。时所涉及的居民、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等等。时所涉及的居民、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等等。时所涉及的居民、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等等。（3 3 3 3）作用条件作用条件作用条件作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。强度。强度。强度。5.3.2 5.3.2 缓冲区分析的组成要素缓冲区分析的组成要素第58页，此课件共115页哦根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用以下三种不同的分析模型：以下三种不同的分析模型：以下三种不同的分析模型：以下三种不同的分析模型：线性模型线性模型线性模型线性模型：用于当主体对邻近对象的影响度（：用于当主体对邻近对象的影响度（：用于当主体对邻近对象的影响度（：用于当主体对邻近对象的影响度（F F F F）随距离）随距离）随距离）随距离(r)(r)(r)(r)的增的增的增的增大而呈线形形式衰减时。大而呈线形形式衰减时。大而呈线形形式衰减时。大而呈线形形式衰减时。幂函数模型幂函数模型幂函数模型幂函数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈现：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈现：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈现：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈现二次形式衰减时。二次形式衰减时。二次形式衰减时。二次形式衰减时。指数模型指数模型指数模型指数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指数形式衰减时。数形式衰减时。数形式衰减时。数形式衰减时。三种分析模型三种分析模型第59页，此课件共115页哦基于基于矢量数据矢量数据的缓冲区分析；的缓冲区分析；基于基于栅格数据栅格数据的缓冲区分析。的缓冲区分析。5.3.3 5.3.3 缓冲区分析的类型缓冲区分析的类型基于点特征基于点特征基于线特征基于线特征基于面特征基于面特征第60页，此课件共115页哦点缓冲区点缓冲区 以点为圆心，以一定距离为半以点为圆心，以一定距离为半径画圆所围成的区域。径画圆所围成的区域。用途：针对点要素的一定半径范用途：针对点要素的一定半径范用途：针对点要素的一定半径范用途：针对点要素的一定半径范围的分析。围的分析。围的分析。围的分析。相互靠近的圆相互靠近的圆可以相互重叠可以相互重叠单级缓冲区多级缓冲区第61页，此课件共115页哦 线缓冲区线缓冲区 分别对每一个顶点和每条边（按缓冲距离在线的两侧作平分别对每一个顶点和每条边（按缓冲距离在线的两侧作平行线，在线的端点处作半圆与平行线连接成封闭的区域）生成行线，在线的端点处作半圆与平行线连接成封闭的区域）生成缓冲区，然后对这些缓冲区多边形进行叠置操作。缓冲区，然后对这些缓冲区多边形进行叠置操作。用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。双侧对称缓冲区第62页，此课件共115页哦BdR第63页，此课件共115页哦面缓冲区面缓冲区 首先生成多边形周长的缓冲区（首先生成多边形周长的缓冲区（线缓冲区线缓冲区），多边形缓冲区），多边形缓冲区有内外之分。外缓冲区在面状地物的外围形成缓冲区、内缓冲有内外之分。外缓冲区在面状地物的外围形成缓冲区、内缓冲区则在面状地物的内侧形成缓冲区。区则在面状地物的内侧形成缓冲区。缓冲区综合第64页，此课件共115页哦多重缓冲区生成多重缓冲区生成 以不同的半径首先分别生成一定宽度的缓冲区，然后对不同以不同的半径首先分别生成一定宽度的缓冲区，然后对不同半径的缓冲区进行叠置操作。半径的缓冲区进行叠置操作。多重缓冲区有利于空间分析中针对不同的距离采用不同的处多重缓冲区有利于空间分析中针对不同的距离采用不同的处理方法。同样也可以对不同的空间实体根据需要，分别采用理方法。同样也可以对不同的空间实体根据需要，分别采用不同距离生成缓冲区，通常将缓冲区的距离存储在空间实体不同距离生成缓冲区，通常将缓冲区的距离存储在空间实体的属性表的一个字段里。的属性表的一个字段里。第65页，此课件共115页哦5.3.4 5.3.4 矢量缓冲区的建立矢量缓冲区的建立 从原理上讲，缓冲区的建立相当简单，建立缓冲区从原理上讲，缓冲区的建立相当简单，建立缓冲区仅是以仅是以点状地物点状地物点状地物点状地物为圆心，以为圆心，以缓冲区距离为半径绘缓冲区距离为半径绘圆圆圆圆即可，即可，线状地物线状地物线状地物线状地物和和面状地物面状地物面状地物面状地物的缓冲区的建立也是以线状地物或面的缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的状地物的边线边线边线边线为参考线，作它们的平行线，再考虑为参考线，作它们的平行线，再考虑端点圆端点圆端点圆端点圆弧弧弧弧，即可建立缓冲区。，即可建立缓冲区。对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计算形状比较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，算形状比较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，就复杂得多。就复杂得多。第66页，此课件共115页哦可变距离缓冲区示意图可变距离缓冲区示意图可变距离缓冲区示意图可变距离缓冲区示意图当对特征规定不同缓冲区宽度时的处理当对特征规定不同缓冲区宽度时的处理空间缓冲区建立应注意的方面:根据不同属性建立不同的缓冲区宽度第67页，此课件共115页哦 空间缓冲区建立应注意的方面:当缓冲区发生重叠时的处理当缓冲区发生重叠时的处理多个特征缓冲区图形的处理多个特征缓冲区图形的处理多个特征缓冲区图形的处理多个特征缓冲区图形的处理拓扑识别，删除缓冲区内弧段拓扑识别，删除缓冲区内弧段第68页，此课件共115页哦5.3.5 5.3.5 栅格缓冲区的建立栅格缓冲区的建立 基于栅格结构也可以作缓冲区分析，栅格缓冲区的生成基于栅格结构也可以作缓冲区分析，栅格缓冲区的生成可以通过两个步骤来实现。可以通过两个步骤来实现。首先，对需要做缓冲区的栅格单元作距离扩散，即计算其首先，对需要做缓冲区的栅格单元作距离扩散，即计算其他栅格到要做缓冲区的栅格距离。他栅格到要做缓冲区的栅格距离。然后按照设定的缓冲区距离提取出符合要求的栅格单元。然后按照设定的缓冲区距离提取出符合要求的栅格单元。第69页，此课件共115页哦缓冲区缓冲区应用意义应用意义 核电站的核电站的5 5公里缓冲区公里缓冲区紧急疏散区紧急疏散区 我国我国3030公里内缓冲区公里内缓冲区沿边地区沿边地区 海岛国家的海岛国家的n n公里外缓冲区公里外缓冲区领海领海 高速公路的高速公路的5050米缓冲区米缓冲区噪音的严重污染