计量统计方法 (2)精选PPT.ppt

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1、计量统计方法计量统计方法计量统计方法计量统计方法第1页，此课件共108页哦第三章第三章 空间统计分析空间统计分析o1.空间分析的原理和方法o2.GIS应用模型o3.探索性空间统计分析原理o4.地统计分析方法 o5.Arcgis空间统计分析简介o6.几种常见空间统计软件的原理与使用o7.空间抽样及SSSI软件使用第2页，此课件共108页哦第三章第三章第三章第三章 空间统计分析（一）空间统计分析（一）空间统计分析（一）空间统计分析（一）胡碧松胡碧松 博士博士/讲师讲师2010-4-15第3页，此课件共108页哦1.1.空间分析的原理和方法空间分析的原理和方法o第一节 数字地面模型分析o第二节 空间

2、叠合分析o第三节 空间缓冲区分析o第四节 空间网络分析o第五节 空间统计分析o第六节 空间数据的集合分析和查询第4页，此课件共108页哦1.1.空间分析的原理和方法空间分析的原理和方法o空间分析是GIS系统的重要功能之一,是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。o空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。o其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，专业属性则是实体某一方面的性质。第5页，此课件共108页哦一、空间分析的意义一、空间分析的意义一、空间分析的意义一、空间分析的意义 是地理信息系统的重要组成部分，也是区别于其它类型系统是地理信息系统的重要组

3、成部分，也是区别于其它类型系统是地理信息系统的重要组成部分，也是区别于其它类型系统是地理信息系统的重要组成部分，也是区别于其它类型系统的一个最主要的功能特性。的一个最主要的功能特性。的一个最主要的功能特性。的一个最主要的功能特性。二、空间分析的目的：在于通过对空间数据的深加工或分析，获二、空间分析的目的：在于通过对空间数据的深加工或分析，获二、空间分析的目的：在于通过对空间数据的深加工或分析，获二、空间分析的目的：在于通过对空间数据的深加工或分析，获取新的信息。取新的信息。取新的信息。取新的信息。三、空间分析：是基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通三、空间分析：是基于空间数据的分析技术

4、，以地学原理为依托，通三、空间分析：是基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通三、空间分析：是基于空间数据的分析技术，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现象的空间位置、空间过分析算法，从空间数据中获取有关地理现象的空间位置、空间过分析算法，从空间数据中获取有关地理现象的空间位置、空间过分析算法，从空间数据中获取有关地理现象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。四、空间分析类型：四、空间分析类型：四、空间分析类型：四、空间分析

5、类型：1.1.1.1.产生式分析：如数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、产生式分析：如数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、产生式分析：如数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、产生式分析：如数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析；空间网络分析、空间统计分析；空间网络分析、空间统计分析；空间网络分析、空间统计分析；2.2.2.2.咨询式分析：如空间集合分析，空间数据查询等。咨询式分析：如空间集合分析，空间数据查询等。咨询式分析：如空间集合分析，空间数据查询等。咨询式分析：如空间集合分析，空间数据查询等。1.1.空间分析的原理和方法空间分析的原理

6、和方法第6页，此课件共108页哦第一节 数字地面模型分析一、一、一、一、DTMDTMDTMDTM与与与与DEMDEMDEMDEM1.1.1.1.DTMDTMDTMDTM：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限项的向量：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限项的向量：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限项的向量：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。2.2.2.2.DEMDEMDEMDEM：数字高程模型，

7、是高程关于平面坐标自变量的连续函：数字高程模型，是高程关于平面坐标自变量的连续函：数字高程模型，是高程关于平面坐标自变量的连续函：数字高程模型，是高程关于平面坐标自变量的连续函数的一个有限的离散表示。又叫地形模型。数的一个有限的离散表示。又叫地形模型。数的一个有限的离散表示。又叫地形模型。数的一个有限的离散表示。又叫地形模型。DTM=ZDTM=ZDTM=ZDTM=Zi,ji,ji,ji,j i=1,2,3,i=1,2,3,i=1,2,3,i=1,2,3,m-1,m,m-1,m,m-1,m,m-1,m；j=1,2,3,j=1,2,3,j=1,2,3,j=1,2,3,n-1,n,n-1,n,n-1

8、,n,n-1,n二、二、二、二、DEMDEMDEMDEM的主要表示模型的主要表示模型的主要表示模型的主要表示模型1.1.1.1.规则格网模型规则格网模型规则格网模型规则格网模型2.2.2.2.等高线模型等高线模型等高线模型等高线模型3.3.3.3.不规则三角网模型（不规则三角网模型（不规则三角网模型（不规则三角网模型（TINTINTINTIN）4.4.4.4.层次模型层次模型层次模型层次模型三、三、三、三、DEMDEMDEMDEM的建立的建立的建立的建立第7页，此课件共108页哦数字地形模型DTMDTM和和DEM DEM 数字地形模型数字地形模型(Digital Terrain Model,D

9、TMDigital Terrain Model,DTMDigital Terrain Model,DTMDigital Terrain Model,DTM)是在空间是在空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。是建立不同层次的资源与环境信息系统不可缺少的是建立不同层次的资源与环境信息系统不可缺少的组成部分。组成部分。地表属性的三维特征，诸如高度、坡度、坡向等重要的地表属性的三维特征，诸如高度、坡度、坡向等重要的地貌要素，是地学分析和生产应用中的基础数据，它地

10、貌要素，是地学分析和生产应用中的基础数据，它们可以广泛地应用在多种领域，如农、林、牧、水利、们可以广泛地应用在多种领域，如农、林、牧、水利、交通、军事领域等。具体地说象公路、铁路、输电线交通、军事领域等。具体地说象公路、铁路、输电线的选线、水利工程的选址、军事制高点的地形选择、的选线、水利工程的选址、军事制高点的地形选择、土壤侵蚀、土地类型的分析等；也可应用于测绘、制土壤侵蚀、土地类型的分析等；也可应用于测绘、制图、遥感等领域。图、遥感等领域。DTMDTM的生成已成为的生成已成为GISGIS的研究课题之的研究课题之一。一。第8页，此课件共108页哦DTMDTMDTMDTM中属性为高程的要素叫数

11、字高程模型中属性为高程的要素叫数字高程模型中属性为高程的要素叫数字高程模型中属性为高程的要素叫数字高程模型(Digital Elevation Digital Elevation Digital Elevation Digital Elevation ModelModelModelModel，简称，简称，简称，简称DEMDEMDEMDEM)。高程是地理空间的第三维坐标，。高程是地理空间的第三维坐标，。高程是地理空间的第三维坐标，。高程是地理空间的第三维坐标，DEMDEMDEMDEM是地是地是地是地表单元上的高程集合，通常用矩阵表示，广义的表单元上的高程集合，通常用矩阵表示，广义的表单元上的高程

12、集合，通常用矩阵表示，广义的表单元上的高程集合，通常用矩阵表示，广义的DEMDEMDEMDEM可包括等可包括等可包括等可包括等高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成的高程矩阵。高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成的高程矩阵。高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成的高程矩阵。高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成的高程矩阵。DEMDEMDEMDEM是建立是建立是建立是建立DTMDTMDTMDTM的的的的“基础数据基础数据基础数据基础数据”或称为单要素图，其它要素或称为单要素图，其它要素或称为单要素图，其它要素或称为单要素图，其它要素均可以从均可以从均可以从均可以从DEMDEMD

13、EMDEM数据直接或间接导出，因此称为数据直接或间接导出，因此称为数据直接或间接导出，因此称为数据直接或间接导出，因此称为“派生数据派生数据派生数据派生数据”，如：平，如：平，如：平，如：平均高程、坡度、坡向等仍是系统数据库中存储的一个层面或基均高程、坡度、坡向等仍是系统数据库中存储的一个层面或基均高程、坡度、坡向等仍是系统数据库中存储的一个层面或基均高程、坡度、坡向等仍是系统数据库中存储的一个层面或基本图件。这些层面都是位置配准的，将它们与其它属性的层面本图件。这些层面都是位置配准的，将它们与其它属性的层面本图件。这些层面都是位置配准的，将它们与其它属性的层面本图件。这些层面都是位置配准的，

14、将它们与其它属性的层面叠置，可以完成多种资源与环境分析。叠置，可以完成多种资源与环境分析。叠置，可以完成多种资源与环境分析。叠置，可以完成多种资源与环境分析。对于对于对于对于DTMDTMDTMDTM，只输入和存储数字高程模型，只输入和存储数字高程模型，只输入和存储数字高程模型，只输入和存储数字高程模型DEMDEMDEMDEM，并保证其精度符合，并保证其精度符合，并保证其精度符合，并保证其精度符合要求，其它派生要素在需要的时候通过计算得到且精度就可要求，其它派生要素在需要的时候通过计算得到且精度就可要求，其它派生要素在需要的时候通过计算得到且精度就可要求，其它派生要素在需要的时候通过计算得到且精

15、度就可以得到保证。以得到保证。以得到保证。以得到保证。数字地形模型第9页，此课件共108页哦DEMDEM的表示方法的表示方法oo某地区地表高程的变化可用多种方法模拟。用数学定义的表面或点、线影像都可用来表示DEM。oo数学分块法数学分块法oo数学方法拟合表面时需依靠连续的三维函数，连续的三维函数能以高平滑度表示复杂表面。局部拟合法是将复杂表面分成正方形像元，或面积大致相同的不规则形状小块，根据有限个离散点的高程，可得到拟合的DEM。第10页，此课件共108页哦DEMDEM的表示方法的表示方法o图形法图形法o线模式线模式：o表示地形的最普通线模式是一系列描述高程曲线的等高线。地图（有等高线）便是

16、数字地面模型的现成数据源，用扫描仪在这些图上自动获取DEM数据方面已做了许多工作。o另外是根据各局部等值线上的高程点，通过插值公式计算各点的高程，得到DEM。第11页，此课件共108页哦DEMDEM的表示方法的表示方法oo图形法图形法图形法图形法oo点模式点模式：oo人工网格法：人工网格法：oo将地形图蒙上格网，逐格读取中心或角点的高程值，构成数字高程模型。由于计算机中矩阵的处理比较方便，特别是以网格为基础的地理信息系统中高程矩阵已成为DEM最通用的形式。oo网格法的缺点，即：网格法的缺点，即：地形简单的地区存在大量冗余数据；地形简单的地区存在大量冗余数据；如果不改变网格大小，无法适用地形复杂

17、程度不同的地如果不改变网格大小，无法适用地形复杂程度不同的地区。区。第12页，此课件共108页哦DEMDEM的表示方法的表示方法oo图形法图形法图形法图形法oo点模式点模式：oo立体像对分析：立体像对分析：oo先进采样法先进采样法(Progressive Sampling)(Progressive Sampling)(消除冗余数据问题）消除冗余数据问题）就是通过遥感立体像对，根据视差模型，自动选配左右影就是通过遥感立体像对，根据视差模型，自动选配左右影像的同名点，建立数字高程模型。在产生像的同名点，建立数字高程模型。在产生DEMDEM数据时，地数据时，地形变化复杂的地区，增加网格数量形变化复杂

18、的地区，增加网格数量(提高分辨率提高分辨率)，而在地，而在地形起伏不大的地区，则减少网格数量形起伏不大的地区，则减少网格数量(降低分辨率降低分辨率)。第13页，此课件共108页哦DEMDEM的表示方法的表示方法oo图形法图形法图形法图形法oo点模式点模式：oo不规则三角网方法不规则三角网方法(TIN)(TIN)：对有限个离散点，每三个最邻：对有限个离散点，每三个最邻近点联结成三角形，每个三角形代表一个局部平面，再近点联结成三角形，每个三角形代表一个局部平面，再根据每个平面方程，可计算各网格点高程，生成根据每个平面方程，可计算各网格点高程，生成DEMDEM。oo不规则三角网是产生DEM数据而设计

19、的采样系统。该DEM系统克服了高程矩阵中冗余数据的问题，而且能更加有效地用于各类以DEM为基础的计算。第14页，此课件共108页哦DEMDEM的表示方法的表示方法ooDEM生成的上述方法中：n n人工网格方法的精底低、工作量大，不宜采用；人工网格方法的精底低、工作量大，不宜采用；n n立体像对分析要求有立体像对影像和特殊的软件，且运立体像对分析要求有立体像对影像和特殊的软件，且运算时间较长，技术条件特殊；算时间较长，技术条件特殊；n三角网法在有足够离散点的情况下效果较好；n n曲面拟合可反映总的地势，但局部误差较大；曲面拟合可反映总的地势，但局部误差较大；n等值线插值是用的比较普遍的方法，输入

20、等值线后，可在矢量格式的等值数据基础上进行，插值效果较好。第15页，此课件共108页哦DEMDEM的表示方法第16页，此课件共108页哦DEMDEM的应用的应用oo不论不论DEMDEM是高程矩阵、数组、规则的点数据，还是三角网数是高程矩阵、数组、规则的点数据，还是三角网数据等形式，都可以从中获得多种派生产品。据等形式，都可以从中获得多种派生产品。oo获得多种（不同类型）的基础图件：获得多种（不同类型）的基础图件：获得多种（不同类型）的基础图件：获得多种（不同类型）的基础图件：oo三维方块图、剖面图及地层图：三维方块图、剖面图及地层图：n n三维方块图是最为人们熟悉的数字地面模型的形式之一。三维

21、方块图是最为人们熟悉的数字地面模型的形式之一。现在已有许多可供三维方块图计算用的标准程序，这些现在已有许多可供三维方块图计算用的标准程序，这些程序用线条描绘或阴影栅格显示法表示规则或不规则程序用线条描绘或阴影栅格显示法表示规则或不规则x x、Y Y、Z Z数据组的立体图形。三维方块图在显示多种土地数据组的立体图形。三维方块图在显示多种土地景观信息中非常有用，它是土地景观设计和森林覆盖模景观信息中非常有用，它是土地景观设计和森林覆盖模拟的基础。拟的基础。oo视线图视线图:n n确定土地景观中点与点之间相互通视的能力确定土地景观中点与点之间相互通视的能力,公园景点公园景点的选择，通过数字高程模型能

22、方便地算出一个观察点所的选择，通过数字高程模型能方便地算出一个观察点所能看到的各个部分。能看到的各个部分。第17页，此课件共108页哦DEMDEM的应用的应用oo获得多种（不同类型）的基础图件：获得多种（不同类型）的基础图件：获得多种（不同类型）的基础图件：获得多种（不同类型）的基础图件：oo等高线图：等高线图：n n从高程矩阵中很容易得到等高线图。方法是把高程矩阵从高程矩阵中很容易得到等高线图。方法是把高程矩阵中各像元的高程分成适当的高程类别。中各像元的高程分成适当的高程类别。oo坡度图与坡向图：坡度图与坡向图：n n坡度定义为水平面与局部地表之间的正切值。它包含两坡度定义为水平面与局部地表

23、之间的正切值。它包含两个成分：斜度个成分：斜度高度变化的最大比率高度变化的最大比率(常称为坡度常称为坡度)；坡向坡向变化比率最大值的方向。这两个因素基本上能变化比率最大值的方向。这两个因素基本上能满足环境科学分析的要求。满足环境科学分析的要求。oo地貌晕渲图：地貌晕渲图：n n制图工作者用一种制图工作者用一种“阴影立体法阴影立体法”表示地表形状即地貌表示地表形状即地貌晕渲法。有了晕渲法。有了DEMDEM，地貌晕渲图能自动精确地实现。，地貌晕渲图能自动精确地实现。第18页，此课件共108页哦DEMDEM的应用的应用o从高程矩阵中自动生成的地貌晕渲图与航片有许多不同之处，主要表现在：n晕渲图不包括

24、任何地面覆盖信息，仅仅是数字化晕渲图不包括任何地面覆盖信息，仅仅是数字化的地表起伏显示；的地表起伏显示；n光源一般确定为西北45。方向，航片的阴影主要随太阳高度角变化；n晕渲图通常都经过了平滑和综合处理，因而没有航片上显示出的丰富的地形细节。第19页，此课件共108页哦DEMDEM的应用的应用oo自动地貌晕渲图的计算非常简单，首先是根据DEM数据计算坡度和坡向。然后将坡向数据与光源方向比较，面向光源的斜坡得到浅色调灰度值，反方向的得到深色调灰度值，两者之间得到中间灰值。灰值的大小则按坡度进一步确定。oo从DEM数据自动形成地形轮廓线 n n山脊线和谷底线山脊线和谷底线 n n集水范围的确定集水

25、范围的确定 oo工程应用工程应用 n n如线路（交通）勘察设计、土石方的估计等，提高工程如线路（交通）勘察设计、土石方的估计等，提高工程的经济效。的经济效。第20页，此课件共108页哦基于基于DEMDEM的信息提取的信息提取oo1.1.坡度的计算坡度的计算n n坡度：就是地表单元法向坡度：就是地表单元法向n n与与Z Z轴的交角。轴的交角。oo2.2.坡向的计算：坡向的计算：n n坡向：就是地表单元法向量坡向：就是地表单元法向量n n在在OXYOXY平面上的投影与平面上的投影与X X轴之间交角。轴之间交角。GGYXAZOZ0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7坡度计算格网坡度计算格网坡度与坡向坡度与坡

26、向第21页，此课件共108页哦12345AB31234560100200300400A高程（高程（m）距离（距离（km）剖面图制作剖面图制作oo2 2、通视分析：以某一点为观察点，研究某一区域通视情况的地、通视分析：以某一点为观察点，研究某一区域通视情况的地形分析。形分析。12345AB3BAP33OCOBACP高程高程距离距离视线平面投影视线平面投影通视剖面图通视剖面图oo1 1、剖面分析、剖面分析基于基于DEMDEM的可视化分析的可视化分析第22页，此课件共108页哦第二节 空间叠合分析 空间叠合分析空间叠合分析空间叠合分析空间叠合分析 是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理

27、对是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对是指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。地理对象之间的空间对应关系。地理对象之间的空间对应关系。地理对象之间的空间对应关系。ABC空间叠合分析概念第23页，此课件共108页哦空间合成叠合：一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域，

28、或空间合成叠合：一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域，或空间合成叠合：一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域，或空间合成叠合：一般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；对叠合后产生的多重属性进行新的分类；对叠合后产生的多重属性进行新的分类；对叠合后产生的多重属性进行新的分类；空间统计叠合：一般用于提取某个区域范围内某些专题内容的空间统计叠合：一般用于提取某个区域范围内某些专题内容的空间统计叠合：一般用于提取某个区域范围内某些专题内容的空间统计叠合：一般用于提取某个区域范围内某些专题内容的数量特征。数量特征。数量特征。数量特征。321acedgf

29、b区区域域类类型型数数面积面积a ab b 1 14 4 2 23 3 12BA2A1B2B1A地貌图土壤图合成图行政图土壤图统计表合成叠合合成叠合统计叠合统计叠合第24页，此课件共108页哦空间分析类型空间分析类型空间分析类型空间分析类型1 1 1 1、根据叠合对象图形特征可分为：、根据叠合对象图形特征可分为：、根据叠合对象图形特征可分为：、根据叠合对象图形特征可分为：CDBACDBA12313 42并叠交点与多边形叠合线与多边形叠合多边形与多边形叠合2 2、根据所采用的数据结构的不同可分为：、根据所采用的数据结构的不同可分为：基于矢量数据叠合分析：运算量大，过程复杂；基于矢量数据叠合分析：

30、运算量大，过程复杂；基于栅格数据叠合分析：运算量小，过程简单。基于栅格数据叠合分析：运算量小，过程简单。作用：类型叠合，数量统计，动态分析，益本分析，几何提作用：类型叠合，数量统计，动态分析，益本分析，几何提取等。取等。方法：地图代数，二值逻辑叠加。方法：地图代数，二值逻辑叠加。第25页，此课件共108页哦第三节 空间缓冲区分析一、缓冲区：地理空间目标的一种影响范围或服务范围。一、缓冲区：地理空间目标的一种影响范围或服务范围。一、缓冲区：地理空间目标的一种影响范围或服务范围。一、缓冲区：地理空间目标的一种影响范围或服务范围。二、缓冲区分析：二、缓冲区分析：二、缓冲区分析：二、缓冲区分析：三、分

31、析要素：主体，临近对象，作用条件三、分析要素：主体，临近对象，作用条件三、分析要素：主体，临近对象，作用条件三、分析要素：主体，临近对象，作用条件第26页，此课件共108页哦四、分析模型：线性模型、二次模型、指数模型四、分析模型：线性模型、二次模型、指数模型四、分析模型：线性模型、二次模型、指数模型四、分析模型：线性模型、二次模型、指数模型10.55010001影响度Fi距离Ri10.55010001影响度Fi距离Ri10.55010001影响度Fi距离Ri线性模型二次模型指数模型Fi=f0(1-ri)Fi=f0(1-ri)2Fi=f0(1-ri)第三节 空间缓冲区分析第27页，此课件共108

32、页哦o一、什么是网络分析？o1.网络网络：是一个由点、线二元关系构成的系统，通常用来描述某种资源或物质在空间上的运动。o2.网络分析网络分析：是运筹学模型中的一个基本模型，根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好。基本思想在于人类活动总是趋于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。第四节 空间网络分析第28页，此课件共108页哦第四节 空间网络分析二、网络图论基础（分析网络模型的有力工具）二、网络图论基础（分析网络模型的有力工具）二、网络图论基础（分析网络模型的有力工具）二、网络图论基础（分析网络模型的有力工具）1.1.1.1.图图图图：是一个以抽象的形式来表达确定的事物，以

33、及事：是一个以抽象的形式来表达确定的事物，以及事物之间是否具备某种特定关系的数学系统。物之间是否具备某种特定关系的数学系统。有向图有向图树树V3V1V2V4V5V6V1V9V10V11V12V8V2V3V5V6V4V7e1e2e3e4e5e6e7e9e8e10e1e2e3e4e5e6e7e8e9e10e11第29页，此课件共108页哦2.2.2.2.图的表示图的表示图的表示图的表示：图形：图形：图形：图形 矩阵（邻接矩阵和关联矩阵）矩阵（邻接矩阵和关联矩阵）矩阵（邻接矩阵和关联矩阵）矩阵（邻接矩阵和关联矩阵）V4V3V2V1V5e1e2e4e3e5e7e6邻接矩阵邻接矩阵关联矩阵关联矩阵V1V

34、2V3V5e1e2e3e4e5e6e7第四节 空间网络分析第30页，此课件共108页哦三、空间网络三、空间网络三、空间网络三、空间网络1.1.1.1.空间网络拓扑分类空间网络拓扑分类空间网络拓扑分类空间网络拓扑分类2.2.2.2.空间网络的构成元素：结点，链，障碍，拐角，中心，站点空间网络的构成元素：结点，链，障碍，拐角，中心，站点空间网络的构成元素：结点，链，障碍，拐角，中心，站点空间网络的构成元素：结点，链，障碍，拐角，中心，站点空间网络的拓扑分类平面网络（二维）非平面网络（非二维）道路型树 型环网型细胞型交错型平面网络（二维）线型“流”系统线型栅格系统线型立体系统空间网络的拓扑分类空间网

35、络的拓扑分类第31页，此课件共108页哦o四、空间网络的分析方法o1.路径分析n n最短路径分析最短路径分析n n最优路径分析最优路径分析n n连通性分析连通性分析o2.定位配置分析n n空间网络的查询统计空间网络的查询统计n n区域配置选择区域配置选择n n网络地点定位网络地点定位第四节 空间网络分析第32页，此课件共108页哦第五节 空间统计分析一、空间统计分析：是指对一、空间统计分析：是指对GISGIS地理数据库中的专题数地理数据库中的专题数据进行统计分析。据进行统计分析。主要用于数据分类和综合评价。主要用于数据分类和综合评价。主要用于数据分类和综合评价。主要用于数据分类和综合评价。二、

36、几种常用算法：二、几种常用算法：1.1.1.1.主成分分析主成分分析：2.2.2.2.层次分析法层次分析法：3.3.系统聚类分析系统聚类分析：4.4.4.4.判别分析判别分析判别分析判别分析：第33页，此课件共108页哦地学模型地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务，更为重地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务，更为重地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务，更为重地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务，更为重要的是完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务，因此必须要的是完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务，因此必须要的是完成地理分析、评价、预

37、测和辅助决策的任务，因此必须要的是完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务，因此必须发展适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统走发展适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统走发展适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统走发展适用于地理信息系统的地理分析模型，这是地理信息系统走向实用的关键。向实用的关键。向实用的关键。向实用的关键。模型：就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表现规则描模型：就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表现规则描模型：就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表现规则描模型：就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定

38、的表现规则描写出来的简明的映象。通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。写出来的简明的映象。通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。写出来的简明的映象。通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。写出来的简明的映象。通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。是用来描述地理系统各个要素之问相互关系和客观规律是用来描述地理系统各个要素之问相互关系和客观规律是用来描述地理系统各个要素之问相互关系和客观规律是用来描述地理系统各个要素之问相互关系和客观规律的，它用信息的、语言的、数学的或其它表达形式，通常反的，它用信息的、语言的、数学的或其它表达形式，通常反的，它用信息的、语言的、数学的或其它表达形式，通常反

39、的，它用信息的、语言的、数学的或其它表达形式，通常反映地学过程及其发展趋势或结果。是在对系统所描述的具体映地学过程及其发展趋势或结果。是在对系统所描述的具体映地学过程及其发展趋势或结果。是在对系统所描述的具体映地学过程及其发展趋势或结果。是在对系统所描述的具体对象与过程，进行大量专业研究的基础上，总结出来的客观对象与过程，进行大量专业研究的基础上，总结出来的客观对象与过程，进行大量专业研究的基础上，总结出来的客观对象与过程，进行大量专业研究的基础上，总结出来的客观规律的抽象或模拟。规律的抽象或模拟。规律的抽象或模拟。规律的抽象或模拟。第34页，此课件共108页哦oo数学模型数学模型数学模型数学

40、模型 oo是应用数学的语言和工具，对部分现实世界的信息(现象、数据)加以翻译、归纳的产物。数学模型经过演绎、推导，给出数学上的分析、预报、决策或控制，再经过解释回到现实世界，完成实践一理论一实践这一循环，：oo地学模型地学模型 第35页，此课件共108页哦oo应用模型是联系应用模型是联系应用模型是联系应用模型是联系GISGISGISGIS应用系统与常规专业研究的纽带。模型的建应用系统与常规专业研究的纽带。模型的建应用系统与常规专业研究的纽带。模型的建应用系统与常规专业研究的纽带。模型的建立虽然是数学或技术性的问题，桓它必须以广泛、深入的专业立虽然是数学或技术性的问题，桓它必须以广泛、深入的专业

41、立虽然是数学或技术性的问题，桓它必须以广泛、深入的专业立虽然是数学或技术性的问题，桓它必须以广泛、深入的专业研究为基础。研究为基础。研究为基础。研究为基础。oo应用模型是综合利用应用模型是综合利用应用模型是综合利用应用模型是综合利用GISGISGISGIS应用系统中大量数据的工具。系统中存储有数应用系统中大量数据的工具。系统中存储有数应用系统中大量数据的工具。系统中存储有数应用系统中大量数据的工具。系统中存储有数量巨大、来源不同、形式不同的数据。它们的综合分析处理和应用，量巨大、来源不同、形式不同的数据。它们的综合分析处理和应用，量巨大、来源不同、形式不同的数据。它们的综合分析处理和应用，量巨

42、大、来源不同、形式不同的数据。它们的综合分析处理和应用，主要是通过系统中模型的使用而实现的。主要是通过系统中模型的使用而实现的。主要是通过系统中模型的使用而实现的。主要是通过系统中模型的使用而实现的。oo应用模型是应用模型是应用模型是应用模型是GISGISGISGIS应用系统解决各种实际问题的武器。由于应用模应用系统解决各种实际问题的武器。由于应用模应用系统解决各种实际问题的武器。由于应用模应用系统解决各种实际问题的武器。由于应用模型是客观世界中解决各种实际问题所依赖的规律或过程的抽象型是客观世界中解决各种实际问题所依赖的规律或过程的抽象型是客观世界中解决各种实际问题所依赖的规律或过程的抽象型

43、是客观世界中解决各种实际问题所依赖的规律或过程的抽象或模拟。因此能有效地帮助人们从各种因素之间找出其因果关或模拟。因此能有效地帮助人们从各种因素之间找出其因果关或模拟。因此能有效地帮助人们从各种因素之间找出其因果关或模拟。因此能有效地帮助人们从各种因素之间找出其因果关系或者联系，促进问题的解决。系或者联系，促进问题的解决。系或者联系，促进问题的解决。系或者联系，促进问题的解决。oo应用模型是应用模型是应用模型是应用模型是GISGISGISGIS应用系统向更高技术水平发展的基础。模型实际上集中应用系统向更高技术水平发展的基础。模型实际上集中应用系统向更高技术水平发展的基础。模型实际上集中应用系统

44、向更高技术水平发展的基础。模型实际上集中和验证了该应用领域中许多专家的经验和知识，无疑是一般和验证了该应用领域中许多专家的经验和知识，无疑是一般和验证了该应用领域中许多专家的经验和知识，无疑是一般和验证了该应用领域中许多专家的经验和知识，无疑是一般GISGISGISGIS应用应用应用应用系统向专家系统发展的基础。系统向专家系统发展的基础。系统向专家系统发展的基础。系统向专家系统发展的基础。模型的作用和特点 第36页，此课件共108页哦模型的分类模型的分类oo应用模型可根据模型的空间特性分为两大类：即空间模型应用模型可根据模型的空间特性分为两大类：即空间模型和非空间模型。然后再根据具体模型建立与

45、求解方法，作和非空间模型。然后再根据具体模型建立与求解方法，作进一步的分类，如图所示。进一步的分类，如图所示。第37页，此课件共108页哦非空间模型非空间模型非空间模型非空间模型 主要是对系统中的各种属性数据进行运算，常用的方主要是对系统中的各种属性数据进行运算，常用的方法包括投入产出模型、计量经济学、经济控制论及系法包括投入产出模型、计量经济学、经济控制论及系统动力学等。与这些方法相应的模型形式、特点、局统动力学等。与这些方法相应的模型形式、特点、局限性以及主要应用范围见下表。这类模型多用于解决限性以及主要应用范围见下表。这类模型多用于解决社会经济领域中的一些问题，如评价、预测与规划等，社会

46、经济领域中的一些问题，如评价、预测与规划等，但也可用于生态环境及自然资源等领域。但也可用于生态环境及自然资源等领域。空间模型空间模型空间模型空间模型 需要是同时对系统中的图形和属性两种数据进行运算。需要是同时对系统中的图形和属性两种数据进行运算。见下表。见下表。模型的分类模型的分类第38页，此课件共108页哦第39页，此课件共108页哦第40页，此课件共108页哦数据统计模型数据统计模型数据统计模型数据统计模型多变量统计分析主要用于数据分类和综合评价。多变量统计分析主要用于数据分类和综合评价。综合评价是区划和规划的基础。从人类认识的角综合评价是区划和规划的基础。从人类认识的角度来看有精确的和模

47、糊的两种类型，因为绝大多度来看有精确的和模糊的两种类型，因为绝大多数地理现象难以用精确的定量关系划分和表示，数地理现象难以用精确的定量关系划分和表示，因此模糊的模型更为实用，结果也往往更接近实因此模糊的模型更为实用，结果也往往更接近实际，模糊评价一般经过四个过程：际，模糊评价一般经过四个过程：(1)(1)评价因子的选择与简化；评价因子的选择与简化；(2)(2)多因子重要性指标多因子重要性指标(权重权重)的确定；的确定；(3)(3)因子内各类别对评价目标的隶属度确定；因子内各类别对评价目标的隶属度确定；(4)(4)选用某种方法进行多因子综合。选用某种方法进行多因子综合。模型的分类模型的分类第41

48、页，此课件共108页哦数据统计模型数据统计模型o几种常见空间数据统计方法：o1.主成分分析：o2.层次分析法：o3.系统聚类分析：o4.判别分析：第42页，此课件共108页哦地理问题往往涉及大量相互关联的自然和社会要素，众多的要素常常地理问题往往涉及大量相互关联的自然和社会要素，众多的要素常常给模型的构造带来很大困难，为使用户易于理解和解决现有存储容量给模型的构造带来很大困难，为使用户易于理解和解决现有存储容量不足的问题，有必要减少某些数据而保留最必要的信息。不足的问题，有必要减少某些数据而保留最必要的信息。主成分分析主成分分析 是通过数理统计分析，求得各要素间线性关系的实质上有意义的表达是通

49、过数理统计分析，求得各要素间线性关系的实质上有意义的表达式，将众多要素的信息压缩表达为若干具有代表性的合成变量，这就式，将众多要素的信息压缩表达为若干具有代表性的合成变量，这就克服了变量选择时的冗余和相关，然后选择信息最丰富的少数因子进克服了变量选择时的冗余和相关，然后选择信息最丰富的少数因子进行各种聚类分析，构造应用模型。行各种聚类分析，构造应用模型。设有设有n n个样本，个样本，p p个变量。将原始数据转换成一组新的特征值个变量。将原始数据转换成一组新的特征值主成分，主成分，主成分是原变量的线性组合且具有正交特征。即将主成分是原变量的线性组合且具有正交特征。即将x1x1，x2x2，xpxp

50、综综合成合成m(mm(mp)p)个指标个指标zlzl，z2z2，zmzm，即，即 z1=l11*x1+l12*x2+.+l1p*xp z1=l11*x1+l12*x2+.+l1p*xp z2=l21*x1+l22*x2+.+l2p*xp z2=l21*x1+l22*x2+.+l2p*xp.zm=lm1*x1+lm2*x2+.+lmp*xp zm=lm1*x1+lm2*x2+.+lmp*xp主成分分析主成分分析第43页，此课件共108页哦oo这样决定的综合指标这样决定的综合指标z1z1，z2z2，zmzm分别称做原指标的分别称做原指标的第一，第二，第一，第二，第，第，第，第m m m m主成分，