计量统计方法 (2)优秀课件.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，本讲稿共108页第三章第三章 空间统计分析空间统计分析oo1.空间分析的原理和方法oo2.GIS应用模型oo3.探索性空间统计分析原理oo4.地统计分析方法 oo5.Arcgis空间统计分析简介oo6.几种常见空间统计软件的原理与使用oo7.空间抽样及SSSI软件使用第2页，本讲稿共108页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，本讲稿共108页1.1.空间分析的原理和方法空间分析的原理和方法oo第一节 数字地面模型分析oo

2、第二节 空间叠合分析oo第三节 空间缓冲区分析oo第四节 空间网络分析oo第五节 空间统计分析oo第六节 空间数据的集合分析和查询第4页，本讲稿共108页1.1.空间分析的原理和方法空间分析的原理和方法oo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。oo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。oo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，本讲稿共108页一、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

3、的一个最主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。要的功能特性。要的功能特性。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，获取新的信息。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。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。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。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，通过三、空间分析：

4、是基于空间数据的分析技术，以地学原理为依托，通过三、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、空间分布、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、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、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。空间形态、空间形成、空间演变等信息。空间形态、空间形成、空间演变等信息。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

5、分析类型：四、空间分析类型：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、空产生式分析：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；间网络分析、空间统计分析；间网络分析、空间统计分析；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

6、理和方法空间分析的原理和方法第6页，本讲稿共108页第一节 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：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限项的：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限项的：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。向量序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。向量序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。向量序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。2.2.2.2.DEMDEMDEMD

7、EM：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：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：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：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。个有限的离散表示。又叫地形模型。个有限的离散表示。又叫地形模型。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

8、,n-1,n,n-1,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，本讲稿共108页数字地形模型DTMDTMDTMDTM和和和和DEM DEM DEM DEM 数字地形模型数字地形模

9、型数字地形模型数字地形模型(Digital Terrain Model,DTMDigital Terrain Model,DTMDigital Terrain Model,DTMDigital Terrain Model,DTM)是在空间是在空间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。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

10、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。组成部分。组成部分。地表属性的三维特征，诸如高度、坡度、坡向等重要的地地表属性的三维特征，诸如高度、坡度、坡向等重要的地地表属性的三维特征，诸如高度、坡度、坡向等重要的地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，它们可貌要素，是地学分析和生产应用中的基础数据，它们可貌要素，是地学分析和生产应用中的基础数据，它们可貌要素，是地学分析和生产应

11、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、交通、以广泛地应用在多种领域，如农、林、牧、水利、交通、以广泛地应用在多种领域，如农、林、牧、水利、交通、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、输电线的选线、军事领域等。具体地说象公路、铁路、输电线的选线、军事领域等。具体地说象公路、铁路、输电线的选线、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、土壤侵蚀、水利工程的选址、军事制高点的地形选择、土壤侵蚀、水利工程的选址、军事制高点的地形选择、土壤侵蚀、水利工程的选址、军事制高点的地形选择、土壤

12、侵蚀、土地类型的分析等；也可应用于测绘、制图、遥感等领土地类型的分析等；也可应用于测绘、制图、遥感等领土地类型的分析等；也可应用于测绘、制图、遥感等领土地类型的分析等；也可应用于测绘、制图、遥感等领域。域。域。域。DTMDTMDTMDTM的生成已成为的生成已成为的生成已成为的生成已成为GISGISGISGIS的研究课题之一。的研究课题之一。的研究课题之一。的研究课题之一。第8页，本讲稿共108页DTMDTMDTMDTM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中属性为高程的要素叫数字高程模型(Digital Elevation Digita

13、l 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是是是是地表单元上的高程集合，通常用矩阵表示，广义的地表单元上的高程集合，通常用矩阵表示，广义的地表单元上的高程集合，通常用矩阵表示，广义的地表单元上的高程集合，通常用矩阵表示，广义的DEMDEMDEMDEM可可可可包括等高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成包括等

14、高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成包括等高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成包括等高线、三角网等，这里特指由地表网格单元构成的高程矩阵。的高程矩阵。的高程矩阵。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”或称为单要或称为单要或称为单要或称为单要素图，其它要素均可以从素图，其它要素均可以从素图，其它要素均可以从素图，其它要素均可以从DEMDEMDEMDEM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

15、”，如：，如：，如：，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本图件。这些层面都是位置配准的，将它们与其它属性的层基本图件。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叠置，可以完成多种资源与环境分析。面叠置，可以完成多种资源与环境分析。面叠置，可以完成多种资源与环境分析。面叠置，可以完成多种资源与环境分析

16、。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，并保证其精度符，并保证其精度符，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合要求，其它派生要素在需要的时候通过计算得到且精合要求，其它派生要素在需要的时候通过计算得到且精合要求，其它派生要素在需要的时候通过计算得到且精度就可以得到保证。度就可以得到保证。度就可以得到保证。度就可以得到保证。数字地形模型第9页，本讲稿共108页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

17、法模拟。用数学定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义的表面或点、线影像都可用来表示DEMDEM。oo数学分块法数学分块法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，可得到拟合的小块，根据有限个离散点的高程，可得到拟合的DEMDEM。第10页，本讲稿共108页

18、DEMDEM的表示方法的表示方法oo图形法图形法oo线模式线模式：oo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。oo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，本讲稿共108页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值，构成数字高程模型。

19、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高程矩阵已成为DEMDEM最通用的形式。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，本讲稿共108页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

20、)(Progressive Sampling)(消除冗余数据问消除冗余数据问题）就是通过遥感立体像对，根据视差模型，自动选题）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。在产生配左右影像的同名点，建立数字高程模型。在产生DEMDEM数据时，地形变化复杂的地区，增加网格数量数据时，地形变化复杂的地区，增加网格数量(提提高分辨率高分辨率)，而在地形起伏不大的地区，则减少网格数，而在地形起伏不大的地区，则减少网格数量量(降低分辨率降低分辨率)。第13页，本讲稿共108页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点模式点模式点模式点模式：oo不

21、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：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最邻近点联结成三角形，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，平面，再根据每个平面方程，可计算各网格点高程，生成生成DEMDEM。oo不规则三角网是产生不规则三角网是产生DEMDEM数据而设计的采样系统。该数据而设计的采样系统。该DEMDEM系统克服了高程矩阵中冗余数据的问题，而且能更加有效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地用于各类以DEMDEM为基础的计算。为基础的计算。第14页，本讲稿共108

22、页DEMDEM的表示方法的表示方法ooDEMDEM生成的上述方法中：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；运算时间较长，技术条件特殊；n n三角网法在有足够离散点的情况下效果较好；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 n等值线插值是用的比较普遍的方法，输入等值线后，等值线插值是用的比较普遍的方法，输入等值线后，

23、可在矢量格式的等值数据基础上进行，插值效果较可在矢量格式的等值数据基础上进行，插值效果较好。好。第15页，本讲稿共108页DEMDEM的表示方法第16页，本讲稿共108页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，还是三角网数据等形是高程矩阵、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。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

24、熟悉的数字地面模型的形式之一。三维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

25、公园景点的选择，通过数字高程模型能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，本讲稿共108页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

26、包含两坡度定义为水平面与局部地表之间的正切值。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，本讲稿共108页DEMDEM的应用的应用oo从高程矩阵中自动生成的地貌晕渲图与航片有许多不同

27、之处，主要表现在：n n晕渲图不包括任何地面覆盖信息，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 n光源一般确定为西北光源一般确定为西北4545。方向，航片的阴影主。方向，航片的阴影主要随太阳高度角变化；要随太阳高度角变化；n n晕渲图通常都经过了平滑和综合处理，因而没有航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。片上显示出的丰富的地形细节。第19页，本讲稿共108页DEMDEM的应用的应用oo自动地貌晕渲图的计算非常简单，首先是根据自动地貌晕渲图的计算非常简单，首先是根据DEMDEM数数据计算坡度和坡向。然后将坡向数

28、据与光源方向比据计算坡度和坡向。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。的大小则按坡度进一步确定。oo从从DEMDEM数据自动形成地形轮廓线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，本讲稿共108页基于基

29、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轴之间交轴之间交角。角。GGYXAZOZ0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7坡度计算格网坡度与坡向第21页，本讲稿共108页12345AB31234560100200300400A高程（m）距离（km）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

30、究某一区域通视情况的地形分析。形分析。12345AB3BAP33OCOBACP高程距离视线平面投影通视剖面图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，本讲稿共108页第二节 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

31、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，本讲稿共108页空间合成叠合：一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域，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，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，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；或对叠合后产生的多重属性进行新的分类；或对叠合后产生的多重

32、属性进行新的分类；或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数量特征。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。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。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。321acedgfb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统计叠合第24页，本讲稿共108页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

33、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、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，几何提取等。方法：地图代数，二值逻辑叠加。第25页，本讲稿共108页第三节 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

34、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，本讲稿共108页四、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-r

35、i)Fi=f0(1-ri)2Fi=f0(1-ri)第三节 空间缓冲区分析第27页，本讲稿共108页oo一、什么是网络分析？oo1.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。oo2.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，本讲稿共108页第四节 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

36、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，以及事物之：是一个以抽象的形式来表达确定的事物，以及事物之：是一个以抽象的形式来表达确定的事物，以及事物之：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。间是否具备某种特定关系的数学系统。间是否具备某种特定关系的数学系统。间是否具备某种特定关系的数学系统。有向图树V3V1V2V4V5V6V1V9V10V11V12V8V2V3V5V6V4V7e1e2e3e4e5e6e7e9e8e10e1e2e3e4e5e6e7e8e9e10e11第29页，本讲稿共108页2.2.2.

37、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邻接矩阵关联矩阵V1V2V3V5e1e2e3e4e5e6e7第四节 空间网络分析第30页，本讲稿共108页三、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

38、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第31页，本讲稿共108页oo四、空间网络的分析方法oo1.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oo2.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，本讲稿共108页第五节 空间统计分析一、空间统计分析：是指对一、空

39、间统计分析：是指对一、空间统计分析：是指对一、空间统计分析：是指对GISGISGISGIS地理数据库中的专题数据地理数据库中的专题数据地理数据库中的专题数据地理数据库中的专题数据进行统计分析。进行统计分析。进行统计分析。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、几种常用算法：二、几种常用算法：二、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主成分分析主成分分析：2.2.2.2.层次分析法层次分析法层次分析法层次分析法：3.3.3.3.系统聚类分析系统聚类分析系统聚类分析系统聚类分析：

40、4.4.4.4.判别分析判别分析判别分析判别分析：第33页，本讲稿共108页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，更为重要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，因此必须发的是完成地理分析、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

41、走向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。实用的关键。实用的关键。实用的关键。模型：就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表模型：就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表模型：就是将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表模型：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写出来的简明的映象。通常表达了某个系统的发展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现规则描

42、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。过程或发展结果。过程或发展结果。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的，它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，通常反映地学过程用信息的、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对象与过程

43、，进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，总结出来的客观规律的抽象或模拟。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。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。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。第34页，本讲稿共108页oo数学模型数学模型数学模型数学模型 oo是应用数学的语言和工具，对部分现实世界的信息是应用数学的语言和工具，对部分现实世界的信息(现象、数据现象、数据)加以翻译、归纳的产物。数

44、学模型经加以翻译、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，：一实践这一循环，：oo地学模型地学模型地学模型地学模型 第35页，本讲稿共108页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。模型的建立应用系统与常规专业研究的纽带。模型的建立应用系统与常规专业研究的纽带。模型的建立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

45、、深入的专业研究为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。基础。基础。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。系统中存储有数量巨应用系统中大量数据的工具。系统中存储有数量巨应用系统中大量数据的工具。系统中存储有数量巨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，主要是通大、来源不同、形式不同的数据。它们的综合分析

46、处理和应用，主要是通大、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。过系统中模型的使用而实现的。过系统中模型的使用而实现的。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。由于应用模型是客观世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或模拟。因此能有效地

47、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系或者联系，促进问题的解决。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。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。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。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。模型实际上应用系统向更高技术水平发展的基础。模型实际上应用

48、系统向更高技术水平发展的基础。模型实际上应用系统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GISGISGISGIS应用系统向专家系统发展的基础。应用系统向专家系统发展的基础。应用系统向专家系统发展的基础。应用系统向专家系统发展的基础。模型的作用和特点 第36页，本讲稿共108页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：即空间模型和非空应用模型可根据模型的空间

49、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求解方法，作进一步的分类，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。如图所示。第37页，本讲稿共108页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，常用的方法包括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、经济控制论及系统动力学等。投入产出模型、计量经济学、经济控制论及系统动力学等。投入产出模型、计量经济学、经济控制论及系统动力学等。

50、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、局限性以及主要应用与这些方法相应的模型形式、特点、局限性以及主要应用与这些方法相应的模型形式、特点、局限性以及主要应用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社会经济领域中的一些范围见下表。这类模型多用于解决社会经济领域中的一些范围见下表。这类模型多用于解决社会经济领域中的一些范围见下表。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，但也可用于生态环境及自问题，如评价、预测与规划等，但也可用于生态环境及自问题，如评价、预测与规划等，但也可用于生态环境及