【正文】 4， v5） 60 （ v0， v4， v3， v5） vj v2 v4 v3 v5 S V0， v2 V0， v2， v4 V0， v2， v4 v3 V0， v2， v4 V3， v5 地理信息系統(tǒng) 空間分析 Dijkstra 計算過程 （ 1）引進(jìn)一個輔助變量 Dist，每個分量 Dist[i]表示從起點到每個終點 vi的最短路徑長度。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 路徑分析 ? 靜態(tài)求最佳路徑：在給定每條鏈上的屬性后，求最佳路徑。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析 網(wǎng)絡(luò)分析的基本方法： ? 路徑分析： 核心是求最佳路徑，即將網(wǎng)絡(luò)中指定的結(jié)點連接起來的一條阻礙強度最小的路徑。 ? 拐角點：出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)鏈中所有的分割結(jié)點上狀態(tài)屬性的阻力，如拐彎的時間和限制 (如不允許左拐 )。涉及優(yōu)化路 徑的求解及連通分量求解等。 矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析 案例 如何確定某地水庫的供水區(qū)域，使其供水范圍最合理。 統(tǒng)計疊置 柵格數(shù)據(jù)的信息復(fù)合分析 ? 邏輯判斷復(fù)合法 A B C A B C A B C A B C A B C A B C .() .() 地理信息系統(tǒng) 空間分析 ? 數(shù)學(xué)運算復(fù)合法 ：算術(shù)運算、函數(shù)運算 算術(shù)運算指兩層以上的對應(yīng)網(wǎng)格值經(jīng)加、減運算，而得到新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。其中被疊臵的多邊形為本底多邊形，用來疊臵的多邊形為上覆多邊形，疊臵后產(chǎn)生具有多重屬性的新多邊形。屬性分析不僅包含空間關(guān)系的比較，而且還包含屬性關(guān)系的比較，它不像空間目標(biāo)的查詢，需要將空間目標(biāo)切割，必要時還得重建拓?fù)潢P(guān)系。 進(jìn)行空間操作 ? 選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖 區(qū)； ? 將緩沖區(qū)與建筑物曾數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，產(chǎn)生一幅新圖； 地理信息系統(tǒng) 空間分析 實例分析 進(jìn)行統(tǒng)計分析 ? 對全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行選擇，凡部分落入拆遷區(qū)內(nèi)且樓層高于 10層以上的建筑物，將其從選擇組中去掉，并對道路的拓寬邊界進(jìn)行局部調(diào)整。緩沖區(qū)分析則是對一組或一類地物按緩沖的距離條件，建立緩沖區(qū)多邊形地圖，然后將這一圖層與需要進(jìn)行緩沖區(qū)分析的圖層進(jìn)行疊臵分析，得到所需要的結(jié)果?？臻g聚合的結(jié)果往往將較復(fù)雜的類別轉(zhuǎn)換為較簡單的類別，并且常以較小比例尺的圖形輸出。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 1 1 1 3 3 3 1 1 3 3 3 3 1 1 1 3 3 3 1 1 2 2 2 5 1 2 2 2 5 5 2 2 2 5 5 5 3 3 3 11 11 11 3 3 11 11 11 11 3 3 3 11 11 11 3 3 6 6 6 27 3 6 6 6 27 27 6 6 6 27 27 27 2u=v 2?單點變換 地理信息系統(tǒng) 空間分析 鄰域變換 地理信息系統(tǒng) 空間分析 3 3窗口 5 5窗口 7 7窗口 按窗口形狀分類： ? 矩形窗口 ? 圓型窗口 ? 環(huán)型窗口 ? 扇型窗口 鄰域變換、區(qū)域變換 按窗口統(tǒng)計分析分類： ? Mean ? Maximum ? Minimum ? Median ? Sum ? Range ? Majority ? Minority ? Variety 地理信息系統(tǒng) 空間分析 再分類 對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行再次分類或組織稱為再分類?？煞譃椋簡吸c變換、鄰域變換和區(qū)域變換。 如果 r＜ 1，目標(biāo)物為緊湊型； r＝ 1，目標(biāo)物為一標(biāo)準(zhǔn)圓； r＞ 1，目標(biāo)物為膨脹型。目標(biāo)物的外觀是多變的，很難找到一個準(zhǔn)確的量對其進(jìn)行描述。 幾何量算 n 維勻質(zhì)空間廣義距離公式 1/qqi j i j( ) x x ) ( y y ) qijdq ??? ? ? ???（22 )()( jijiij yyxxd ????j(xj, yj) i(xi, yi) i j i j 距離計算公式 n 維非勻質(zhì)空間距離計算 q=,非歐氏距離 ? ? )()( jijiij yyxxd ????jijiij yyxxd ????地理信息系統(tǒng) 空間分析 ? 線長度可由兩點間直線距離相加得到。 空間查詢與量算 地理信息系統(tǒng) 空間分析 空間量算 空間查詢與量算 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)。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 擴展的 SQL 查詢 空間查詢與量算 例如：查詢?nèi)龒{地區(qū)長江流域人口大于 50 萬的縣或市，擴展的 SQL查詢語句為： Select * From 縣或市 Where 縣或市 .人口 〉 50萬 And Cross （河流 .名稱 =“長江 ” ） 例：學(xué)生擇校問題 按直線距離最近給每個學(xué)生分配小學(xué)； 按小學(xué)匯總該校分配到多少學(xué)生，計算學(xué)生上學(xué)的平均距離； 小學(xué)能提供的座位數(shù)和分配到學(xué)生數(shù)進(jìn)行比較。 ? ?iiB x d x o ) R??: ( , 空間查詢與量算 緩沖區(qū)查詢 iO iO 對于 對象集合 其半徑為 R的緩沖區(qū)是各個對象緩沖區(qū)的并，即 ? ?iO = o i= 1 n： ，ni1B = B地理信息系統(tǒng) 空間分析 緩沖區(qū) 地理信息系統(tǒng) 空間分析 對象集合的緩沖區(qū) 地理信息系統(tǒng) 空間分析 SQL查詢 空間查詢與量算 標(biāo)準(zhǔn) SQL查詢語言是 Select 需要顯示的屬性項 From 屬性項 Where 條件 or 條件 and 條件 地理信息系統(tǒng) 空間分析 擴展的 SQL 查詢 空間查詢與量算 將 SQL的屬性條件和空間關(guān)系的圖形條件組合在一起形成擴展的 SQL查詢語言。 空間定位查詢 根據(jù)所給定的位臵查找相應(yīng)的空間對象及其屬性。 ? GIS是空間數(shù)據(jù)處理理論和方法的集成化實現(xiàn)。 ? 空間形態(tài)： 空間對象的幾何形態(tài) ? 空間距離： 空間物體的接近程度 ? 空間關(guān)系： 空間對象的相關(guān)關(guān)系，包括拓?fù)?、方位、相似、相關(guān)等。 ? 特點 ： 非嚴(yán)格意義的分析，是空間事物的描述和說明， 特征提取和參數(shù)計算。包括 空間數(shù)據(jù)的分析 和 數(shù)據(jù)的空間分析 。地理信息系統(tǒng) 張菊清 長安大學(xué)地測學(xué)院 第五章 空間分析 地理信息系統(tǒng) ? 概述 ? 空間查詢與量算 ? 空間變換 ? 再分類 ? 緩沖分析 ? 疊加分析 ? 網(wǎng)絡(luò)分析 ? 空間插值 ? 空間統(tǒng)計分類分析 地理信息系統(tǒng) 空間分析 概述 空間分析是 GIS系統(tǒng)的重要功能之一 ,是 GIS系統(tǒng)與計算機輔助繪圖系統(tǒng)的主要區(qū)別。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 概述 定義 空間分析是基于地理對象的位臵和形態(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。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 概述 ? 方法 ：空間統(tǒng)計學(xué)、圖論、拓?fù)鋵W(xué)、計算幾何等。 ? 空間分布： 同類空間對象的群體定位信息，包括分布、趨勢、對比等內(nèi)容。 空間分析、 GIS和空間模型 地理信息系統(tǒng) 空間分析 概述 ? 應(yīng)用模型建立過程比較復(fù)雜，有些還不能用數(shù)學(xué)方法描述，空間分析技術(shù)為解決復(fù)雜的應(yīng)用模型提供基本的分析工具。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 空間查詢與量算 空間查詢 幾何參數(shù)查詢 可查詢點的空間位臵，線的長度，面的周長與面積。即給定一個空間對象集合，確定它們的鄰域，鄰域的大小由鄰域半徑R決定，具體可定義為 即對象 的半徑為 R的緩沖區(qū)為距 的距離 d小于 R的全部點的集合。將這些空間關(guān)系與屬性條件組合在一起，可進(jìn)行復(fù)雜的空間查詢。只要在調(diào)查表中添加了地址，地理信息系統(tǒng)可以自動地從空間位臵的角度來統(tǒng)計分析各種經(jīng)濟社會調(diào)查資料。 ? 簡化復(fù)雜目標(biāo)的模型建立等 空間查詢與量算 地理信息系統(tǒng) 空間分析 空間查詢與量算 幾何量算 幾何量算對點、線、面、體 4類目標(biāo)物而言，其含義不同的： ? 點狀目標(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。例如海岸線的外形是島嶼的重要特征，森林中不同類型的土地外形對野生生物顯得非常重要。 歐拉數(shù) =（孔數(shù)） （碎片數(shù) 1） 歐拉數(shù) =4（ 11） =4 歐拉數(shù) =4（ 21） =3 歐拉數(shù) =5（ 31） =3 地理信息系統(tǒng) 空間分析 空間查詢與量算 如果認(rèn)為一個標(biāo)準(zhǔn)的圓目標(biāo)既非緊湊型也非膨脹型，則可定義其形狀系數(shù)為： 其中， P為目標(biāo)物周長， A為目標(biāo)物面積。 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：簡單易行。 區(qū)域變換 ：計算新圖層屬性值時，要考慮整個區(qū) 域的屬性值，即通過一個函數(shù)對某一 區(qū)域內(nèi)的所有值進(jìn)行綜合，然后計算 新屬性值。 地理信息系統(tǒng) 空間分析 根據(jù)空間分辨力和分類表，進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的合并或轉(zhuǎn)換以實現(xiàn)空間地域的兼并。 在四種類型要素中提取其中要素 2的聚類 地理信息系統(tǒng) 空間分析 再分類（矢量數(shù)據(jù)） 地理信息系統(tǒng) 空間分析 再分類（矢量數(shù)據(jù)） 地理信息系統(tǒng) 空間分析 應(yīng)用實例 — 食草動物棲息地質(zhì)量評價 影響食草動物生存的基本因子： ? 水源 ? 食物 ? 隱藏條件 ? 景觀單元面積 ? 連通性 ? 破碎程度 水源地 植被類型 植被類型 景觀單元 景觀單元 景觀單元 飲水難易度 覓食難易度 隱藏難易度 面積 凸度指數(shù) 歐拉數(shù) 再分類 景觀各點棲息質(zhì)量 平均 相對大小 相對連通性 相對一致性 再分類 再分類 再分類 再分類 再分類 再分類 再分類