空間分析1介紹20070201v(編輯修改稿)
2025-06-19 00:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 組成。這三種要素是二維空間對象的組成基元 ,目前 GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)組織的基本方式。 （ 1）點要素 點對象可以表達抽象為點的空間對象，如地震的震中，城市的位置等。除此而外，點要素可表達：注記點；內(nèi)點；結(jié)點；節(jié)點。 （ 2）線要素 線要素可表達 1維的空間對象，如道路、河流等。線狀的空間對象具有以下空間性質(zhì)：長度；彎曲度：方向性：水流，公路單向與雙向。 另外，線狀要素還可表達線段、邊界、鏈、弧段、網(wǎng)絡等，多邊線等。 （ 3）面要素 面要素也稱為多邊形要素，可表達面狀的空間對象，如湖泊、島嶼、地塊等。面狀的空間對象具有面積、周長、形狀等性質(zhì)。 基于要素的空間模型強調(diào)了個體現(xiàn)象，之間的關系：點 — 點、點 — 線、點 — 面、線 — 點、線 — 線、線 — 面、面 — 點、面 — 線、面 — 面等。這些拓撲分析的內(nèi)容和方法是 GIS空間分析研究的重要內(nèi)容。 3. 空間網(wǎng)絡模型 網(wǎng)絡關系是空間對象之間的一種特殊空間關系，不同的空間對象通過網(wǎng)絡進行連接，實現(xiàn)了諸如人口、資源、能量、信息之間的交流和配分，如：城市交通網(wǎng)、河網(wǎng)、電網(wǎng)和城市的地下管網(wǎng)等等。網(wǎng)絡模型包含了五種要素，它們分別是：網(wǎng)絡邊 (Link)、節(jié)點 (Node)、站點 (Station)、中心 (Center) 和轉(zhuǎn)向點 (Turn)（這些概念將在第五章中詳細的介紹）。 由于空間網(wǎng)絡模型對空間對象以及它們之間的連接方式和作用關系進行了抽象，因而十分適合表達空間對象之間的空間配置和優(yōu)化等關系。 GIS的網(wǎng)絡分析研究包括以下一些問題：網(wǎng)絡追蹤 (Trace)、最優(yōu)路徑選擇 (Path Finding)、資源分配 (Allocate)、地址編碼與匹配、選址和分區(qū)分析、空間相互作用和引力模型等。 4．格網(wǎng)模型 格網(wǎng)模型是將空間對象用一系列規(guī)則或不規(guī)則的小單元進行表示。格網(wǎng)模型可以表達連續(xù)型的空間對象，也可以表達離散的空間對象。在利用格網(wǎng)模型進行分析時，我們假設格網(wǎng)中的單個單元中的性質(zhì)是均勻一致的。這樣我們就可以將一個整體的空間對象劃分為一系列大小一致或不一致的單元系統(tǒng)，從而形成化整為零的解決方案。 格網(wǎng)單元通常以規(guī)則和不規(guī)則。規(guī)則格網(wǎng)的優(yōu)勢在于： (1) 格網(wǎng)的表達方式簡單，例如在正方形格網(wǎng)中每個單元用一對行、列號就可以進行表達和訪問。此外，正方形網(wǎng)格還與矩陣的表達方式一致，因而便于表達和計算； 便于對空間對象進行分割，而且柵格單元還具有可再分性，例如，三角形、正方形和正六邊形的網(wǎng)格都可以進一步再分為同類的網(wǎng)格。 雖然規(guī)則的格網(wǎng)模型具有上述優(yōu)點，但對某些情況還不太適合，例如：對地形較為簡單的區(qū)域采用規(guī)則網(wǎng)格表達則會產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)，而在地形起伏非常劇烈的地區(qū)如果采用大小固定的單元則無法表現(xiàn)地形更為細致的特征，另外，規(guī)則的柵格還不適于表達諸如：山峰、坑洼、山脊、山谷等地形的關鍵特征。此時，采用不規(guī)則的格網(wǎng)系統(tǒng)可能會更加有效。 5．三維數(shù)據(jù)模型 空間三維數(shù)據(jù)模型是用于表達真實世界中的三維空間對象?，F(xiàn)實世界中的許多三維空間對象，如：建筑物、地形地貌、土壤和水體中污染物的空間分布等等，是很難用二維數(shù)據(jù)模型進行表達的。 由于三維數(shù)據(jù)模型所表達的空間對象三維空間中的對象，因而，其表達方式較二維模型更復雜。不過與二維的數(shù)據(jù)模型類似，三維數(shù)據(jù)模型也有矢量和柵格的結(jié)構(gòu)之分。三維的柵格結(jié)構(gòu)使用空間索引系統(tǒng)，它將空間對象分割為小單元，稱為體元或體元素。三維的矢量結(jié)構(gòu)可以用多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行實現(xiàn)，較常使用的是具有拓撲關系的三維邊界表示法和八叉樹表示法。 三維數(shù)據(jù)模型成為表達真實空間對象的基礎，進而實現(xiàn)對空間對象的三維分析。這些問題包括：空間對象的三維可視化（包括可視性分析、旋轉(zhuǎn)、飛行、漫游、剖面分析等），土方計算、地形分析（剖面分析、坡向分析、坡度計算、曲率計算）、三維模擬（洪水模擬、礦山資源計算）等。 6．基于對象的數(shù)據(jù)模型 前面數(shù)據(jù)模型一些不足表現(xiàn)在： 首先，對于跨圖層的空間數(shù)據(jù)的表達及處理能力較弱。當前這種以圖層為單位組織數(shù)據(jù)的 GIS系統(tǒng)中，同一圖層內(nèi)只涉及單一要素的簡單查詢是容易實現(xiàn)的，但涉及多圖層要素的復雜查詢與分析卻十分困難。例如，如何在不同的圖層中提取 其次，
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