gis空間分析

1、GIS空間分析空間分析SpatialAnalysisofGIS張洪巖中國東北資源與環(huán)境研究吉林省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2009年9月第一章GIS空間分析概說GIS技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)超過了30年。多數(shù)人認(rèn)為，GIS的功能用于制圖；GIS還可以用于分析：–事物分布的原因，以及事物之間的空間關(guān)系。–獲得更為精確、時(shí)勢（uptodate）的信息，甚至建立新的信息。本章將主要學(xué)習(xí)：–什么是GIS分析–GIS空間分析的主要方法–GIS分析的主要過程1.1什

2、么是GIS分析GIS分析是人們發(fā)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的分布格局（geographicpatterns）和要素（features）之間關(guān)系（relationships）的過程。其結(jié)果將有助于了解當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)，采取合理的行動(dòng)，作出最優(yōu)的決策。方法（Methods）–地圖（Maps）–模型（models）—多個(gè)數(shù)據(jù)圖層的結(jié)合。GIS分析的目標(biāo)獲得對某一地方更為深入的了解；作出最佳的決策；為未來的規(guī)劃作好準(zhǔn)備和創(chuàng)造條件。為什么應(yīng)用GIS進(jìn)行分析的人不多GI

3、S的應(yīng)用只是在近年來才得到較為廣泛的應(yīng)用，對許多人仍很陌生。采用GIS進(jìn)行分析還比較困難。多數(shù)人還不知道，除了制圖和創(chuàng)建報(bào)告之外，GIS還能夠作什么。1.2GIS空間分析的數(shù)據(jù)表達(dá)地理現(xiàn)象的兩種途徑：–矢量Vect每個(gè)要素是表格中的一行；要素的形狀由空間中xy坐標(biāo)定義；–位置、線、面或事件–柵格Raster要素表現(xiàn)為在一個(gè)連續(xù)空間中的單元矩陣（matrixofcells）；每個(gè)圖層表示為屬性；單元大小將影響到分析的結(jié)果和地圖的形式；原始

4、地圖的比例尺決定了單元大小。認(rèn)識地理要素（GeographicFeatures）要素的類型Typesoffeatures中值、總和、方差、頻數(shù)、眾數(shù)、范圍等參數(shù)。柵格數(shù)據(jù)的復(fù)合分析–同地區(qū)多層面空間信息的自動(dòng)復(fù)合疊置。其中各層面信息關(guān)系模式的建立對分析工作的完成及分析質(zhì)量的優(yōu)劣具決定性作用。柵格數(shù)據(jù)的追蹤分析–對特定柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)由某一個(gè)或多個(gè)起點(diǎn)，按照一定的線索追蹤目標(biāo)或追蹤提取軌跡信息。柵格數(shù)據(jù)的窗口分析–地學(xué)信息在空間上存在著一定的

5、關(guān)聯(lián)性。窗口分析是指對于柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)柵格點(diǎn)或全部數(shù)據(jù)，開辟一個(gè)有固定分析半徑的分析窗口，并在該窗口中進(jìn)行極值、均值等統(tǒng)計(jì)計(jì)算，或與其它層面的信息進(jìn)行復(fù)合分析，以實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)的水平方向的擴(kuò)展分析。分析窗口有：矩形、圓形、環(huán)形和扇形。三維空間分析矢量三維分析主要基于數(shù)學(xué)分析和圖論的思想。柵格三維分析主要以矩陣?yán)碚摓榛A(chǔ)。三維空間分析對空間對象的位置坐標(biāo)和垂直坐標(biāo)進(jìn)行分析。二維和三維的本質(zhì)區(qū)別在于數(shù)據(jù)的分布范圍，三維增加了垂直坐

6、標(biāo)的信息。目前的三維空間分析主要包括對空間實(shí)體的三維顯示、查詢，坡度、坡向、地標(biāo)粗糙度、地表復(fù)雜度、地表曲率等地形屬性的計(jì)算和提取。上述功能可應(yīng)用到其它領(lǐng)域。地形的三維顯示與分析空間統(tǒng)計(jì)分析與插值空間統(tǒng)計(jì)分析的目的是找出某種屬性分布的整體特征和趨勢，了解其中的規(guī)律，以便對其進(jìn)行科學(xué)的分析和預(yù)測。地學(xué)現(xiàn)象、過程和事件多具有一定的隨機(jī)性。空間統(tǒng)計(jì)方法以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，適合于對各種隨機(jī)現(xiàn)象、隨機(jī)過程和隨機(jī)事件的處理。空間統(tǒng)計(jì)方法主要用

7、于空間數(shù)據(jù)的分類與綜合評價(jià)，包括相關(guān)性分析、回歸分析、時(shí)間序列分析、系統(tǒng)聚類分析、主成分分析、馬爾科夫預(yù)測、克里格估值法等。空間統(tǒng)計(jì)的表現(xiàn)形式有列表、直方圖、云圖、回歸曲線等?？臻g統(tǒng)計(jì)分析除了能分析數(shù)據(jù)的整體態(tài)勢外，還可以分析空間數(shù)據(jù)采樣的合理性。通過分析樣區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)位置和取值的分布，統(tǒng)計(jì)該采樣數(shù)據(jù)是否具有對樣區(qū)某屬性的代表性，以及基于此數(shù)據(jù)的分析是否具有較高的可信度。插值是根據(jù)已知采樣點(diǎn)的信息對附近未知點(diǎn)的屬性進(jìn)行預(yù)測或估算。內(nèi)插是在已