空间分析是对于地理空间现象的定量研究,其常规能力是操纵空间数据使之成为不同的形式,并且提取其潜在的信息。空间分析是GIS的核心。空间分析能力(特别是对空间隐含信息的提取和传输能力)是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面,也是评价一个地理信息系统成功与否的一个主要指标。
基本方法
▪ 空间信息量算
▪ 空间信息分类
▪ 缓冲区分析
▪ 叠加分析
▪ 网络分析
▪ 空间统计分析
空间分析是为了解决 地理空间问题而进行的数据分析与 数据挖掘,是从GIS目标之间的 空间关系中获取派生的信息和新的知识,是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。
空间分析是GIS的核心和灵魂,是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。 当前空间分析研究主要有3个主要专业研究: 地理学、测绘学和建筑学。
空间分析的基本方法有:空间信息量算、空间信息分类、缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间统计分析。最常用的就是缓冲区分析,空间查询,路径分析。
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原发布者:kaekish
第六章空间分析的基本方法第六章空间分析的基本方法·理解GIS中模型的概念、特点和作用·掌握GIS空间分析的一般步骤·了解空间查询与量算的各种方法及其应用·了解视觉信息复合分析的类型和用途·理解叠置分析的概念和类型,掌握多边形叠置分析的步骤和方法·理解缓冲区的概念和作用,并能说明其应用方法·了解泰森多边形、网络分析在地学中的主要用途·了解空间插值的类型和方法·了解空间信息分类和统计分析方法重点:矢量数据分析方法,栅格数据分析方法、空间插值。•学习目标难点:空间插值技术空间分析是综合分析空间数据的技术的通称。空间分析有着十分丰富的内涵,它是构成地理信息系统的核心部分之一,在整个地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用,也是GIS区别与其它信息系统的一个显著标志。分析技术:空间图形数据的拓扑运算;非空间属性数据运算;空间和非空间数据的联合运算。第一节地理信息系统的空间分析模型一、地学模型概述所谓模型,就是将系统的各个要素,通过适当的筛选,用一定的表现规则所描写出来的简明映象,是对现实世界的简化表达。地学模型,也称专题分析模型,是用来描述地理系统各要素之间的相互关系和客观规律信息的简明映象,其形式有语言的、数学的或其它的表达模式。对于GIS来说,专题分析模型是根据目标的知识将系统数据重新组织,得出与目标有关的新的规则和公式。不同的理论观点,不同的体系可以产生不同的结
指在GIS(地理信息系统)里实现分析空间数据,即从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息并进行分析。
根据作用的数据性质不同,可以分为:
1、基于空间图形数据的分析运算;
2、基于非空间属性的数据运算;
3、空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库,其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析,代数运算等数学手段,最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题,提取和传输地理空间信息,特别是隐含信息,以辅助决策。
扩展资料
空间分析源于60年代地理学的计量革命,在开始阶段,主要是应用定量(主要是统计)分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式。后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。
实际上自有地图以来,人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积,乃至利用地图进行战术研究和战略决策等,都是人们利用地图进行空间分析的实例,而后者实质上已属较高层次上的空间分析。
参考资料来源:百度百科-空间分析
参考资料来源:百度百科-GIS空间分析
1、聚类分析(Cluster Analysis)
聚类分析指将物理或抽象对象的集合分组成为由类似的对象组成的多个类的分析过程。聚类是将数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程,所以同一个簇中的对象有很大的相似性,而不同簇间的对象有很大的相异性。聚类分析是一种探索性的分析,在分类的过程中,人们不必事先给出一个分类的标准,聚类分析能够从样本数据出发,自动进行分类。聚类分析所使用方法的不同,常常会得到不同的结论。不同研究者对于同一组数据进行聚类分析,所得到的聚类数未必一致。
2、因子分析(Factor Analysis)
因子分析是指研究从变量群中提取共性因子的统计技术。因子分析就是从大量的数据中寻找内在的联系,减少决策的困难。
因子分析的方法约有10多种,如重心法、影像分析法,最大似然解、最小平方法、阿尔发抽因法、拉奥典型抽因法等等。这些方法本质上大都属近似方法,是以相关系数矩阵为基础的,所不同的是相关系数矩阵对角线上的值,采用不同的共同性□2估值。在社会学研究中,因子分析常采用以主成分分析为基础的反覆法。
3、相关分析(Correlation Analysis)
相关分析(correlation analysis),相关分析是研究现象之间是否存在某种依存关系,并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度。相关关系是一种非确定性的关系,例如,以X和Y分别记一个人的身高和体重,或分别记每公顷施肥量与每公顷小麦产量,则X与Y显然有关系,而又没有确切到可由其中的一个去精确地决定另一个的程度,这就是相关关系。
4、对应分析(Correspondence Analysis)
对应分析(Correspondence analysis)也称关联分析、R-Q型因子分析,通过分析由定性变量构成的交互汇总表来揭示变量间的联系。可以揭示同一变量的各个类别之间的差异,以及不同变量各个类别之间的对应关系。对应分析的基本思想是将一个联列表的行和列中各元素的比例结构以点的形式在较低维的空间中表示出来。
5、回归分析
研究一个随机变量Y对另一个(X)或一组(X1,X2,…,Xk)变量的相依关系的统计分析方法。回归分析(regression analysis)是确定两种或两种以上变数间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。运用十分广泛,回归分析按照涉及的自变量的多少,可分为一元回归分析和多元回归分析;按照自变量和因变量之间的关系类型,可分为线性回归分析和非线性回归分析。
6、方差分析(ANOVA/Analysis of Variance)
又称“变异数分析”或“F检验”,是R.A.Fisher发明的,用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。由于各种因素的影响,研究所得的数据呈现波动状。造成波动的原因可分成两类,一是不可控的随机因素,另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。方差分析是从观测变量的方差入手,研究诸多控制变量中哪些变量是对观测变量有显著影响的变量。这个 还需要具体问题具体分析
地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能,这是区别于计算机地图制图系统的显著特征之一。
利用空间信息分析技术,通过对原始数据模型的观察和实验,用户可以获得新的经验和知识,并以此作为空间行为的决策依据。空间信息分析的内涵极为丰富。
作为GIS的核心部分之一,空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。叠置分析(Overlay Analysis)覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作,其结果将原来要素分割生成新的要素,新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
也就是说,覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系,还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。覆盖叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析,进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。
1)多边形叠置这个过程是将两层中的多边形要素叠加,产生输出层中的新多边形要素,同时它们的属性也将联系起来,以满足建立分析模型的需要。一般GIS软件都提供了三种多边形叠置:(1)多边形之和(UNION):输出保留了两个输入的所有多边形。
(2)多边形之积(INTERSECT):输出保留了两个输入的共同覆盖区域。(3)多边形叠合(IDENTITY):以一个输入的边界为准,而将另一个多边形与之相匹配,输出内容是第一个多边形区域内二个输入层所有多边形。
多边形叠置是个非常有用的分析功能,例如,人口普查区和校区图叠加,结果表示了每一学校及其对应的普查区,由此就可以查到作为校区新属性的重叠普查区的人口数。2)点与多边形叠加点与多边形叠加,实质是计算包含关系。
叠加的结果是为每点产生一个新的属性。例如,井位与规划区叠加,可找到包含每个井的区域。
3)线与多边形叠加将多边形要素层叠加到一个弧段层上,以确定每条弧段(全部或部分)落在哪个多边形内。网络分析(Network Analysis)对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。
网络分析是运筹学模型中的一个基本模型,它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何按排,并使其运行效果最好,如一定资源的最佳分配,从一地到另一地的运输费用最低等。其基本思想则在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。
这类问题在生产、社会、经济活动中不胜枚举,因此研究此类问题具有重大意义。网络中的基本组成部分和属性如下:(1)链(Links),网络中流动的管线,如街道,河流,水管等,其状态属性包括阻力(Impedence)和需求(Demand)。
(2)障碍(Barriers),禁止网络中链上流动的点。(3)拐角点(Turns),出现在网络链中所有的分割结点上,状态属性有阻力,如拐弯的时间和限制(如不允许左拐)。
(4)中心(Centers),是接受或分配资源的位置,如水库、商业中心、电站等,其状态属性包括资源容量,如总的资源量;阻力限额,如中心与链之间的最大距离或时间限制。(5)站点(Stops),在路径选择中资源增减的站点,如库房、汽车站等,其状态属性有要被运输的资源需求,如产品数。
网络中的状态属性有阻力和需求两项,实际的状态属性可通过空间属性和状态属性的转换,根据实际情况赋到网络属性表中。1)路径分析(1)静态求最佳路径:由用户确定权值关系后,即给定每条弧段的属性,当需求最佳路径时,读出路径的相关属性,求最佳路径。
(2)动态分段技术:给定一条路径由多段联系组成,要求标注出这条路上的公里点或要求定位某一公路上的某一点,标注出某条路上从某一公里数到另一公里数的路段。(3)N条最佳路径分析:确定起点、终点,求代价较小的N?条路径,因为在实践中往往仅求出最佳路径并不能满足要求,可能因为某种因素不走最佳路径,而走近似最佳路径。
(4)最短路径:确定起点、终点和所要经过的中间点、中间连线,求最短路径。(5)动态最佳路径分析:实际网络分析中权值是随着权值关系式变化的,而且可能会临时出现一些障碍点,所以往往需要动态地计算最佳路径。
2)地址匹配地址匹配实质是对地理位置的查询,它涉及到地址的编码(Geocode)。地址匹配与其它网络分析功能结合起来,可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。
所需输入的数据,包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询地址的属性值。3)资源分配资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性和网络组成。
分配有两种方式,一种是由分配中心向四周输出,另一种是由四周向中心集中。这种分配功能可以解决资源的有效流动和合理分配。
其在地理网络中的应用与区位论中的中心地理论类似。在资源分配模型中,研究区可以是机能区,根据网络流的阻力等来研究中心的吸引区,为网络中的每一连接寻找最近的中心,以实现最佳的服务。
还可以用来指定可能的区域。资源分配模型可用来计算中心地的等时区,等交通距离区,等费用距离区等。
可用来进行城镇中心,商业中心或港口等地的吸引范围分析,以用来寻找区域中最近的商业中心,进行各种区划和港口腹地的模。
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