ArcGIS软件操作与使用-08

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,刘利东,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ArcGIS,软件操作与使用,空间分析,主讲：刘利东,字面定义：,空间数据的分析和数据的空间分析。,空间数据分析,1,、描述空间对象的非空间特性,2,、方法：概率、数理统计等数学方法,3,、特点：几何特征不是主要限制因子（例：聚类分析）数据处理与一般的数据统计分析基本一致分析结果依托于地理空间，描述的是空间过程，揭示空间规律和机制。,数据空间分析,1,、描述空间对象的空间位置、关系，对空间对象进行定量描述,2,、方法：空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等。,3,、特点：非严格意义的分析，是空间事物的描述和说明，特征提取和参数计算回答是什么、在那里、有多少和怎么样，并不回答为什么。,定义：,空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。,空间分析的定义,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,空间分析的主要内容,空间位置：,借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。,空间分布：,同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。,空间形态：,空间对象的几何形态。,空间距离：,空间物体的接近程度。,空间关系：,空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,空间分析类型（方法）,基本的空间分析包括以下方面：,空间查询,空间量算,缓冲区分析,叠加分析,网络分析,空间统计分析,空间插值,数字高程模型（数字地形模型）,空间建模与空间决策支持系统,面向应用的分析,简单的空间分析,复杂的空间分析,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,空间分析步骤,根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。,空间分析的基本步骤,:,1.,确定问题并建立分析的目标和要满足的条件,2.,针对空间问题选择合适的分析工具,3.,准备空间操作中要用到的数据。,4.,定制一个分析计划然后执行分析操作。,5.,显示并评价分析结果,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,空间分析步骤,第,1,步： 确定问题,第,2,步：选择分析工具,第,3,步：准备空间数据,第,4,步：制定空间分析流程,第,5,步：展示并解释分析结果,检查结果、修改条件,优化空间分析处理结果,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,决策实例,例,1,：道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算,1,）明确分析的目的和标准,目的,：计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的面积和房产价值；,道路拓宽改建的标准是：,a),道路从原有的,20m,拓宽至,60m,；,b),拓宽道路应尽量保持直线；,c),部分位于拆迁区内的,10,层以上的建筑不拆除。,2,）准备进行分析的数据,涉及两类信息：一类是现状道路图；另一类是分析区域内建筑物分布图及相关的信息；,3,）进行空间操作,a),选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓冲区。,b),将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一幅新图，此图包括所有部分或全部位于缓冲区内的建筑物信息。,4,）进行统计分析,a),对全部或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择，凡部分落入拆迁区且楼层高于,10,层以上的建筑物，将其从选择组中去除，并对道路的拓宽边界进行局部调整。,b),对所有需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算。,5,）将分析结果以地图或表格的形式打印输出。,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,决策实例,1,）建立分析的目的和标准,目的,：确定一些具体的地块，作为一个轻度污染工厂的可能建设位置。,工厂选址的标准包括：,a,）,地块建设用地面积不小于,10000,平方米；,b,）,地块的地价不超过,1,万元,/,平方米；,c,）,地块周围不能有幼儿园、学校等公共设施，以免受到工厂生产的影响。,2,）从数据库中提取用于选址的数据,一类为全市所有地块信息的数据层；另一类为全市公共设施（包括幼儿园、学校）的分布图。,3,）进行特征提取和空间拓扑叠加,从地块图中提取满足条件,a)b),的地块，并与公共设施层数据进行叠加。,4,）进行邻域分析,对叠加结果进行邻域分析和特征提取，去掉周围有幼儿园、学校等公共设施的地块，选择满足要求的地块。,5,）将选择的地块及相关信息以地图和表格的形式打印输出。,例,2,：辅助建筑项目选址,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,1,）空间分析,空间查询,图形查询：实体之间的空间关系查询，实体的属性信息查询等。（,Tools,？）,属性查询：基于实体的属性信息进行查询，与一般的数据库查询相同，只不过最后查询的结果需要再与图形关联起来。（,Tools,？ ）,图形属性互查：将空间关系和属性结合起来进行查询，并将最后结果以图形和属性两种方式显示出来。如：查询京九线沿线人口大于,100,万的城市及各种属性信息。 （,Tools,？ ）,地址匹配：根据一个地理名字（如学校名字）来定位相关实体并获得其属性信息。其基础是地理编码，即将一个地理名字与一个或若干个空间实体关联起来、或者与实体的某个属性关联起来、或者与某个地理坐标关联起来。,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,2,）空间分析,空间量算,几何量算,点：坐标,线：长度、曲率、方向,面：面积、周长、形状、曲率等,形状量算,质心量算：面或离散实体的分布中心,距离量算：实体之间的各种距离计算,（如大地测量距离）。,r1,为膨胀面,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,3,）空间分析,缓冲区分析,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,3,）空间分析,缓冲区分析,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,3,）空间分析,缓冲区分析,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,3,）空间分析,缓冲区分析,分析对象,（矢量点线面）,矢量缓冲区,Buffer Wizard,Euclidean Distance,栅格缓冲区,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,叠加分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生新的要素，它是空间信息系统中最常用的提取隐含信息的手段之一。叠加分析不仅包含空间关系的比较，还包含属性关系的比较，它可以分为以下五类：,视觉信息的叠加：,将多个图层内容放在一起进行显示；,点与多边形的叠加：,实质上是计算多边形对点的包含关系，用于统计或属性赋值；,线与多边形的叠加：,主要用于计算线落在哪些多边形中以及各自的部分；,多边形叠加：,最常用的叠加分析；,栅格图层叠加：,利用某种计算模型对不同栅格图层中相同位置像元的值进行计算，得到新的栅格图层。,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,1,2,3,4,5,6,A,B,C,A,C,1,2,3,4,5,6,点号,名称,编码,功能,所属辖区,1,A,2,C,3,C,4,B,5,B,6,B,叠加结果：改变点属性内容,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,A,B,C,A,B,C,线号,原线号,名称,等级,所属辖区,1,1,B,2,2,C,3,3,C,4,3,A,5,1,C,1,2,3,1,5,2,3,4,叠加结果：产生新弧段，改变线属性内容,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,交,并,差,分割,从几何运算上看，两个多边形通过不同的叠加运算可以得到不同的结果,。,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,A,B,1,2,3,4,5,1B,2B,1A,2A,4A,3A,5B,3B,4B,降雨量,土壤类型,适宜农作物,矢量图层叠加分析,A,B,1,2,3,4,5,1B,2B,1A,2A,4A,3A,5B,3B,4B,降雨量,土壤类型,适宜农作物,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,Clip,（剪切）,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,Dissove,（融合）,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,Erase,（擦除）,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,Identity,（识别）,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,Intersect,（交集）,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,Union,（合集）,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,4,）空间分析,叠加分析,栅格图层叠加,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,对地理网络,（如交通网络）、城市基础设施网络（如电信线、电力线、给水线,等）,进行地理分析和模型化，,是网络分析的主要目的，其根本,目标是研究、筹划一项网络工程如何安排、并使其运行效果最好。,一个网络中最基本的组成部分包括：,链（,Link,）,：网络中流动的管线，如电线。,障碍（,Barrier,）,：禁止网络中链上流动的点，如刀闸。,拐角点（,Turn,）,：出现在网络链中所有分割点上，如电阻。,中心（,Center,）,：接受或分配资源的位置，如电站。,站点（,Stop,）,：在路径选择中资源增减的站点，如电厂。,网络分析的应用主要包括三个方面：路径分析、地址匹配和资源分配。,（,5,）空间分析,网络分析,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,人们可以根据不同的使用目的，对空间数据进行提取和分析，以得到深层次的信息，特别是对于观测和取样数据。,常规统计分析,主要完成对数据集合的均值、总和、方差、频度、峰度系数等地统计分析。,其他的统计分析往往对空间数据及其相关信息进行抽象，采用更加复杂的数据模型进行分析，主要包括：,空间自相关分析,回归分析,趋势分析,层次分析,主成分分析,聚类分析,判别分析,（,6,）空间分析,空间统计分析,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,（,6,）空间分析,空间统计分析,散点图,折线图,扇形图,柱状图,直方图,能被用户,直观地,观察和理解数据。,统计表格是,详尽地,表示非空间数据的方法，,不直观,，但可提供详细数据，便于对数据进行,再处理,。,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,空间插值常用于,将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面,，它包括,内插和外推两种算法,。前者是通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数据，后者则是通过已知区域的数据，求未知区域的数据。通常，在以下几种情况下要做空间插值：,现有数据的分辨率不够，如遥感图象从一种分辨率转换到另一种分辨率。,现有数据的结构与所需结构不同，如将栅格数据转换到,TIN,数据。,现有数据没有完全覆盖整个区域，如只有一些离散点数据。,需要进行空间插值处理的原始数据包括：航片,/,卫片、野外测量采样数据、等值线图等。,（,7,）空间分析,空间插值,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,数字高程模型（,DEM),：,DTM,（数字地面模型）,中属性为高程的要素称为数字高程模型,它是地表单元上的高程集合,通常用矩阵来表示。,DEM,是建立,DTM,的,“,基础数据,”,或称为单要素图；其它要素均可以从,DEM,数据直接或间接导出,这些,“,派生数据,”,通常包括,:,平均高程、坡度、坡向等。,（,8,）空间分析,数字高程模型,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,DEM,的用途,生产三维立体图,生产视线图,生产等高线图,坡度、坡向分析,高程及变异分析,地表形态的自动分类,地学剖面的绘制与分析,三维空间分析（如洪水淹没分析）,（,6,）空间分析,数字高程模型,ArcGIS,软件操作与使用之空间分析,谢谢！,欢迎提出宝贵意见！,