第4章GIS空間分析Chapter4

SpatialAnalysisjq2010.8內容綱要空間分析的含義空間分析的重要性空間分析的類型案例分析引例——斯諾的霍亂病調查1854年8月到9月英國倫敦霍亂流行時，當局始終找不到發(fā)病的原因，后來醫(yī)生約翰·斯諾(JohnSnow)參與調查。他在繪有霍亂流行地區(qū)所有道路、房屋、飲用水機井等內容的1：6500比例尺地圖上，標出了每個霍亂病死者的居住位置，得到了霍亂病死者居住分布圖。引例——斯諾的霍亂病調查霍亂病死者居住分布圖(JohnSnow,1854)斯諾博士分析了這張分布圖，馬上想到霍亂病源之所在——死者住家都集中于飲用“布洛多斯托”井水的地方及周圍。引例——斯諾的霍亂病調查根據(jù)斯諾博士的分析和請示，當局于9月8日摘下了這個水井的泵，禁止使用該水泵吸水，從這天以后，新的霍亂病患者就再也沒有出現(xiàn)了。在這個例子中，患者的居住地與飲用水井之間的空間位置關系提示了霍亂病的發(fā)病根源。

空間分析是GIS中最核心、最重要的概念之一。但人們對空間分析的具體理解有不同。4.1

空間分析的定義郭仁忠（2001）認為空間分析是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術，其目的在于提取和傳輸空間信息。鄔倫（2003）提出空間分析是指GIS中一切用以提取地理空間信息乃至時空分布、組合、聯(lián)系和發(fā)展的知識的、涉及空間位置要素和空間關系的分析。王勁峰（2006）提出空間分析是指分析具有空間坐標或相對位置的數(shù)據(jù)和過程的理論和方法。4.1

空間分析的定義基于空間數(shù)據(jù)以地學原理為依托獲取地理對象新的空間信息位置分布形態(tài)形成演變...4.2

空間分析的重要性GIS與MIS的區(qū)別？GIS=屬性數(shù)據(jù)的MIS+空間數(shù)據(jù)的MISGIS的本質特征？GIS=GIS軟件+空間分析GIS的趨勢？GIS智能化=GIS的空間分析+……4.3空間分析的類型產生式分析緩沖區(qū)(Buffer)分析疊加(Overlay)分析網絡(Network)分析空間統(tǒng)計(ESDA)分析空間插值（Interpolation）咨詢式分析空間量算(幾何、形狀、質心、距離)空間數(shù)據(jù)查詢（屬性、空間）4.3空間分析——緩沖區(qū)分析概念：根據(jù)地理對象點、線、面的空間特性，自動建立對象周圍一定距離的區(qū)域范圍（緩沖區(qū)域），以分析該對象對緩沖區(qū)內鄰近對象的影響程度。類型：點緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)、面緩沖區(qū)4.3空間分析——疊加分析概念：在統(tǒng)一空間參照系下將2個或多個圖層疊合（疊合運算）以產生多重屬性特征或建立地理對象之間的空間對應關系。類型：點、面疊合；線、面疊合；面、面疊合ACB3241A1C2B3A2C4B4B1C1A1C2B3A2C4B4B1C1幾種不同的空間疊加方式1.網絡的概念：指一系列相互聯(lián)結的線狀要素的集合，其通常具有一定的流通功能。如：交通網——車流、人流 管網——水流、煤氣流、熱流 電網——電流 因特網Internet——信息流2.主要網絡分析的功能：選擇最優(yōu)路徑、資源調配、確定最近設施4.3空間分析——網絡分析4.3空間分析——空間統(tǒng)計分析空間變量篩選尋找一組相互獨立的變量,使多變量數(shù)據(jù)得到簡化常用方法:主成分分析,主因子分析,關鍵變量分析...空間變量聚類將一組數(shù)據(jù)或變量按性質上的親疏程度進行分類歐氏距離dij=[(xik-xjk)2]1/2空間自相關k=14.3空間分析——空間插值空間插值：用于將離散點的測量數(shù)據(jù)轉換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面。如地形、氣溫、土壤N含量…

常見的空間插值方法IDW（逆距離權重）Spine(樣條)Trend（趨勢面）Kriging（克里金）4.4

案例分析閩東南沿海城市熱環(huán)境動態(tài)監(jiān)測研究研究方法：空間分析方法（空間統(tǒng)計分析、空間插值、疊加分析、緩沖區(qū)分析、空間量算和查詢）閩東南沿海城市的地理位置及其MODIS合成影像

2131遙感信息2氣象和社會經濟信息3DEM信息4.4案例分析——空間統(tǒng)計分析4.4案例分析——空間統(tǒng)計分析變異函數(shù)模型及擬合曲線

變異函數(shù)參數(shù)對協(xié)同克里格插值的影響空間趨勢面分析最優(yōu)模型及參數(shù)：?高斯模型?塊金=0.2?基臺=3.5?方向=60°4.4案例分析——空間統(tǒng)計分析福建省2007年平均氣溫圖

4.4案例分析——空間插值研究區(qū)2001-2007年熱環(huán)境綜合評價圖

4.4案例分析——疊加分析4.4案例分析——緩沖區(qū)分析、空間查詢與量算式中：Ij為區(qū)域的熱環(huán)境質量指數(shù)；Ti為第i級熱環(huán)境質量等級量值；Ai為第i級所占土地面積；Sj為第j個區(qū)域的土地面積。研究區(qū)主要流域熱環(huán)境格局流域離河流距離（km）柵格數(shù)面積百分比區(qū)域熱環(huán)境質量指數(shù)閩江0-24537444.1402-43343323.7364-62538243.5320-6104181003.807木蘭溪0-26672344.6272-46536334.4264-66415334.2560-6196231004.447晉江0-26772363.7902-46141333.3864-65682312.9650-6185951003.459九龍江0-23837384.8732-43391344.8244-62768284.6150-699961004.785研究區(qū)城市建成區(qū)熱環(huán)境格局離建成區(qū)距離（km）柵格數(shù)面積百分比區(qū)域熱環(huán)境質量指數(shù)0-229510283.8222-438599374.0194-637557363.7210-61056661003.916研究區(qū)