实验八、网络分析（道路网络分析）
—xxxxxxx xxx 一、实验目的
通过对本实习的学习，应达到以下几个目的：
(1)加深对网络分析基本原理、方法的认识；
(2)熟练掌握ARCGIS下进行道路网络分析的技术方法。
(3)结合实际、掌握利用网络分析方法解决地学空间分析问题的能力。
二、实验准备
软件准备：ArcMap, 要求有网络分析扩展模块的许可授权
数据准备：
Shape文件创建网络数据集（高速公路：Highways, 主要街道：Major Streets, 公园：Parks，湖泊：Lakes，街道：Streets）
Geodatabase网络数据集：NetworkAnalysis.mdb：包含：街道图层：Streets 仓库图层：Warehouses 商店图层：Stores
在ArcMap中加载启用NetWork Anylyst网络分析模块：
三、实验内容及步骤
3.1 最佳路径分析
3.1.1 数据准备
（1）双击ArcMap工程，或从ArcMap中打开工程EX8_1.mxd.
（2）如果网络分析扩展模块（Network Analyst Extension）已经启用（参考实验准备中的步骤）
（3）如果网络分析工具栏没有出现，则在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令[View-视图]>>[Toolbars-工具栏],并点击［Network Analyst］以显示网络分析工具栏。
3.1.2 创建路径分析图层
在网络分析工具栏[ Network Analyst]上点击下拉菜单[Network Analyst],然后点击［New Route］菜单项.
3.1.3 添加停靠点
(1) 在网络分析窗口[Network Analyst Window]中点选Stops(0).
(2). 在网络分析工具栏[Network Analyst]上点击“新建网络位置”[Create Network Location]工具。
(3) 在地图的街道网络图层的任意位置上点击以定义一个新的停靠点。
程序将在街道网络上自动的计算并得到一个距离给定位置最近的停靠点，已定义的停靠点会以特别的符号进行显示。停靠点会保持被选中的状态，除非它被明确地反选（Unselected）或者又新增了一个另外的停靠点。停靠点的所在的位置会同时显示一个数字“1”，数字表示经停的顺序。
（4）再添加4 个停靠点。新增加的停靠点的编号为2,3,4,5。经停的顺序可以在网络分析窗口[Network Analyst Window]中更改。第一个停靠点被认定为出发点，最后一个停靠点被认定为是目的地。
3.1.4 设置分析选项
(1)如图所示，在网络分析窗口[Network Analyst Window]中点击分析图层属性按钮[Analysis Layer Properties] 打开图层Route的属性设置对话框：
(2)在分析图层－Route属性对话框中，点击分析设置[Analysis Settings]选项页，并确认－阻抗[impedance]设置为分钟Minutes (Minutes).
(3)不使用时间限制 (保持Use Time Windows 前的检查框为非选中状态)。当必须在规定时间在某个停靠点停留时才使用这个选项，选则这个选项后可以通过设置停靠点属性来设置某个停靠点到达的时间，离开的时间（在ArcMap联机帮助中查询关键词network analysis, routing with time windows 可以了解详细内容）
(4)不使用“经停点重排序功能”（保持[Reorder stops to Find Optimal Route]检查框为未选中状态）。这保证了经停顺序为你事先指定的顺序。
(5)在“允许路口调头”［Allow U-turns］下拉列表中选择任何路口[EveryWhere]
(6)在“输出图形类型”[Output Shape Type]下拉列表中选择实际形状[True Shape]
(7)选中“忽略无效位置”［Ignore Invalid Locations］检查框。这样分析时将会忽略那些不在道路网络上的停靠点。
(8)在“约束规划”[Restrictions]列表框中选择单行线[Oneway]。
(9)点击方向[Directions]选项页，确定距离单位[Distance Units]设置为米[Meters], 显示时间[Display Time]检查框被选中，时间属性[Time Attribute]被设置为分钟[Minutes]。点击［确定］按钮退出“图层属性”对话框。
3.1.5 运行最佳路径分析得到分析结果
(1)在网络分析工具栏［Network Analyst］上点击“求解”[Solve]按钮。分析结果－最佳路径线状要素图层将在地图中显示，在“网络分析窗口”[Network Analyst Window]中“路径”[Route]目录下也会同时显示：
(2)在网络分析窗口[Network Analyst Window]中点击Route树状结点左边的加号(+)显示最佳路径
(3)右键击最佳路径“Graphic Pick…”或在网络分析工具栏中点击方向[Direction]按钮打开“行驶方向”窗口。
3.1.6 设置路障(barrier)
(1).在ArcMap的中执行菜单命令[Window]>>[Magni?er]显示放大镜窗口[Magni?er]
(2).通过按住放大镜窗口[Magni?er]的标题栏在地图上移动，在地图中找到已经计算得到的最佳路径，松开鼠标。这时最佳路径的一部分应该显示在放大镜窗口[Magni?er]的中心位置，我们将这这个区域的某个路段上放置一个路障。.
(3).在网络分析窗口[Network Analyst Window]中单击“路障”[Barrier (0)].
(4).在网络分析工具栏[Network Analyst]上点击“新建网络位置”[Create Network Location]工具按钮。
(5).在放大镜窗口[Magni?er]中最佳路径上的某个位置放置一个路障。
(6).在网络分析工具栏[Network Analyst]上点击“求解”[Solve] 按钮，得到新的最佳路径，从而避开路障
3.1.7 保存分析结果――最佳路径
(1). 在网络分析窗口[Network Analyst Window]中右键点击“路径”[Routes (1) ],在出现的右键菜单中点击“导出数据”［Export Data］菜单命令。
(2).在“导出数据”[Export Data]对话框中指定导出的文件命。
(3).点击[OK]按钮，最佳路径就会保存为指定的Shape文件。.
(4).当ArcMap询问“是否要将导出数据作为一个图层添加到地图中”时，点击否[NO]
(5) 关闭ArcMap
3.2 最近服务设施分析（查找最近的消防队）
3.2.1 数据准备
（1）.双击ArcMap工程EX8_2.mxd，或从ArcMap中打开工程EX8_2.mxd.
（2）.如果网络分析扩展模块（Network Analyst Extension）已经启用（参考实验准备中的步骤）
（3）如果网络分析工具栏没有出现，则在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令[View-视图]>>[Toolbars-工具栏],并点击［Network Analyst］以显示网络分析工具栏。
3.2.2 创建“最近服务设施分析图层”
在网络分析工具栏[ Network Analyst]上点击下拉菜单[Network Analyst],然后点击“新建最近服务设施”[New Closest Facility]菜单命令
此时在网络分析窗口[ Network Analyst Window]中包含一个空的列表，显示“设施”[Facilities], 事故[Incidents], 路径[Routes], 路障[Barriers]树状目录。同时，在TOC(图层列表)面板上添加了新建的一个“最近服务设施图层［Route］组合”
3.2.3 添加“服务设施”图层
(1).在“网络分析窗口”中右键点击树状结点：Facilities (0) ，在出现的右键菜单中点击命令“加载位置”[Load Locations]。
(2) 在“加载位置”[Load Locations]对话框中从“由图层加载”[Load From]下拉列表中选择［File_Staion］。点击确定。
在网络分析窗口[Network Analysis window]中显示有40 个消防队。加载的服务设施――消防队在地图上显示为服务设施符号。
3.2.4 设定火灾事故发生地点
(1) 在网络分析窗口[Network Analyst Window]中点选树状结点[Incidents(0)] ，将在此图层上添加一个一个网络位置（事故地点）
(2) 将地图适当放大并平移到如下的区域，在如下图所示的位置添加一个火灾事故点：
3.2.5 设置分析选项
(1) 如图所示，在网络分析窗口[Network Analyst Window]中点击［Closest Facility］下拉
列表右边的“分析图层属性”按钮[Analysis Layer Properties] 打开图层［Closest Facility］的属性设置对话框：
(2) 在图层属性对话框中点击“分析设置”[Analysis Settings]选项页，在“阻抗”［Impedance］下拉列表中选择“分钟”［Minutes (Minutes)］。
(3) 将“默认响应条件”[Default Cutoff value]设置为3 （单位：分钟）。ArcGIS将查找能够在3分钟到达火灾事故地点的最近的消防队。
(4) 将“查找服务设施数目”[Facilities to Find] 设置为5。ArcGIS将试图查找5个能够在3分钟到达火灾事故地点的消防队，如果不能够在规定时间内到达的设施将被忽略。
(5) 将“救援方向”[Travel From]设定为“从服务设施到事故点”[Facility to Incident] (由消防队到火灾事故点)。
(6) 在“允许路口调头”［Allow U-turns］下拉列表中选择任何路口[EveryWhere]
(7) 在“输出图形类型”[Output Shape Type]下拉列表中选择实际形状[True Shape]
(8) 选中“忽略无效位置”［Ignore Invalid Locations］检查框。这样分析时将会忽略那些不在道路网络上的停靠点(事故点)。
(9) 在“约束规则”[Restrictions]列表框中选择单行线[Oneway]。
(10) 点击“确定”［OK］按钮。
3.2.6 运行分析过程查找最近的服务设施
（1）在网络分析工具栏［Network Analyst］上点击“求解”[Solve]按钮。分析结果－救援路径线状要素图层将在地图中显示，在“网络分析窗口”[Network Analyst Window]中“路径”[Route]目录下也会同时显示：
(2)在网络分析工具栏[Network Analyst]上点击“行驶方向”［Directions］工具按钮可以显示每条救援线路的导航信息。
(3) 退出 ArcMap。
3.3 服务区分析
3.3.1 数据准备
（1）双击ArcMap工程EX8_3.mxd，或从ArcMap中打开工程EX8_3.mxd.
（2）如果网络分析扩展模块（Network Analyst Extension）已经启用（参考实验准备中的步骤）
（3）如果网络分析工具栏没有出现，则在工具栏显区点右键打开或执行菜单命令[View-视
图]>>[Toolbars-工具栏],并点击［Network Analyst］以显示网络分析工具栏。
3.3.2 创建“服务区分析图层”
在网络分析工具栏[ Network Analyst]上点击下拉菜单[Network Analyst],然后点击“新建服务区”[New Sercice Area]菜单命令
3.3.3 加载服务设施图层
在网络分析窗口[Network Analyst Window]中右键点选Facilities(0) 树状结点，然后在右键菜单中点击“加载位置”[Load Locations]命令。在出现的Load Location 对话框中，.将下拉菜单“Load From”设置为“Warehouse”，然后点击确定[OK]
3.3.4 设置分析选项
(1). 在网络分析窗口[Network Analyst Window]中点击分析图层(Service Area)属性按钮打开分析图层属性对话框：
(2) 点击分析设置选项页［Analysis Settings］
(3) 点击阻抗[Impedance]下拉列表，并选择“驾车需时”[Drivetime (Minutes)]
(4) 在“默认分隔”[Default breaks]输入框中输入“3 5 10”(输入 3 5 10 ,三个数字以窗格分隔，引号不需要输入)
(5) 在“方向”选项中选择“从设施出发”［Away from facility］
(6) 在“允许调头”[Allow U-turns]下拉列表中选择“任意路口都不允许”[Nowhere]
(7) 在“约束规则”[Restrictions]列表框中选择单行线[Oneway]。
(8) 选中“忽略无效位置”［Ignore Invalid Locations］检查框。
(9) 点击“多边形生成”[Polygon Generation]选项页
(10) 确认“生成多边形”[Generate Polygons]选项被选中 .
(11) 多边形类型[Polygon Type]选择为：“普通的”[Generalized].(“普通”多边形生成的比较快，“详细的”多边形[Detailed]更精确但需要多一些时间)
(12) 将“服务区冲突选项”[Multiple Facilities Options]单选项设置为“每个设施用单多边形表示”［Separate polygons per facility under].，这个选项生成的服务区可能会有相互重叠的部分。.
(13) 将“叠置类型”[Overlap Type]单选项设置为“环”[Rings],这样5分钟服务区中将会去除3分钟服务区的部分，10分钟服务区将只表示5-10分钟的服务区
(14) 点击“应用”[Apply]按钮保存所做设置
(15) 点击“线段生成”[Line Generation]选项页，确定检查框“生成线段”[Generate Lines]为未选中状态
(16) 点击确定[OK]按钮，保存所做设置.
3.3.5 运行分析过程创建服务区
在“网络分析”工具栏[ Network Analyst] 中点击“求解”[Solve]工具按钮生成的服务区多边形。在地图及网络分析窗口[Network Analyst Window]中同时显示,结果是几个透明多边形图层，可以同时显示其下的道路网络，很明显地显示了每个服务设施基于现有道路网络状况的3分钟、
5分钟、10分钟服务区。
3.3.6 确定没有处在服务区内的商店
(1)在TOC图层列表面板中将图层“Stores”移到最前面，以更好地显示此图层。
(2)执行菜单命令[选择-Selection]>>[根据位置选择- Select by Location]
(3)如下图所示，在“根据位置选择”对话框中，生成一个表达式“Select Features from Stores that are completely within the Features in Layer:Polygons”.
(4) 点击“应用”[Apply]按钮，将会选择所有位于服务区内的商店。点击“关闭”[Close]按
钮。
(5) 在TOC图层列表面板中右键点击图层“Stores”
(6) 现在，选择集中显示了没有被任何服务区包含的所有商店的分布情况，可以基于此选择集重新布局现有仓库。.
(7) 在TOC图层列表面板中右键点击图层“Stores”，在右键菜单中执行命令［选择集-Selctions］>>[清除已选择的要素－Clear Selected Features]
3.3.7 将分布不合理的设施（仓库）重新布局
(1).查看2号仓库－Warehouse #2的服务区多边形，可以发现它的3分钟、5分钟、10分钟服务区内都没有商店，因此可以重新选择新的位置，以使2号仓库能够更好地为其它商店提供服务
(2) 在网络分析窗口[Network Analyst Window]中树状结点Facilities (6)下选择2号仓库[Warehouse #2]
(3) 使用网络分析工具栏上的“选择/移动网络位置”工具移动2号仓库Warehouse#2 到地图中心位置。如下图所示：
空间分析复习提纲 一、基本概念(要求：基本掌握其原理及含义，能做名词解释) 1、空间分析：是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。 2、空间数据模型：以计算机能够接受和处理的数据形式，为了反映空间实体的某些结构特性和行为功能，按一定的方案建立起来的数据逻辑组织方式，是对现实世界的抽象表达。分为概念模型、逻辑模型、物理模型。 3、叠置分析：是指在同一地区、同一比例尺、同一数学基础、不同信息表达的两组或多组专题要素的图形或数据文件进行叠加，根据各类要素与多边形边界的交点或多边形属性建立多重属性组合的新图层，并对那些结构和属性上既互相重叠，又互相联系的多种现象要素进行综合分析和评价；或者对反映不同时期同一地理现象的多边形图形进行多时相系列分析，从而深入揭示各种现象要素的内在联系及其发展规律的一种空间分析方法。 4、网络分析：网络分析是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法。 5、缓冲区分析：即根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。其中包括点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区等。 6、最佳路径分析：也称最优路径分析，以最短路径分析为主，一直是计算机科学、运筹学、交通工程学、地理信息科学等学科的研究热点。这里“最佳”包含很多含义，不仅指一般地理意义上的距离最短，还可以是成本最少、耗费时间最短、资源流量（容量）最大、线路利用率最高等标准。 7、空间插值：空间插值是指在为采样点估计一个变量值的过程，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。 8、空间量算：即空间量测与计算，是指对GIS数据库中各种空间目标的基本参数进行量算与分析，如空间目标的位置、距离、周长、面积、体积、曲率、空间形态以及空间分布等，空间量算是GIS获取地理空间信息的基本手段，所获得的基本空间参数是进行复杂空间分析、模拟与决策制定的基础。 9、克里金插值法：克里金插值法是空间统计分析方法的重要内容之一，它是建立在半变异函数理论分析基础上，对有限区域内的区域变化量取值进行无偏最优估计的一种方法，不仅考虑了待估点与参估点之间的空间相关性，还考虑了各参估点间的空间相关性，根据样本空间位置不同、样本间相关程度的不同，对每个参估点赋予不同的权，进行滑动加权平均，以估计待估点的属性值。 二、分析类(要求：重点掌握其原理及含义，能结合本专业研究方向做比较详细的阐述) 1、空间数据模型的分类？ 答：分为三类： ①场模型：用于表述二维或三维空间中被看作是连续变化的现象； ②要素模型：有时也称对象模型，用于描述各种空间地物； ③网络模型：一种某一数据记录可与任意其他多个数据记录建立联系的有向图结构的数据模型，可 以模拟现实世界中的各种网络。
GIS空间分析理论与方法第一章绪论 1.空间分析概念 GIS空间分析是从一个或多个空间数据图层获取信息的过程。空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题(刘湘南等, 2008)。 2.空间分析与GIS的关系 空间分析是地理信息系统的核心和灵魂。空间分析是地理信息系统的主要特征，是评价一个地理信息系统的主要指标之一。 3.空间分析在GIS中的地位和作用 空间分析是GIS的核心；空间分析是GIS的核心功能；空间分析的理论性和技术性 第二章GIS空间分析的基本理论 1.空间分析有哪些理论？ 空间关系理论；地理空间认知理论；地理空间推论理论；空间数据的不确定性分析理论 2.简述空间关系的类型及各类型的特点？ GIS空间关系主要分为顺序关系、度量关系和拓扑关系三大类型。 顺序关系描述目标在空间中的某种排序，主要是目标间的方向关系，如前后左右、东西南北等。度量关系是用某种度量空间中的度量来描述的目标间的关系，主要是指目标间的距离关系。 拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。 3.简述拓扑空间关系的特点？ 拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。 拓扑变换： 拓扑所研究的是几何图形的一些性质，它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变，只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点，又不产生新点。 拓扑变换的条件：在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系，并且邻近的点还是邻近的点。 拓扑关系表达的代表性模型：4元组模型、9元组模型、基于V oronoi图的V91模型、RCC模型、空间代数模型 4.简述方向空间关系的类型和特点？ 方向关系是顺序关系中的最主要的关系。方向关系的描述方式包括定量描述和定性描述两种。一般方向关系的形式化描述：使用的是绝对方向关系参考。 ??Y(pi)=Y(qi) X(pi)>X(qi)九种方向关系：正东：restricted-east(pi,qi)5.简述距离关系的类型和计算方法？ 欧氏距离、切比雪夫距离、马氏距离、明氏距离P21 6.简述空间关系描述模型的评价准则？ 一般从完备性、严密性、唯一性、通用性 空间关系表达是否是形式化的、无歧义的1. 2.表达的完备性 3.表达的可靠性
空间分析原理 及应用 上机实验
练习1:利用缺省参数创建一个表面 1.1 启动ArcMap并激活地统计分析模块 单击窗口任务栏的Start按扭,光标指向Programs,再指向ArcGIS,然后单击ArcMap。在ArcMap中,单击Tools,在单击Extensions,选中Geostatistical Analyst复选框,单击Close按扭。 1、2 添加Geostatistical Analyst工具条到ArcMap中。 单击View菜单,光标指向Toolbars,然后单击Geostatistical Analyst。 1.3 在ArcMap中添加数据层 一旦数据加入后,就能利用ArcMap来显示数据,而且如果需要,还可以改变没一层的属性设置(如符号等等) 1.单击Standard工具条上的Add Data按扭。 2.找到安装练习数据的文件夹(缺省安装路径就是C:\ArcGIS\ArcTutor\Geostatistics), 按住Ctrl键,然后点击并高亮显示Ca_ozone_pts与ca_outline数据集。 3.单击Add按扭。 4.单击目录表中的ca_outline图层的图例,打开Symbol Selector对话框。 5.单击Fill Color下拉箭头,然后单击No Color。 6.在Symbol Selector对话框中单击OK按钮。 7.点击Standard工具条上的Save按扭。新建一个本地工作目录(如C:\geostatistical), 定位到本地工作目录。
1.4 利用缺省值创建表面 1.单击Geostatistical Analyst,然后单击Geostatistical Wizard。 2.点击Input Data下拉箭头,单击并选中ca_ozone_pts。 3.单击Attribute下拉框箭头,单击并选中属性OZONE。 4.在Methord对话框中单击Kriging、 5.单击Next按扭。缺省情况下,在Geostatistical Method Selection对话框中,Ordinary Kriging与Prediction Map被选中、 6.在Geostatistical Method Selection对话框中单击next按扭。 7.点击next按扭。
河北工程大学 2011 - 2012 学年第一学期期末考查试卷题号一二三四五六七八九十总分评分 评卷教师 一、名词解释（14×2=28） 1.空间位置分析: 指通过空间坐标系中坐标值来确定空间物体的地理位置。 2.空间分布分析: 空间分布反映了同类空间物体的群体定位信息。 3.空间距离分析：空间物体的接近程度。 4.空间关系: 空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。 5.ArcToolbox：空间处理工具的集合，它包含了Arcgis地理处理的大部分的分析工具和数 据管理工具。 6.成本加权分配：通过成本距离加权函数，计算出每个栅格到距离最近、成本最低源的最 少累加成本。 7.网格：将栅格图像按一定的数学函数进行划分得到的最小像素单元。 8. 克里格插值：又称空间局部插值法，是以变异函数理论和结构分析为基础，在有限区域内对区域化变量进行无偏最优估计的一种方法，克里格插值是一种基于统计学的插值方法。 9. 地图代数：地图代数是以一尺度空间内栅格点集的变换和运算来解决地理信息的图形符号可视化及空间分析的新型理论和方法，是作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算。 10. 重分类：即基于原有数值，对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出。 11. 空间数据：空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。 12. 空间分析：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。 13. 表面分析：主要通过生成新数据集，诸如等值线，坡度，坡向，山体阴影等派生数据，获得更多的反映原始数据集中所暗含的空间特征，空间格局等信息。 14. 等值线：将表面上相邻的具有相同的值的点连接起来的线，如地图上的等高线、气温图上的等压线。 二、简答题（8×4=32） 1、简述GIS空间关系 答：空间关系是指各空间实体之间的空间关系，包括拓扑空间关系，方位和相似等关系。
实验四-空间数据查询与分析(ArcGIS)
实验四空间数据查询与分析 一、实习目的 1.掌握空间数据查询与分析的原理与 方法。 2.掌握空间数据查询与分析的内容与 技术。 3.结合实际，掌握利用缓冲和网络分 析方法解决地学空间分析问题的能力。 二、实验准备 预备知识 空间数据的查询与分析是GIS的基本操作功能，数据探查包含属性数据查询，空间数据查询，地理可视化。空间数据分析包括矢量数据分析，如缓冲、叠加、地图操作等；栅格数据分析，如局域、领域等分析；地形制图和分析；空间插值；基于区域的分析；网络分析等。 空间数据及其表达 空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球 表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通
讯系统输入GIS。在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达;一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。 实验数据 Data4数据或学生自己准备于该实验相关的数据 三、实验内容及步骤 本实验方法是学生自主实验，实习手册只简绍涉及到空间查询与分析部分软件的操作，具体试验内容采取学生自问自答的方式进行，即 学生根据所学知识，自己设计有关空间查询与分析的实际问题，并通 过实验来回答问题。要求至少列举一个空间缓冲分析的案例，一个网 络分析的案例，然后通过实验来分析解决。 1、空间查询 1）利用图形查询属性 直接点击图形查询属性（Identify） 选取Identify 工具。用这个工具点取要素（点、线、面状）时，弹出Identify Result（查询结果）对话框，显示该要素的属性值。如下图：
GIS空间分析理论与方法 第一章绪论 1.空间分析概念 GIS空间分析是从一个或多个空间数据图层获取信息的过程。空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题(刘湘南等, 2008)。 2.空间分析与GIS的关系 空间分析是地理信息系统的核心和灵魂。空间分析是地理信息系统的主要特征，是评价一个地理信息系统的主要指标之一。 3.空间分析在GIS中的地位和作用 空间分析是GIS的核心；空间分析是GIS的核心功能；空间分析的理论性和技术性 第二章GIS空间分析的基本理论 1.空间分析有哪些理论？ 空间关系理论；地理空间认知理论；地理空间推论理论；空间数据的不确定性分析理论 2.简述空间关系的类型及各类型的特点？ GIS空间关系主要分为顺序关系、度量关系和拓扑关系三大类型。 顺序关系描述目标在空间中的某种排序，主要是目标间的方向关系，如前后左右、东西南北等。 度量关系是用某种度量空间中的度量来描述的目标间的关系，主要是指目标间的距离关系。拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。 3.简述拓扑空间关系的特点？ 拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。 拓扑变换： 拓扑所研究的是几何图形的一些性质，它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变，只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点，又不产生新点。 拓扑变换的条件：在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系，并且邻近的点还是邻近的点。 拓扑关系表达的代表性模型：4元组模型、9元组模型、基于V oronoi图的V91模型、RCC 模型、空间代数模型 4.简述方向空间关系的类型和特点？ 方向关系是顺序关系中的最主要的关系。方向关系的描述方式包括定量描述和定性描述两种。 一般方向关系的形式化描述：使用的是绝对方向关系参考。 九种方向关系：正东：restricted-east(pi,qi)≡X(pi)>X(qi)∧Y(pi)=Y(qi) 5.简述距离关系的类型和计算方法？ 欧氏距离、切比雪夫距离、马氏距离、明氏距离P21 6.简述空间关系描述模型的评价准则？ 一般从完备性、严密性、唯一性、通用性 1.空间关系表达是否是形式化的、无歧义的
ARCGIS空间分析基本操作 一、实验目的 1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。 2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。 3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。 二、实验准备 预备知识： 空间数据及其表达 空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。 在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。 有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。 空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。 空间分析是地理信息系统的主要特征。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的主要指标。 空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。 空间分析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。 空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。 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: a)确定问题并建立分析的目标和要满足的条件 b)针对空间问题选择合适的分析工具 c)准备空间操作中要用到的数据。
实验五、空间分析基本操作 一、实验目的 1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。 2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。 3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。 二、实验准备 预备知识： 空间数据及其表达 空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。 在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。 有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。 空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。 空间分析是地理信息系统的主要特征。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的主要指标。 空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。 空间分析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。 空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体情况要根据实际需要确定。 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: a)确定问题并建立分析的目标和要满足的条件 b)针对空间问题选择合适的分析工具 c)准备空间操作中要用到的数据。 d)定制一个分析计划然后执行分析操作。 e)显示并评价分析结果