《地理信息系统应用》ppt-空间数据网络分析.共24页文档

2021/7/23
8
对城市居民 日常工作生 活所需的各 种信息进行 管理和发布
2021/7/23
9
1城市规划和管理
2021/7/23
10
城市规划和管理
用于分析城市现状，进行 有效管理，实施未来规划。
2021/7/23
11
2城市基础设施管理 城市道路交通管理
2021/7/23
12
用于查询空间信息、时间信息、
D及时知道火灾地点、范围、分析
火势蔓延方向，制定灭火方案
2021/7/23
21
(2)有的渔民已经利用GIS技术来寻找
鱼群。如果普遍引用这技术( B )
A可以使渔获量持续增长
B可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭
C绝对会增加渔业的生产成本
D会促进渔业生产，加大对渔业资源的 开发利用，提高渔民的生活水平
2021/7/23
22
解析：(1)GIS技术已经广泛应
用到日常生产和生活的众多领
域。(2)GIS可以用来寻找鱼群，暂时增加捕捞量，随着产量增
加，生产成本会逐渐降低，但
由于过度捕捞会导致渔业资源
枯竭，最终会降低渔民的生活
水平 2021/7/23
23
2021/7/23
24
灾害
邮电 商业
2021/7/23
监控 管理
25
车流信息、路面质量、沿路环境、
居民分布等。 2021/7/23
13
2021/7/23
14
2021/7/23
15
[阅读指导]
GIS在道路交通中的应用
应用领域
应用
道路交 通管理 道路设计
道路建设
道路的通行状况，定位事故点， 提供交通疏散的方案

随着全球环境问题日益严重，GIS与空间分 析将在国际合作中发挥更大作用。
个人学习计划和职业发展建议
持续学习
关注GIS与空间分析的最新发展动态，不断 更新自己的知识和技能。
参与社区和活动
参加GIS相关的学术会议、研讨会和技术社 区活动，拓展人脉和交流机会。
实践应用
将所学知识应用到实际工作中，提高自己的 实践能力。
功能
GIS可以用于地图制作、空间数据 库管理、地理信息查询、空间分 析和可视化等。
GIS的组成和结构
组成
GIS由硬件、软件、数据、人员和方 法五个部分组成。
结构 GIS的结构包括输入、存储、处理和输 出四个主要部分。
GIS的发展历程和趋势
发展历程
GIS经历了从手工地图制作到计算机辅助地图制作，再到地理信息系统软件开 发的历程。
GIS在环境监测中的应用
生态保护
GIS可以用来监测和评估生态环境 状况，包括森林覆盖、生物多样 性等。
污染控制
GIS可以用来监测和评估环境污染 状况，包括大气污染、水污染等。
环境影响评价
GIS可以用来进行环境影响评价，包 括建设项目对环境的影响预测和评 估。
GIS在公共安全领域的应用
应急管理
GIS可以用来进行应急管理 ，包括灾害预警、应急响 应等。
职业规划
结合个人兴趣和市场需求，制定明确的职业 规划，提高自己的职业竞争力。
THANKS
感谢观看
环境保护
通过监测和评估环境变化，空 间分析可以为环境保护提供决 策支持，如污染源定位、生态 保护等。
公共卫生
在公共卫生领域，空间分析可 用于疾病监测、疫情控制等方 面，为公共卫生决策提供科学 依据。

?地理信息系统的应用? 知识总结
要点一 地理信息系统
要点二 地理信息系统可以解决的四类根本问题
名称
与分布、位 置有关的 基本问题
问题
举例
解决与“地点”和 “状况”有关的查
询
①距离最近的一家快餐店在哪里； ②北京市目前共有几家图书馆；③ 在指定区域内寻找适合一定条件的
地物
要点二 地理信息系统可以解决的四类根本问题
名称
问题
举例
趋势分 析
了解某地物随时间变 化的过程，分析该地
物的发展趋势
①分析过去20年来某城市的人口增长趋 势；②求两点之间最短、最快或景点最
多的路径
模式问 题
通过模式分析，揭示 各种地物之间的空间
关系
分析一个地区的地形、土拟某地如果具备某 种条件时将出现的结
果
温室效应造成了地球极地冰盖的融化， 若海水上涨10厘米将淹及全球哪些地区
要点三 地理信息系统在城市管理中的应用
GIS在城市管 理中的主要作
用
可解决的基本问题
举例说明
城市信息管理 与服务
向城市居民提供日常 如提供旅游景点分布及详情；
工作与生活所需的各 提供商业网点的布局及各自
种信息
特色
城市规划
是城市规划管理的重 要工具
时发布交通信息
如查询空间信息：某个加油 站的坐标位置；查询时间信 息：某辆车某一时刻处于什 么位置及某时间某路段的车
流量等
要点三 地理信息系统在城市管理中的应用
GIS在城市管 理中的主要作
用
可解决的基本问题
举例说明
城市救灾防灾
可以实时跟踪灾害的发 生、发展过程，对灾害 进行快速分析、评价和 模拟，并辅助开展灾后

WebGIS的网络传输协议
• WebGIS的网络传输协议包括： Browser Browser
HTTP HTTP
Web Server Web Server
JavaApplet
– 请求/响应协议 – 数据传输模型
CGI
Application AEpxptelicnastioionn Extension
基于栅格的数据传输模型
数据格式：raster 栅格文件类型：一般是JPG或GIF 客户端：浏览器 服务器端：需要对WEB服务器进行扩展，工作流程一般为：
①服务器响应客户端用户的请求， ②调用底层GIS提供的功能， ③最后动态生成地图栅格，返回给客户端。
用ArcIMS快速建立Web Site
WebGIS的组成
WebGIS的组成
Web 浏览器
空间请求
WWW
HTML，Image，GML
Web 服务器
Map 服务器
GIS 服务器
空间数据库
WebGIS的组成
客户端：浏览器 服务器端：Web服务器、Map服务器、GIS服务器和空间数据库
WebGIS的技术框架
WebGIS的网络传输协议 WebGIS的实现技术
和分析工具发送给客户供客户端使用。
2. WebGIS是交互系统
• WebGIS却可使用户在Internet上操作GIS地图和数据，用 Web 浏 览 器 执 行 像 Zoom 、 Pan 、 Quer y 和 Label 这 样 的 基本GIS功能，甚至可以执行像“离你最近的旅馆或饭店 在哪儿”这样的空间查询，或者更先进的空间分析，比如 缓冲分析和网络分析等，在Web上作用WebGIS就和在本 地计算机上使用桌面GIS软件一样。

GIS可以用于灾害监测中，对地震、洪水、火灾等灾害进行实时监测和预警。
应急响应
GIS可以用于应急响应中，通过空间分析和模拟，制定更加科学合理的应急救援 方案。
04
GIS软件操作与实践
GIS软件介绍与选择
GIS软件概述
GIS软件是地理信息系统的核心工具，用于处理、分析和可视化地 理数据。
常用GIS软件
污染治理
GIS可以用于污染治理中，通过空间分 析和模拟，制定更加科学合理的污染 治理方案。
资源调查与评估
资源调查
GIS可以用于资源调查中，对土地、水、矿产等资源进行调查 和评估。
资源规划
GIS可以用于资源规划中，通过空间分析和模拟，制定更加科 学合理的资源开发利用方案。
灾害监测与应急响应
灾害监测
在此添加您的文本16字
叠加分析：将两个或多个图层进行叠加，以识别空间要素 之间的共同区域、相交部分等。
空间分析方法
空间统计分析
01
包括全局和局部趋势分析、集群和异常检 测等。
03
02
利用统计学方法分析空间数据，以揭示数据 分布、趋势和异常。
04
网络分析
对网络数据进行处理和分析，以解决交通 网络、设施布局等问题。
05
06
包括路径分析、最短路径算法、流量分配 等。
空间分析应用
环境监测与规划
公共安全与应急响应
利用遥感数据和GIS技术进行环境监 测和规划，如土地利用变化监测、生 态保护规划等。
在公共安全和应急响应领域，GIS技 术用于灾害管理、犯罪热点分析等。
城市规划与管理
通过空间分析和GIS技术进行城市规 划和管理，如土地评估、城市交通规 划等。
感谢观看

地理信息系统及其应用培训课件
目录
• 地理信息系统概述 • GIS的核心技术 • GIS的应用领域 • GIS的未来发展与挑战 • GIS实践案例分享
01 地理信息系统概述
定义与特点
定义
地理信息系统（GIS）是一种用于 捕获、存储、操作、分析、管理和 呈现地理信息的计算机系统。
特点
GIS能够处理空间数据，实现空间 查询、分析、可视化等功能，为 决策提供支持。
云计算与大数据技术的影响
云计算为GIS提供了强大的计算能力和存储空间，使得大规模地理数据的处理和分析 成为可能。
大数据技术为GIS提供了丰富的数据源，有助于提高地理决策的准确性和时效性。
云计算和大数据技术将进一步推动GIS向实时化、智能化和自动化的方向发展。
人工智能与机器学习在GIS中的应用
人工智能和机器学习技术为GIS 提供了强大的分析工具，能够 自动提取地理数据中的有价值 信息。
通过机器学习算法，可以对地 理数据进行分类、预测和优化， 为决策提供科学依据。
人工智能技术还可以用于GIS的 可视化表达，提高地图的交互 性和用户体验。
GIS与其他领域的交叉融合
GIS与环境科学、城市规划、交通运 输等领域相结合，能够解决复杂的实 际问题。
GIS与物联网、遥感等技术结合，可 以实现实时监测和预警，提高管理效 率。
VS
土地利用监测
GIS可以对土地利用情况进行实时监测， 为土地资源的合理利用和保护提供数据支 持。
环境保护与监测
环境监测
GIS可以整合各类环境监测数据，实现环境质量的实时监测和预警。
生态保护
GIS可以帮助制定生态保护方案，对自然保护区、野生动植物栖息地进行有效管理和保护。

地理信息服务的普及化与标准化
服务接口标准化
制定统一的地理信息服务接口标准，规范服务提 供方式，提高服务的互操作性和可扩展性。
服务内容多样化
针对不同领域和行业需求，提供定制化、专业化 的地理信息服务，满足用户个性化需求。
服务普及化
降低地理信息服务的门槛和成本，让更多的用户 能够享受到地理信息服务带来的便利和价值。
总结词
地理空间分析是GIS的核心应用之一，通过对地理数据的处理和分析，挖掘出隐 藏在数据背后的空间规律和关系。
详细描述
常见的地理空间分析方法包括空间查询、缓冲区分析、叠置分析、网络分析等。 这些方法可以帮助用户解决实际问题，如资源分配、选址分析、路径规划等。
地理信息系统软件介绍
总结词
GIS软件是实现GIS功能的重要工具， 不同的软件在功能、操作方式、数据 格式等方面存在差异。
地理空间数据可视化
总结词
可视化是GIS的重要功能之一，通过地图、图表等形式将地理信息呈现出来， 帮助用户更好地理解和分析空间数据。
详细描述
GIS支持多种可视化方式，包括地图制作、图表生成、三维渲染等。通过这些可 视化手段，用户可以直观地了解地理数据的分布、变化和关联，从而更好地进 行空间分析。
地理空间分析方法
详细描述
常见的GIS软件包括ArcGIS、QGIS、 GRASS GIS等。这些软件各有特点， 用户可以根据实际需求选择合适的软 件进行学习和使用。
03
空间分析原理与实践
空间分析基本概念
空间分析定义
空间分析是地理信息系统（GIS ）的核心功能之一，它利用地理 信息数据和相关算法，对地理现 象和空间数据进行处理、分析和
空间大数据的挑战与机遇

第一节 空间数据查询
4、 基于自然语言的查询
在查询语言中引入自然语言的概念。
如：查询高气温的城市：
Select Name
实
这里使用了一个自然语 言的概念，即“温度高”
From Cities Where Temperature is
现 过
high
程
将“自然语言”转换为“查询语言” Where Temperature 〉= 33. 75
Set Color Red Pattem Dashed
For Select Geometry from Road where Type=“Highway”)
第一节 空间数据查询
3、 可视化空间查询方法 将查询语言的元素用直观的图形或者符号表示。
可视化查询的语言元素
实
现
过
经过转换
程
可视化查询语句
优点：查询直观形象。 缺点：查询语言的元素数量较少，仅能进行有限的查询。
空间关系谓词：相邻：Adjacent；包含：Contain; 穿过：Cross; 在……之内：Inside； 缓冲区：Buffer
第一节 空间数据查询
2、基于空间查询语言(Spatial Query Language)的查询 对SQL进行扩充或改造，实现空间关系及空间运算操作的查询。 Egenhofer，在SQL上发展的空间结构化查询语言，提供6个显示参数。 如：空间查询例：查高速公路，并用红虚线表示。
102 101
103
104
标号
植被 面积
101
工业地 169
102
林地 122
103
农地 230
104
林地 100
基于属性（非空间）特征的查询

3、对数据的操作与分析 对GIS操作，可以使各类数据之间的关系以直 观的形式表现出来，这种形式可以是图形、地 图或表格。用户和决策者对操作结果进行判断 分析后，就可应用。
4、GIS的输出
将编辑好的GIS信 息在计算机显示 器的屏幕上显示， 或通过绘图仪、 打印机等输出。
二、地理信息系统与城市管理
• 1、 位置．即在某个地方有什么。 位置可以是地名、邮政编码或地理 坐标等：如在一个陌生城市。我们 可以利用它调出所在位置附近的地 图，查询目标地点。
• 2、条件．即符合某些条件的实体 在哪里：如在某个地区寻找面积不 小于l 000 M：的不被植被覆盖的。 且地质条件适合建大型建筑的区域。
• 3、趋势．即在某个地方发生的某 个事件及其随时间的变化过程。
• 4、模式．即在某个地方的空间实体 的分布模式。模式分析揭示了地理 实体之间的空间关系。
• 5、模拟. 即某个地方如果具备某种 条件会发生什么。通过模拟的，分 析现实的。
（二）地理信息系统的发展
地理信息系统最初为解决地理问题而出现，但现 在它已成为信息产业的一个重要组成部分。
1963年，加拿大测量学家首先提出“地理信 息系统”这一概念，并建立了世界上第一个 地理信息系统——“加拿大地理信息系统”， 用于自然资源的管理与规划。
1、地理数据的输入
将收集好的各种数据资料，经过分类和标准化 处理后，就可输入到计算机中。其中对图形数 据的输入，常用的方法的扫描纸质地图后进行 数字化处理。
纸质地图
扫描 图像处理 图像拼接
编辑与修改 矢量化 地图数字化过程
图像地址 匹配
图像剪裁
2、数据存储 采用“分层”技术，即将地图中的不同要素， 存储在不同的“层”中。将不同的“层”要 素进行重叠，就形成不同主题的地图。

数据
地理数据是GIS的核心要素，包括矢量数据、 栅格数据和卫星影像等。
人员
GIS需要专业人员来使用和管理系统，并进 行数据采集、分析和解释。
GIS数据类型和格式
1 矢量数据
矢量数据以点、线和面 等几何元素来表示地理 要素，如道路、建筑和 河流。
2 栅格数据
栅格数据以像素网格来 表示地理现象，如遥感 影像和数字高程模型。
优化资源开发方案，确保 资源的可持续利用。
地质灾害预警
预测地质灾害的发生概率 和影响范围，减少灾害损 失。
1 数据标准化
制定数据规范和标准，数据安全和权限
对数据进行验证和检查， 保证数据质量和准确性。
确保数据的安全性，并 控制用户对数据的访问 权限。
GIS的空间分析和数据挖掘
空间分析
利用GIS工具对空间关系和空间模式进行分析和 建模。
数据挖掘
通过在大量地理数据中发现模式和趋势来提取有 价值的信息。
3 生态系统保护
分析生态系统的空间格局和动态变化，促进生态保护和恢复。
GIS在交通和物流中的应用
交通管理
优化交通信号灯控制和路线规划，提高交通流效 率。
物流优化
分析货物流动和仓储布局，提升供应链效率。
GIS在地质勘探与资源开发中的应用
地质勘探
利用GIS技术评估矿产资 源分布，指导勘探工作。
资源开发
地理信息系统的应用课件
地理信息系统（GIS）是一种用于捕捉、处理、分析和可视化地理数据的工具。 本课件将介绍GIS的定义、发展概况以及其在不同领域中的应用。
GIS的基本构成和要素
硬件
GIS需要计算机、存储设备和用于数据采集 的传感器等硬件组成。
软件

53
采集、存储、管理、分析和描述________有关数
据的空间信息系统 ( )
①地球表面 ②地理分布 ③大气状况 ④宇
宙环境
A．①② B．③④ C．①④
D．②③
50
(2)灭火飞机在飞行过程中，主管人员可以通过地
理信息系统( )
①查询设备的位置 ②选择最佳转移线路 ③
模拟设备状态 ④输入天气信息
A．②③④
()
A．趋势分析
B．叠图分析
C．风险分析
D．模式分式
47
[解析] 该题主要考查地理信息系统在选址工 作流程中的应用。要找到最终选址位置，需要依据 选址条件依次做好各个图层分析，图中箭头说明了 叠图的整个过程。第(1)题，由最终选址的条件：适 宜的地质、低人口密度区、不接近主要道路、非生 态保护区，可以判断应选D；而汽车加油站和大型游 乐园都应接近主要道路，地下水天然下渗补给区应 该有较好的生态环境。第(2)题，由图可知，a为多 个图层信息的重合，即应用的是GIS的叠图分析功能。
件
显示地理数据
开发软件、GIS软件等
的功能
20
组成
用途
基础 地质、地貌、地 GIS 建立在地理数
数据 形数据等
据的基础上，数据
数据
规划、房地产、
专题
交通、环保、公
数据
用事业数据等
组织和处理是GIS 应用系统建设中的 关键环节
21
组成
用途
解决不同的问题，要使用不 解决各种实
应用 同的模型，如人口扩散模型、 际问题的数
(2)在“健康地图”的制作过程中，需要用 _扫__描__法___ 将纸质地图转化为数字地图。
30
(3)2011年5月1日，德国肠出血性大肠杆菌感 染疫情发生后，现在欧洲多个国家出现疫情。某人 利用健康地图查询该病例的分布状况，属于GIS工 作过程中的_操__作__与分析 环节。

22
不同透视面选择的全局趋势分析对比图 趋势分析过程中，透视面的选择应尽可能采样数据在透视面上的 投影点分布比较集中，通过投影点拟合的趋势方程才具有代表性， 才能有效反映采样数据集全局趋势。左图反映的趋势显然要比右图 要更为准确。
23
空间自相关及方向变异
空间自相关及方向变异分析和图面显示
左图所示，jsJDP2中 GDP采样值在空间基本不具有空间相
，再根据数据特点选择合适的模型。可用来揭 示数据对于常见模型的意想不到的偏离。
6
探索阶段基本分析工具
1. 直方图 2. Voronoi地图 3. QQPlot分布图 4. 趋势分析 5. 方差变异分析
7
1.直方图
直方图指对采样数据按一 定的分级方案（等间隔分级 、标准差分，等等）进行分 级，统计采样点落入各个级 别中的个数或占总采样数的 百分比，并通过条带图或柱 状图表现出来。
离群值的半变异/协方差函数云查找和图面显示
19
-Voronoi图查找局部离群值
用聚类和熵的方法生成的 Voronoi图可用来帮助识 别可能的离群值。熵值是 量度相邻单元相异性的指 标。通常，距离近的事物 比距离远的事物具有更大 的相似性。因此，局部离 群值可以通过高熵值的区 域识别出来。同样的原理， 聚类方法也可将那些与它 们周围单元不相同的单元 识别出来。
值包围，直方图上最右边被选中的一个柱状条即是该数据的 离群值，相应地，数据点层面上对应的样点也被刷光。但需 注意的是，在直方图中孤立存在或被一群显著不同的值包围 的样点不一定是离群值。
离群值的直方图查找和图面显示
18
-半变异/协方差函数云识别离群值
如果数据集中有一个异常高值的离群值，则与这个离群值形 成的样点对，无论距离远近，在半变异/协方差函数云图中都具 有很高的值。如下图所示，这些点可大致分为上下两层，对于上 层的点，无论位于横坐标的左端或右端（即无论距离远近）都具 有较高的值。刷光上层的一些点，右图是对应刷光的样点对。可 以看到，这些高值都是由同一个离群值的样点对引起的，因此， 需要对该点进行剔除或改正。

总结词
研究人口分布与经济活动的空间 关联性，分析经济发展对人口分 布的影响，为区域经济发展提供 决策支持。
4. 成果应用
将分析结果应用于区域经济发展 规划、城市规划和人口管理等领 域。
自然灾害风险评估与应急响应案例
1. 数据准备
收集地质、气象、历史灾害等 数据，建立灾害数据库。
3. 应急响应
根据风险评估结果，制定应急 预案和救援措施，优化资源配 置。
叠加分析
将不同图层进行叠加，通过比较 和组合不同图层的属性信息，进 行分类、统计和综合评价。
统计分析
利用统计学原理和方法，对空 间数据进行处理和分析，挖掘 空间数据的内在规律和特征。
03
空间数据查询与可视化
空间数据查询
空间数据检索
01
根据地理坐标、属性信息等条件，快速定位和获取相关空间数
据。
多源数据融合
栅格数据
混合数据
同时包含矢量数据和栅格数据的空间 数据类型，兼具矢量数据和栅格数据 的优点，能够更好地满足复杂空间分 析的需求。
以网格形式表示地理空间，每个网格 单元代表一定地理区域，数据结构简 单，易于处理和分析。
空间分析基本概念
01
02
03
空间关系
指地理实体之间的相对位 置关系、拓扑关系、距离 关系等，是空间分析的基 础。
在空间自相关分析中，需要构建空间权重矩阵，以描述区 域单元之间的空间关系，常用的空间权重矩阵包括邻接矩 阵、距离矩阵等。
空间分布特征分析
空间分布类型
空间分布特征分析用于描述地理现象的空间分布类型，包括集中 型、分散型、均衡型等，以揭示地理现象的空间分布规律。
空间分布指数
通过计算各种空间分布指数，如集中度、分散度、均衡度等，对地 理现象的空间分布特征进行定量描述。

选择合适的GIS软件
根据实际需求和预算，选择适合的GIS软件，并考虑软件的功能、 易用性、社区支持和可扩展性等因素。
GIS软件基本操作与数据处理
1 2 3
数据导入与格式转换
学习如何导入不同格式的地理空间数据，如 Shapefile、GeoJSON、KML等，以及如何进行 数据格式转换。
数据编辑与处理
市场分析
GIS技术可以帮助企业进行市场分析，了解消费者分布和消费习惯，为市场营销策略制定提供科学依 据。
04
GIS软件操作与实践
Chapter
GIS软件介绍与选择
GIS软件概述
GIS软件是地理信息系统的基础，用于处理、分析和可视化地理空 间数据。
常用GIS软件
介绍几种常用的GIS软件，如ArcGIS、QGIS、GRASS GIS等，以 及它们的特点和适用场景。
的应用场景。
空间分析技术
随着技术的发展，新的空间分析 技术不断涌现，如大数据分析、 云计算、人工智能等，为空间分
析提供了更多的可能性。
空间分析工具
常用的空间分析工具包括ArcGIS 、QGIS、GRASS GIS等，这些 工具提供了丰富的空间分析功能 和可视化界面，方便用户进行操
作。
03
GIS在各领域的应用
则由像素或格网组成。
空间数据处理
空间数据处理包括数据格式转换、 坐标系转换、数据融合、数据压缩 等，目的是提高数据质量和可用性 。
空间数据质量评估
为了确保空间分析结果的准确性， 需要对空间数据进行质量评估，包 括完整性、准确性、一致性等方面 的检查。
空间分析方法与技术
空间分析方法
常见的空间分析方法包括空间查 询、叠置分析、缓冲区分析、网 络分析等，每种方法都有其特定