地理信息系统中的空间数据挖掘研究

第ｌ７卷第４期　２００７年４月　计算机技术与发展　ＣＯＭＰＵＴＥＲ　ＴＥＣＨＮ０【　ＧＹ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　Ｖ０１．１７　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．　２００７　基于邻接关系的空间数据挖掘技术的研究　张楠　，一，王子牛　，２一，刘　念　，２　（１．贵州大学多媒体与信息安全实验室，贵州贵阳５５０００３；　２．贵州大学信息工程学院，贵州贵阳５５０００３；　３．贵州大学信息化管理中心，贵州贵阳５５０００３）　摘要：随着现代科学技术的迅速发展，复杂多变的空间数据日益膨胀，远远超出人们的解译能力，迫切地需要数据挖掘　和知识发现为其提供知识。文中从空间数据挖掘的基本概念出发，详细阐述了空间数据的特点、空间邻接关系及其相关　操作，并针对空间邻接关系给出了几种典型的空间数据挖掘方法。　关键词：查间数据挖掘；地理信息系统；邻接关系　中图分类号：ＴＰ３１１．１３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—６２９ｘ（２００７）０４—０１５４—０４　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｓｐａｔｉａｌ　Ｄａｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ　Ｒｅｌａｔｉｏｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｎａｎ　，一，ＷＡＮＧ　Ｚｉ—ｎｉｕ　，　，一，ＬＩＵ　Ｎｉａｎ　，　（１．Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　Ｌａｂ．，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖ．，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖ．，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖ．，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆｍｏｄｅｒｎ　ｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓ　ａｍｏｕｎｔｓｏｆ　ｓｐａｔｉａｌ　ａｎｄ　ｎｏｎ—ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｓｔｏｒｅｄｉｎｌａｒｇｅ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａｂａｓｅ（ＳＤＢ）．Ｔｈｅｓｅ　ａｒｅｆａｒ　ｂｅｙｏｎｄｔｈｅｈｕｍａｎ　ａｂｉｌｉｔｙｔｏｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｎｄａｎａｌｙ∞ｏｆｔｈｅｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｄｌｙ　ｉｎ　ｎｅｅｄ　ｏｆ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ　ｍｉｎｉｎｇ（ＳＤＭ）ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ．Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＳＤＭ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ，　ｓｐａｔｉａｌ　ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｐａｔｉａｌ　ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ　ｒｅｌａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ￣ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ　ｍｉｎｉｎｇ；ｇｅｏｇｒａｐｈｙ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　Ｏ引　言　空间数据库含有空间数据和非空间数据，空间数　据主要是地表在地理信息系统中的二维投影，非空间　数据则是除空间数据以外的一切数据。随着对地观　测、获取设备的迅速发展，空间数据资源日益丰富。然　而，数据资源中蕴含的知识远远没有得到充分的挖掘　和利用，导致“空问数据爆炸，但空间知识贫乏”；同时，　要求用户详细分析这些数据并提取感兴趣的知识或特　征是不现实的。因此，从空间数据库中自动地挖掘知　识，寻找数据库中不明确的、隐含的知识，空间关系或　其它模式，即空间数据挖掘技术就显得越来越重要。　收稿日期：２００６一Ｏ７一Ｏ３　基金项目：国家教育部“春晖计划”科研项目基金（Ｚ２００４１５２０１６）；贵　州大学“２１１工程”重点建设项目基金（２００５）　作者简介：张楠（１９７９一），男，山东烟台人，硕士研究生，研究方向　为Ｒｏｕｇｈ　Ｓｅｔ理论、数据挖掘；王子牛，教授，研究方向为数据挖掘、　软件工程及网络技术。　空间数据挖掘（Ｓｐａｔｉａｌ　Ｄａｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ，简称ＳＤＭ），　是指从空间数据库中抽取隐含的知识、空间关系或非　显式地存储在空问数据库中的有意义的特征或模　式ｕ，２】。这种技术可用于发现空间数据与非空间数据　问的关系、构建空问知识库、优化查询、重组空间数据　库和获取简明的总体特征等方面，它在ＧＩＳ、遥感、图　像数据库、医疗影像处理、机器人导航等领域具有广阔　的应用前景。　１空间数据的特点　空问对象具有空间位置和距离属性，并且距离邻　近的对象之问存在一定的相互作用，因此空间数据之　间的关系更为复杂（不仅多了拓扑关系、方位关系，而　且度量关系还与空间位置和对象问的距离有关），与其　它类型的数据之间存在明显的差异。　空间数据具有如下复杂性特点　２　Ｊ：　

基于ArcGIS进行地理空间数据分析与可视化

地理空间数据分析与可视化是利用ArcGIS等地理信息系统（GIS）软件进行地理数据处理和展示的重要工作。通过这种方法，可以对地理空间数据进行深入分析，揭示数据背后的潜在模式和关联性，并将结果以可视化方式呈现出来，使得数据更易于理解和应用。

一、ArcGIS概述

ArcGIS是由美国Esri公司开发的一款功能强大的GIS软件，其中包括ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox三个主要组件。ArcMap用于地图制作和数据分析，ArcCatalog用于组织和管理地理数据，ArcToolbox提供了多种地理数据处理工具。ArcGIS具有广泛的功能和应用领域，包括地理空间数据的采集、整理、存储、分析和可视化等。

二、地理空间数据采集与整理

地理空间数据采集是地理空间数据分析与可视化的基础。通过各种手段（如全球定位系统、卫星遥感技术等）获取地理数据，并将其整理成适合ArcGIS处理的格式。这包括数据清洗、几何修正、属性标准化等过程。正确、完整和高质量的地理数据对后续的分析和可视化具有重要意义。 三、地理空间数据分析

地理空间数据分析是ArcGIS最重要的功能之一。ArcGIS提供了强大的分析工具，可以对地理空间数据进行多维度的统计和空间分析。其中，统计分析包括数据聚合、分布分析、相关分析等；空间分析包括缓冲区分析、叠加分析、路径分析等。通过这些工具，用户可以从地理空间数据中提取有价值的信息，并进行深入的数据挖掘和研究。

四、地理空间数据可视化

地理空间数据可视化是将数据以图形化方式呈现出来，以便用户更好地理解和应用数据。ArcGIS提供了多种可视化方式，包括2D和3D地图展示、图表制作、热力图分析等。这些工具使得用户可以直观地观察和比较地理空间数据的特征和变化趋势，帮助他们更好地分析和决策。

五、地理空间数据分析与可视化的应用领域

地理空间数据分析与可视化广泛应用于各个领域。例如，城市规划领域可以利用ArcGIS分析各种基础设施的空间分布和覆盖范围，以支持城市设计和建设；环境保护领域可以通过ArcGIS分析地表水质量、植被覆盖和气候变化等因素对生态环境的影响；交通运输领域可以利用ArcGIS分析交通流量、道路拥堵状况和优化路线等问题。通过地理空间数据分析与可视化，可以为各个领域的决策提供科学依据和决策支持。

地理空间信息工程专业调查报告

1. 简介

地理空间信息工程专业是目前在地理信息领域中最重要的学科之一。本调查报告旨在了解地理空间信息工程专业的相关情况，包括专业概况、课程设置以及就业前景等方面的内容。

2. 专业概况

地理空间信息工程专业是一门涉及地理信息科学、遥感技术、地理测量及定位技术等多个学科的交叉学科。该专业致力于研究地理信息的获取、处理、分析和应用，培养具备地理信息系统设计与开发、遥感图像处理与分析、地理空间数据挖掘与可视化等能力的专业人才。

3. 课程设置

地理空间信息工程专业的课程设置主要包括以下几个方面：

3.1 地理信息科学

• 地理信息系统原理与应用

• 地理信息数据获取与处理

• 空间数据库与数据挖掘

• 地理空间分析与建模 3.2 遥感技术

• 遥感原理与技术

• 遥感影像处理与分析

• 遥感监测与测绘

3.3 地理测量与定位技术

• 地理测量与导航

• 基于地理位置的服务与应用

• 地理信息工程实践

4. 就业前景

地理空间信息工程专业毕业生具备地理信息系统、遥感技术、地理测量与定位技术等方面的专业知识和技能，具有丰富的实践经验。随着经济和科技的发展，地理空间信息工程专业的就业前景较为广阔，包括以下几个方面：

• 政府机关和相关部门：地理空间信息工程专业毕业生可以从事地理信息系统的设计与开发、遥感图像的处理与分析等工作。

• 企事业单位：地理空间信息工程专业毕业生可以在地图制作、测绘与导航、位置服务等领域找到就业机会。

• 科研院所和高校：地理空间信息工程专业毕业生可以从事科研工作或者从事相关专业的教学工作。 5. 结论

地理空间信息工程专业是地理信息领域中具有广阔就业前景的专业之一。通过对该专业的调查研究，我们了解到地理空间信息工程专业的概况、课程设置以及就业前景等关键信息。希望此报告能够对有意向选择地理空间信息工程专业的学生有所帮助。

以上为地理空间信息工程专业调查报告的内容摘要，更详细的信息需进一步调查研究后方可提供。

第２７卷第ｌ７期　

Ｖｏ１．２７　ＮＯ．１７　计算机工程与设计　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　２００６年９月　

Ｓｅｐｔ．２００６　

城市地下管网ＧＩＳ中的空间数据挖掘模型设计　

崔　阳，　王　华　

（首都师范大学信息工程学院，北京ｌ０００３７）　

摘　要：ＧＩＳ在城市地下管网中的广泛应用导致了管网数据库中数据量的急剧增长。为提高城市地下管网的管理水平，更好　

地从管网数据库中采集有价值的知识，将空间数据挖掘技术运用到地下管网ＧＩＳ系统是一种行之有效的方法。介绍ＧＩＳ和　

空间数据挖掘结合的必要性，分析了基于空间数据仓库实施空间数据挖掘的理论依据，给出了一个实用的城市地下管网　

ＧＩＳ空问数据挖掘模型。该模型可有效地在管网ＧＩＳ中实现挖掘功能，使ＧＩＳ具备一定的智能化特征。　

关键词：地下管网；地理信息系统；空间数据仓库；空间数据挖掘　

中图法分类号：ＴＰ３１１　１３　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—７０２４（２００６）１７—３１９３—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ　ｍｉｎｉｎｇ　ｉｎ　ＧＩＳ　ｏｆ　ｃｉｔｙ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　

ＣＵＩ　Ｙａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｈｕａ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃａｐｉｔａｌ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｗｉｄｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＧＩＳ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　ｉｎ　ｃｉｔｙ　ｌｅａｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｎ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　ｄａｔａｂａｓｅｓ．Ａｐｐｌｉｅｄ　

ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ＧＩＳ　ｏｆ　ｃｉｔｙ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　ｉｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｈａｔ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｌｅｖｅｌ