第六章 空间查询与空间分析
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第6章空间分析6.1空间数据查询及量算查询和定位空间对象,并对空间对象进行量算是地理信息系统的基本功能之一,它是地理信息系统进行高层次分析的基础。
在地理信息系统中,为进行高层次分析,往往需要查询、定位空间对象,并用一些简单的量测值对地理分布或现象进行描述,比如长度、面积、距离和形状等。
实际上,空间分析首先始于空间查询和量算,它是空间分析的定量基础。
6.1.1空间查询空间查询是从现有的信息中检索出符合特定条件的信息的过程。
通过空间查询,GIS可以回答用户提出的简单问题。
查询操作不对数据库中的数据做任何改动,也没有任何新数据或新实体生成。
图形与属性的查询是空间查询中的两个基本部分,从这个角度出发,可以将空间查询分为三类:图形查询、属性查询与图形属性互查。
图形查询即通过图形查属性,是根据图形的空间位置来查询有关属性信息,包括实体之间的空间关系查询以及实体的属性信息查询等,称为图形查属性。
地理信息系统软件一般都会提供一个INFO工具,让用户利用光标,用点选、画线、矩形、圆以及不规则多边形等工具选中地物,显示所查询对象的属性列表,可进行有关统计分析。
该查询通常分为两步,首先借助空间索引,在地理信息系统数据库中快速检索出被选空间实体,然后根据空间实体与属性的连接关系,得到所查询空间实体的属性列表。
属性查询是根据一定的属性条件来查询满足条件的空间实体的位置,是基于实体的属性信息进行查询,称为属性查图形。
它与一般的非空间的关系数据库的SQL查询没有区别,只不过最后查询的结果需要再与图形关联起来,即查询到结果后,利用图形和属性的对应关系,进一步在图上用指定的显示方式将结果定位绘出。
例如在中国行政区划图上查询人口大于4000万且城市人口大于1000万的省有哪些。
图形属性互查就是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。
这种查询方式可以使空间信息和属性信息之间的联系得到更大的发挥,是实际生活中经常用到的查询。
第六章空间查询与分析6.1 空间数据的查询6.1.1空间数据查询的含义数据查询是GIS的一个重要功能,一般定义为:作用在GIS数据上的函数,它返回满足条件的内容。
查询是用户与系统交流的途径,是GIS用户最经常使用的功能,GIS用户提出许多问题都可以通过查询的方式解决,查询方法和范围在很大程度上决定了GIS的应用程度和应用水平。
目前,GIS中的空间查询大致可分为三类:针对空间关系的查询(查询一条公路途经的所有城镇)、针对非空间属性的查询(查询一个城市的人口数量)及结合空间关系和非空间属性的查询(查询距某条河流≥500 m、种植玉米且面积大于53 km2的土地利用单元)。
GIS的空间查询主要有四种方式:扩展关系数据库的查询语言(SQL)、可视化空间查询、超文本查询和自然语言空间查询。
6.1.2扩展关系数据库的查询语言(SQL)由于关系数据库具有严谨的数学基础和简洁的概念,在一般的事务性数据库中占有绝对的统治地位。
在关系数据库中,几乎所有的功能都由查询语言(SQL)实现,关系数据库的查询语言(SQL)作为一种工业标准被广泛使用。
SQL语句通常是由关系运算组合而成的,非常适合于关系表的查询与操作,但并不支持空间运算。
由于标准的SQL不支持空间概念,因此,不能进行空间数据的查询。
目前的空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的,即在数据库查询语言上加入空间关系查询。
为此需要增加空间数据类型(如点、线、面等)和空间操作算子(如求长度、面积、叠加等)。
在给定查询条件时也需含有空间概念,如距离、邻近、叠加等。
例如,“显示与价值超过60000的地块相交的土壤图”,可表示为:SELECI SOIL.MAPFROM SOIL, PARCELSWHERE VALUATION>60000 AND OVERLAY (SOILS, PARCELS)通过对标准SQL的扩展来实现空间数据查询的主要优点是:由于是在标准SQL基础上进行扩展的,因而保留了SQL的风格,便于熟悉SQL的用户掌握,通用性较好,易于与关系数据库连接。