地理信息系统空间分析的基本方法

第一章

1 地理信息的概念，特性？

定义：是指与研究对象的空间地理分布有关的信息,它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。

特性：

1）地域性：地理信息属于空间信息，位置的识别与数据相联系，它的这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。这是地理信息区别于其它类型信息的最显著标志；

2）多维结构：在二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的组合，为地理系统多层次的分析和信息的传输与筛选提供方便。

3）时序特征：时空的动态变化引起地理信息的属性数据或空间数据的变化。

可以按时间尺度将地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、

短期的（如江河洪水、秋季低温）中期的（如土地利用、作物估产）长期的（如城市化、水土流失）超长期的（如地壳变动、气候变化）

实时的GIS系统要求能及时采集和更新地理信息，使得地理信息具有现势性。

2 地理信息系统的概念

GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

3 GIS的构成

应用人员，GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户

软系统件，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统

硬件系统，各种设备-物质基础

数 据，系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础

应用模型，解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在

4 地理信息的基本功能和应用领域

a.数据采集与输入 b.数据编辑与更新 c.数据存储与管理 d.数据显示与输出

e 空间查询与分析 e1空间查询e2叠加分析e3缓冲区分析e4 网络分析e5 地形分析

第二章

1 地理实体的三个基本特征

a属性特征——用以描述事物或现象的特性，即用来说明“是什么”，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等

地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据收集、存储、管理、分析和展示于一体的综合性工具。其中，空间数据分析是GIS的核心功能之一，它帮助人们了解和解释地理现象，并为决策提供支持。本文将介绍地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程。

一、空间数据分析方法

1. 空间查询分析

地理信息系统中的空间查询分析是通过对地理空间数据进行查询和筛选，从而获取特定的空间信息。空间查询可以通过属性查询和空间关系查询实现。属性查询是基于地理空间数据的属性，在数据库中执行条件查询。空间关系查询是根据地理对象之间的空间关系，如相交、包含、邻近等进行查询分析。

2. 空间缓冲分析

空间缓冲分析是一种常用的地理信息系统中的空间分析方法，它以某一地理空间对象为中心，根据设定的缓冲距离，生成一系列缓冲区域。空间缓冲分析可以用于分析地理要素的覆盖范围、相互作用范围以及对环境的影响等。 3. 空间插值分析

空间插值分析是通过已知的点数据，推算未知地点的数值。它使用插值算法，根据给定的空间数据点，在空间上生成连续的表面。空间插值分析用于补充缺失数据、推算未来趋势以及对地理现象进行模拟和预测。

4. 空间聚类分析

空间聚类分析是通过对地理要素进行分类和聚类，揭示地理现象的空间集聚特征。它可以帮助我们发现空间上的热点区域、人口分布密度等。常用的空间聚类分析方法有基于密度的聚类方法和基于网格的聚类方法。

5. 空间统计分析

空间统计分析是通过计算地理要素的空间分布和相互关系，揭示地理现象的统计特征。它可以帮助我们理解地理数据的空间相关性、局部差异性和空间自相关性等。常用的空间统计分析方法包括空间自相关分析、热点分析和空间回归分析等。

二、空间数据分析使用教程

1. 数据准备

在进行空间数据分析之前，首先需要对数据进行准备。这包括收集和整理地理空间数据，将其转换为GIS所支持的数据格式，如shapefile、GeoJSON等。还需要对数据进行清洗和预处理，确保数据的质量和完整性。

地理信息系统原理与应用复习参考资料muerly@

- 1 - 地理信息系统原理与应用课程考试大纲

11、、 数数据据与与信信息息的的概概念念以以及及两两者者的的关关系系

数据定义：人类在认识世界和改造世界过程中，定性或定量对事物和环境描述的直接或间接原始记录，是一种未经加工的原始资料。（存在形式：数据以多种方式和存储介质存在，如数字、文字、符号、图像等；如记录本、地图、胶片、磁盘等。数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。是现实世界在人们头脑中的反映。）

信息定义： 以文字、数据、符号、声音、图像等形式记录下来进行传递和处理,为人们的生产、建设、管理等提供依据。

数据与信息两者关系：数据是信息的表达与载体，信息是数据的内涵和对数据的解释，是形与质的关系。

2、 信息的特性

客观性：任何信息都是与客观事实相联系；适用性：对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息；传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输；共享性：信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失。

3、 地理数据的概念和特征

概念：各种地理特征和现象间关系的数字化表示。特征：地理数据具有空间分布性、数据海量性、载体多样性和位置与属性对应性等特征。

4、 地理信息的概念和特征

概念：是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，是对地理数据的解释。特征：空间相关性、空间区域性、空间多样性和空间层次性。

5、 地理信息系统定义

不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的定义。

在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

6、 地理信息系统基本特征

数据的空间定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力

7、 地理信息系统外延

GIS是计算机、测绘、地理等学科的综合体，

实 验 报 告 书

（验证性实验）

题 目 网络分析

成 绩

姓 名

专业班级

学 号

指导教师

日 期 2011 年 5 月 27 日

1． 实验目的：学会使用Arcview软件对两个图层求交集、并集、补集、等操作，进一步熟悉数据的融合、属性表数据的合并、分割等。学会对图像进行网络分析，求最佳路径、服务半径等。

2． 实验准备工作：

3． 实验步骤：

第一步：对两个图层求交集并集等。首先，创建一个面的新图层，用直线切割成四个区域，打开属性表，将四个区域命名为青岛，黄岛，蓝岛，红岛，并保存。然后，用这个图层个美国地图求交集。图为两种形式求交集。

去掉分割线求交集 保留分割线求交集

第二步：1、修改属性表使图像融合。打开之前创建的图层，将其分割为八个区域，打开它的属性表，将每两个不同的区域改为相同的名称，并保存。打开GeoProcessing选项，选择“Dissolve”，将该图层中具有相同名称的区域融合为一个区域。如此，便将两个属性相同区域中间的分界线去掉了。操作前后，如图所示：

2、将美国和加拿大合并成北美洲。如图，选择GeoProcessing下面的第二个选项，将二者拼接在一起。将二者合在一起后会发现它们的属性表数据也被合并在了一起，这样方便查询。

第三步：空间网络分析。打开Network下的全部文件，1,、寻找服务半径，用图标在图上选择若干点，设定服务半径，服务区域便可在图上显示。