地理信息系统叠置分析
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数据处理及矢量数据的叠置分析
数据处理及矢量数据 的叠置分析
目录
• 引言 • 数据处理基础 • 矢量数据处理 • 矢量数据的叠置分析 • 案例分析与实践 • 结论与展望
01
引言
主题简介
数据处理
数据处理是指对数据进行收集、整理、存储、检索、传输 和利用的过程，旨在提取有用的信息并应用于实际场景。
矢量数据
矢量数据是一种基于几何对象的数据表示方法，包括点、 线、面等几何要素，具有数据精度高、信息量大的特点。
多重叠置
多重叠置是将多个矢量数据层进行多次叠加，以揭示更复杂的空间关系。多重叠置可以用 于分析不同地理要素之间的层次结构和网络关系。
叠置分析的应用场景
城市规划
灾Hale Waihona Puke 预警在城市规划中，可以通过叠置分析来 研究不同土地利用类型之间的空间关 系和相互影响，为城市规划和土地利 用提供决策支持。
在灾害预警中，可以通过叠置分析来 研究不同灾害风险因素之间的相互影 响和关联，为灾害预警和减灾提供决 策支持。
数据转换
将数据转换为适合分析的格式 或类型，如将分类变量转换为 虚拟变量。
数据集成
将多个来源的数据整合到一个 统一的数据集中，解决数据孤 岛问题。
数据归一化
将数据缩放到特定的范围或标 准，如将数据归一化到0-1之间
。
03
矢量数据处理
矢量数据概念
矢量数据
以几何对象为表示形式的地理数据，包括点、线、面等基本元素。
环境保护
在环境保护中，可以通过叠置分析来 研究不同生态系统和环境要素之间的 相互影响和关联，为环境保护和可持 续发展提供决策支持。
05
案例分析与实践
案例一：地理信息系统中的叠置分析
总结词
目录
• 引言 • 数据处理基础 • 矢量数据处理 • 矢量数据的叠置分析 • 案例分析与实践 • 结论与展望
01
引言
主题简介
数据处理
数据处理是指对数据进行收集、整理、存储、检索、传输 和利用的过程，旨在提取有用的信息并应用于实际场景。
矢量数据
矢量数据是一种基于几何对象的数据表示方法，包括点、 线、面等几何要素，具有数据精度高、信息量大的特点。
多重叠置
多重叠置是将多个矢量数据层进行多次叠加，以揭示更复杂的空间关系。多重叠置可以用 于分析不同地理要素之间的层次结构和网络关系。
叠置分析的应用场景
城市规划
灾Hale Waihona Puke 预警在城市规划中，可以通过叠置分析来 研究不同土地利用类型之间的空间关 系和相互影响，为城市规划和土地利 用提供决策支持。
在灾害预警中，可以通过叠置分析来 研究不同灾害风险因素之间的相互影 响和关联，为灾害预警和减灾提供决 策支持。
数据转换
将数据转换为适合分析的格式 或类型，如将分类变量转换为 虚拟变量。
数据集成
将多个来源的数据整合到一个 统一的数据集中，解决数据孤 岛问题。
数据归一化
将数据缩放到特定的范围或标 准，如将数据归一化到0-1之间
。
03
矢量数据处理
矢量数据概念
矢量数据
以几何对象为表示形式的地理数据，包括点、线、面等基本元素。
环境保护
在环境保护中，可以通过叠置分析来 研究不同生态系统和环境要素之间的 相互影响和关联，为环境保护和可持 续发展提供决策支持。
05
案例分析与实践
案例一：地理信息系统中的叠置分析
总结词
地理信息系统叠置分析 ppt课件
应用：地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图 像处理等领域
地理信息系统叠置分析
例：利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量 已知：土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、
坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数
地理信息系统叠置分析
土壤侵蚀量的大小是 降雨(R)、植被覆度 (C)、坡度(S)、坡长 （L）、土壤抗蚀性 (SR)等因素的函数
食 虫
鸣
禽
选
择
高
质
量
的
栖
息
地
地理信息系统叠置分析
视觉信息的叠加是将不同层面的信息叠加显示在结 果图件或屏幕上，它不产生新的数据层面，只是将 多层信息复合显示，以便研究者判断其相互关系， 获得更为丰富的空间关系。地理信息系统中视觉信 息的叠加包括以下几类：
面状图、线状图和点状图之间的复合； 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界
地理信息系统叠置分析
例：有土壤厚度（大于50厘米和其他）和土壤类型 （红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算 结果如下：
AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为 红壤的土壤单元显示出来；
OR关系：结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红 壤的土壤单元显示出来；
XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红 壤的土壤单元显示出来；
地理信息系统叠置分析
（二）叠置分析的条件：
区域一致 数据能够有效匹配（投影、比例尺等） 分析模型与分析数据一致 误差及处理方法
地理信息系统叠置分析
叠加生成 的 碎屑多边形
T1 时刻多边形
T2 时刻多边形
多边形叠加结果
多边形叠加产生碎屑多边形
地理信息系统叠置分析
地理信息系统叠置分析
例：利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量 已知：土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、
坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数
地理信息系统叠置分析
土壤侵蚀量的大小是 降雨(R)、植被覆度 (C)、坡度(S)、坡长 （L）、土壤抗蚀性 (SR)等因素的函数
食 虫
鸣
禽
选
择
高
质
量
的
栖
息
地
地理信息系统叠置分析
视觉信息的叠加是将不同层面的信息叠加显示在结 果图件或屏幕上，它不产生新的数据层面，只是将 多层信息复合显示，以便研究者判断其相互关系， 获得更为丰富的空间关系。地理信息系统中视觉信 息的叠加包括以下几类：
面状图、线状图和点状图之间的复合； 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界
地理信息系统叠置分析
例：有土壤厚度（大于50厘米和其他）和土壤类型 （红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算 结果如下：
AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为 红壤的土壤单元显示出来；
OR关系：结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红 壤的土壤单元显示出来；
XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红 壤的土壤单元显示出来；
地理信息系统叠置分析
（二）叠置分析的条件：
区域一致 数据能够有效匹配（投影、比例尺等） 分析模型与分析数据一致 误差及处理方法
地理信息系统叠置分析
叠加生成 的 碎屑多边形
T1 时刻多边形
T2 时刻多边形
多边形叠加结果
多边形叠加产生碎屑多边形
地理信息系统叠置分析
地理信息系统_第5章第2节_空间叠合分析详解
1
3B
5B
降雨量
土壤类型
适宜农作物
基于栅格数据的叠合分析
基于栅格数据的叠合分析
栅格叠合分析的条件：162 栅格土壤抗蚀图
降雨量图
植被覆度图
E F ( R, C, S , L, SR )
侵蚀量图
土壤侵蚀多因子函数运算复合分析示意图
空间数据的集合分析
2.2.1 基于矢量数据的叠合分析：参与分析的两个 图层的要素均为矢量数据。数据存储量小，但运算过 程比较复杂。 2.2.2 基于栅格数据的叠合分析：参与分析的两个 图层的要素均为栅格数据。数据存储量大，但运算过 程比较简单。
基于矢量数据的叠合分析
2 4 3 5 A B 2B 1B
1A 3A 2A 4A 4B
1 2 3 3 1
B C C A C
A
2 3
B
C A
4
1
3 5
B
2
4 5
实例
2.1.3 多边形与多边形的叠加分析
多边形与多边形的叠加是指将两个不同图层的多边形 要素叠合，产生新的多边形要素，以解决地理变量的多准 则分析、区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态变化
分析、区域信息提取等。
叠合后产生输出新图层的属性信息与原多边形的继承 关系，要根据叠加的不同方式而定。
多边形的属性信息一起赋给新弧段（建立弧段（原线）与多边
形的归属关系）。 叠加的结果产生一个新的数据层面——每条线被它穿过
的多边形打断成新弧段图层，同时，产生一个相应的属性数据
表记录原线和多边形的属性信息。
叠加结果：产生新弧段，改变线属性内容 P160
3 2
1
C
线 号 1
原 线 号
地理信息系统实习五叠加分析
第七讲：实习五、多层面叠合分析一、目的多层面叠合分析是空间数据分析的基本方法，包括栅格数据的信息复合分析与矢量数据的叠置分析。
（1）栅格数据信息复合分析：有时也称为栅格数据的叠置分析,它是指不同层面的栅格数据逐网格按一定的数学法则或逻辑判断进行运算,从而得到新的栅格数据系统的方法。
视觉信息复合是将不同专题的内容叠加显示在结果图件上，以便系统使用者判断不同专题地理实体的相互空间关系，获得更为丰富的信息。
地理信息系统中视觉信息复合包括以下几类：(1) 面状图、线状图和点状图之间的复合；(2) 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界之间的复合；(3) 遥感影像与专题地图的复合；(4) 专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图；(5) 遥感影像与DEM复合生成真三维地物景观。
（2）矢量数据的叠置分析：根据叠加的矢量数据类型的不同，分为点与多边形的叠置、线与多边形的叠置、多边形叠置三种。
多边形叠置分析也称为Polygon-on-polygon 叠置，它是指同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置。
参加叠置分析的两个图层应都是矢量数据结构。
若需进行多层叠置，也是两两叠置后再与第三层叠置，依次类推。
其中被叠置的多边形为本底多边形，用来叠置的多边形为上覆多边形，叠置后产生具有多重属性的新多边形。
其基本的处理方法是，根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析。
其中，前者叫做地图内容的合成叠置(图6-11)，后者称为地图内容的统计叠置（图6-12）。
合成叠置的目的，是通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域。
或者按照确定的地理指标，对叠置后产生的具有不同属性的多边形进行重新分类或分级，因此叠置的结果为新的多边形数据文件。
统计叠置的目的，是准确地计算一种要素(如土地利用)在另一种要素(如行政区域)的某个区域多边形范围内的分布状况和数量特征(包括拥有的类型数、各类型的面积及所占总面积的百分比等等)，或提取某个区域范围内某种专题内容的数据。
地理信息系统叠置分析
NOT:如结果是将土层厚度大于50厘米，但土壤不是 红壤的土壤单元显示出来；
三 缓冲区分析（Buffer Wizard）
（一）概念
缓冲区：空间实体的一种影响范围或服务范围。 实质：给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，
邻域的大小由领域半径R来确定。 缓冲分析过程：
1.建立缓冲区图层 2.与其他图层叠加进行分析
之间的复合； 遥感影像与专题地图的复合； 专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图； 遥感影像与DEM复合生成真三维地物景观
TIN 与遥感影像的叠加
2.点与多边形叠置
计算多边形对点的包含关系。通过点与多边形叠加， 可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分 点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性 信息。
布尔逻辑运算
例：有土壤厚度（大于50厘米和其他）和土壤类型 （红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算 结果如下：
AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为 红壤的土壤单元显示出来；
OR关系：结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红 壤的土壤单元显示出来；
XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红 壤的土壤单元显示出来；
应用：地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图 像处理等领域
例：利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量 已知：土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、
坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数
土壤侵蚀量的大小是 降雨(R)、植被覆度 (C)、坡度(S)、坡长 （L）、土壤抗蚀性 (SR)等因素的函数
例如：1.查询各省有多少种矿产，产量有多少？ 2.指定类型的矿产在哪些省里有分布？
2.点与多边形叠置
1.叠加分析，一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产 分布图（点），
三 缓冲区分析（Buffer Wizard）
（一）概念
缓冲区：空间实体的一种影响范围或服务范围。 实质：给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，
邻域的大小由领域半径R来确定。 缓冲分析过程：
1.建立缓冲区图层 2.与其他图层叠加进行分析
之间的复合； 遥感影像与专题地图的复合； 专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图； 遥感影像与DEM复合生成真三维地物景观
TIN 与遥感影像的叠加
2.点与多边形叠置
计算多边形对点的包含关系。通过点与多边形叠加， 可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分 点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性 信息。
布尔逻辑运算
例：有土壤厚度（大于50厘米和其他）和土壤类型 （红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算 结果如下：
AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为 红壤的土壤单元显示出来；
OR关系：结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红 壤的土壤单元显示出来；
XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红 壤的土壤单元显示出来；
应用：地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图 像处理等领域
例：利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量 已知：土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、
坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数
土壤侵蚀量的大小是 降雨(R)、植被覆度 (C)、坡度(S)、坡长 （L）、土壤抗蚀性 (SR)等因素的函数
例如：1.查询各省有多少种矿产，产量有多少？ 2.指定类型的矿产在哪些省里有分布？
2.点与多边形叠置
1.叠加分析，一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产 分布图（点），
叠置分析
-
3 3
=
-1 0
（三）基于栅格数据的叠置分析（Raster Data） 4.区域变换方法
指在计算新图层相应的属性值时，不仅与原图层对应 的栅格的属性值有关，而且要顾及原图层所在区域的集合 特征（区域长度、面积、周长等）。
（三）基于栅格数据的叠置分析（Raster Data）
5.邻域变换方法
指在计算新图层相应的属性值时，不仅考虑原图层对 应的栅格及其属性，而且还应顾及与该栅格相关联的邻域 或者影响半径内的栅格属性值的影响。
实例分析（Example）
1987年香日德绿洲区土地利用现状图
1999年香日德绿洲区土地利用现状图
实例分析（Example）
1987年香日德绿洲区 土地利用现状图
1999年香日德绿洲区 土地利用现状图
小结（Example）
空 间 叠 置 分 析
叠置分析概述
叠置分析的定义
视觉信息复合
叠置分析类型
name
C
point
A B
C
poly
A B C
进德小区 阳光小区 花园小区
1 2 3,4
（二）基于矢量数据的叠置分析（Vector Data）
某行政区划内有多少个乡镇？
（二）基于矢量数据的叠置分析（Vector Data）
2.线与多边形叠置 线与多边形的叠置，是比较线上坐标与 多边形坐标的关系，判断线是否落在多 边形内。
一、空间叠置分析的定义
基本概念（Basic Conception）
空间叠置分析是指在 统一空间参照系统条件 下，将同一地区两个或 两个以上图层进行叠 合，以建立地理对象之 间的空间对应关系， 或产生空间区域的多重 属性特征。
叠置分析
线与多边形叠加结果
产生了一个新的数据层面，每条线被它穿过的多边 形打断成新弧段图层，同时产生一个相应的属性数 据表记录原线和多边形的属性信息。
线与多边形叠加的应用
根据叠加的结果可以确定每条弧段落在哪个多边形 内，可以查询指定多边形内指定线穿过的长度。
例如：
如果线状 图层为河 流
多边形将穿过它 的所有河流打断 成弧段 与多边形叠加
注意：视觉信息叠加不产生新的数据层面， 只是将多层信息复合显示，便于分析。
§2-2 点与多边形叠加
原理： 1）点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的 包含关系。
2）在完成点与多边形的几何关系计算后，还要进行属 性信息处理。 最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点 上； 也可以将点的属性叠加到多边形上，用于标识该多 边形； 如果有多个点分布在一个多边形内的情形时，则要 采用一些特殊规则，如将点的数目或各点属性的总和等 信息叠加到多边形上。
¢ ²
£ Á ± ô ¼ Á · ö ä Ê È ë Í » ² ã Ä Ë µ ù Ð Ó ¶ à ß ±Ð Î
þ ¹ µ Í
Ò Ê Ô ä ë È Í » ² ã ª Î ¼ ç £ ¬ £ Á ± ô ± ß ç ¼ Ä Ú Á ¼ ö · ¶ à ß Ð ± Î µ Ä Ë ù Ð Ó ¶ à ± ß Î Ð
注意：由于矢量结构的有限精度原因，几 何对象不可能完全匹配，叠加结果可能会出 现一些碎屑多边形（Silver Polygon），如 图所示。通常可以设定一模糊容限以消除它。
叠加生成 碎屑多边形 的
T1 时刻多边形
T2 时刻多边形
多边形叠加结果
多边形叠加产生碎屑多边形
b. 属性分配过程：最典型的方法是将输入图层 对象的属性拷贝到新对象的属性表中，或把输入图 层对象的标识作为外键，直接关联到输入图层的属 性表。 注意：这种属性分配方法的理论假设是多边形 对象内属性是均质的，将它们分割后，属性不变。 也可以结合多种统计方法为新多边形赋属性值。
地理信息系统-第5章第2节-空间叠合分析详解PPT课件
3A
3B
5B
降雨量
土壤类型
.
适宜农作物
31
基于栅格数据的叠合分析
.
32
基于栅格数据的叠合分析
栅格叠合分析的条件：162 栅格叠合分析的结果： 方法：
.
33
.
34
实例
坡度图 坡长图
土壤抗蚀图
降雨量图
植被覆度图
EF (R ,C ,S,L ,S R)
侵蚀量图
土壤侵蚀多因子函数运算复合分析示意图
.
35
叠置的结果是为每点产生一个新的属 性。例如，水井点位与规划区叠加，可找 到包含每个井的区域。
叠加结果：改变点属性内容 P159
1
23
4
56
点 名 编 功 所属 号 称 码 能 辖区
1
A
2
C
A
C
3
C
B
4
B
C
A1
23
5
B
4
56
6
B
B
.
8
实例
.
9
2.1.2 线与多边形叠加
实质上是比较线（弧段）上坐标与多边形坐标的关系，判 断线是否落在多边形内。
.
14
Union合并:输出层为保留原来两个输入图层的所有多边形
输入层
操作层
输出层
.
15
.
16
Intersect相交:输出层为保留原来两个输入图层的公共多边形
.
17
.
18
Identity识别:输出层为保留以其中一输入图层为控制 边界之内的所有多边形
.
19
.
20
Erase擦除:输出层为保留以其中一输入图层为控制边界之外 的所有多边形
3B
5B
降雨量
土壤类型
.
适宜农作物
31
基于栅格数据的叠合分析
.
32
基于栅格数据的叠合分析
栅格叠合分析的条件：162 栅格叠合分析的结果： 方法：
.
33
.
34
实例
坡度图 坡长图
土壤抗蚀图
降雨量图
植被覆度图
EF (R ,C ,S,L ,S R)
侵蚀量图
土壤侵蚀多因子函数运算复合分析示意图
.
35
叠置的结果是为每点产生一个新的属 性。例如，水井点位与规划区叠加，可找 到包含每个井的区域。
叠加结果：改变点属性内容 P159
1
23
4
56
点 名 编 功 所属 号 称 码 能 辖区
1
A
2
C
A
C
3
C
B
4
B
C
A1
23
5
B
4
56
6
B
B
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8
实例
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9
2.1.2 线与多边形叠加
实质上是比较线（弧段）上坐标与多边形坐标的关系，判 断线是否落在多边形内。
.
14
Union合并:输出层为保留原来两个输入图层的所有多边形
输入层
操作层
输出层
.
15
.
16
Intersect相交:输出层为保留原来两个输入图层的公共多边形
.
17
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18
Identity识别:输出层为保留以其中一输入图层为控制 边界之内的所有多边形
.
19
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Erase擦除:输出层为保留以其中一输入图层为控制边界之外 的所有多边形
空间叠加分析(报告)
空间叠加分析(报告)目录空间叠加分析(报告) (1)引言 (1)研究背景 (1)研究目的 (2)研究意义 (3)空间叠加分析的概念和原理 (4)空间叠加分析的定义 (4)空间叠加分析的基本原理 (5)空间叠加分析的应用领域 (6)空间叠加分析的方法和步骤 (6)数据准备 (6)空间数据叠加方法 (7)空间数据叠加步骤 (8)空间叠加分析的案例研究 (9)案例背景介绍 (9)数据收集和准备 (10)空间叠加分析的具体步骤 (11)结果分析和讨论 (12)空间叠加分析的优缺点 (13)优点 (13)缺点 (13)发展趋势 (14)结论 (15)主要研究成果 (15)存在问题和改进方向 (16)引言研究背景空间叠加分析是地理信息系统（GIS）中的一种重要分析方法，它通过将不同的空间数据叠加在一起，以揭示地理现象之间的关联和相互作用。
随着GIS技术的不断发展和应用，空间叠加分析在地理学、城市规划、环境科学等领域中得到了广泛的应用和研究。
在过去的几十年里，人类社会的快速发展和城市化进程导致了大量的土地利用变化和环境问题。
为了更好地理解和解决这些问题，研究人员开始将GIS技术引入到空间分析中。
空间叠加分析作为GIS技术的核心功能之一，可以帮助我们更好地理解和解释地理现象之间的关系。
空间叠加分析的研究背景可以从以下几个方面来阐述：首先，随着城市化进程的加速，城市土地利用变化成为一个重要的研究领域。
通过空间叠加分析，我们可以将不同时间段的土地利用数据叠加在一起，以分析城市土地利用的演变过程和趋势。
这对于城市规划和土地资源管理具有重要意义。
其次，环境问题是当前全球关注的焦点之一。
通过空间叠加分析，我们可以将环境数据与其他空间数据进行叠加，以揭示环境问题与其他地理现象之间的关系。
例如，我们可以将空气质量数据与交通数据叠加，以分析交通对空气质量的影响。
这对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
此外，社会经济问题也是空间叠加分析的研究重点之一。
P10第十章 空间叠置和缓冲区分析
根据研究变量的标度或类型不同，研究方法也不相同： 1. 命名、次序尺度变量——面积对应分析和X2检验 2. 间隔和比例尺度变量——相关系数
一、命名尺度变量的空间相关分析
空间相关分析方法： CAC（Coefficient of Areal Correspondence） 面积对应系数法 概率表和χ 2检验
2、UNION
计算两个图层的几何并集，出现在两个输入图层范围内的所有图 元保留在输出图层中； 图层类别：仅适用于多边形叠置； 属性问题：某些新多边形图元属性值缺失的问题； UNION <in_cover> <union_cover> <out_cover> {fuzzy_tolerance} {JOIN | NOJOIN}
High
High
PRECIP.
WHEAT
Low
(10*13)/28 4.6 (13*18)/28 8.3
(10*15)/28 5.3 (18*15)/28 9.6
5
8
5
10
Low
Low
计算 Chi-Square
X
2 (O E )2 E
• Therefore, in our example we have
A
C
B
结果分析
0 11 0
•无对应关系：CAC = 0
.4 .6 . 6 .4
1 1
•完全对应： CAC = 1
• CAC只是提供了简单的空间关联程度的计算方法，但是 不能提供统计显著性的指标。
类同矩阵（Resemblance Matrix）
Court (1970)提出
SumLikeAre as SumUnlikeA reas TotalArea
一、命名尺度变量的空间相关分析
空间相关分析方法： CAC（Coefficient of Areal Correspondence） 面积对应系数法 概率表和χ 2检验
2、UNION
计算两个图层的几何并集，出现在两个输入图层范围内的所有图 元保留在输出图层中； 图层类别：仅适用于多边形叠置； 属性问题：某些新多边形图元属性值缺失的问题； UNION <in_cover> <union_cover> <out_cover> {fuzzy_tolerance} {JOIN | NOJOIN}
High
High
PRECIP.
WHEAT
Low
(10*13)/28 4.6 (13*18)/28 8.3
(10*15)/28 5.3 (18*15)/28 9.6
5
8
5
10
Low
Low
计算 Chi-Square
X
2 (O E )2 E
• Therefore, in our example we have
A
C
B
结果分析
0 11 0
•无对应关系：CAC = 0
.4 .6 . 6 .4
1 1
•完全对应： CAC = 1
• CAC只是提供了简单的空间关联程度的计算方法，但是 不能提供统计显著性的指标。
类同矩阵（Resemblance Matrix）
Court (1970)提出
SumLikeAre as SumUnlikeA reas TotalArea
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叠和
以输入图层为界， 保留边界内两个多 边形的所有多边形
交
只保留两个输入图层 的公共区域
叠加图层
结果图层
5.栅格图层叠加
实质是相应栅格的运算。
注意：栅格大小相同，数目相等。
1. 算术运算：指两层以上的对应网格值经加、减运算，而 得到新的栅格数据系统的方法。
2. 函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数 关系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到 新的栅格数据系统的过程。
（二）缓冲因素
主体 分析的目标，点源、面源、线源 临近对象 受主体影响的客体，如行政变更涉及的居民区，
森林砍伐涉及的水土流失范围 作用条件 主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度
（三）缓冲区半径及实现途径
1.相同距离的单层缓冲区 2.相同距离的多层缓冲区 3.不同距离的缓冲区
（四）缓冲区的类型
应用：地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图 像处理等领域
例：利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量 已知：土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、
坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数
土壤侵蚀量的大小是 降雨(R)、植被覆度 (C)、坡度(S)、坡长 （L）、土壤抗蚀性 (SR)等因素的函数
之间的复合； 遥感影像与专题地图的复合； 专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图； 遥感影像与DEM复合生成真三维地物景观
TIN 与遥感影像的叠加
2.点与多边形叠置
计算多边形对点的包含关系。通过点与多边形叠加， 可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分 点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性 信息。
为 食 虫 鸣 禽 选 择 高 质 量 的 栖 息 地
第七章 空间分析
学习目标： 理解空间分析及相关概念 掌握空间分析的方法
重点：叠置分析、缓冲区分析、窗口分析、 网络分析的 方法及软件实现
一 概述
空间分析是指从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、 分布、形态、形成和演变等信息的分析技术。
空间分析是GIS的主要特征。 GIS与一般的计算机辅助制图（CAC/CAD）系统的主要 区别在于GIS具有空间分析功能。
布尔逻辑运算
例：有土壤厚度（大于50厘米和其他）和土壤类型 （红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算 结果如下：
AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为 红壤的土壤单元显示出来；
OR关系：结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红 壤的土壤单元显示出来；
XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红 壤的土壤单元显示出来；
例如：1.查询各省有多少种矿产，产量有多少？ 2.指定类型的矿产在哪些省里有分布？
2.点与多边形叠置
1.叠加分析，一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产 分布图（点），
2. 通过属性查询，可以查询指定省份有多少种矿产，产量 有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里有分
布等信息。
3.线与多边形叠加
二 叠置分析（overlay）
（一）概念： 叠置分析是将两层或多层地图要素进行
叠置产生一个新要素层的操作，其结果将原 来要素分割成新的要素，新要素综合了原来 两层或多层要素所具有的属性。
叠置分析（overlay）
叠置分析不仅生成了新的空 间关系，还将输入数据层的属性 联系起来产生了新的属性关系。 叠置分析是对新要素的属性按一 定的数学模型进行计算分析，进 而产生用户需要的结果或回答用 户提出的问题。
线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多边形坐 标的关系，判断线是否落在多边形内。
例如：统计各省高速公路里程。各省海岸线里程。
4.多边形与多边形的叠加
本底多边形：被叠置的多边形。 上覆多边形：用来叠置的多边形。
注意：两种多边形顺序的不同会导致统计结果的不同。
图形结果
属性结果
叠加范围
输入图层
并
保留两个输入图层 的所有多边形
叠置分析（overlay）
（二）叠置分析的条件：
区域一致 数据能够有效匹配（投影、比例尺等） 分析模型与分析数据一致 误差及处理方法
叠加碎屑
叠加生成 的 碎屑多多边形叠加结果
多边形叠加产生碎屑多边形
叠置分析
（三）叠置分析的类型： 视觉信息的叠加：将多个图层内容放在一起进行显示 点与多边形的叠加：实质上是计算多边形对点的包含 关系，用于统计或属性赋值。 线与多边形的叠加：主要用于计算线落在哪些多边形 中以及各自的部分。 多边形叠加：最常用的叠加分析。 栅格图层叠加：利用某种计算模型对不同栅格图层中 相同位置像元的值进行计算，得到新的栅格图层。
NOT:如结果是将土层厚度大于50厘米，但土壤不是 红壤的土壤单元显示出来；
三 缓冲区分析（Buffer Wizard）
（一）概念
缓冲区：空间实体的一种影响范围或服务范围。 实质：给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，
邻域的大小由领域半径R来确定。 缓冲分析过程：
1.建立缓冲区图层 2.与其他图层叠加进行分析
1.视觉信息的叠加
视觉信息的叠加是将不同层面的信息叠加显示在结 果图件或屏幕上，它不产生新的数据层面，只是将 多层信息复合显示，以便研究者判断其相互关系， 获得更为丰富的空间关系。地理信息系统中视觉信 息的叠加包括以下几类：
面状图、线状图和点状图之间的复合； 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界
以输入图层为界， 保留边界内两个多 边形的所有多边形
交
只保留两个输入图层 的公共区域
叠加图层
结果图层
5.栅格图层叠加
实质是相应栅格的运算。
注意：栅格大小相同，数目相等。
1. 算术运算：指两层以上的对应网格值经加、减运算，而 得到新的栅格数据系统的方法。
2. 函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数 关系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到 新的栅格数据系统的过程。
（二）缓冲因素
主体 分析的目标，点源、面源、线源 临近对象 受主体影响的客体，如行政变更涉及的居民区，
森林砍伐涉及的水土流失范围 作用条件 主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度
（三）缓冲区半径及实现途径
1.相同距离的单层缓冲区 2.相同距离的多层缓冲区 3.不同距离的缓冲区
（四）缓冲区的类型
应用：地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图 像处理等领域
例：利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量 已知：土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、
坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数
土壤侵蚀量的大小是 降雨(R)、植被覆度 (C)、坡度(S)、坡长 （L）、土壤抗蚀性 (SR)等因素的函数
之间的复合； 遥感影像与专题地图的复合； 专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图； 遥感影像与DEM复合生成真三维地物景观
TIN 与遥感影像的叠加
2.点与多边形叠置
计算多边形对点的包含关系。通过点与多边形叠加， 可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分 点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性 信息。
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第七章 空间分析
学习目标： 理解空间分析及相关概念 掌握空间分析的方法
重点：叠置分析、缓冲区分析、窗口分析、 网络分析的 方法及软件实现
一 概述
空间分析是指从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、 分布、形态、形成和演变等信息的分析技术。
空间分析是GIS的主要特征。 GIS与一般的计算机辅助制图（CAC/CAD）系统的主要 区别在于GIS具有空间分析功能。
布尔逻辑运算
例：有土壤厚度（大于50厘米和其他）和土壤类型 （红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算 结果如下：
AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为 红壤的土壤单元显示出来；
OR关系：结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红 壤的土壤单元显示出来；
XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红 壤的土壤单元显示出来；
例如：1.查询各省有多少种矿产，产量有多少？ 2.指定类型的矿产在哪些省里有分布？
2.点与多边形叠置
1.叠加分析，一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产 分布图（点），
2. 通过属性查询，可以查询指定省份有多少种矿产，产量 有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里有分
布等信息。
3.线与多边形叠加
二 叠置分析（overlay）
（一）概念： 叠置分析是将两层或多层地图要素进行
叠置产生一个新要素层的操作，其结果将原 来要素分割成新的要素，新要素综合了原来 两层或多层要素所具有的属性。
叠置分析（overlay）
叠置分析不仅生成了新的空 间关系，还将输入数据层的属性 联系起来产生了新的属性关系。 叠置分析是对新要素的属性按一 定的数学模型进行计算分析，进 而产生用户需要的结果或回答用 户提出的问题。
线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多边形坐 标的关系，判断线是否落在多边形内。
例如：统计各省高速公路里程。各省海岸线里程。
4.多边形与多边形的叠加
本底多边形：被叠置的多边形。 上覆多边形：用来叠置的多边形。
注意：两种多边形顺序的不同会导致统计结果的不同。
图形结果
属性结果
叠加范围
输入图层
并
保留两个输入图层 的所有多边形
叠置分析（overlay）
（二）叠置分析的条件：
区域一致 数据能够有效匹配（投影、比例尺等） 分析模型与分析数据一致 误差及处理方法
叠加碎屑
叠加生成 的 碎屑多多边形叠加结果
多边形叠加产生碎屑多边形
叠置分析
（三）叠置分析的类型： 视觉信息的叠加：将多个图层内容放在一起进行显示 点与多边形的叠加：实质上是计算多边形对点的包含 关系，用于统计或属性赋值。 线与多边形的叠加：主要用于计算线落在哪些多边形 中以及各自的部分。 多边形叠加：最常用的叠加分析。 栅格图层叠加：利用某种计算模型对不同栅格图层中 相同位置像元的值进行计算，得到新的栅格图层。
NOT:如结果是将土层厚度大于50厘米，但土壤不是 红壤的土壤单元显示出来；
三 缓冲区分析（Buffer Wizard）
（一）概念
缓冲区：空间实体的一种影响范围或服务范围。 实质：给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，
邻域的大小由领域半径R来确定。 缓冲分析过程：
1.建立缓冲区图层 2.与其他图层叠加进行分析
1.视觉信息的叠加
视觉信息的叠加是将不同层面的信息叠加显示在结 果图件或屏幕上，它不产生新的数据层面，只是将 多层信息复合显示，以便研究者判断其相互关系， 获得更为丰富的空间关系。地理信息系统中视觉信 息的叠加包括以下几类：
面状图、线状图和点状图之间的复合； 面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界