第五章 空间查询与空间分析
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第五章空间查询与空间分析学习要求:掌握1、GIS的数据查询的基本知识2、GIS空间分析模型及其算法§5.1 空间数据的查询一、空间数据查询的含义数据查询是GIS的一个非常重要的功能,定位空间对象、提取对象信息,是地理信息系统进行高层次空间分析的基础。
二、空间数据查询的方式1、基于属性数据的查询:2、基于图形数据的查询:3、图形与属性的混合查询4、模糊查询:5、自然语言空间查询:6、超文本查询7、符号查询三、查询结果的显示方式查询结果的显示环境参数1、显示方式(the display mode)有5种显示方式用语多次查询结果的运算:刷新、覆盖、清除、相交和强调。
2、图形表示(the graphical presentation)用于选定符号、图案、色彩等。
3、绘图比例尺(the scale of the drawing)确定地图显示的比例尺(内容和符号不随比例尺变化)。
4、显示窗口(the window to be shown)确定屏幕上显示窗口的尺寸。
5、相关的空间要素(the spatial context)显示相关的空间数据,使查询结果更容易理解。
6、查询内容的检查(the examination of the content)检查多次查询后的结果。
§5.2 空间数据的统计分析讲述空间数据统计分析中基本统计量的计算和常用统计数据的分类分级算法。
一、属性数据的集中特征数反映属性数据集中特性的参数有:频数:变量在各组出现或发生的次数;频率:各组频数与总频数之比;平均数:反映了数据取值的集中位置;简单算术平均数的计算公式为:加权算术平均数的计算公式为:数学期望:以概率为权值的加权平均数的;中数:对于有序数据集X,如果有一个数x,能同时满足以下两式:则称x为数据集X的中数,记为M。
e若X的总项数为奇数,则中数为:若X的总顶数为偶数,则中数为:众数:众数是具有最大可能出现的数值。
二、属性数据的离散特征数极差:一组数据中最大值与最小值之差;离差:一组数据中的各数据值与平均数之差;标准差:方差的平方根;变差系数:衡量数据在时间和空间上的相对变化的程度。
第五章 空间数据查询与分析本章主要讲述了空间数据查询和空间数据分析以及数字地面模型的相关知识。
空间数据查询内容包括空间数据查询的含义,各种查询方式、查询结果的显示方式;空间数据查询应用。
空间数据分析的内容包括空间数据分析基础即空间几何量算;空间数据分析方法即缓冲区分析、叠加分析、空间数据再分类、网络分析、空间插值、统计分类分析;,空间数据分析的应用。
在本章的第三节介绍了数字地面模型(DTM)和数字高程模型(DEM)的概念,DEM的数据的采集及表示方法,DEM的应用及地形分析。
第一节 空间数据查询空间数据的查询是地理信息系统的一项重要功能,查询是用户与系统交流的途径,它可以向人们提供与地理空间、时间空间相关的空间数据,或者是与其关联的属性数据。
目前大多数成熟的商品化地理信息系统软件的查询功能都能完美地实现对空间实体的简单查找,如根据鼠标所指的空间位置,系统可查找出该位置的空间实体和空间范围(由若干个空间实体组成)以及它们的属性,并显示出该空间对象的属性列表,并可以进行有关统计分析。
1 空间数据查询的含义空间数据查询首先是给出查询条件,然后系统经过空间量算,或在空间数据库和与其相联的属性数据库中快速检索返回满足条件的内容。
查询是GIS用户最经常使用的功能,用户提出的很大一部分问题都可以通过查询的方式解决,查询的方法和查询的范围在很大程度上决定了GIS的应用程度和应用水平。
通过数据查询可以定位空间对象,提取对象信息,为地理信息系统的高层次空间分析奠定基础。
GIS数据查询包含了图形和属性的双向查询以及基于时间要素的图形、属性联合查询。
2 空间数据查询的方式2.1 基于空间关系查询空间实体间存在着多种空间关系,包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。
通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。
用户往往希望地理信息系统提供一些更能直接计算空间实体关系的功能,如用户希望查询出满足如下条件的旅游景点:8687(1)在北京三环以外;(3)距离三环线不超过100公里;(3)景点选择区域是特定的多边形;整个查询过程涉及到了空间顺序方位关系:在北京三环以外,距离三环线不超过100公里 ;空间拓扑关系:特定的选择区域之内。
地理信息系统教程第一章绪论1.信息系统:能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,并能回答用户一系列问题的系统。
具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
2.地理信息系统: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与IS之间的区别:GIS是空间数据和属性数据的联合体。
4.GIS系统五个基本组成部分:⑴硬件系统,各种设备-物质基础;⑵软件系统,支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统;⑶数据,系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础;⑷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;⑸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5.地理信息系统基本功能:⑴数据采集与编辑;⑵数据存储与管理;⑶数据处理和变换;⑷空间分析和统计;⑸产品制作与显示;⑹二次开发和编程6.地理信息系统应用功能:资源管理;区域规划;国土监测;辅助决策第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库1.地理实体:指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元,它是一个具有概括性,复杂性,相对性的概念。
2.地理实体的特征:⑴属性特征——用以描述事物或现象的特性;⑵空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系;⑶时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化3.地理实体数据的类型:⑴属性数据——描述空间对象的属性特征的数据;⑵几何数据——描述空间对象的空间特征的数据;⑶关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据4.点:有特定位置;线:具有相同属性的点的轨迹,由一系列的有序坐标表示;面:对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。
由封闭曲线加内点来表示;体:用于描述三维空间中的现象与物体,它具有长度、宽度及高度等属性5.空间数据结构:是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构,也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。
空间查询与空间分析空间查询和空间分析是地理信息系统(GIS)中重要的功能,用于处理地理空间数据,为决策提供支持。
本文将从定义、应用领域、方法和技术等方面进行介绍,全面探讨空间查询和空间分析的相关内容。
一、空间查询的定义和应用领域空间查询是指对地理空间数据进行特定条件的和检索,以获取符合查询条件的空间数据或空间特征。
空间查询的目的是为了从地理空间数据中寻找并提取出满足特定需求的信息,为决策提供科学依据。
空间查询广泛应用于资源管理、环境保护、城市规划、应急管理、交通规划、地理病理学等领域。
资源管理是空间查询的一个重要应用领域。
通过对资源分布、利用程度等信息的查询和分析,可以实现对资源的合理配置和管理。
例如,通过对森林资源的查询和分析,可以确定合适的伐木量,确保森林的可持续利用。
城市规划是另一个典型的应用领域。
通过对城市地理空间数据进行查询和分析,可以得到城市土地使用的空间分布情况、用地类型和规模等信息。
这些信息可以帮助规划人员制定城市的发展策略和规划布局。
二、空间查询的方法和技术空间查询的方法和技术包括空间关系查询、空间属性查询和空间拓扑查询。
1.空间关系查询:是通过指定空间关系条件,来查询满足这些关系条件的空间要素。
常用的空间关系查询有重叠关系、接触关系、相交关系、包含关系等。
2.空间属性查询:是通过指定空间要素的属性条件,来查询满足这些属性条件的空间要素。
常用的空间属性查询有按照属性值进行等值查询、范围查询和多条件复合查询等。
3.空间拓扑查询:是通过指定空间要素之间的拓扑关系,来查询满足这些拓扑关系的空间要素。
常用的空间拓扑查询有连接查询、容纳查询、相邻查询和交叉查询等。
空间查询的实现主要通过空间数据库管理系统(SDBMS)来完成。
SDBMS是一种针对空间数据进行管理和查询的专门数据库管理系统,具备管理空间数据的特殊功能和索引结构。
常用的SDBMS有Oracle Spatial、PostGIS、ArcSDE等。