查询与空间分析.

1、第五章 空间查询与空间分析 5-1 空间查询 5-2 统计分析 5-3 DEM分析 5-4 叠置分析 5-5 缓冲区分析 5-6 网络分析 5-7 空间分析模型 5-1 空间查询 第五章 空间查询与空间分析 空间数据库 查询条件 属性限制 空间拓扑限制 二者结合 GIS软件 查询结果 统计结果： 图、表、文字 新图层 新的属性域添加到 属性数据库 查询方式 图形-属性 空间查询语言 闪烁、颜色等明显 表示 一、空间查询的方式 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 返回 1、给出图形信息：如鼠标点取，拉框等方式。 1）检索其相应属性； 2）检索其空间拓扑关系 2、给出属性特征条件 1）检索对应的空间实体 2）查询属性 单纯查询：单纯地查询属性，或只查询空间拓扑关系 联合查询：将空间数据与属性数据联合查询。 二、空间数据查询种类 1、几何参数查询： 包括点的位置坐标，两点间的距离，一个或一段线目标的长度，一 个面目标的周长或面积等。 实现：查询属性库或空间计算 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 二、空间数据查询种类 2、空间定位查询： 给定一个点或一个几何图形，检索该图形范

2、围内的空间对象及其属性。 1）按点查询： 给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性-点的捕捉。 2）开窗查询-按矩形、圆、多边形查询 分为该窗口包含和穿过的区别。 实现：根据空间索引，检索哪些对象可能位于该窗口，然后根据点、 线、面在查询开窗内的判别计算，检索到目标。-空间运算方法 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 3、空间关系查询 1）相邻分析检索-通过检索拓扑关系 面面： A、 从多边形与弧段关联表中，检索该多边形关联的所有弧段 ； B、 从弧段关联的左右多边形表中，检索出这些弧段关联的多 边形。 线线： A、 从线状地物表中，查找组成A的所有弧段及关联的结点； B、 从结点表中，查询与这些结点关联的弧段； 点点： （A与B是否相通）等。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 A 1 2 B C 二、空间数据查询种类 2）相关分析检索（不同要素类型之间的关系）-通过检索拓扑关系 线面（我国边境线总长度） 点线（自来水GIS中，与某阀门相关的水管） 点面 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 二、空间数据查询种类 3、空间关系查询 3）包含关系查询 查询某个面状

3、地物所包含的空间对象。 同层包含： 可直接查询拓扑关系表来实现。 不同层包含： 实质是叠置分析检索，通过多边形叠置分析技术，只检索出 在窗口界限范围内的地理实体，窗口外的实体作裁剪处理。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 返回 二、空间数据查询种类 3、空间关系查询 4）穿越查询 采用空间运算的方法执行，根据一个线目标的空间坐标，计算哪些面或线 与之相交。 5）落入查询 一个空间对象落入哪个空间对象之内。-空间运算 6）缓冲区查询 根据用户给定的一个点、线、面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边 形，再根据多边形检索原理，检索该缓冲区内的空间实体。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 返回 二、空间数据查询种类 3、空间关系查询 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 返回 7）边沿匹配检索 空间查询在多幅地图的数据文件之间进行，这时需应用 边沿匹配处理技术。 二、空间数据查询种类 3、空间关系查询 4、属性查询 1） 查找 仅选择一个属性表，给定一个属性值，找出对应的属性记录 或图形。 在屏幕上已有一个属性表，用户任意点取记录，对应的图形 以高亮显示。 实现：执

4、行数据库查询语言，找到满足要求的记录，得到它的 目标标识，再通过目标标识在图形数据文件中找到对应的空间 对象，并显示出来。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 二、空间数据查询种类 4、属性查询 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 二、空间数据查询种类 1） 查找 4、属性查询 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 实现：交互式选择各项，输入后，系统再转换为标准的 SQL，由数据库系统执行或ODBC C语言执行，得到结果，提 取目标标识，在图形文件中找到空间对象，并显示。 2）SQL查询 3）扩展SQL 二、空间数据查询种类 3）扩展SQL 空间数据查询语言在数据库查询语言上加入空间关系查询。 空间数据类型 增加 空间操作算子 空间概念 主要优点是：保留了SQL的风格，便于熟悉SQL的用户的掌握，通 用性较好，易于与关系数据库连接。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 返回 二、空间数据查询种类 4、属性查询 5、其它查询方法 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 二、空间数据查询种类 5、其它查询方法 1）可视化空间查询 用直观的图形或符号表示。查

5、询主要使用图形、图像、图标、符号来 表达概念。具有简单、直观、易于使用的特点。 缺点： 1）当空间约束条件复杂时，很难用图符描述； 2）用二维图符表示图形之间的关系时，可能会出现歧义； 3）难以表示“非”关系； 4）不易进行范围（圆、矩形、多边形等）约束； 5）无法进行屏幕定位查询等。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 二、空间数据查询种类 2）超文本查询 图形、图像、字符等皆当作文本，并设置一些“热点”（HotSpot） ，“热点”可以是文本、键等。 用鼠标点击“热点”后，可以弹出说明信息、播放声音、完成某项 工作等。但超文本查询只能预先设置好，用户不能实时构建自己 要求的各种查询。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 二、空间数据查询种类 5、其它查询方法 3）自然语言空间查询 在SQL查询中引入一些自然语言，如温度高的城市 SELECT name FROM Cities WHERE temperature is high SELECT name FROM Cities WHERE temperature = 33.75 只适用于某个专业领域的地理信息系统，而不能

6、作为地理信息系统中的 通用数据库查询语言。 第五章 空间查询与空间分析5-1 空间查询 作定量转换 二、空间数据查询种类 5、其它查询方法 第五章 空间查询与空间分析 5-2 统计分析 一、统计图表分析 第五章 空间查询与空间分析 5-2 统计分析 一、统计图表分析 统计表格是详尽地表示非空间数据的方法，不直观， 但可提供详细数据，便于对数据进行再处理。 二、属性数据的集中特征数-找出数据分布的集中位置 3、数学期望：反映数据分布的集中趋势。 4、中数：有序数据集中出现频率占半数的数据值。 5、众数：众数是具有最大可能出现的数值。 第五章 空间查询与空间分析5-2 统计分析 1、频数和频率 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； 2、平均数：有简单算术平均数和加权算术平均数。 三、属性数据的离散特征数 返回 三、属性数据的离散特征数 第五章 空间查询与空间分析5-2 统计分析 1、 极差：是一组数据中最大值与最小值之差 2、 离差，平均离差与离差平方： 1）离差：一组数据中的各数据值与平均数之差 2）平均离差：将离差取绝对值，然后求和，再取平均数 3）离差平方

7、：离差求平方和 四、统计数据的分类分级 返回 三、属性数据的离散特征数 3、 方差与标准差 1） 方差： 是以离差平方和除以变量个数求得的。 2） 标准差：标准差是方差的平方根。 第五章 空间查询与空间分析5-2 统计分析 4、变差系数： 用来衡量数据在时间和空间上的相对变化的程度，它是无 量纲的量。 为标准差除以平均数取百分。 四、统计数据的分类分级 返回 四、统计数据的分类分级 1、系统聚类法：根据距离，将相似的样本归为一类，把差异大的 样本区分开来。 第五章 空间查询与空间分析5-2 统计分析 距离：表示相似程度， 欧氏距离 绝对值距离 相似系数距离 九大农业区聚类分析 34 9 2 8 1 5 7 6 2、最优分割分级法针对有序样本或可变为有序(排序)的样本 对于每种分级，可按定义为各级内数据的离差平方和之和的误差函数公 式来计算分级误差的大小，选择级内离差平方和为最小而级间离差平方 和为极大的一种分级方法为最优。 离差：一组数据中的各数据值与平均数之差称为离差。 第五章 空间查询与空间分析5-2 统计分析 四、统计数据的分类分级 一、DEM 概述 1、含义： DEM（Digi

8、tal Elevation Models）：z = f（x，y）。 DTM（Digital Terrain Models）： z为其他二维表面上连续变化的地理 特征。 第五章 空间查询与空间分析 5-3 DEM分析 2、表示法： 2、表示法： 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 一、DEM 概述 1） 等高线法 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 等高线线是一条带带有高程值值属性的简单简单 多边边形或多边边形弧段。 需要用插值值方法来计计算落在等高线线以外的其他点的高程。 一、DEM 概述 2、表示法： 矢量等高线栅格等高线 2）TIN 法 TIN（Triangulated Irregular Network) 利用所有采样样点取得的 离散数据，按照优优化组组合的原则则，把这这些离散点连连接成相互连续连续 的 三角面。 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 一、DEM 概述 2、表示法： 连接原则： 尽可能地确保每个三角形都是 锐角三角形或是三边的长度近 似相等-Delaunay。 2）TIN 法 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 一、DEM 概

9、述 2、表示法： 3） 规则规则 格网法(Grid) 规则规则 格网法是把DEM表示成高 程矩阵阵，DEM来源于直接规则规则 矩 形格网采样样点或由不规则规则 离散数 据点内插产产生。 结构简单，计计算机对对矩阵阵的 处处 理比较较方便，成为为DEM最通用的 形式。 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 一、DEM 概述 2、表示法： 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 一、DEM 概述 2、表示法： 3） 规则规则 格网法(Grid) 缺点： a) 地形简单的地区存在大量冗余数据； b) 如不改变格网大小,则无法适用于起伏程度不同的 地区； c) 对于某些特殊计算如视线计算时，格网的轴线方向 被夸大； d) 由于栅格过于粗略，不能精确表示地形的关键特征, 如山峰、洼坑、山脊等； 3、DEM 特点 1）容易以多种形式显示地形信息。 2）精度不会损失。 3）容易实现自动化、实时化。 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 一、DEM 概述 二、DEM建立 1、数据获取与处理 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 沿断面采集 选点采集 1）数据采集 资料来源于张超主编的地理信息 系统教程所配光盘 地形图数字化采集 航空相片采集 地面测量采集 机载测高仪采集 选点采集 随机采集 沿等高线采集 沿断面采集 2) 数据处理 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 二、DEM建立 1、数据获取与处理 格式转换 坐标系变换 数据编辑 数据分快 数据内插 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 二、DEM建立 2、DEM 生成 1）人工网格法 在地形图上蒙上格网，逐格读取中心点或交点的高程值。 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 对有限个离散点，每三个邻近点联 结成三角形，每个三角形代表一个局 部平面，再根据每个平面方程，可计 算各格网点高程，生成DEM。 2）三角网法 二、DEM建立 2、DEM 生成 3）立体像对法 第五章 空间查询与空间分析5-3 DEM分析 资料来源于张超主编的地理信息系统教程所配光盘 二、DEM建立 2、DEM 生成 通过遥感立体像对，

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