地理信息系统第五章 空间查询与空间分析

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1、第五章空间查询与空间分析    本章概述：GIS不仅仅是一个地理数据的存贮系统，它还提供了丰富的数据查询功能。更重要的，GIS有自己的复杂而科学的空间分析模型和工具，使得我们可以通过GIS的空间分析功能，获取隐藏在GIS数据之中的信息和关系。地理信息系统集成了多学科的最新技术，如关系数据库管理、高效图形算法、插值、区划和网络分析，为空间分析提供了强大的工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简单易行。本章将介绍GIS数据查询的基本知识和常用的GIS空间分析模型及其算法。§5.1空间数据的查询 

2、   本节将介绍空间数据查询的含义及图形查询、属性查询、混合查询、模糊查询等几种主要的查询方式，以及如何根据需求来控制查询结果的显示方式。§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。§5.3数字高程模型分析    讲述基于数字高程模型的信息提取、坡度分析、坡面分析、剖面分析和通视性分析、并介绍具体的算法。§5.4空间数据的叠置分析    空间叠置分析是GIS提取空间隐含信息的重要手段之一，本课介绍基于栅格和基于矢量数据结构的叠置分析方法，包

3、括矢量数据的点、线、面两两叠置和栅格数据的单层和多层叠置分析。§5.5空间数据的缓冲区分析    缓冲区分析是解决空间实体邻接度问题的有效方法，本课介绍基于栅格和基于矢量数据结构的缓冲区生成算法。§5.6泰森多边形分析    泰森多边形对于GIS的空间划分、插值等具有重要意义，本节介绍泰森多边形、Delaulay三角形的定义、特性及生成算法。§5.7空间数据的网络分析    网络是以图论为工具模拟现实信息流通的通道，并解决路径优化、资源配给等运筹问题，网络分析具有重要的实际意义。本课讲述网络图论基

4、础、路径分析及网络定位及分配模型。 §5.8空间距离的量算    空间距离量算是许多空间分析的基础，在此介绍点、线、面实体之间的距离量算§5.9空间分析模型    讲述空间分析模型的概念、GIS常用的空间统计分析模型、对应的详细算法及模型库。　§5.1空间数据的查询    在开始介绍空间数据查询之前，我们现来看看一些GIS数据查询的例子：    世界数据中心地震科学中心提供的全球地震GIS查询系统：全球地震GIS查询的是WDC中国地震学科中心每日动态收集的全球地震数据，以地理信息系统为平台，在全球

5、地图上进行查询。数据来源是美国NEIC从1995年以来全球4级以上地震每年一幅震中分布图及一周内全球震中分布图（NEIC记录的全部地震）。用户可以使用GIS数据钻取功能，将地图任意放大，同时可以划定范围来查询该地区的地震活动，也可以使用鼠标点取单个地震来查询该地震的参数。图5-1-1全球地震GIS查询系统    http://www.newcyber-3d.com的三维空间目标信息查询：这是三维场景中的可视化查询，可以直接通过在场景中选取目标来查询目标信息。图5-1-2三维可视查询一、空间数据查询

6、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。    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以查询的方式解决，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。    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。本节将介绍GIS数据查询的查询方式、结果显示方式。由于GIS数据包括图形信息、属性信息和时间要素，

7、因此GIS数据查询实际上包含了图形和属性的双向查询以及基于时间要素的图形、属性联合查询以及自然语言查询、模糊查询、超文本查询等。二、空间数据查询的方式    目前GIS的空间查询主要有下列几种方式：    基于属性数据的查询：根据空间目标的属性数据来查询该目标的其他属性信息或者相应当图形信息。    基于图形数据的查询：基于图形的查询是可视化的查询，用户通过在屏幕上选取地物目标来查询其对应的图形和属性信息。基于图形的查询包括两种方式：区域查询和点选查询。区域查询包括矩形区域、圆形区域和任意多边形区

8、域查询，用户通过在屏幕上指定一个区域来查询其中的地物目标的信息；点取查询指用户通过直接在屏幕上选取地物目标的整体(点状地物)或者局部(线状和面状地物)来查询其信息。    图形与属性的混合查询：图形与属性的混合查询是指查询条件同时包括了图形部分的内容和属性方面的内容，查询结果集应该同时满足这两个方面的要求。    模糊查询：一般意义上的模糊查询指的是限定需要查询的数据项的部分内容，查询所有数据项重具有该内容的数据库记录。GIS中的模糊查询与其他的数据库的模糊查询是相通的，只是更多的