空间分析空间分析GIS集成了关系数据库管理、高效图形算法、插值、分区和网络分析等多个学科的最新技术，为空间分析提供了强大的工具，使高级空间分析变得复杂和困难分析任务变得简单易行。目前，大多数GIS软件都具有空间分析功能。空间分析长期以来一直是地理信息系统的核心功能之一。其独特的提取、表达和传递地理信息（尤其是隐性信息）的功能是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。第二节 空间分析 空间分析 空间分析是与空间数据分析相关的技术的总称。根据数据性质的不同，可分为：空间分析的基础是地理空间数据库，使用的方法包括各种几何逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学方法，最终目标是解决问题。人们参与到地理空间的实际问题中，提取和传递地理空间信息，尤其是隐性信息，辅助决策空间分析空间分析可以从字面上理解，空间分析可以分为“空间数据分析”和“数据空间分析” ”。空间数据分析侧重于分析空间物体和现象的非空间特征。一般来说，数据的空间特征不被视为限制因素，空间数据所描述的事物的具体空间位置在分析中并不重要。约束。例如，聚类分析广泛用于地理统计数据的分析。但是，在分析中，只考虑了与统计样本相关的统计特征，而没有考虑这些统计样本在地理空间中的分布特征及其相互位置。由于类分析结果的解释依赖于地理空间，所以分析结果在很多情况下也以地图的形式展示。
因此，这类分析虽然在分析过程中没有考虑数据采样点的空间位置，但仍然描述了空间过程，揭示了空间规律。研究空间对象的空间位置、连接等方面，以便对空间对象进行定量描述。从信息抽取的角度来看，这种分析并不是严格意义上的空间分析，而是一种描述和描述。特征提取和参数计算数据的空间分析需要复杂的数学工具，其中最重要的是空间分析是空间统计、图论、拓扑、计算几何等空间分析。空间分析（1)空间分析是一种基于地理对象空间布局的地理数据分析技术，定义是以地理对象的空间布局为分析对象，从传统的地理统计和数据分析的角度来看，空间分析分为三种部分：统计分析、地图分析和数学模型。它是一种统计定义方法，过于强调统计分析，将地图分析和数学结合起来。模型处于从属地位。从空间分析的需要和GIS的发展现状和前景，这个定义并不能完全概括GIS的内涵空间分析。空间分析空间查询和空间分析是从GIS对象之间的空间关系中获得的。派生信息和新知识 该定义侧重于图形和属性信息的交互查询以获得派生知识或新知识，其分析对象是地理对象的空间关系。该定义基于数据库管理系统，将空间分析与空间关系相结合。类型根据数据库结构和查询需要进行划分。认为空间分析由以下几个部分组成：拓扑空间查询、缓冲区分析、堆栈分析、空间集分析和地球科学分析。划分以空间分析的操作类型为标准空间。 Analytical Spatial Analysis 空间分析是一种基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的是提取和传递空间信息。和形态特征。
它将空间信息分为：空间位置、空间分布、空间形式、空间距离、空间方位、拓扑、相似性和相关性。对应的空间分析操作有：空间位置分析、空间分布分析、空间形态分析、空间关系分析和空间相关性分析。它是一种信息抽取类型的定义方法，本质上还是侧重于空间信息的管理。空间分析的类型基于空间信息的类型。空间数据分析或空间观测 该定义从决策支持的角度出发，其分析对象是与决策支持相关的地理目标的空间信息，强调数学建模和模型的管理与应用。这个定义强调了模型对空间分析的重要性，但没有说明两者的内在关系。空间分析 空间分析是基于对目标在地理空间中的形态结构的定义和分类。它描述了目标的空间关系和空间行为，为目标的空间查询和空间相关性分析提供了参考空间分析中的网络分析，进一步为空间决策支持提供了功能系统。并认为空间分析应涉及以下几个方面：空间分析的对象及其形态分析、空间关系描述、空间行为分析、空间查询、空间相关性分析、空间决策支持、空间分析以及空间分析与GIS的结合GIS 应用模型是对某一专业领域内用于解决特定问题的分析方法和操作步骤的抽象，可用于解决类似问题或为解决类似问题提供参考。
模型是为解决特定问题而构建的，即模型是面向应用的。一般来说，专业的应用模型可以分为几个子流程，每个子流程都需要一定的空间分析方法。空间分析和空间模型是两个层次的问题。空间分析为空间模型的建立提供了基本的分析工具，应用模型是空间分析的应用和发展。空间分析与空间分析与GIS的结合 GIS 从功能上可以分为工具GIS和应用GIS，前者如ARC/INFO、MapInfo等，后者如CGIS、HUIS等。应用型GIS是在工具型GIS的基础上，根据用户的需要和应用目的，为解决一类或多类实际应用问题而设计的GIS。从这个意义上说，空间分析是工具GIS的核心和必要功能，而应用模型是应用GIS的核心。空间分析方法和应用模型是GIS的重要组成部分。这部分的质量是衡量一个GIS实力的重要指标。空间分析及空间分析与GIS的结合 GIS 空间分析、应用模型与GIS GIS的关系 随着技术的发展和成熟以及实际应用的进一步需要，某些专业的应用模型将逐渐成为被广泛接受的分析工具，如建立更专业和复杂的应用模型的基础空间分析工具。 .
应用型GIS发展到一定阶段后，将作为应用开发的基础平台，为更广泛、更深入的应用提供服务，成为工具型GIS。空间分析与GIS结合的空间分析 GIS 结合GIS的意义是Driven by demand的应用，它最初是为数据管理的需要而设计的，其分析功能与其他功能相比相对较弱。通用GIS提供了一些空间分析功能，如叠加分析、缓冲区分析、邻近分析等，但主要是基于图形运算，而不是真正意义上的基于数学和模型的空间分析和空间分析。分析和GIS 结合意义和GIS 空间分析有广泛的应用。各种具有空间属性的空间对象都可以通过空间分析揭示其空间分布特征。一般来说，GIS侧重于图形显示和数据库管理，即描述空间对象及其属性之间的关系，而空间分析则源于数值计算，即应用空间分析模型进行相关的空间自相关、空间结构特征，和空间插值。 、空间模拟等。在GIS中加入空间分析模块，可以使GIS具有更强的空间数据分析能力，使GIS更加完善和强大。对于空间分析，GIS可以使空间分析的过程和结果更清晰、更方便。 GIS 可以在以下几个方面为空间分析提供支持： 用 GIS Way 确定空间采样。
空间数据采样是空间分析最基本的过程。在许多情况下，抽样方法并不是唯一的。抽样方法与研究变量的空间分布特征有关。抽样方法。 GIS可以帮助分析变量的空间分布，从而确定抽样方法，也可以确定各种抽样方法的成本、优缺点。空间分析与空间分析与GIS GIS组合意义 GIS为空间分析提供数据源。空间分析一般需要大量的数据支持，特别是在空间分析的理论研究中，如果经常对这些数据进行实地采样，往往需要大量的人力物力，这往往是研究人员难以接受的。此时，可以利用GIS的数字地形模型（DTM）采集高程、坡度、坡向等数据来代替待研究的变量，利用GIS的叠加分析生成新的变量满足空间分析的要求。而且GIS数字高程模型的格网数据一般可以满足空间分析所需的数据量。空间分析是对具有空间坐标的变量进行分析，分析的结果往往具有空间分布特征。这种空间分布特征的图形化表达就是GIS的强项。用GIS来表达空间分析的结果，可以得到非常直观的结果。同时，空间分析的数据结果也可以存储在GIS空间数据中。定量计算是GIS的基本功能之一，是对地理信息系统进行高层分析的基础。
在GIS中，为了进行高层次的分析，往往需要对空间对象进行查询和定位，并使用一些简单的测量值来描述地理分布或现象，如长度、面积、距离、形状等等。其实，空间分析首先是从空间查询和定量计算开始的。它是空间分析的定量基础。空间查询与定量计算 空间查询与定量计算图和属性互查询是最常用的查询。主要有两种：第一种是根据属性信息的要求查询定位空间位置，称为“属性查询图”。例如，在中国的行政区划图上，可以查询哪些省份的人口超过4000万，城市人口超过1000万。这与一般的非空间关系型数据库的 SQL 查询没有区别。得到查询结果后，就可以使用图与属性的对应关系了。 ，并以指定的显示方式在图形上进一步绘制结果定位。空间查询与定量计算 空间查询与定量计算 第二种是根据物体的空间位置查询相关属性信息，称为“图形属性查询”。例如，通用地理信息系统软件提供了“INFO”工具，用户可以通过点选、画线、矩形、圆形、不规则多边形等工具用光标选择对象，并显示属性列表查询的对象。用于统计分析。这个查询通常分为两个步骤。首先，借助空间索引，在GIS数据库中快速检索出选中的空间实体，然后根据空间实体与属性的连接关系，得到查询到的空间实体的属性列表。计算空间查询与量化空间实体之间存在多种空间关系空间分析中的网络分析，包括拓扑、顺序、距离和方向。
通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统区别于一般数据库系统的功能之一。例如，满足以下条件的城市空间查询和定量计算的查询整个查询计算涉及空间序列和方位关系（京沪线以东）、空间距离关系（距京沪线的距离）上海线不超过50公里），空间拓扑关系。 （选择区域为特定多边形），甚至属性信息查询（城市人口大于100万） 空间查询与定量计算 空间查询与定量计算 传统关系型数据库的标准SQL无法处理空间查询，这是由于之间的关系 由于数据库技术的弱点，对于GIS，SQL需要进行扩展。对于传统的SQL，要实现空间操作，需要将SQL命令嵌入到C语言等编程语言中，而新的SQL允许用户定义自己的操作，并嵌入到SQL命令中。表面物体的形状测量包括空间一致性问题，即多孔多边形和破碎多边形的处理；多边形边界特征描述问题 空间查询与定量计算 质心的空间查询与定量计算是描述地理对象空间分布的重要指标。例如，要得到一张全国人口分布等高线图，而人口数据只能到县级，需要在每个县中定义一个点作为质心来表示县的值，然后进行插值得到计算全国人口等高线 质心通常定义为多边形或面的几何中心，在多边形比较简单的情况下，如矩形，容易计算。
但是当多边形形状复杂时，计算就很复杂了空间查询和测量空间查询和测量“距离”是人们日常生活中经常涉及的一个概念，它描述了两个事物或实体之间的距离。 最常用的距离概念是欧几里得距离，向量结构和网格结构在GIS中都很容易实现，距离通常是计算两地之间的距离，但有时人们想知道从一个地方到所有其他地方的距离这时候是距离面缓冲分析缓冲分析接近度（Proximity）描述了两个物体在地理空间中距离的接近程度，它的确定是空间分析的重要手段。沿线或沿河的特征，公共设施（商场、邮局、银行、医院、车站、学校等）的服务半径、大型水库、铁路、公路和航运渠道 它所经过的地区经济发展的重要性是近在咫尺的问题。缓冲区分析是解决邻近问题的空间分析工具之一。缓冲区分析缓冲区分析缓冲区是地理空间目标的影响或服务范围。从数学的角度来看，缓冲分析的基本思想是给一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。缓冲分析还有一些特殊的形式缓冲液分析。缓冲区，例如点对象的三角形、矩形和圆形，线对象的双边对称、双边不对称或单边缓冲区，表面对象的内部和外部缓冲区。
这些缓冲器适用于不同的应用要求。形状虽然特殊，但基本原理是一样的。缓冲区计算的基本问题是两行问题。双线问题还有很多其他名称，比如图形加粗、加宽线、中心线扩大等，都是指同一个操作。缓冲分析 缓冲分析 分析双线问题最简单的方法是平分线法（简单平行线法）。算法是在轴的首尾点做轴的垂线，并根据缓冲半径R截断左右边缘的起点和终点；在轴的其他转折点，使用与轴相关联的前后相邻边之间的距离作为 R 的两条平行线的交点生成对应于顶点角平分线方法的缓冲区的缺点是很难最大程度保证双线等宽，特别是凸边角进一步锐化时，会远离轴顶点缓冲区缓冲区分析：在曲线的首末点轴，制作轴的垂直线，并根据双线和缓冲区半径切出左右侧线的起点和终点；在轴的其他转折点，先判断该点的凸凹，用凸边的圆弧。桥接，在凹边上，利用前后相邻边的平行线的交点，生成对应的顶点。这样，外角用圆弧连接，内角直接连接，线段的端点用半圆封闭。缓冲区分析 缓冲区分析 对于简单的情况，缓冲区是一个简单的多边形，但是当为具有更复杂形状的对象或对象集合计算缓冲区时，它变得更加复杂。为了使缓冲区算法适应更一般的情况，有必要处理边的自相交。当轴的弯曲空间不允许双线的边缘无遮盖地通过时，会生成几个自相交的多边形。 Buffer Analysis Buffer Analysis 自相交多边形分为岛状多边形和重叠多边形两种情况。
岛屿多边形是缓冲区边缘的有效组成部分；重叠多边形不是缓冲区边缘的有效组件，并且不参与缓冲区边缘的最终重建。对于孤岛多边形和重叠多边形的自动判别方法，首先定义轴坐标点序列为其方向，缓冲区双线分为左右两边，左右两边的判别自相交多边形是完全对称的。对于左线，岛自相交多边形是逆时针方向，重叠的自相交多边形是顺时针方向；对于右边的线，岛多边形是顺时针方向的，重叠的多边形是逆时针方向的
