第五章空间分析的原理和方法 第一节数字地面模型分析 第二节空间叠合分析 第三节空间缓冲区分析 第四节空间网络分析 第五节空间统计分析 第六节空间数据的集合分析和查询
第五章 空间分析的原理和方法 第一节 数字地面模型分析 第二节 空间叠合分析 第三节 空间缓冲区分析 第四节 空间网络分析 第五节 空间统计分析 第六节 空间数据的集合分析和查询
空间分析是G1S系统的重要功能之一，是 GS系统与计算机铺助绘图系统的主要 区别。空间分析的对象是一系列跟空间 位置有关的数据，这些数据包括空间坐 标和专业属性两部分。其中空间坐标用 于实体的空间位置和几何形态，专业属 性则是实体某一方面的性质
空间分析是GIS系统的重要功能之一,是 GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要 区别。空间分析的对象是一系列跟空间 位置有关的数据，这些数据包括空间坐 标和专业属性两部分。其中空间坐标用 于实体的空间位置和几何形态，专业属 性则是实体某一方面的性质
第五拿空间分析的原理和方法 空间分析的意义 是地理信息系统的熏要组成部分，也是区别于其它类型系统 莳一不最生要的防能特雅。 空间分析的目的：在于通过对空间数据的深加工或分析， 获取新的信息。 三、空间分析：是基于空间邀据的分析技术，以地学愿理为体 通过 更认早 之从间数据鱼获取有关地理玩象堂简 位置、空间汾布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。 四、空间分析类型： 1. 产生式分析：如数字地面模理分析、空间叠合分析、缓冲区 分析、间网络芬析、室间统许分析 2.咨询式分析：如空间集合分析，空间数据查询等
第五章 空间分析的原理和方法 一、空间分析的意义 是地理信息系统的重要组成部分，也是区别于其它类型系统 的一个最主要的功能特性。 二、空间分析的目的：在于通过对空间数据的深加工或分析， 获取新的信息。 三、空间分析：是基于空间数据的分析技术，以地学原理为依 托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理现象的空间 位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。 四、空间分析类型： 1. 产生式分析：如数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区 分析、空间网络分析、空间统计分析； 2. 咨询式分析：如空间集合分析，空间数据查询等
第一节 数字地面模型分析 一、 DTM与DEM 1.DTM:数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限 项的向量序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。 2.DEM:数字高程模型，是高程关于平面坐标自变量的连 续函数的一个有限的离散表示。又叫地形模型。 DTM={Z}i=1,2,3,m-1,m;j=1,2,3,n-1,n 二、DEM的主要表示模型 1.规则格网模型 2.等高线模型 3.不规则三角网模型(TΠN) 4.层次模型 三、DEM的建立
第一节 数字地面模型分析 一、DTM与DEM 1. DTM：数字地面模型，是定义于二维区域上的一个有限 项的向量序列，以离散的平面点来模拟连续分布的地形。 2. DEM：数字高程模型，是高程关于平面坐标自变量的连 续函数的一个有限的离散表示。又叫地形模型。 DTM={Zi,j} i=1,2,3,.,m-1,m；j=1,2,3,.,n-1,n 二、DEM的主要表示模型 1. 规则格网模型 2. 等高线模型 3. 不规则三角网模型（TIN） 4. 层次模型 三、DEM的建立
数字地形模型 DTM和DEM 数字地形模型(Digital Terrain Model,DTM)是在 空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的 统称。是带有空间位置特征和地形属性特征的数 字描述。是建立不同层次的资源与环境信息系统 不可缺少的组成部分。 地表属性的三维特征，诸如高度、坡度、坡向等重 要的地貌要素，是地学分析和生产应用中的基础 数据，它们可以广泛地应用在多种领域，如农、 林、牧、水利、交通、军事领域等。具体地说象 公路、铁路、输电线的选线、水利工程的选址， 军事制高点的地形选择、土壤侵蚀、土地类型的 分析等；也可应用于测绘、制图、遥感等领域。 DTM的生成已成为GIS的研究课题之
数字地形模型 DTM和DEM 数字地形模型(Digital Terrain Model,DTM)是在 空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的 统称。是带有空间位置特征和地形属性特征的数 字描述。是建立不同层次的资源与环境信息系统 不可缺少的组成部分。 地表属性的三维特征，诸如高度、坡度、坡向等重 要的地貌要素，是地学分析和生产应用中的基础 数据，它们可以广泛地应用在多种领域，如农、 林、牧、水利、交通、军事领域等。具体地说象 公路、铁路、输电线的选线、水利工程的选址、 军事制高点的地形选择、土壤侵蚀、土地类型的 分析等；也可应用于测绘、制图、遥感等领域。 DTM的生成已成为GIS的研究课题之一
DTM中属性为高程的要素叫数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)。高程是地理空间 的第三维坐标，DM是地表单元上的高程集合， 通常用矩阵表示，广义的DEM可包括等高线、三 角网等，这里特指由地表网格单元构成的高程矩阵。 DEM是建立DTM的“基础数据”或称为单要素图， 其它要素均可以从 DEM数据直接或间接导出，因此称为“派生数 据”，如：平均高程、坡度、坡向等仍是系统数据 库中存储的一个层面或基本图件。这些层面都是位 置配准的，将它们与其它属性的层面叠置，可以完 成多种资源与环境分析。 对于DTM,只输入和存储数字高程模型DEM,并保 证其精度符合要求，其它派生要素在需要的时候通 过计算得到且精度就可以得到保证
DTM中属性为高程的要素叫数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)。高程是地理空间 的第三维坐标，DEM是地表单元上的高程集合， 通常用矩阵表示，广义的DEM可包括等高线、三 角网等，这里特指由地表网格单元构成的高程矩阵。 DEM是建立DTM的“基础数据”或称为单要素图， 其它要素均可以从 DEM数据直接或间接导出，因此称为“派生数 据”，如：平均高程、坡度、坡向等仍是系统数据 库中存储的一个层面或基本图件。这些层面都是位 置配准的，将它们与其它属性的层面叠置，可以完 成多种资源与环境分析。 对于DTM，只输入和存储数字高程模型DEM，并保 证其精度符合要求，其它派生要素在需要的时候通 过计算得到且精度就可以得到保证
DEM的表示方法 某地区地表高程的变化可用多种方法摸拟。用数学 定义的表面或点、线影像都可用来表示DEM。 数学分块法 数学方法拟合表面时需依靠连续的三维函数 ,连续 土三 㸙来灣酸 点的高程，可得到拟合的DEM。 图形法 线模式：表示地形的最普通线模式是 系列描述 有 )便皇数 用扫描仪在这些會 正直闭获最D数据方面已做了许多工作。 松套线觀亮，过插
DEM的表示方法 某地区地表高程的变化可用多种方法模拟。用数学 定义的表面或点、线影像都可用来表示DEM。 数学分块法 数学方法拟合表面时需依靠连续的三维函数，连续 的三维函数能以高平滑度表示复杂表面。局部 拟合法是将复杂表面分成正方形像元，或面积 大致相同的不规则形状小块，根据有限个离散 点的高程，可得到拟合的DEM。 图形法 线模式：表示地形的最普通线模式是一系列描述 高程曲线的等高线。地图（有等高线）便是数 字地面模型的现成数据源，用扫描仪在这些图 上自动获取DEM数据方面已做了许多工作。 • 另外是根据各局部等值线上的高程点，通过插 值公式计算各点的高程，得到DEM
点模式 人工网格法：将地形图蒙上格网，逐格读取中心 中矩阵的还理比 较克便， 喜 或角点的高程值6构成数字膏程模要。 的地理信息系统中高程矩阵岂成为书M最通用 的形冠 的缺点，即：④地形筒单的地坚存在大量 余数 :②如果不改变网格大小，无法适用地 度同的地区。 立体像对分析：先进采样法Progressive mpling)(逍除元余数据向题)就是通过遥感 立 ,根据视差挨 型，自动选配左右影像的 良名晨委花覆的纯区，增两酪数量镗 时分 建立数字高程模型。在产生DM数据 而在地形起伏不大的地区，减少 网 数量（降低芬辨率
• 点模式： • 人工网格法：将地形图蒙上格网，逐格读取中心 或角点的高程值，构成数字高程模型。由于计算 机中矩阵的处理比较方便，特别是以网格为基础 的地理信息系统中高程矩阵已成为DEM最通用 的形式。 网格法的缺点，即：①地形简单的地区存在大量 冗余数据；②如果不改变网格大小，无法适用地 形复杂程度不同的地区。 • 立体像对分析：先进采样法(Progressive Sampling)(消除冗余数据问题）就是通过遥感 立体像对，根据视差模型，自动选配左右影像的 同名点，建立数字高程模型。在产生DEM数据 时，地形变化复杂的地区，增加网格数量(提高 分辨率)，而在地形起伏不大的地区，则减少网 格数量(降低分辨率)
不规则三角网方法(TIN):对有限个离散点，每三 个最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，可计算各网格点高 程，生成DEM。 不规则三角网是产生DEM数据而设计的采样系统。 该DEM系统克服了高程矩阵中冗余数据的问题 而且能更加有效地用于各类以DEM为基础的计算。 DEM生成的上述方法中，人工网格方法的精底低、 工作量大，不宜采用；立体像对分析要求有立体像 对影像和特殊的软件，且运算时间较长，技术条件 特殊；三角网法在有足够离散点的情况下效果较好 曲面拟合可反映总的地势，但局部误差较大；等值 线插值是用的比较普遍的方法，输入等值线后，可 在矢量格式的等值数据基础上进行，插值效果较好
• 不规则三角网方法(TIN)：对有限个离散点，每三 个最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，可计算各网格点高 程，生成DEM。 不规则三角网是产生DEM数据而设计的采样系统。 该DEM系统克服了高程矩阵中冗余数据的问题， 而且能更加有效地用于各类以DEM为基础的计算。 • DEM生成的上述方法中，人工网格方法的精底低、 工作量大，不宜采用；立体像对分析要求有立体像 对影像和特殊的软件，且运算时间较长，技术条件 特殊；三角网法在有足够离散点的情况下效果较好； 曲面拟合可反映总的地势，但局部误差较大；等值 线插值是用的比较普遍的方法，输入等值线后，可 在矢量格式的等值数据基础上进行，插值效果较好
DEM的表示方法 丧4-3地妻的赛示方法 ·傅里听级数 整林 高次多项式 数学方法 局部、 「规则“块 不规则“块” 规则 「度致 密度不一致 DEM的表示方法· 三角形网 点数据 不规刚 邻近网 典难特在一 「山峰、法坑 图像法 L隘Π、边界 水平线 垂直线 线数据 厂山羚线 典型线 谷底线 海岸线 坡度变换线
DEM的表示方法