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第七章空间分析学习目标：理解空间分析及相关概念掌握空间分析的方法重点：叠置分析、缓冲区分析、窗口分析、网络分析的方法及软件实现一概述空间分析是指从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术。空间分析是GIS的主要特征。GIS与一般的计算机辅助制图（CAC/CAD）系统的主要区别在于GIS具有空间分析功能。二叠置分析（overlay）（一）概念：叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠置产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。叠置分析（overlay）区域一致数据能够有效匹配（投影、比例尺等）分析模型与分析数据一致误差及处理方法（二）叠置分析的条件：叠置分析（overlay）叠加碎屑叠加生成的碎屑多边形T2时刻多边形多边形叠加结果T1时刻多边形多边形叠加产生碎屑多边形叠置分析（三）叠置分析的类型：视觉信息的叠加：将多个图层内容放在一起进行显示点与多边形的叠加：实质上是计算多边形对点的包含关系，用于统计或属性赋值。线与多边形的叠加：主要用于计算线落在哪些多边形中以及各自的部分。多边形叠加：最常用的叠加分析。栅格图层叠加：利用某种计算模型对不同栅格图层中相同位置像元的值进行计算，得到新的栅格图层。1.视觉信息的叠加视觉信息的叠加是将不同层面的信息叠加显示在结果图件或屏幕上，它不产生新的数据层面，只是将多层信息复合显示，以便研究者判断其相互关系，获得更为丰富的空间关系。地理信息系统中视觉信息的叠加包括以下几类：面状图、线状图和点状图之间的复合；面状图区域边界之间或一个面状图与其他专题区域边界之间的复合；遥感影像与专题地图的复合；专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图；遥感影像与DEM复合生成真三维地物景观TIN与遥感影像的叠加2.点与多边形叠置计算多边形对点的包含关系。通过点与多边形叠加，可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性信息。例如：1.查询各省有多少种矿产，产量有多少？2.指定类型的矿产在哪些省里有分布？2.点与多边形叠置1.叠加分析，一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点），2.通过属性查询，可以查询指定省份有多少种矿产，产量有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里有分布等信息。3.线与多边形叠加线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。例如：统计各省高速公路里程。各省海岸线里程。4.多边形与多边形的叠加本底多边形：被叠置的多边形。上覆多边形：用来叠置的多边形。注意：两种多边形顺序的不同会导致统计结果的不同。图形结果属性结果叠加范围交只保留两个输入图层的公共区域叠和以输入图层为界，保留边界内两个多边形的所有多边形输入图层叠加图层并保留两个输入图层的所有多边形结果图层5.栅格图层叠加实质是相应栅格的运算。注意：栅格大小相同，数目相等。1.算术运算：指两层以上的对应网格值经加、减运算，而得到新的栅格数据系统的方法。2.函数运算：指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数关系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅格数据系统的过程。应用：地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图像处理等领域例：利用土壤侵蚀通用方程式计算土壤侵蚀量已知：土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数土壤侵蚀量的大小是降雨(R)、植被覆度(C)、坡度(S)、坡长（L）、土壤抗蚀性(SR)等因素的函数布尔逻辑运算例：有土壤厚度（大于50厘米和其他）和土壤类型（红壤和其他类型）两个二值化图层，不同的逻辑运算结果如下：AND关系：结果是将土层厚度大于50厘米，且土壤为红壤的土壤单元显示出来；OR关系：结果将土层厚度大于50厘米，或者土壤为红壤的土壤单元显示出来；XOR：结果将土层厚度小于50厘米，或者土壤不是红壤的土壤单元显示出来；NOT:如结果是将土层厚度大于50厘米，但土壤不是红壤的土壤单元显示出来；三缓冲区分析（BufferWizard）（一）概念缓冲区：空间实体的一种影响范围或服务范围。实质：给定一个空间实体或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由领域半径R来确定。缓冲分析过程：1.建立缓冲区图层2.与其他图层叠加进行分析（二）缓冲因素主体分析的目标，点源、面源、线源临近对象受主体影响的客体，如行政变更涉及的居民区，森林砍伐涉及的水土流失范围作用条件主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度（三）缓冲区半径及实现途径1.相同距离的单层缓冲区2.相同距离的多层缓冲区3.不同距离的缓冲区（四）缓冲区的类型为食虫鸣禽选择高质量的栖息地