属性数据与空间数据

空间数据组织与管理

空间数据组织空间数据管理

?空间数据结构 ●矢量数据结构●栅格数据结构 ?矢量、栅格结构对比?空间数据库特点 ?传统数据库模型及特点 ●层次数据模型●网络数据模型●关系数据模型 ?现行空间数据库管理方案 ●混合数据管理模式●扩展数据管理模式●统一数据管理模式空间数据组织与管理

定义： ?矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。?点：空间的一个坐标点；?线：多个点组成的弧段； ?面：多个弧段组成的封闭多边形；获取方法 ?定位设备（全站仪、GPS 、常规测量等）?地图数字化?间接获取 ●栅格数据转换 ●空间分析（叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）矢量数据表达考虑内容 ?矢量数据自身的存储和管理?几何数据和属性数据的联系 ?空间对象的空间关系（拓扑关系）矢量数据表达 ?简单数据结构?拓扑数据结构?属性数据组织矢量数据结构

矢量数据表达—简单数据结构只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。又称面条结构。存储： ?独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象；?点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成特征 ●无拓扑关系，主要用于显示、输出及一般查询 ●公共边重复存储，存在数据冗余，难以保证数据独立性和一致性 ●多边形分解和合并不易进行，邻域处理较复杂；●处理嵌套多边形比较麻烦适用范围：制图及一般查询，不适合复杂的空间分析量数据结构（续）

标识码属性码空间对象编码唯一连接几何和属性数据数据库独立编码点: ( x ,y ) 线: ( x 1 , y 1 ) , (x 2 , y 2 ) , … , ( x n , y n )面: ( x 1, y 1) , (x 2, y 2) , …, ( x 1, y 1) 点位字典点: 点号文件线: 点号串面: 点号串点号X Y 1112223344………n 55 66 存储方法量数据结构（续）

GIS空间分析的功能和广泛应用

一、GIS空间分析的功能前面已经介绍过GIS，大家已经知道空间分析就是对分析空间数据有关技术的统称。所以我们根据作用的数据性质不同，可以经空间分析分为： 1、空间图形数据的拓扑运算； 2、非空间属性数据运算； 3、空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是仰仗于地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。 GIS中可以实现空间分析的基本功能，包括空间查询与量算，叠加分析、缓冲区分析、网络分析等，并描述了相关的算法，以及其中的计算公式。 1、叠加分析叠加分析至少要使用到同一区域，具有相同坐标系统的两个图层。所谓叠加分析，就是将包含感兴趣的空间要素对象的多个数据层进行叠加，产生一个新要素图层。该图层综合了原来多层实体要素所具有的属性特征。叠加分析的目标是分析在空间位置上有一定关联的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系。多层数据的叠加分析，不仅仅产生了新的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系，能够发现多层数据间的相互差异、联系和变换等特征。根据GIS数据结构的不同，将GIS叠加分析分为基于矢量数据的叠加分析和基于栅格数据的叠加分析。在GIS的矢量数据结构中，地理孔吉对象由点、线、面等要素来表示，所以基于矢量数据的叠加分析又可以分为点与多边形的叠加分析、线与多边形的叠加分析和多边形间的叠加分析三大类。

点与多边形的叠加，就是研究某一矢量数据层中的点要素位于另外一个矢量数据层中的哪个多边形内，这呀就可以根据点与多边形的空间关系，确定给点要素添加哪些属性特征。线与多边形叠加，就是研究矢量数据层中的线要素与其他数据层中的多边形要素之间的关系，进而判定线要素与多边形的相离、相交、包含等空间关心。多边形的叠加，就是要研究两个或多个多边形矢量数据层的叠加操作，生成一个新的多边形数据层。栅格数据的叠加分析可以表达为地图代数的元算的过程。所谓地图代数，就是指在GIS中将数据层作为方程变量的函数运算，通常情况下都是指栅格数据层运算。栅格数据中，地理实体都是通过规则网格单元来表示的，层与层之间的叠加操作是通过逐个网格单元之间的运算来实现的。在栅格数据叠加分析中，地图代数运算又分为代数运算与逻辑运算。栅格叠加分析与多边形叠加分析一样，是求两组或两组以上空间图形的交集，但是多边形叠加分析得到的是合成多边形，而栅格叠加分析得到的是合成数据串，这些合成的数据文件是进一步进行空间聚类或聚合的依据。类型叠加：将两组或两组以上的地理编码数据，求它们的交集，以建立新的数据文件，根据分析任务，设置命令，得到最后的类型叠加结果。统计叠加：将区域界线(政区、自然区域或经济区域等)，与专题数字地图叠加，建立的合成数据串，作出各区专门内容的数量统计。动态分析：将同一种要素在不同时期的两组属性数据叠加，建立合成数据串，它们之差就是该要素在该时段内的变化，在土地利用动态监测中，常要使用这种分析方法。 2、缓冲区分析缓冲区是根据点、线、面地理实体，建立起周围一定宽度范围内的扩展距离图，缓冲区的作用是用来限定所需处理的专题数据的空间范围。一般认为缓冲区以内的信息均是与构成缓冲区的核心实体相关的，及邻接或关联关系，而缓冲区以外的数据与分析无关。

空间数据查询和空间数据分析的具体功能分类

空间数据查询和空间数据分析的具体功能分类？空间定位查询由图形查询到属性按点定位查询按矩形区域查询按椭圆区域查询按多边形区域查询如查询在某个面内有几个点、空间关系查询通过拓扑关系和空间运算进行的查询邻接查询：查询目标邻接的点、线、面目标含查询：查询面目标所包含的点、线、面目标穿越查询：查询线目标所相交的点、线、面目标缓冲区查询：查询目标一定距离范围内的点、线、面目标如面面查询，查询与某个多边形相邻的多边形的个数空间属性查询由属性查询到图形支持标准的SQL查询语言 Select 属性项集合From 属性表集合Where 条件集合如查询地块面积为1.5的业主名字 select 业主名字，面积 from Parcel, Qwner where Parcel.PIN= Owner.PIN and Parcel.Area= 1.5 空间组合查询定位与属性组合查询关系与属性组合查询定位与关系组合查询定位、关系和属性组合查询如查询某地块中有几个面积为1.5的点空间数据分析形态分析形态特征是空间物体的重要特征之一，在空间分析中，对空间物体的形态分析随空间物体维数的改变而不同一般地说，空间物体可以简单地分为零维、一维、二维、三维，形态分析是对物体的几何特征的分析零维物体的形态是没有意义的一维物体的形态分析指长度、曲率、方向特征二维物体的形态分析指面积、周长、重心及平面延展性等三维物体的形态分析主要有表面积、体积、坡度、坡向等叠加分析

叠加分析是GIS最重要的功能之一是将各种不同的地理要素分类（层）存储和表述，由计算机自动将它们迭置起来进行分析如在叠加区域内，只有参与迭加的地理要素都为真时，该区域才为真；若参与迭加的地理要素中有一个为假，则该区域为假点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加邻域分析邻域分析包括两个方面的内容：一是通过给定位置查询其邻域中的有关要素情况，这在GIS 中通常归结为“缓冲区”分析，有点、线、面缓冲区分析其二是从给定位置的某现象“值”去推算其给定邻域相关变量的值，在这GIS中通常归结为“插值式逼近” 连接分析连接分析涉及的内容较多，主要就是通视分析、径流分析、日照分析和多边形合并通视分析简单地说就是在地面上给定一点，计算出位于该点可以见到的全部区域径流分析就是地表谷地、水流的路径日照分析就是太阳照射的影子分析多边形合并单地说就是将若干个小多边形合并成一个大多边形网络分析将地理空间抽象成一个二维欧氏平面，以一定的规则和连线分布其间，就构成了地理网络现实地理空间中许多地理事物都可以直接或经过适当的变换形成地理网络例如铁路、公路、通讯线路、生产过程、经济的流量、人口迁移路线、自然系统中的物质流、能量流和信息流等，都可以表示成相应的点之间的连线由此构成现实世界中多种多样的地理网络。对地理网络进行分析，就可得到一些很有意义的结果网络分析的应用主要包括三个方面：路径分析和资源分配分布分析分布分析就是空间统计分析，基于空间数据进行非空间数据（专题）的分类将地图要素划分成一些简单的连通区域，如行政区划，每个区域用一个简单的数学函数表示一种专题主要属性的变化根据所表示地理现象的不同，区域可以对应不同类型的属性函数，如人口分布图、经济状况分布图、工业分布图、文化分布图、历史分布图等

基于ArcSDE的空间数据组织和管理

１ＡｒｃＳＤＥ的体系结构和数据模型ＡｒｃＳＤＥ采用客户／服务器（即Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ）体系结构。在以Ｏｒａｃｌｅ为底层数据库的环境中，ＡｒｃＳＤＥ为用户提供了三种灵活的选择，用户可以根据具体情况选择直接连接（也称为两级连接，Ｔｗｏ－ＴｉｅｒｅｄＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、间接连接（也称为三级连接，Ｔｈｒｅｅ－ＴｉｅｒｅｄＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）或者建立ＯＬＥＤＢ连接。一般推荐采用间接连接。ＡｒｃＳＤＥ间接连接的体系结构如图１所示。在服务器端ＡｒｃＳＤＥＳｅｒｖｉｃｅ的ｇｉｏｍｇｒ进程一直在后台运行，当客户程序连接请求通过ＴＣＰ／ＩＰ网络发送到ＡｒｃＳＤＥ时，ｇｉｏｍｇｒ进程为该连接分配一个专用的ｇｓｒｖｒ，以后客户程序与ＡｒｃＳＤＥ的应用服务器之间的通讯就通过该ｇｓｒｖｒ进程来进行。ｇｓｒｖｒ进程主要起以下几个作用：（１）服务于该连接的所有请求；（２）解释客户查询请求为Ｏｒａｃｌｅ可以理解的ＳＱＬ语句，并根据查询对象（要素类或栅格数据集）的空间索引和查询条件产生过滤器，然后将带有过滤器的ＳＱＬ语句提交Ｏｒａｃｌｅ服务器；（３）进一步将Ｏｒａｃｌｅ提取的查询结果集进行第二步的空间过滤，以产生符合查询条件的最小结果集并返回客户程序；（４）维护和管理元数据。ＡｒｃＳＤＥ作为空间数据库引擎，既可以将矢量数据存储到ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ中，也可以将栅格数据存储到ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ中。ＡｒｃＳＤＥ以ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ数据模型来存储数据。在ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ数据库中，ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ是最高层次的地理数据单元，所有的地理数据由一个或多个ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ组成。一个ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ由多个抽象数据集（Ｄａｔａｓｅｔｓ）组成［２］。数据集通过继承得到Ｔｉｎ（Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄｉｒｒｅｇｕｌａｒｎｅｔｗｏｒｋ）数据集、栅格数据集、要素数据集和表。Ｔｉｎ数据集是指一套带有ｚ值的不规则三角网，用它来精确表示表面。栅格数据集是存储有不同光谱或分类值的基于ＡｒｃＳＤＥ的空间数据组织和管理张佐帮１，尚颖娟２（１．西南大学地理科学学院，重庆４００７１５；２．西南大学资源环境学院，重庆４００７１６）摘要：重点讨论了ＡｒｃＳＤＥ的数据组织模型，以及如何组织和管理空间数据；利用ＡｒｃＳＤＥ结合Ｏｒａｃｌｅ９ｉ技术，实现了中国－－东盟自由贸易区电子政务系统中数据库的建立。关键词：ＡｒｃＳＤＥ；数据组织；空间数据库中图分类号：Ｐ２０８；ＴＰ３１１文献标识码：Ｂ文章编码：１６７２－６２５１（２００７）０９－００５８－０３ＴｈｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｐａｔｉａｌｄａｔａＺＨＡＮＧＺｕｏ－ｂａｎｇ１，ＳＨＡＮＧＹｉｎｇ－ｊｕａｎ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇｔｈｅｄａｔａｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＡｒｃＳＤＥａｎｄｈｏｗｔｏｏｒｇａｎｉｚｅａｎｄｍａｎａｇｅｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄａｔａ．ＢｙｕｓｉｎｇＡｒｃＳＤＥａｎｄＯｒａｃｌｅ９ｉｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅｄａｔａｂａｓｅｏｆｔｈｅＥ－ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆＣＡＦＴＡｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡｒｃＳＤＥ；Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａｔａ；Ｓｐａｔｉａｌｄａｔａｂａｓｅ收稿日期：２００７－０８－２２作者简介：张佐帮（１９７９－），男，助教，研究方向：地理信息系统应用。图１ＡｒｃＳＤＥ间接连接的体系结构［１］

空间数据质量特性与质量控制.

空间数据质量特性与质量控制范志坚1，2,方源敏1,汪虹2 (1.昆明理工大学国土资源工程学院昆明 650093;2.云南省基础地理信息中心昆明 650034) 摘要：本文主要讨论空间数据质量特性、质量控制所涉及的内容。结合笔者最近从事空间数据库建库的具体实践和工作体会，探讨从位置精度、属性精度、时间精度、数据完整性和逻辑一致性等方面对数据质量进行全面控制，最终建成一个质量可靠的空间数据库。关键词：地理信息系统；空间数据库；空间数据；质量特性；质量控制 Quality characteristic and Quality control of Spatial data Fan Zhi-jian1，2，Fang Yuan-min1，Wang-Hong2 (1.Faculty of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China；2.Yunnan Provincial Geomatics center，Kunming 650034，China) Abstract：This paper mainly talks over contents which are involved with quality characteristic and quality control of spatial data．Integrating with concrete practice and work experience which the writer has recently been engaged in establishing spatial database,a very comprehensive control of data quality should be discussed from aspects of positional accuracy、attribute accuracy、temporal accuracy、data compression、as well as logic conformance and so on．Finally，a dependable spatial database should be set up． Key words：GIS；spatial database；spatial data；quality characteristic；quality control 0 引言空间数据库是随着地理信息系统(GIS)的开发和应用而发展起来的数据库新技术，它是地理信息系统的重要组成部份，是地理信息系统应用部份的前题和基础。空间数据库为此建立了如实体、关系、数据独立性、完整性、数据操作、资源共享等一系列基本概念。以空间数据存储和操作为对象的空间数据库，把被管理的数据从一维推向了二维、三维甚至更高维。空间数据库是一种应用于空间数据处理与信息分析领域的具有工程性质的数据库，它所管理的对象主要是空间实体。在空间数据库中，空间数据质量的好坏，直接影响到空间数据库的经济效益和社会效益。要得到高质量的空间数据，最重要的是在空间数据生产和使用过程中进行质量管理和质量控制。通过质量管理和质量控制，可以分析影响产品质量的原因，进而提高空间数据的质量。空间数据的质量是空间数据库生存和发展的保障，缺少质量指标的空间数据将无法得到用户的信任，且直接影响到地理信息系统应用、分析、决策的正确性和可靠性。由此可知，空间数据质量是空间数据库的生

空间数据查询与分析

第五章空间数据查询与分析本章主要讲述了空间数据查询和空间数据分析以及数字地面模型的相关知识。空间数据查询内容包括空间数据查询的含义，各种查询方式、查询结果的显示方式；空间数据查询应用。空间数据分析的内容包括空间数据分析基础即空间几何量算；空间数据分析方法即缓冲区分析、叠加分析、空间数据再分类、网络分析、空间插值、统计分类分析；，空间数据分析的应用。在本章的第三节介绍了数字地面模型（DTM）和数字高程模型(DEM)的概念，DEM的数据的采集及表示方法，DEM的应用及地形分析。第一节空间数据查询空间数据的查询是地理信息系统的一项重要功能，查询是用户与系统交流的途径，它可以向人们提供与地理空间、时间空间相关的空间数据，或者是与其关联的属性数据。目前大多数成熟的商品化地理信息系统软件的查询功能都能完美地实现对空间实体的简单查找，如根据鼠标所指的空间位置，系统可查找出该位置的空间实体和空间范围（由若干个空间实体组成）以及它们的属性，并显示出该空间对象的属性列表，并可以进行有关统计分析。 1 空间数据查询的含义空间数据查询首先是给出查询条件，然后系统经过空间量算，或在空间数据库和与其相联的属性数据库中快速检索返回满足条件的内容。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通过查询的方式解决，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。通过数据查询可以定位空间对象，提取对象信息，为地理信息系统的高层次空间分析奠定基础。GIS数据查询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。 2 空间数据查询的方式 2．1 基于空间关系查询空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。用户往往希望地理信息系统提供一些更能直接计算空间实体关系的功能，如用户希望查询出满足如下条件的旅游景点： 86

GIS原理与应用教案——第五章空间查询与空间分析

第五章空间查询与空间分析学习要求：掌握1、GIS的数据查询的基本知识 2、GIS空间分析模型及其算法 §5.1 空间数据的查询一、空间数据查询的含义数据查询是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。二、空间数据查询的方式 1、基于属性数据的查询： 2、基于图形数据的查询： 3、图形与属性的混合查询 4、模糊查询： 5、自然语言空间查询： 6、超文本查询 7、符号查询三、查询结果的显示方式查询结果的显示环境参数 1、显示方式（the display mode）

有5种显示方式用语多次查询结果的运算：刷新、覆盖、清除、相交和强调。 2、图形表示（the graphical presentation）用于选定符号、图案、色彩等。 3、绘图比例尺（the scale of the drawing）确定地图显示的比例尺（内容和符号不随比例尺变化）。 4、显示窗口（the window to be shown）确定屏幕上显示窗口的尺寸。 5、相关的空间要素（the spatial context）显示相关的空间数据，使查询结果更容易理解。 6、查询内容的检查（the examination of the content）检查多次查询后的结果。 §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。一、属性数据的集中特征数反映属性数据集中特性的参数有：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；平均数：反映了数据取值的集中位置；

ArcGIS空间数据管理与分析

《地理信息系统概论》实验报告题目：ArcGIS关于空间数据管理与空间数据分析操作实验姓名：赵文彪学号： 2014212425 班级：地信141 学院：理学院编写日期： 2015–11–8

学习空间数据库的建立与地图坐标校正变换二、实验原理 ArcMap 默认支持3种Transformation 类型。其中，两种是平面至平面的转换，即仿射(Affine)和Similarity，二者有一定差别。另一种即由曲面至平面的地图投影转换（Projective）。本实验中学习的坐标变换方法，是GIS实践中较常用的仿射变换。我们在课堂中讲过，坐标校正（rectification）可采用各级多项式来转换地图坐标。例如，设原坐标为(x,y)，转换后的坐标为(x',y')，采用2次多项式： x' = a1 x2 + b1 y2 + c1 xy + d1 x + e1 y + f1 y' = a2 x2 + b2 y2 + c2 xy + d2 x + e2 y + f2 通过地面控制点GCPs 的已知坐标(x,y)和(x',y')，求出2次多项式的各项系数，就可以将地图上所有的(x,y)转换为(x',y')。本实验中的仿射变换是采用一次（线性）多项式 x' = a1 x + b1 y + c1和y' = a2 x + b2 y + c2 作为坐标转换关系的坐标校正方法。仿射变换可以将数据在x, y方向是非等比放大缩小，歪斜，旋转和平移（如图所示）。在ArcGIS中，一般采用4个Tics，即通常所说的地面控制点，来进行仿射变换。对于一般比较规整的地图，这样进行坐标校正是够用了。三、实验内容把数字化时形成的inch 单位的平面坐标，转化为我国统一使用的高斯-克吕格坐标，并将转换好空间坐标的数据导入到Geodatabase库中。为此，首先利用ArcMap，把原始的4个tic点坐标(x,y) (即取inch 的坐标)，改为相应的高斯-克吕格坐标值。然后，计算机根据这四个Tics 在两种坐标系中的取值，计算出转换系数，再把所有的(x,y) 转为高斯-克吕格坐标系统。最后，在ArcCatalog 中，新建一个高斯-克吕格坐标的Feature Dataset，把转换好坐标的Feature Class放到Geodatabase的Feature Class 中。

GIS空间与属性数据库建库规范

国家科学数据共享工程中国地球系统科学数据共享试点 2004DKA20180 空间与属性数据库建库规范（征求意见稿）中国科学院地理科学与资源研究所二○○五年三月，北京

中国地球系统科学数据共享试点矢量数据库建库规范（征求意见稿）（二○○五年三月）前言资源环境领域的历史数据具有重要的研究价值，把历史数据及时数字化、建库管理，不仅能够使积累的历史数据更方便地为科技工作者使用，同时这也是科学数据共享工程中的重要一环。在长期矢量数据库建库（以下简称矢量库）的过程中，对其建设路线、操作规程和实际应用进行总结提炼、制定出本矢量数据库建设规范，以期为中国地球系统科学数据共享网中的矢量建库进行指导。本规范包括五个部分和一个附录。本规范起草单位：中科院地理科学与资源研究所本规范由中国地球系统科学数据共享服务网组织起草并负责解释。 1 适应范围本规范适用于地学领域的矢量数据建库建设以及相关的空间数据处理工作。 2 引用标准 GB/T 14512—93 1:1000000地形图编绘规范及图式 GB/T 16831--1997 地理点位置的纬度、经度和高程的标准表示法 GB/T 17278—1998 数字地形图产品模式 GB/T 17797—1999 地形数据库与地名数据库接口技术规程 GB/T 17798—1999 地球空间数据交换格式 GB/T 18315—2001 数字地形图系列和基本要求 GB/T 18316—2001 数字测绘产品检查验收和质量评定 GB/T 18317—2001 专题地图信息分类与代码 GB 14051—93 地形图用色 GB 12409—90 地理格网 GB/T 2260-2002 中华人民共和国行政区划代码 GB2808-81 全数字式日期表示法

实验四空间数据查询与分析(ArcGIS)

实验四空间数据查询与分析一、实习目的 1.掌握空间数据查询与分析的原理与方法。 2.掌握空间数据查询与分析的容与技术。 3.结合实际，掌握利用叠加、缓冲和网络分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、实验准备预备知识空间数据的查询与分析是GIS的基本操作功能，数据探查包含属性数据查询，空间数据查询，地理可视化。空间数据分析包括矢量数据分析，如缓冲、叠加、地图操作等；栅格数据分析，如局域、领域等分析；地形制图和分析；空间插值；基于区域的分析；网络分析等。空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达;一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。实验数据 Data4数据或学生自己准备于该实验相关的数据三、实验容及步骤本实验方法是学生自主实验，实习手册只简绍涉及到空间查询与分析部分软件的操作，具体试验容采取学生自问自答的方式进行，即学生根据所学知识，自己设计有关空间查询与分析的实际问题，并通过实验来回答问题。要求至少列举一个空间缓冲分析的案例，一个网络分析的案例，然后

通过实验来分析解决。 1、空间查询 1）利用图形查询属性 ●直接点击图形查询属性（Identify）选取Identify 工具。用这个工具点取要素（点、线、面状）时，弹出Identify Result （查询结果）对话框，显示该要素的属性值。如下图： 2）框选图形查询属性（Select feature） ●然后点击工具栏上的Select feature图标点取想要选择的要素，被选择的要素颜色改变，在快捷菜单上选择Open Attribute Table ,可以看到属性表被选择的要素的属性记录也改变了颜色。如下图：

基于ArcGis的空间分析要点

第一章 1．GIS空间分析的概念、GIS空间分析的研究对象概念：空间分析是为解答地理空间问题而进行的数据分析与挖掘，是GIS的核心。研究对象：空间目标及其特性。如空间特性——位置、分布、形态和空间关系；属性特性；时间特性。空间分析类型：I基于空间图形数据的分析运算；基于非空间数据的数据运算；空间与非空间数据的联合运算。II基于矢量的空间分析；基于栅格的空间分析；矢- 栅联合空间分析。 2．道路拓宽案例分析题：某城镇拟对建城区某条道路进行拓宽，其拆迁标准为： a）道路从原有的20m拓宽至60m； b）拓宽道路应尽量保持直线； c）部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除。如何使用GIS进行道路拓宽的路线和费用分析？流程是怎样的？解决，数据采集和建库：搜集研究区域的道路分布图、建筑物分布图以及地价等相关信息；缓冲区分析：对道路做一40m为半径的缓冲区分析；叠加分析：将缓冲区分析之后的道路图同建筑物分布图叠加分析，选出在缓冲区域内的层数超过10的建筑物，做好标记；统计分析：…… 3．GIS空间分析的核心问题位置、条件、趋势、模式、模型。第二章 1.空间查询的概念、空间量算的概念空间查询：利用空间索引机制，从数据库中找出符合该条件的空间数据。空间量算：对各种空间目标的基本参数进行量算与分析。 2.函数距离的概念如曼哈顿距离、相对障碍物距离。 3.空间查询分类属性查询；空间相互关系查询，包含、在……之内、衷心地相交、在……距离之内…… 混合查询。 4.空间量算主要内容基本几何参数量测：位置、长度、面积、体积、距离、中心、重心…… 空间目标形态量测：曲率、弯曲度、完整性、复杂度…… 空间目标分布计算：分布中心、分布轴线、离散度、标准差圆、最近邻分析、分布密度、连通度、定向 5.分布密度的概念、连通度的概念分布密度：单位分布区域内分布对象的数量；连通度：空间网络中节点连线数与可能存在的所有连线数之比。思考题：1）洪涝灾害评估系统实现的技术路线研究； 2）提供区域DEM，获取区域的高程曲线和相对高程曲线。第三章 1.什么是Grid，Grid的行、列数与Cell Size和空间范围、离散型和连续型Grid的区别，

空间数据的组织模板可修订

实验一空间数据的组织一、实验目的 1. 熟悉ArcGIS的工作环境 2. 掌握创建Shapefile文件、Coverage文件等基本数据文件的操作 3. 掌握ArcGIS进行图像配准、数字化、编辑、获取顶点坐标等基本操作的方法 4 了解矢量数据结构的索引编码或拓扑编码的方法 5. 了解为某地区地块建立拓扑关系的方法二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）计算机硬件：性能较高的PC机计算机软件：ArcGIS9.3软件实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第三章等三、实验内容与要求 1 ArcGIS基本操作练习操作指导见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》第二章p15-35。实验数据具体见《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘\ch3\EX1。要求：（1）了解ArcMap的窗口组成 ArcMap窗口主要由主菜单、标准工具栏、内容表、显示窗口、绘图工具和状态条等六部分组成。 I、主菜单：主要有File、Edit、View、Bookmarks、Insert、Selection、Tool、 Windows和Help等9个子菜单。如图1.1。图1.1 ArcMap的主菜单 II、标准工具栏:标准工具栏共有17个按钮，前面10个按钮为通用的软件功能按钮，后面7个依次为加载地图、设置显示比例、调用编辑工具、启动ArcCatalog、启动ArcToolbox、启动命令和调用实时帮助等按钮，如图1.2。图1.2 ArcMap的标准工具栏 III、窗口内容表：主要显示地图所包含的数据组、数据层、地理要素及其显示状态。可以控制数据组、数据层的显示与否，可以设置地理要素的显示方法。内容表有三种状态：地图要素显示状态[图1.3(a）]、地图数据源显示状态[图 1.3(b）]、数据选择状态[图1.3(c）]。

(完整word版)GIS空间分析与建模期末复习总结

空间分析与建模复习名词解释：空间分析：采用逻辑运算、数理统计和代数运算等数学方法，对空间目标的位置、形态、分布及空间关系进行描述、分析和建模，以提取和挖掘地理空间目标的隐含信息为目标，并进一步辅助地理问题求解的空间决策支持技术。空间数据结构：是对空间数据的合理组织，是适合于计算机系统存储、管理和处理地图图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述与表达。空间量测：对GIS数据库中各种空间目标的基本参数进行量算与分析，元数据：描述数据及其环境的数据。空间元数据：关于地理空间数据和相关信息的描述性信息。空间尺度：数据表达的空间范围的相对大小以及地理系统中各部分规模的大小尺度转换：信息在不同层次水平尺度范围之间的变化，将某一尺度上所获得的信息和知识扩展或收缩到其他尺度上，从而实现不同尺度之间辨别、推断、预测或演绎的跨越。地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影。地图代数：作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算重分类：将属性数据的类别合并或转换成新类，即对原来数据中的多种属性类型按照一定的原则进行重新分类滤波运算：通过一移动的窗口，对整个栅格数据进行过滤处理，将窗口最中央的像元的新值定义为窗口中像元值的加权平均值邻近度：是定性描述空间目标距离关系的重要物理量之一，表示地理空间中两个目标地物距离相近的程度。缓冲区分析、泰森多边形分析。缓冲区：是指为了识别某一地理实体或空间物体对其周围地物的影响度而在其周围建立的具有一定宽度的带状区域。缓冲区分析：对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形，然后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需结果的一种空间分析方法泰森多边形：所有点连成三角形，作三角形各边的垂直平分线，每个点周围的若干垂直平分线便围成的一个多边形网络分析：是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法。（理论基础：计算机图论和运筹学）自相关：空间统计分析所研究的区域中的所有的值都是非独立的，相互之间存在相关性。在空间和时间范畴内，这种相关性被称为自相关。

空间分析复习重点

空间分析的概念空间分析：是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。包括空间数据操作、空间数据分析、空间统计分析、空间建模。空间数据的类型空间点数据、空间线数据、空间面数据、地统计数据属性数据的类型名义量、次序量、间隔量、比率量属性：与空间数据库中一个独立对象（记录）关联的数据项。属性已成为描述一个位置任何可记录特征或性质的术语。空间统计分析陷阱1）空间自相关：“地理学第一定律”—任何事物都是空间相关的，距离近的空间相关性大。空间自相关破坏了经典统计当中的样本独立性假设。避免空间自相关所用的方法称为空间回归模型。2）可变面元问题MAUP：随面积单元定义的不同而变化的问题，就是可变面元问题。其类型分为：①尺度效应：当空间数据经聚合而改变其单元面积的大小、形状和方向时，分析结果也随之变化的现象。②区划效应：给定尺度下不同的单元组合方式导致分析结果产生变化的现象。3）边界效应：边界效应指分析中由于实体向一个或多个边界近似时出现的误差。生态谬误在同一粒度或聚合水平上，由于聚合方式的不同或划区方案的不同导致的分析结果的变化。（给定尺度下不同的单元组合方式）空间数据的性质空间数据与一般的属性数据相比具有特殊的性质如空间相关性，空间异质性，以及有尺度变化等引起的MAUP效应等。一阶效应：大尺度的趋势，描述某个参数的总体变化性；二阶效应：局部效应，描述空间上邻近位置上的数值相互趋同的倾向。空间依赖性：空间上距离相近的地理事物的相似性比距离远的事物的相似性大。空间异质性：也叫空间非稳定性，意味着功能形式和参数在所研究的区域的不同地方是不一样的，但是在区域的局部，其变化是一致的。 ESDA是在一组数据中寻求重要信息的过程，利用EDA技术，分析人员无须借助于先验理论或假设，直接探索隐藏在数据中的关系、模式和趋势等，获得对问题的理解和相关知识。常见EDA方法：直方图、茎叶图、箱线图、散点图、平行坐标图主题地图的数据分类问题等间隔分类；分位数分类：自然分割分类。空间点模式：根据地理实体或者时间的空间位置研究其分布模式的方法。茎叶图：单变量、小数据集数据分布的图示方法。优点是容易制作，让阅览者能很快抓住变量分布形状。缺点是无法指定图形组距，对大型资料不适用。茎叶图制作方法：①选择适当的数字为茎，通常是起首数字，茎之间的间距相等；②每列标出所有可能叶的数字，叶子按数值大小依次排列；③由第一行数据，在对应的茎之列，顺序记录茎后的一位数字为叶，直到最后一行数据，需排列整齐（叶之间的间隔相等）。箱线图&五数总结箱线图也称箱须图需要五个数，称为五数总结：①最小值②下四分位数：Q1③中位数④上四分位数：Q3⑤最大值。分位数差：IQR = Q3 - Q1 3密度估计是一个随机变量概率密度函数的非参数方法。应用不同带宽生成的100个服从正态分布随机数的核密度估计。空间点模式：一般来说，点模式分析可以用来描述任何类型的事件数据。因为每一事件都可以抽象化为空间上的一个位置点。空间模式的三种基本分布：1）随机分布：任何一点在任何一个位置发生的概率相同，某点的存在不影响其它点的分布。又称泊松分布 2）均匀分布：个体间保持一定的距离，每一个点尽量地远离其周围的邻近点。在单位(样方)

空间数据和属性数据的查询

实验二空间查询统计与空间编辑一、实验目的和要求 1、掌握点击查询，图形和属性关联查询，条件查询方法； 2、能对查询出的属性记录进行统计，如平均值、方差计算等，并制作多种统计图； 3、能够通过“绘图工具栏”和“修改工具栏”提供的工具进行各种丰富的图形编辑； 4、能够对属性数据进行批量编辑。二、实验主要内 1、属性数据的录入； 1、点击查询某标志性建筑物； 2、对某建筑物图层进行图形和属性关联查询； 3、对一些特殊地物进行查询统计，并制作统计图。 4、通过“绘图工具栏”和“修改工具栏”提供的工具对有拓扑错误的地物进行图形编辑；三、实验主要步骤及数据处理结果 1、添加属性字段 2、属性信息的录入 A、选中需要录入属性信息的物体双击出现属性录入窗口

B、在添加字段的属性录入窗口编辑属性信息 C、给图层中的标志地物录入属性信息 3、属性信息的查询打开图层选择要查询的地物双击或者选择属性浏览菜单查询属性

4、编辑属性对像 A、统一赋值，右击数据集选择“浏览数据集属性”打开数据表，然后右击某一条记录在弹出的对话框中选择统一赋值为数据集编辑属性（以“机构单位为例”） SmuserID=0 给SmuserID统一赋值8结果图 B、单字段运算。

D、双字段运算

E、函数运算

5、SQL查询 SQL查询是指根据一定的属性条件进行查询，该属性条件要符合SQL（Structure Query Language）结构化查询语言的规范，称为SQL查询。操作方式：点击菜单项【查询分析】－＞【SQL查询】，弹出“地图SQL查询”对话框。如图2-2界面中，先选中要查询的地图名称，再根据“字段信息”和“运算符号”组合查询条件（该条件符合SQL规范），显示在“查询条件”列表中。如果只想将查询结果的部分字段显示出来，可在“选择浏览字段”中列出需要显示的字段名称（可通过点击“字段信息”列表实现）。查询的结果分为图形和属性两部分，可通过界面左下角的选项进行控制。查询的结果还可以保存为新的数据集。实例：查询学校中在校生人数》=5000人的学校并在地图中表示出来操作图如下所示：（1）SQL 语句的编写（2）查询结果的显示和保存 6、线性数据集拓扑处理以道路中心线的拓扑处理为例点击菜单项【数据处理】－＞【线性数据集拓扑处理】－＞设置参数

ArcGIS 10空间数据的组织与处理实验报告

一、实验目的 1. 熟悉ArcGIS的工作环境。 2. 掌握创建Shapefile文件、Coverage文件等基本数据文件的操作。 3. 掌握ArcGIS进行图像配准、数字化、编辑、获取顶点坐标等基本操作的方法。4．熟练掌握数据更新变换（数据格式转换、空间数据剪切、拼接等）的方法。 5. 了解矢量数据结构的索引编码或拓扑编码的方法。 6. 了解为某地区地块建立拓扑关系的方法。二、主要实验器材（软硬件、实验数据等）计算机硬件：Lenovo y460 PC 计算机软件：ArcGIS9.2软件和ArcGIS10.0软件实验数据：《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》随书光盘的第二章、第三章、第五章等。三、实验内容及要求 1. ArcGIS基本操作练习（1）了解ArcMap的窗口组成。 ArcMap窗口主要由主菜单、标准工具栏、内容表、显示窗口、绘图工具和状态条等6部分组成。如下图所示：图1 ArcMap的窗口组成（2）熟悉数据层的加载、基本操作等。 1)直接在新地图中加载数据层：单击File下Add Data 命令打开Add Data 对话框，在Look 列表框确定加载数据的位置，单击Add 按钮，加载数据层到新地图。 2)数据层更名：在需要更名的数据层上单击左键，选定数据层，再次单击左键，该数据层名称进入了可编辑状态，用户此时可以输入数据层的新名称。 3)改变数据层顺序：将鼠标指针放在需要调整的数据层上，按住左键拖动到新

位置，释放左键即可完成顺序调整。 2 .ArcGIS基本数据文件的创建（1）Shapfile文件创建方法： 1)在ArcCatalog目录树中，右键单击需要创建Shapefile的文件夹，单击 New，再单击Shapefile； 2)打开Create New Shapefile对话框，设置文件名称和要素类型； 3)单击Edit 按钮，定义Shapefile的坐标系统； 4)单击OK按钮，新的Shapefile在文件夹中出现。如下图所示：图2 新创建的Shapfile文件（2）Coverage文件创建方法： 1)在ArcCatalog 目录树中，右键单击需要创建Coverage 的文件夹，单击 New，再单击Coverage； 2)打开New Coverage 对话框，为新的Coverage 输入一个名字，选中使用另一个Coverage作为模板的复选框，并单击Browse按钮，选择想作为模板使用的Coverage； 3)单击Next 按钮，打开定义投影对话框，单击Define 按钮，定义或修改新建的Coverage 的坐标系统； 4)单击Next 按钮，在下拉式菜单中选择将有拓扑的要素类，如果想创建一单精度的Coverage，单击Single 按钮。双精度是默认选项； 5)单击Finish 按钮，完成创建新的Coverage文件。如下图所示：图3 新创建的Coverage文件 3 .建立拓扑关系（软件：ARCGIS10.0 中文版） (1)创建本地Geodatebase 1)在ArcCatalog树中，右键单击Result文件夹，单击“新建”，单击“个人地理数据库”，默认所建的Geodatebase名称：新建个人地理数据库。在新建的Geodatebase上右键“新建”中的“要素数据集”，创建要素数据集。

空间数据分析第二章

2.1地理世界的概念模型与数据模型 2.2空间数据的性质 2.3空间数据的不确定性 2.1 地理世界的概念模型与数据模型空间数据的特殊性质使得很多传统的数据分析方法和技术不能够直接应用于空间数据的分析，大量基于GIS的空间分析技术与传统的数据统计分析技术有着本质的不同，其原因在于这些分析方法和技术是基于空间数据性质的。 2.1.1 地理世界的概念模型--对象和场人类一般以两种观念认识世界，一种认为世界由离散的实体构成，另外一种认为世界是连续的场。于是，离散的对象和连续的场就构成了表示地理世界的两种基本方式，它提供了概念层次上地理世界的认知模型。离散实体又称为对象，通过其独特的局部化特征相互区别，并通过其拥有的特定属性的个体被识别。其重要特征是对象可被计数。维数是离散实体的显著特征，在离散的世界观中，实体自然地被抽象为点、线和多边形(面)3种类型。离散对象观将现实世界作为一个能够容纳概念对象、基本对象和复合对象的空间。在离散对象方法中，空间对象的几何形态及其属性特征共同构成地理信息的完整表示，其属性信息是所描述的地理实体的特性，不因为这个实体位置的不同而改变。离散对象也可以用来表示连续变化的场，如用等高线表示地形的连续起伏等。在每一条线上要素点的值处处相等；线的稀疏密集表示空间变化的梯度。场的观点--用连续表面描述地理现象的方法。它认为世界被很多变量描述，每一个变量在任何可能的位置都是可量测的。连续场描述的是在空间—时间框架下地理变量的空间变化。场的表示：在数字世界中完全地表示连续空间是不可能的，所有表示连续世界的空间数据模型都是某种程度的近似，这些模型包括规则的空间点、不规则的空间点、等值线、规则单元格、不规则三角网，以及多边形等不规则多边形表示场是经常使用的一种近似技术，是典型的用适量数据模型表示连续场的技术，植被覆盖类型、土壤类型和气候类型区等地理场经常使用不规则多边形表示。在这种情形下，需要多边形不重叠并完整地覆盖所研究的空间范围。V oronoi多边形是经常使用的表示地理场的模型，它又称为Thiessen多边形。V oronoi多边形与Delauney三角形密切相关，根据一组空间点，可首先构造Delauney三角形，然后对三角形的边进行垂直等分即可导出V oronoi多边形。 V oronoi多边形常用于气象和水文中，这是在假设观测点代表最邻近的空间位置的基础上，快速构造观测点所代表的空间区域的方法。但V oronoi多边形的大小主要依赖于观测点分布的疏密，并且可能存在一个观测点不合理地代表了一个很大的区域，而其中的数值处处一致。这一模型表示场的适合性受到点分布合理性的制约，在样本点的疏密程度变化合理的区域中场的表示好；而样本极度稀疏的区域将会忽视其空间变化。总之，离散对象和连续场概念模型是建立在两种地理世界认知观的基础上，它反映了地理世界的复杂性及认知的复杂性。基于离散对象和连续场，GIS实现了两种有效的空间数据模型，即矢量数据模型和栅格数据模型。 2.1.2 GIS空间数据模型——矢量和栅格离散对象和连续场提供了关于表示地理世界的两种不同的概念视图，但是两者都不能解决任何地理现象数字化表示问题。