GIS 空间分析(好!可以用作带毕业设计)
GIS空间分析 实验报告模板
实验一空间量算组名一、实验目的通过本实验能够掌握 ArcGIS 中空间分析的基本操作及其实现原理：1.能够对数据进行预处理，包括进行正确的地图投影与地图单位的设置；2.能够通过不同方法实现周长与面积的量算；3.实现对面积的中心与重心的计算；4.通过查询政府公报确定福州各区县的面积，并且以此作为真实的面积，计算数字化后的面积的误差；5.在计算周长以及面积的基础上计算不同的形状指数；6.利用数据中的GDP属性，制作GDP专题地图；二、实验原理根据ArcGIS中的ArcToolBox、GeoDatabase、Calculate Geometry等实现对面状地物周长以及面积的提取，根据收集到的官方数据，作为标准以计算出面积误差，并计算出其形状指数，最后依据各个地区的GDP，制作专题制图。
三、实验设备与数据1.硬件：计算机2.软件：ArcGIS9.33.数据：GIS导论实验七福州市政区矢量图四、实验步骤（一）数据预处理1.通过Mapinfo中“工具”----“通用转换器”，将TAB格式转换成Shape格式2.已知原始数据的坐标系统为WGS84坐标系统图1 原始数据2.查看投影信息图2投影信息（二）周长和面积的计算方法表1. 面积计算误差分析地名实际面积栅格面积误差矢量面积误差罗源县1,081,000,000 10,907,392 13,040,0001,014,000,000 61,017,408 61,200,000福州市区五、分析与讨论1、关于投影与坐标的介绍地理坐标系统：地理坐标系统是使用经纬度来定义球面或椭球面上点的位置的参照系统，是一种球面坐标。
最常见的位置参考坐标系统就是以经纬度来量算的球面坐标系统。
地球坐标系统不是地图投影，只是对球体或椭球体的模仿。
地理坐标系统有经线和纬线组成，经纬度以地心与地表点之间的夹角来量算的，通常以度分秒（DMS）来度量。
地理坐标系统使用一个三维椭球体来定义地球上的位置，其经常被误认为是一个数据，但是数据仅仅是地理坐标系统的一部分，地理坐标系统包括角度测量单位、本初子午线和数据（数据是基于椭球体）。
(GIS)第五章-空间分析原理与方法
Pi, j1
i1, j
i1, j1
• 计算对角线形成的矢量
aij P i1, j1 P i, j x, y, zi1, j1 zi, j bij P i1, j P i, j1 x, y, zi1, j zi, j1 o
pt
pb
0, y,
zi1, j
zi1, j 1 zi, j 2
zi,
j 1
• 曲面面积Si,j的计算
Si,j n'
y2 zi, j1 zi1, j1 zi, j zi1, j 2 x2 zi1, j zi1, j1 zi, j zi, j1 2 4x2y2 2
z 4 i1 zk
• 以格网的平均高程与研究区域某一最低点高程之差定义为该单元的
相对高程 2. 高程变异
1 4
Ds 4 i1 zk zmin
高程变异是反映地表单元格网各顶点高程变化的指标，它以格网单
元顶点的标准差与平均高程的比值来表示。 V s z
（五）谷脊特征分析
y
Pi1, j Pi, j
ni j
Pi1, j1 a b
Pi, j1
• 左中点Pl的坐标：
xi, j
xi1, j 2
,
yi, j
yi1, j 2
,
zi, j
zi1, j 2
i1, j
i1, j1
• 右中点Pr的坐标：
•
o
答用户所提出的问题。 • 产生式分析：数字地形模型分析，叠合分析，空间临近
性分析、空间网络分析，空间统计分析等，旨在通过分 析获取新的信息，尤其是综合信息。
《ArcGIS空间分析》课件
利用空间分析技术划定生态保护区域 ，为环境保护和资源管理提供支持。
环境污染源定位
通过空间分析方法定位环境污染源， 为环境治理和污染控制提供帮助。
自然灾害风险评估
利用空间分析技术评估自然灾害风险 ，提高灾害应对和减灾能力。
气候变化影响分析
通过空间分析方法研究气候变化对环 境和生态的影响，为应对气候变化提 供决策依据。
网络分析
总结词
研究地理要素之间的路径和连接关系
详细描述
基于网络数据模型，分析地理要素之间的路径和连接关系，常用于最短路径分析、交通网络规划等。
密度和扩散分析
总结词
研究地理要素的空间分布和扩散规律
详细描述
通过计算地理要素的空间密度和扩散 系数，分析其空间分布和扩散规律， 常用于人口分布、经济活动扩散等。
公共设施规划的空间分析应用
公共设施选址
利用空间分析技术选择合适的公共设施位置 ，提高设施服务覆盖范围和使用效率。
设施需求预测
利用空间分析技术预测公共设施需求量，为 设施建设和资源配置提供依据。
设施可达性评估
通过空间分析方法评估公共设施的可达性， 为设施布局和优化提供参考。
设施运营效率分析
通过空间分析方法评估公共设施的运营效率 ，提高设施管理和服务水平。
公共安全
空间分析在公共安全领域的应用包 括犯罪热点分析、应急救援、灾害 评估等，有助于提高公共安全管理 和应急响应能力。
ArcGIS在空间分析中的地位
ArcGIS是一款功能强大的地理信息系统软件，提供了丰富的 空间分析工具和功能，广泛应用于各个领域的空间数据分析 、可视化和决策支持。
ArcGIS的空间分析模块具有高度的灵活性和可定制性，可以 根据用户需求进行定制化开发，满足不同领域的空间分析需 求。
GIS空间分析 上机实验(空间网络分析)
空间网络分析一、实验目的理解空间网络分析的基本原理，掌握矢量数据网络分析的常用方法，能够熟练使用GIS软件进行空间网络分析。
二、实验内容根据城市路网、商店、警察局、医院、敬老院等数据开展最佳路径分析、服务区分析，以及最近设施点分析。
三、实验设备与数据(1) 实验设备:计算机。
(2) 主要软件:ArcGIS 10、Excel 等。
四、实验步骤1.浏览数据在ArcCatalog 中，浏览“实验”文件夹下的相关数据，了解各数据的内容，熟悉属性表中各字段的内涵，以及各类属性值的含义。
2.激活扩展模块在AreCatalog 菜单上，依次点击【 自定义】->【 扩展模块】，打开扩展工具列表，勾选“NetworkAnalyst”，激活网络分析扩展模块。
3.构建交通网络数据集(1) 在ArcCatalog 中，右键点击城市路网数据所在的数据集Transportation，选择【 新建】→【网络数据集】，打开构建网络数据集的对话框。
(2)在为网络数据集命名并选择版本后，点击 下一步】，选中Streets 要素类将其作为网络数据集的构建要素。
(3)点击【 下一步】,选中RestrictedTurns 数据作为转弯要素,用于模拟网络中的转弯。
(4)点击【 下一步】,设置网络连通性(连通性),这里的连通性策略采用默认设置“端点”，表示所有街道在端点处相互连接。
(5)在【 下一步】中，设置网络的高程字段(使用高程字段)，Streets 要素类具有整数形式的逻辑高程值，存储在FELEV和TELEV 字段中。
这里采用默认高程字段。
(6)点击【下一步】，为网络数据集指定属性。
点击【添加】按钮，在名称字段中输入RestrictedTurns，使用类型选择限制，将约束条件用法设置为禁止,并勾选在默认情况下使用，点击 确定】。
点击确定后新的属性RestrictedTurns 将被添加到属性列表中。
然后双击RestrictedTurns 字段打开赋值器，将RestrictedTurns 字段的Type 设置为常量， 值】设置为使用约束条件。
gis空间分析原理与方法
gis空间分析原理与方法GIS（地理信息系统）是一种以地理空间数据为基础，利用计算机技术进行数据管理、空间分析和空间可视化的系统。
GIS空间分析是GIS系统中最核心和重要的功能之一，它基于地理空间数据，通过一系列的理论和方法，揭示地理现象之间的空间关系和规律。
本文将介绍GIS空间分析的原理和方法。
一、GIS空间分析的原理GIS空间分析的原理包括空间对象和空间关系。
1. 空间对象在GIS中，地理空间数据可以表示为不同的空间对象，如点、线、面等。
每个空间对象都有其特定的几何形状和属性信息。
2. 空间关系空间关系指的是空间对象之间的相对位置和相互作用。
常见的空间关系有邻接关系、包含关系、重叠关系等。
空间关系能够帮助我们理解地理现象之间的联系和相互影响。
二、GIS空间分析的方法GIS空间分析方法包括空间查询、空间统计、空间插值和空间模型等。
1. 空间查询空间查询是根据特定的空间条件，在地理空间数据集中提取与条件匹配的数据信息。
常见的空间查询操作有点查询、线查询和面查询等。
2. 空间统计空间统计是通过对地理空间数据的属性信息进行统计和分析，揭示地理现象的空间分布和规律。
常见的空间统计方法有点密度分析、热力图和聚类分析等。
3. 空间插值空间插值是通过已知的有限样本点，推算未知位置处的属性值。
常见的空间插值方法有反距离加权插值法、克里金插值法和样条插值法等。
4. 空间模型空间模型是对地理现象和过程进行建模和模拟，从而预测和分析未来的空间变化。
常见的空间模型有流域模型、土地利用模型和城市增长模型等。
三、GIS空间分析的应用GIS空间分析在各个领域都有广泛的应用，如城市规划、环境保护、农业管理和风险评估等。
1. 城市规划GIS空间分析可以帮助城市规划师分析和评估不同用地类型之间的空间关系，进行最优用地布局和交通规划。
2. 环境保护GIS空间分析可以用于环境监测和评估，分析污染源的扩散范围和影响程度，制定环境保护措施和应急预案。
GIS空间分析2
•空间变量和空间物体的属性 以空间物体为定义域，随空间物体的延展 而变化的地理现象(变量)是空间变量，不 随空间物体的延展而变化的地理现象是空 间物体的属性。 空间变量的例子:河流的深度、水流的速 度、水面的宽度、地表径流、土壤类型等。 空间物体属性的例子:河流的名称和长度、 区域面积、城市人口、道路等级等。
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GIS
Geographic Information System
GIS
如前例所示 , 用离散的栅格数据来表 达连续的实体数据，误差在所难免。 通常栅格单元的确定是以保证最小图 斑，也就是要栅格数据表述的最小地 物目标不至丢失为基本原则。 假定研究区内最小地物目标的面 积为 A，当栅格单元的边长为H时，该 目标得不到反映而造成丢失。
•地理空间与分析空间
地理空间是一个空心椭球体。为了分 析的方便，地球椭球面通常被投影为一个 二维平面，所以地理空间被变换为一个包 含这二维投影面的三维欧氏空间，称为分 析空间。分析空间可能是二维(R2)，也可 能是三维(R3)。
GIS
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Geographic Information System
•空间物体 空间物体指具有确定的位置和形态特征， 并具有地理意义的地理空间的物体。 地理意义是指在特定地学环境中，被 认为是有确认(Identify)和分析的必要的。 河流、道路、城市是看得见、摸得着的空 间物体，边界、航线等是不可见的空间物 体。
2.3 空间数据的基本特性
•抽样性 •概括性 •多态性 •空间性
GIS
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Geographic Information System
2.4 空间采样
1. 线状物体的采样 采样的任务是以尽可能少的抽样点来描述原 始地物。线状物体的采样需考虑两个方面：位置 的正确性和弯曲特征的正确性。 在实际工作中，总是首先获得过密的抽样数 据，然后以某种方式进行数据压缩(再采样)。所 以，位置的正确性和弯曲特征的正确性是相对于 高密度的抽样数据而言。
GIS空间分析方法
地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能，这是区别于计算机地图制图系统的显著特征之一。
利用空间信息分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。
空间信息分析的内涵极为丰富。
作为GIS的核心部分之一，空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。
叠置分析(Overlay Analysis)覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
也就是说，覆盖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。
覆盖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。
1)多边形叠置这个过程是将两层中的多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，同时它们的属性也将联系起来，以满足建立分析模型的需要。
一般GIS软件都提供了三种多边形叠置：(1)多边形之和(UNION)：输出保留了两个输入的所有多边形。
(2)多边形之积(INTERSECT)：输出保留了两个输入的共同覆盖区域。
(3)多边形叠合(IDENTITY)：以一个输入的边界为准，而将另一个多边形与之相匹配，输出内容是第一个多边形区域内二个输入层所有多边形。
多边形叠置是个非常有用的分析功能，例如，人口普查区和校区图叠加，结果表示了每一学校及其对应的普查区，由此就可以查到作为校区新属性的重叠普查区的人口数。
2)点与多边形叠加点与多边形叠加，实质是计算包含关系。
叠加的结果是为每点产生一个新的属性。
例如，井位与规划区叠加，可找到包含每个井的区域。
3)线与多边形叠加将多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段(全部或部分)落在哪个多边形内。
网络分析(Network Analysis)对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。
使用GIS进行地理空间数据分析和可视化
使用GIS进行地理空间数据分析和可视化地理空间数据分析和可视化是一种利用地理信息系统（GIS）技术，对地理空间数据进行解释、分析和可视化的方法。
这种方法可以帮助人们更好地理解地理空间数据的含义和趋势，为决策制定和资源管理提供有效的支持。
在使用GIS进行地理空间数据分析和可视化之前，首先需要了解GIS的基本原理和功能。
GIS是一种结合地理信息采集、存储、管理、分析和可视化的综合技术系统，它能够将地理空间数据与属性数据结合起来，进行空间关系的分析和模拟。
GIS包括硬件、软件、数据和方法等方面的内容，它使得地理分析和决策制定成为可能。
地理空间数据分析是指对地理空间数据进行处理、分析和模拟，提取出其中的有用信息。
地理空间数据可以来自各种传感器、GPS设备、遥感图像等。
在地理空间数据分析中，常用的方法包括地理插值、空间聚类、地理回归等。
地理插值是基于已知数据点的空间插值，通过插值分析可以估算未知地点的数值，从而进行空间预测和分析。
空间聚类是指将地理空间数据划分为不同的空间群组，以便发现地理空间数据的空间模式和趋势。
地理回归是指使用统计模型来解释地理现象的空间分布规律。
地理空间数据可视化是指通过图表、地图、图像等方式将地理空间数据以可视化形式展示出来，使得人们更容易理解地理空间数据的含义和关系。
地理空间数据可视化可以使用各种工具和软件，如ArcGIS、QGIS、Google Earth等。
在地理空间数据可视化中，常用的方法包括统计图表、热力图、流向图和三维地图等。
统计图表可以用来展示地理空间数据的分布情况和属性特征。
热力图可以识别地理空间数据的密度和热点区域。
流向图可以展示地理空间数据的流动和迁移关系。
三维地图可以提供更直观、真实的地理空间数据视觉效果。
地理空间数据分析和可视化在各个领域都有广泛的应用。
在自然资源管理中，可以通过GIS技术分析土地利用、植被分布、水资源分布等信息，为环保和可持续发展提供科学依据。