第六章 空间查询与空间分析
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第六讲 空间查询与空间分析
缓冲区分析
缓冲区的建立
缓冲区分析
缓冲区的建立
在建立缓冲区时，有时需要根据空间地物的特性不同，建立不同距 离的缓冲区。例如，沿河流给出的环境敏感区的宽度应根据河流的 类型而定。不同的工厂、飞机场和其它设施所产生的噪音污染，其 影响的范围和在噪音源处的噪音级别并不一致；或者你可能只是想 对选出的某些地物建立缓冲区，而不是对所有空间地物都建立缓冲 区。这时可以扩展属性表，给定一项缓冲区距离的内容
落入查询 有时我们需要了解一个空间对象它落在哪个空间对象之内。 例如，查询一个一等测量钢标落在哪个乡镇的地域内，以 便找到相应行政机关给予保护 执行这一操作采用空间运算即可，即使用点在多边形内， 线在多边形内，或面在多边形内的判别方法
空间查询
空间关系查询
缓冲区查询 缓冲区查询与后面所述的缓冲区分析有一点差别，缓冲区 查询不对原有图形进行切割，只是根据用户需要给定一个 点缓冲，线缓冲或面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的 多边形，再根据前面所述的多边形检索的原理，检索出该 缓冲区多边形内的空间地物
网络分析
在数学领域内，网络分析的基础是图论和运筹学，它通过研究网 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 一般来说，它包括最佳路径、资源分配、结点或弧段的游历（旅 行推销员问题、中国邮递员问题）以及最小连通树、最大（小） 流等问题。 在 GIS 中，网络分析则是依据网络拓扑关系（线性实体之间、线 性实体与结点之间、结点与结点之间的连接、连通关系），通过 考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网 络的性能特征进行多方面的一种分析计算
空间查询
空间关系查询
邻接查询 线与线的邻接查询例如查询所有与主河流A关联的支流 第一步：从线状地物表中查找出组成线状地物 A 的所 有弧段及关联的结点； 第二步：从结点表中查找出与这些结点相关联的弧段 （线状目标）即为与A关联的支流
第6章空间分析
第6章空间分析6.1空间数据查询及量算查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是地理信息系统的基本功能之一，它是地理信息系统进行高层次分析的基础。
在地理信息系统中，为进行高层次分析，往往需要查询、定位空间对象，并用一些简单的量测值对地理分布或现象进行描述，比如长度、面积、距离和形状等。
实际上，空间分析首先始于空间查询和量算，它是空间分析的定量基础。
6.1.1空间查询空间查询是从现有的信息中检索出符合特定条件的信息的过程。
通过空间查询，GIS可以回答用户提出的简单问题。
查询操作不对数据库中的数据做任何改动，也没有任何新数据或新实体生成。
图形与属性的查询是空间查询中的两个基本部分，从这个角度出发，可以将空间查询分为三类：图形查询、属性查询与图形属性互查。
图形查询即通过图形查属性，是根据图形的空间位置来查询有关属性信息，包括实体之间的空间关系查询以及实体的属性信息查询等，称为图形查属性。
地理信息系统软件一般都会提供一个INFO工具，让用户利用光标，用点选、画线、矩形、圆以及不规则多边形等工具选中地物，显示所查询对象的属性列表，可进行有关统计分析。
该查询通常分为两步，首先借助空间索引，在地理信息系统数据库中快速检索出被选空间实体，然后根据空间实体与属性的连接关系，得到所查询空间实体的属性列表。
属性查询是根据一定的属性条件来查询满足条件的空间实体的位置，是基于实体的属性信息进行查询，称为属性查图形。
它与一般的非空间的关系数据库的SQL查询没有区别，只不过最后查询的结果需要再与图形关联起来，即查询到结果后，利用图形和属性的对应关系，进一步在图上用指定的显示方式将结果定位绘出。
例如在中国行政区划图上查询人口大于4000万且城市人口大于1000万的省有哪些。
图形属性互查就是将空间关系和属性结合起来进行查询，并将最后结果以图形和属性两种方式显示出来。
这种查询方式可以使空间信息和属性信息之间的联系得到更大的发挥，是实际生活中经常用到的查询。
地理信息系统原理第6章 空间分析
i
其中，Wi为第i个离散目标物权重，Xi，Yi为第i个离散目标物的坐
标。
质心量测经常用于宏观经济分析和市场区位选择，还可以跟踪某些
地理分布的变化，如人口变迁，土地类型变化等。
距离量算
“距离”是人们日常生活中经常涉及到的概念，它描述了两个事物或 实体之间的远近程度。最常用的距离概念是欧氏距离，无论是矢量结构， 还是栅格结构都很容易实现。
是针对矢量数据结构，或者是针对栅格数据结构的空间数据。
线的长度计算
线状地物对象最基本的形态参数之一是长度。
在矢量数据结构下，线表示为点对坐标（X，Y）或（X，Y，Z）的序
列，在不考虑比例尺情况下，线长度的计算公式为：
n1
L
X i1 X i
2
Yi1 Yi
2
Zi1 Zi
2
1 2
ArcGis地理处理工具
1）局部工具集 局部工具可以将输出栅格中 各个像元位置上的值作为所有输入 项在同一位置上的值的函数进行计 算。 通过局部工具，您可以合并 输入栅格，计算输入栅格上的统计 数据，还可以根据多个输入栅格上 各个像元的值，为输出栅格上的每 个像元设定一个评估标准。
像元统计
合并 等于频数 大于频数 最高位置 小于频数 最低位置 频数取值
、右多边形是哪些。 ⑤ 线线查询，如与某条河流相连的支流有哪些，某条道路跨过哪些
河流。 ⑥ 线点查询，如某条道路上有哪些桥梁，某条输电线上有哪些变电
站。 ⑦ 点面查询，如某个点落在哪个多边形内。
⑧ 点线查询，如某个结点由哪些线相交而成。
2) 空间量算
空间信息的自动化量算是地理信息系统所具有的重要功 能，也是进行空间分析的定量化基础。其中的主要量算有：
空间查询与分析
只能同时叠加两幅地图，但可连续操作叠加 的结果
地图叠加将会引起
几何形状改变 属性改变
1）点与多边形的叠置
确定一个图层上的点落在另一个图层的哪个多 边形内，以便为图层中的每个点建立新的属性。
A
B
C D
商业经销点的分布
点号 属性 属性 12
多边 形号
1
A
2
B
3
C
4
C
5
D
2）线与多边形的叠置
确定一个图层上的线落在另一个图层的哪个多边 形内，以便为图层中的每条弧段点建立新的属性。
在MapInfo 中，属性数据保存在数据表中，利 用一张属性数据表的属性进行查询可以利用 MapInfo 的选择功能。
例如在中国地图中查找： 90年人口<6000万的省份 90年人口<6000万且女性人口>2000万的省份 90年总人口中65岁以上老人占5%以上的省份
结构化查询语言（SQL)
基本语法：
Parcel
PIN p101 p102 p103
销售日 期
98-10-1
68-6-10
97-7-3
面积
2.5 3.1 2.3
代码
1 2 2
分区 居住 商业 商业
p104 78-7-30 1.5
1
居住
PIN p101 p101 p102 p102 p103 p104
业主名字 Wang Chang Smith Jones Mark Joe
线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。
在林业规划中，需要按照距河流一定纵深范围来规划 森林的砍伐区，以防止水土流失
在地震带，需按照断裂线的危险等级，绘出围绕每一 断裂线的不同宽度的缓冲带，使之作为警戒线的指示
地图叠加将会引起
几何形状改变 属性改变
1）点与多边形的叠置
确定一个图层上的点落在另一个图层的哪个多 边形内，以便为图层中的每个点建立新的属性。
A
B
C D
商业经销点的分布
点号 属性 属性 12
多边 形号
1
A
2
B
3
C
4
C
5
D
2）线与多边形的叠置
确定一个图层上的线落在另一个图层的哪个多边 形内，以便为图层中的每条弧段点建立新的属性。
在MapInfo 中，属性数据保存在数据表中，利 用一张属性数据表的属性进行查询可以利用 MapInfo 的选择功能。
例如在中国地图中查找： 90年人口<6000万的省份 90年人口<6000万且女性人口>2000万的省份 90年总人口中65岁以上老人占5%以上的省份
结构化查询语言（SQL)
基本语法：
Parcel
PIN p101 p102 p103
销售日 期
98-10-1
68-6-10
97-7-3
面积
2.5 3.1 2.3
代码
1 2 2
分区 居住 商业 商业
p104 78-7-30 1.5
1
居住
PIN p101 p101 p102 p102 p103 p104
业主名字 Wang Chang Smith Jones Mark Joe
线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。
在林业规划中，需要按照距河流一定纵深范围来规划 森林的砍伐区，以防止水土流失
在地震带，需按照断裂线的危险等级，绘出围绕每一 断裂线的不同宽度的缓冲带，使之作为警戒线的指示
地理信息系统第六章
举例：土
壤类型图与 城市功能分 区图叠置, 可得出商业 区中具有不 稳定土壤结 构的地区有 哪些.
根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求，一般 的GIS软件都提供了三种类型的多边形叠加操作，如 图所示：
以ArcGIS为例，提供的多边形与多边形叠置 分析功能，包括：
（1）Union。进行多边形叠置，输 出层为保留原来两个输入图层的 所有多边形。如上图的并。 （2） Identify。进行多边形叠置， 输出层为保留以其中一输入图层 为控制边界之内的所有多边形。 如上图的叠和。 （3）Intersect。进行多边形叠置， 输出层为保留原来两个输入图层 的共同多边形。如上图的交。 另外还有Erase、Update、clip等 功能。
6.2 空间数据的叠置分析
从几何运算上看，两个多边形通过不同的叠加运算可以 得到不同的结果：
叠置分析
在统一的空间参照系统条件下，将同一地区两个地理 对象的图层进行叠置，以产生空间区域的多重属性 特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。。 叠置分析又叫叠合分析、叠加分析。按数据结构分类： 基于矢量数据的叠置分析、基于栅格数据的叠置分 析。
（4） Update 。进行多边形叠置，输出层为一个经删除 处理后的多边形与一个新特征多边形。
（5） Erase 。进行多边形叠置，输出层为保留以其中一 个输入多边形为控制边界之外的所有多边形。
（6）Symmetrical Difference 。对称差、反相交。它和 逻辑交的运算是相反的，逻辑交是保留要素的相交共 同部分，而对称区别是去掉相交部分，保留各自不相 交的部分。
第六章 空间查询与空间分析
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 空间查询 叠置分析 缓冲区分析 数字高程模型 泰森多边形分析 统计分析 网络分析 空间分析
壤类型图与 城市功能分 区图叠置, 可得出商业 区中具有不 稳定土壤结 构的地区有 哪些.
根据叠加结果最后欲保留空间特征的不同要求，一般 的GIS软件都提供了三种类型的多边形叠加操作，如 图所示：
以ArcGIS为例，提供的多边形与多边形叠置 分析功能，包括：
（1）Union。进行多边形叠置，输 出层为保留原来两个输入图层的 所有多边形。如上图的并。 （2） Identify。进行多边形叠置， 输出层为保留以其中一输入图层 为控制边界之内的所有多边形。 如上图的叠和。 （3）Intersect。进行多边形叠置， 输出层为保留原来两个输入图层 的共同多边形。如上图的交。 另外还有Erase、Update、clip等 功能。
6.2 空间数据的叠置分析
从几何运算上看，两个多边形通过不同的叠加运算可以 得到不同的结果：
叠置分析
在统一的空间参照系统条件下，将同一地区两个地理 对象的图层进行叠置，以产生空间区域的多重属性 特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。。 叠置分析又叫叠合分析、叠加分析。按数据结构分类： 基于矢量数据的叠置分析、基于栅格数据的叠置分 析。
（4） Update 。进行多边形叠置，输出层为一个经删除 处理后的多边形与一个新特征多边形。
（5） Erase 。进行多边形叠置，输出层为保留以其中一 个输入多边形为控制边界之外的所有多边形。
（6）Symmetrical Difference 。对称差、反相交。它和 逻辑交的运算是相反的，逻辑交是保留要素的相交共 同部分，而对称区别是去掉相交部分，保留各自不相 交的部分。
第六章 空间查询与空间分析
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 空间查询 叠置分析 缓冲区分析 数字高程模型 泰森多边形分析 统计分析 网络分析 空间分析
桂理工地理信息系统原理课件CH6 空间查询与空间分析
距离内的要素
属性数据查询
通过对属性数据的操作从地图中检索数 据。
结果通过高亮度显示或保存。 手段：表达式
表达式必须被GIS或数据库理解 不同的系统可能表达式不一样
属性数据查询
逻辑表达式
逻辑运算符: = , > , < , ≥,≤,≠ 运算数: 字段、数字、字符串
布尔运算符
用来连接两个或两个以上的逻辑表达式 运算符：AND、 OR、 XOR、 NOT
栅格数据叠加分析
叠置（或叠加 Overlay）分析是对栅格数据处理 的主要手段，比矢量数据要简单； 这是一种Cell to Cell 的运算，不考虑空间实体之 间的拓扑关系，仅仅需要考虑对应位置（行、列） Pixel或Cell 是否有值，便可以进行复杂的数学运 算（包括逻辑、代数、统计、几何等），因此非 常简便而且有效; 运算结果便产生代表新内容、新含义的图层; Raster Overlay 仅能在raster thematic 概述
• 面向位置的特征，简单且效率高 • 可在单个单元、单元组、不同单元层
等上进行空间分析操作 • 不排除矢量数据的分析方法，但算法 不同
数据分析环境
分析区域范围 特定格网 最大、最小坐标定义的区域 格网组合
数据类型： 专题数据、影像数据
输出单元确定 等于或大于输入格网中最大的格网单元
线与多边形叠加
• 线与多边形的叠置是把一幅图(或一个数据层)中的多边 形的特征加到另一幅图(或另一个数据层)
• 线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。
多边形与多边形叠加
• 是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，根 据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边 形（合成叠置）或进行多边形范围内的属性特性的统 计分析（统计叠置）。
属性数据查询
通过对属性数据的操作从地图中检索数 据。
结果通过高亮度显示或保存。 手段：表达式
表达式必须被GIS或数据库理解 不同的系统可能表达式不一样
属性数据查询
逻辑表达式
逻辑运算符: = , > , < , ≥,≤,≠ 运算数: 字段、数字、字符串
布尔运算符
用来连接两个或两个以上的逻辑表达式 运算符：AND、 OR、 XOR、 NOT
栅格数据叠加分析
叠置（或叠加 Overlay）分析是对栅格数据处理 的主要手段，比矢量数据要简单； 这是一种Cell to Cell 的运算，不考虑空间实体之 间的拓扑关系，仅仅需要考虑对应位置（行、列） Pixel或Cell 是否有值，便可以进行复杂的数学运 算（包括逻辑、代数、统计、几何等），因此非 常简便而且有效; 运算结果便产生代表新内容、新含义的图层; Raster Overlay 仅能在raster thematic 概述
• 面向位置的特征，简单且效率高 • 可在单个单元、单元组、不同单元层
等上进行空间分析操作 • 不排除矢量数据的分析方法，但算法 不同
数据分析环境
分析区域范围 特定格网 最大、最小坐标定义的区域 格网组合
数据类型： 专题数据、影像数据
输出单元确定 等于或大于输入格网中最大的格网单元
线与多边形叠加
• 线与多边形的叠置是把一幅图(或一个数据层)中的多边 形的特征加到另一幅图(或另一个数据层)
• 线与多边形叠置的算法就是线的多边形裁剪。
多边形与多边形叠加
• 是指不同图幅或不同图层多边形要素之间的叠置，根 据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边 形（合成叠置）或进行多边形范围内的属性特性的统 计分析（统计叠置）。
空间查询和空间分析精品PPT课件
叠合产生新的栅格数据集 合，其单元的数值就是计 算的结果，原理简单。
ArcGIS均有对应的功能、 菜单。
2021年1月8日星期五
距离
得分
0—500米 500—1000米 1000—1500米
>1500米
0（不必建设） 1 2
3（必须建设）
[R_school])
人口密度
得分
0 - 50
0（无需建设）
每一个单元，计算与其相邻的８个 单元的之间的坡度、坡向
坡度：高程差／d（单元的大小） 坡向：每一个单元，通过与相邻８
个单元的关系，计算平均方向或最 大的方向。
ArcGIS采用8单元计算法。
e1 e2 e3 e4 C e5 e6 e7 e8
S
d
2 x
d
2 y
d y [(e6 2e7 e8 ) (e1 2e2 e3 )] / 8g d x [(e1 2e4 e6 ) (e3 2e5 e8 )] / 8g
剖面
可以绘制任意方向线，得到沿该线各个单元的高程（属性）数值，将 其展开，得到纵剖面
可以用在道路的选择、坡度的估计等等。
2021年1月8日星期五
accum_cost = a1 + ( (cost_a + cost_b) / 2 ) * D accum_cost：某一单元b的累计通行成本
a1：上一个相邻单元a的累计通行成本 cost_a：单元a的成本 cost_b：单元b的成本
2021年1月8日星期五
成本距离分析
有障碍的通行（坡度、额外的费用） 有运动的成本 累计距离 最低成本表面 最小成本路径
不规则三角网（TIN）
TIN的空间分析与栅格数据格网 分析有许多共同之处。因为都 是表示连续的表面
ArcGIS均有对应的功能、 菜单。
2021年1月8日星期五
距离
得分
0—500米 500—1000米 1000—1500米
>1500米
0（不必建设） 1 2
3（必须建设）
[R_school])
人口密度
得分
0 - 50
0（无需建设）
每一个单元，计算与其相邻的８个 单元的之间的坡度、坡向
坡度：高程差／d（单元的大小） 坡向：每一个单元，通过与相邻８
个单元的关系，计算平均方向或最 大的方向。
ArcGIS采用8单元计算法。
e1 e2 e3 e4 C e5 e6 e7 e8
S
d
2 x
d
2 y
d y [(e6 2e7 e8 ) (e1 2e2 e3 )] / 8g d x [(e1 2e4 e6 ) (e3 2e5 e8 )] / 8g
剖面
可以绘制任意方向线，得到沿该线各个单元的高程（属性）数值，将 其展开，得到纵剖面
可以用在道路的选择、坡度的估计等等。
2021年1月8日星期五
accum_cost = a1 + ( (cost_a + cost_b) / 2 ) * D accum_cost：某一单元b的累计通行成本
a1：上一个相邻单元a的累计通行成本 cost_a：单元a的成本 cost_b：单元b的成本
2021年1月8日星期五
成本距离分析
有障碍的通行（坡度、额外的费用） 有运动的成本 累计距离 最低成本表面 最小成本路径
不规则三角网（TIN）
TIN的空间分析与栅格数据格网 分析有许多共同之处。因为都 是表示连续的表面
空间分析的基本方法
（5）点—线查询：查询并判断点与线之间的距离、方向及重叠关系。如 查找某一河流上的桥梁，或通过某一居民点的公路。
（6）点—面查询：查询并判断点与面之间的距离、方向及包含关系。如 查找某市的采矿点，或某一矿井的所在辖区等。
二、空间量算 1. 几何量算：
一般GIS软件都具有对点、线、面状地物的量算功能。几 何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义：
量与定性相结合的形式； （5）综合性：实用模型往往涉及多种模型方法。
三、空间分析建模，是通过作用于原始数据和派生数
据的一组顺序的、交互的空间分析操作命令，回答有关空间现 象问题的过程。
由于空间分析建模是建立在对图层数据操作上的，又称为 “地图建模”。地图建模的结果得到一个“地图模型”，它是 对空间分析过程及其数据的一种图形或符号表示，目的是帮助 分析人员组织和规划所要完成的分析过程，并逐步指定完成这 一分析过程所需要的数据。
重点：矢量数据分析方法，栅格数据分析方法、空间插值。 • 学习目标
难点：空间插值技术
空间分析 是综合分析空间数据的技术的通
称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地 理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的 应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与 其它信息系统的一个显著标志。
分析技术:
空间图形数据的拓扑运算；
二、遥感信息和专题图的视觉复合
遥感信息和非遥感信息结合是地理信息系统和遥感相结合 的基础，遥感和地理信息系统所处理问题具有互补性。遥感图 上信息丰富，但缺乏行政区划界线等非遥感信息，这样不利于 区域分析。另外，在遥感分类中常常出现比较麻烦的“异物同 谱”现象。如荒草和牧草，果园和灌木等，从遥感角度看，因 为具有相同的光谱特性而无法区分，这时如把遥感分类图和专 题图或地形图进行视觉复合，就可以直觉地解决某些“异物同 谱”分类问题，从而大大提高遥感分类精度。
（6）点—面查询：查询并判断点与面之间的距离、方向及包含关系。如 查找某市的采矿点，或某一矿井的所在辖区等。
二、空间量算 1. 几何量算：
一般GIS软件都具有对点、线、面状地物的量算功能。几 何量算对不同的点、线、面地物有不同的含义：
量与定性相结合的形式； （5）综合性：实用模型往往涉及多种模型方法。
三、空间分析建模，是通过作用于原始数据和派生数
据的一组顺序的、交互的空间分析操作命令，回答有关空间现 象问题的过程。
由于空间分析建模是建立在对图层数据操作上的，又称为 “地图建模”。地图建模的结果得到一个“地图模型”，它是 对空间分析过程及其数据的一种图形或符号表示，目的是帮助 分析人员组织和规划所要完成的分析过程，并逐步指定完成这 一分析过程所需要的数据。
重点：矢量数据分析方法，栅格数据分析方法、空间插值。 • 学习目标
难点：空间插值技术
空间分析 是综合分析空间数据的技术的通
称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地 理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的 应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与 其它信息系统的一个显著标志。
分析技术:
空间图形数据的拓扑运算；
二、遥感信息和专题图的视觉复合
遥感信息和非遥感信息结合是地理信息系统和遥感相结合 的基础，遥感和地理信息系统所处理问题具有互补性。遥感图 上信息丰富，但缺乏行政区划界线等非遥感信息，这样不利于 区域分析。另外，在遥感分类中常常出现比较麻烦的“异物同 谱”现象。如荒草和牧草，果园和灌木等，从遥感角度看，因 为具有相同的光谱特性而无法区分，这时如把遥感分类图和专 题图或地形图进行视觉复合，就可以直觉地解决某些“异物同 谱”分类问题，从而大大提高遥感分类精度。
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查询某个面状地物所包含的空间对象。 同层包含，如，某省的下属地区，若建立有空间拓扑关系，可直
GIS
接查询拓扑关系表来实现。 不同层包含，如某省的湖泊分布，没有建立拓扑，实质是叠置分
析检索，通过多边形叠置分析技术，只检索出在窗口界限范围内的
地理实体，窗口外的实体作裁剪处理。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
到满足要求的记录，得到它的目
GIS 标标识，再通过目标标识在图形
数据文件中找到对应的空间对象，
并显示出来。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 4、属性查询
理 2）SQL查询
信
息
Select 属性项 From 属性表 Where 条件 or条件 and 条件
系 统
实现：交互式选择各项，输入后，系统再转换为标准的SQL，
统
给定一个点或一个几何图形，检索该图形范围内的空间对象及 其属性。
GIS
1）按点查询： 给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性---点的捕捉。
2）开窗查询----按矩形、圆、多边形查询
分为该窗口包含和穿过的区别。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理 信 息 系 统
GIS
2、空间定位查询：
实现：根据空间索引，检索哪些对象可能位于该窗口，然后根 据点、线、面在查询开窗内的判别计算，检索到目标。--空间 运算方法
由数据库系统执行或ODBC C语言执行，得到结果，提取目
GIS 标标识，在图形文件中找到空间对象，并显示。
6.1 空间查询
地 理 信 息 系 统
GIS
二、空间数据查询种类
4、属性查询
3）扩展SQL 空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的，即在数
据库查询语言上加入空间关系查询。为此需要增加空间数据类型 （如点、线、面等）和空间操作算子（如求长度、面积、叠加等）。 在给定查询条件时也需含有空间概念，如距离、邻近、叠加等。例 如，“查询长江流域人口大于50万的县或市”，可表示为：
地 理 信 息 系 统
GIS
3、空间关系查询
4）穿越查询 某公路穿越了某些县，采用空间运算的方法执行，根据一个线
目标的空间坐标，计算哪些面或线与之相交。 5）落入查询
一个空间对象落入哪个空间对象之内。--空间运算 6）缓冲区查询
根据用户给定的一个点、线、面缓冲的距离，从而形成一个 缓冲区的多边形，再根据多边形检索原理，检索该缓冲区内的空间 实体。 7）边沿匹配检索
6.6 缓冲区分析
GIS
6.7 网络分析
6.1 空间查询
地
图形--属性
查询方式
理
信
属性限制
息 空间拓扑限制
查询条件
查询结果
系
二者结合
统
GIS软件
空间查询语言
GIS
空间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ据库
统计结果： 图、表、文字
新图层
新的属性域添加到 属性数据库
闪烁、颜色等明显 表示
6.1 空间查询
一、空间查询的方式
地 1、给出图形信息： 理 如鼠标点取，拉框等方式。 信 1）检索其相应属性； 息 2）检索其空间拓扑关系 系 2、给出属性特征条件 统 1）检索对应的空间实体
空间查询在多幅地图的数据文件之间进行， 这时需应用边沿匹配处理技术。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理
4、属性查询
1） 查找 仅选择一个属性表，给定一
信 息
个属性值，找出对应的属性记录 或图形。
在屏幕上已有一个属性表，
系 统
用户任意点取记录，对应的图形 以高亮显示。
实现：执行数据库查询语言，找
2）查询属性
GIS
单纯查询：单纯地查询属性，或只查 询空间拓扑关系
联合查询：将空间数据与属性数据联 合查询。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 1、几何参数查询：
理
包括点的位置坐标，两点间的距离，一个或一段线目标的长 度，一个面目标的周长或面积等。
信
实现：查询属性库或空间计算
息 系
2、空间定位查询：
SELECT * FROM 县或市 WHERE 县或市.人口 > 50万 AND CROSS（河流.名称=“长江”） 主要优点是：保留了SQL的风格，便于熟悉SQL的用户的掌握， 通用性较好，易于与关系数据库连接。 执行扩展SQL，如果要将属性和空间关系整体统一起来，从底层 进行查询优化，有一定困难。目前一般将两层分开进行查询。
第六章 空间查询与空间分析
地 理 信
本章概述：GIS不仅仅是一个地理数据的存贮系统， 它还提供了丰富的数据查询功能。更重要的，GIS 有自己的复杂而科学的空间分析模型和工具，使得
息 我们可以通过GIS的空间分析功能，获取隐藏在
系 GIS数据之中的信息和关系。地理信息系统集成了
统 多学科的最新技术，如关系数据库管理、高效图形
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理 信 息 系 统
GIS
5、其它查询方法
1）可视化空间查询 可视化查询是指将查询语言的元素，特别是空间关系，用直观
的图形或符号表示。查询主要使用图形、图像、图标、符号来表达 概念。 优点：具有简单、直观、易于使用的特点。 缺点：当空间约束条件复杂时，很难用图符描述；用二维图符表示 图形之间的关系时，可能会出现歧义；难以表示“非”关系；不易 进行范围（圆、矩形、多边形等）约束；无法进行屏幕定位查询等。
算法、插值、区划和网络分析，为空间分析提供了
GIS 强大的工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任 务变得简单易行。本章将介绍GIS数据查询的基本
知识和常用的GIS空间分析模型及其算法。
第六章 空间查询与空间分析
地
理
6.1 空间查询
信
6.2 空间分析概述
息
6.3 统计分析
系
6.4 DEM分析
统
6.5 叠置分析
3、空间关系查询
1）相邻分析检索---通过检索拓扑关系
B
1
C
A2
面—面：如查询与面状地物相邻的多边形的实现方法：
A、 从多边形与弧段关联表中，检索该多边形关联的所有弧段；
B、 从弧段关联的左右多边形表中，检索出这些弧段关联的多边形。
线—线（与某干流A相连的所有支流）
A、 从线状地物表中，查找组成A的所有弧段及关联的结点；
B、 从结点表中，查询与这些结点关联的弧段；
点—点（A与B是否相通）等。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理 信 息 系 统
3、空间关系查询
2）相关分析检索（不同要素类型之间的关系）--通过检索拓扑关系 线—面（我国边境线总长度）、点—线（自来水GIS中，与某阀门相 关的水管）、点—面 3）包含关系查询
GIS
接查询拓扑关系表来实现。 不同层包含，如某省的湖泊分布，没有建立拓扑，实质是叠置分
析检索，通过多边形叠置分析技术，只检索出在窗口界限范围内的
地理实体，窗口外的实体作裁剪处理。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
到满足要求的记录，得到它的目
GIS 标标识，再通过目标标识在图形
数据文件中找到对应的空间对象，
并显示出来。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 4、属性查询
理 2）SQL查询
信
息
Select 属性项 From 属性表 Where 条件 or条件 and 条件
系 统
实现：交互式选择各项，输入后，系统再转换为标准的SQL，
统
给定一个点或一个几何图形，检索该图形范围内的空间对象及 其属性。
GIS
1）按点查询： 给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性---点的捕捉。
2）开窗查询----按矩形、圆、多边形查询
分为该窗口包含和穿过的区别。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理 信 息 系 统
GIS
2、空间定位查询：
实现：根据空间索引，检索哪些对象可能位于该窗口，然后根 据点、线、面在查询开窗内的判别计算，检索到目标。--空间 运算方法
由数据库系统执行或ODBC C语言执行，得到结果，提取目
GIS 标标识，在图形文件中找到空间对象，并显示。
6.1 空间查询
地 理 信 息 系 统
GIS
二、空间数据查询种类
4、属性查询
3）扩展SQL 空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的，即在数
据库查询语言上加入空间关系查询。为此需要增加空间数据类型 （如点、线、面等）和空间操作算子（如求长度、面积、叠加等）。 在给定查询条件时也需含有空间概念，如距离、邻近、叠加等。例 如，“查询长江流域人口大于50万的县或市”，可表示为：
地 理 信 息 系 统
GIS
3、空间关系查询
4）穿越查询 某公路穿越了某些县，采用空间运算的方法执行，根据一个线
目标的空间坐标，计算哪些面或线与之相交。 5）落入查询
一个空间对象落入哪个空间对象之内。--空间运算 6）缓冲区查询
根据用户给定的一个点、线、面缓冲的距离，从而形成一个 缓冲区的多边形，再根据多边形检索原理，检索该缓冲区内的空间 实体。 7）边沿匹配检索
6.6 缓冲区分析
GIS
6.7 网络分析
6.1 空间查询
地
图形--属性
查询方式
理
信
属性限制
息 空间拓扑限制
查询条件
查询结果
系
二者结合
统
GIS软件
空间查询语言
GIS
空间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ据库
统计结果： 图、表、文字
新图层
新的属性域添加到 属性数据库
闪烁、颜色等明显 表示
6.1 空间查询
一、空间查询的方式
地 1、给出图形信息： 理 如鼠标点取，拉框等方式。 信 1）检索其相应属性； 息 2）检索其空间拓扑关系 系 2、给出属性特征条件 统 1）检索对应的空间实体
空间查询在多幅地图的数据文件之间进行， 这时需应用边沿匹配处理技术。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理
4、属性查询
1） 查找 仅选择一个属性表，给定一
信 息
个属性值，找出对应的属性记录 或图形。
在屏幕上已有一个属性表，
系 统
用户任意点取记录，对应的图形 以高亮显示。
实现：执行数据库查询语言，找
2）查询属性
GIS
单纯查询：单纯地查询属性，或只查 询空间拓扑关系
联合查询：将空间数据与属性数据联 合查询。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 1、几何参数查询：
理
包括点的位置坐标，两点间的距离，一个或一段线目标的长 度，一个面目标的周长或面积等。
信
实现：查询属性库或空间计算
息 系
2、空间定位查询：
SELECT * FROM 县或市 WHERE 县或市.人口 > 50万 AND CROSS（河流.名称=“长江”） 主要优点是：保留了SQL的风格，便于熟悉SQL的用户的掌握， 通用性较好，易于与关系数据库连接。 执行扩展SQL，如果要将属性和空间关系整体统一起来，从底层 进行查询优化，有一定困难。目前一般将两层分开进行查询。
第六章 空间查询与空间分析
地 理 信
本章概述：GIS不仅仅是一个地理数据的存贮系统， 它还提供了丰富的数据查询功能。更重要的，GIS 有自己的复杂而科学的空间分析模型和工具，使得
息 我们可以通过GIS的空间分析功能，获取隐藏在
系 GIS数据之中的信息和关系。地理信息系统集成了
统 多学科的最新技术，如关系数据库管理、高效图形
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理 信 息 系 统
GIS
5、其它查询方法
1）可视化空间查询 可视化查询是指将查询语言的元素，特别是空间关系，用直观
的图形或符号表示。查询主要使用图形、图像、图标、符号来表达 概念。 优点：具有简单、直观、易于使用的特点。 缺点：当空间约束条件复杂时，很难用图符描述；用二维图符表示 图形之间的关系时，可能会出现歧义；难以表示“非”关系；不易 进行范围（圆、矩形、多边形等）约束；无法进行屏幕定位查询等。
算法、插值、区划和网络分析，为空间分析提供了
GIS 强大的工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任 务变得简单易行。本章将介绍GIS数据查询的基本
知识和常用的GIS空间分析模型及其算法。
第六章 空间查询与空间分析
地
理
6.1 空间查询
信
6.2 空间分析概述
息
6.3 统计分析
系
6.4 DEM分析
统
6.5 叠置分析
3、空间关系查询
1）相邻分析检索---通过检索拓扑关系
B
1
C
A2
面—面：如查询与面状地物相邻的多边形的实现方法：
A、 从多边形与弧段关联表中，检索该多边形关联的所有弧段；
B、 从弧段关联的左右多边形表中，检索出这些弧段关联的多边形。
线—线（与某干流A相连的所有支流）
A、 从线状地物表中，查找组成A的所有弧段及关联的结点；
B、 从结点表中，查询与这些结点关联的弧段；
点—点（A与B是否相通）等。
6.1 空间查询
二、空间数据查询种类
地 理 信 息 系 统
3、空间关系查询
2）相关分析检索（不同要素类型之间的关系）--通过检索拓扑关系 线—面（我国边境线总长度）、点—线（自来水GIS中，与某阀门相 关的水管）、点—面 3）包含关系查询