空间查询与分析
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
空间查询的名词解释
空间查询的名词解释随着信息时代的发展，人们对于信息获取的需求也与日俱增。
空间查询作为一种重要的数据查询方式，在地理信息系统（GIS）和数据库管理系统（DBMS）中得到广泛应用。
本文将对空间查询进行详细解释，包括其定义、特点、分类和应用。
一、空间查询的定义空间查询是指在地理空间数据中，根据特定的条件，从数据库中提取出符合条件的数据集的过程。
它是一种以空间为基础的查询方式，通过对地理位置和空间属性的查询与分析，帮助用户获取所需的空间信息。
二、空间查询的特点1. 空间性：空间查询关注的是地理空间数据，将地理位置作为查询的主要条件。
与传统的文本或数值查询相比，空间查询更加注重地理位置和空间属性的信息。
2. 复杂性：空间查询通常涉及多源数据集、多条件查询和多种查询方式，需要综合考虑多个因素。
与传统的简单查询相比，空间查询更具挑战性。
3. 联结性：空间查询常需要将多个数据源进行联接，进行空间分析和关联分析。
这种联结性将不同的数据集进行有机整合，从而得到更全面、更准确的查询结果。
三、空间查询的分类根据空间查询的不同性质和目的，可以将空间查询分为以下几类：1. 空间范围查询：根据地理空间上的位置范围，提取出落在指定区域内的数据。
例如，在一幅地图上选择某个区域，查询该区域内的河流、山脉等地理要素。
2. 地理邻近查询：根据地理要素之间的邻近关系，查询与指定要素邻近的其他要素。
例如，在一张地图上选择一个城市，查询该城市附近的道路、河流、湖泊等。
3. 属性查询：根据地理要素的属性条件，提取符合条件的数据。
例如，在一个城市数据库中查询人口超过一定数量的社区或街道。
4. 空间关系查询：根据地理要素之间的空间关系，查询满足特定空间关系的要素。
例如，在一个校园地图中查询教学楼和食堂之间的距离或路径。
四、空间查询的应用空间查询在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 土地规划与管理：通过空间查询，可以对土地利用情况进行查询和分析，为城市规划、土地管理和土地资源开发提供支持。
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程
地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据收集、存储、管理、分析和展示于一体的综合性工具。
其中，空间数据分析是GIS的核心功能之一，它帮助人们了解和解释地理现象，并为决策提供支持。
本文将介绍地理信息系统中的空间数据分析方法和使用教程。
一、空间数据分析方法1. 空间查询分析地理信息系统中的空间查询分析是通过对地理空间数据进行查询和筛选，从而获取特定的空间信息。
空间查询可以通过属性查询和空间关系查询实现。
属性查询是基于地理空间数据的属性，在数据库中执行条件查询。
空间关系查询是根据地理对象之间的空间关系，如相交、包含、邻近等进行查询分析。
2. 空间缓冲分析空间缓冲分析是一种常用的地理信息系统中的空间分析方法，它以某一地理空间对象为中心，根据设定的缓冲距离，生成一系列缓冲区域。
空间缓冲分析可以用于分析地理要素的覆盖范围、相互作用范围以及对环境的影响等。
3. 空间插值分析空间插值分析是通过已知的点数据，推算未知地点的数值。
它使用插值算法，根据给定的空间数据点，在空间上生成连续的表面。
空间插值分析用于补充缺失数据、推算未来趋势以及对地理现象进行模拟和预测。
4. 空间聚类分析空间聚类分析是通过对地理要素进行分类和聚类，揭示地理现象的空间集聚特征。
它可以帮助我们发现空间上的热点区域、人口分布密度等。
常用的空间聚类分析方法有基于密度的聚类方法和基于网格的聚类方法。
5. 空间统计分析空间统计分析是通过计算地理要素的空间分布和相互关系，揭示地理现象的统计特征。
它可以帮助我们理解地理数据的空间相关性、局部差异性和空间自相关性等。
常用的空间统计分析方法包括空间自相关分析、热点分析和空间回归分析等。
二、空间数据分析使用教程1. 数据准备在进行空间数据分析之前，首先需要对数据进行准备。
这包括收集和整理地理空间数据，将其转换为GIS所支持的数据格式，如shapefile、GeoJSON等。
空间查询的种类以及应用场景
空间查询的种类以及应用场景空间查询是指在地理信息系统（GIS）中，通过特定的查询操作，从海量的空间数据中提取出符合特定条件的空间对象或空间特征的过程。
空间查询的种类较多，每种查询都适用于不同的应用场景。
本文将介绍几种常见的空间查询类型及其应用场景。
一、范围查询范围查询是最基本的空间查询类型之一。
它通过设定一个几何图形（如矩形、圆形、多边形等）作为查询条件，在所有的空间对象中找出与该几何图形相交或包含于该几何图形中的对象。
范围查询常用于地理分析、城市规划、环境监测等领域，例如通过范围查询找出某个城市范围内的所有道路、河流或建筑物。
二、属性查询属性查询是根据属性条件对空间数据进行筛选的查询方式。
通过指定一个或多个属性条件（比如根据人口数大于某个值、房价低于某个值等），从数据库中提取出满足条件的空间对象。
属性查询通常应用于人口统计、市场调研、地质勘探等领域。
例如，在不同的购物中心位置上进行属性查询，找出符合某个销售额标准的购物中心。
三、拓扑关系查询拓扑关系查询是通过指定空间对象之间的拓扑关系来进行查询的方式。
拓扑关系包括相邻、相交、包含等，通过拓扑关系查询可以方便地找出满足特定关系的空间对象。
拓扑关系查询通常应用于网络分析、路线规划、地下管网管理等领域。
例如，在城市规划中可以通过拓扑关系查询找出与某个重要设施相邻的区域，进行合理规划和布局。
四、空间连接查询空间连接查询是通过两个或多个空间对象之间的空间关系进行查询的方式。
空间连接包括交集、相交、接触等关系，通过空间连接查询可以找出满足特定空间连接关系的对象。
空间连接查询常用于交通规划、土地利用、设备布置等领域。
例如，在交通规划中可以通过空间连接查询找出某个区域内的道路与公交站点之间的空间关系，进行公交站点的合理布置。
五、缓冲区查询缓冲区查询是指对给定的空间对象创建一个以该对象为中心、指定半径的缓冲区，并从其他空间对象中找出与缓冲区相交或包含于缓冲区中的对象。
使用GIS技术进行地理数据空间分析的实用指南
使用GIS技术进行地理数据空间分析的实用指南地理信息系统(GIS)技术已经成为现代社会中不可或缺的工具之一。
通过GIS技术，我们能够有效地处理和分析地理数据，了解地理空间中的事物和现象。
本文将为读者提供一份使用GIS技术进行地理数据空间分析的实用指南，帮助读者更好地利用该技术。
一、GIS技术的基本原理在深入了解GIS技术之前，我们需要了解其基本原理。
GIS是一种以计算机为基础的技术，通过将地理空间数据与属性数据进行关联，创建一个具有可视化效果的地图。
GIS技术的核心是空间分析，它能够帮助我们理解地理空间中的关系和模式，并利用这些信息做出决策。
二、数据获取与准备在进行地理数据空间分析之前，我们首先需要获取需要分析的数据。
可以通过多种途径获取地理数据，如航拍图像、卫星影像、遥感数据、传感器数据等。
一旦获取到数据，我们需要对其进行清理和准备工作，包括数据的格式转换、去除异常值等。
这一步不仅能够提高数据的质量，还能够减少后续分析的困难和误差。
三、空间数据分析方法1. 空间查询：空间查询是最常见的地理数据空间分析方法之一。
通过空间查询，我们可以从地图中选择特定区域或特定属性的要素。
例如，我们可以查询某个地区的人口密度或土地利用类型。
空间查询的结果可以帮助我们找出特定地点的相关信息，从而为后续分析提供支持。
2. 空间统计：空间统计能够帮助我们理解和描述地理空间中的模式和关系。
通过空间统计，我们可以探索地理空间中的聚集现象、空间自相关性等。
这些统计结果可以帮助我们了解特定环境下的特征和规律，从而更好地进行决策和规划。
3. 空间插值：空间插值是一种用于填充无数据区域的方法。
通过空间插值，我们可以根据已知的数据点推算出未知区域的数值。
这在地理数据分析中尤为重要，可以帮助我们填补数据缺失的空白，提高数据的完整性和准确性。
四、地理数据可视化地理数据可视化是GIS技术的一大特点，它能够将抽象的地理数据转化为可视化的地图或图表。
如何使用地理信息系统进行属性查询和空间分析
如何使用地理信息系统进行属性查询和空间分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集数据管理、分析和可视化于一体的计算机软件工具。
它的广泛应用使得属性查询和空间分析成为GIS的核心功能之一。
本文将探讨如何使用地理信息系统进行属性查询和空间分析。
一、属性查询属性查询是一种根据特定属性条件来筛选和提取地理数据的方法。
在GIS中，地理数据通常由多个数据表组成，每个数据表的每行表示一个地理要素，每列表示一个属性。
属性查询的目的是根据用户定义的属性条件，筛选出满足条件的地理要素，并将结果可视化呈现。
在GIS中进行属性查询时，首先需要选择待查询的数据表和查询条件。
查询条件可以是简单的等于、大于、小于等比较运算符，也可以是复杂的逻辑运算符。
用户可以根据自己的需求灵活地定义查询条件。
接下来，GIS会自动执行查询操作，并将查询结果以地图或表格的形式呈现出来。
属性查询在实际应用中有着广泛的用途。
例如，在城市规划中，可以根据地块面积、土地用途等属性条件查询出满足特定要求的土地，并进行合理规划；在环境监测中，可以根据空气质量、水质状况等属性条件查询出存在污染问题的区域，并采取相应的措施。
二、空间分析空间分析是指在GIS中，对地理空间数据进行测量、统计、模拟等方式的分析。
它主要通过计算和比较地理要素之间的空间关系，从而揭示地理数据的内在规律和关联。
空间分析的基本步骤包括数据准备、空间操作和结果分析。
首先，需要确保待分析的数据具有一定的时空参考，可以通过采集、导入或处理数据来满足要求。
数据准备后，可以使用GIS软件提供的空间操作功能，如缓冲区分析、叠置分析、网络分析等。
最后，根据分析结果进行统计、可视化或其他后续处理。
空间分析在实践中被广泛应用于多个领域。
例如，在交通规划中，可以利用空间分析揭示不同交通网络布局的优劣，从而做出合理的规划决策；在灾害风险评估中，可以利用空间分析确定易受灾区域，提供科学的建议和预警。
空间分析的主要方法
空间分析的主要方法空间分析是地理信息科学中的重要内容之一，它是通过对地理现象的空间分布、空间关联和空间变化进行定量和定性分析，以揭示地理现象的内在规律和特征。
空间分析的主要方法包括地图分析、空间统计分析、空间模型分析和地理信息系统分析等。
下面将对这些方法进行详细介绍。
地图分析是空间分析的基础，通过地图的制作和解读，可以直观地表现地理现象的空间分布特征。
地图分析主要包括地图要素的识别、地图要素之间的空间关系分析和地图要素的数量化分析。
在地图要素的识别中，需要对地图上的各种地理要素进行识别和提取，包括地形、水系、土地利用、交通等要素。
在地图要素之间的空间关系分析中，需要研究地图要素之间的相对位置、距离和方向关系，以揭示它们之间的空间联系。
在地图要素的数量化分析中，需要对地图上的各种地理要素进行数量化描述和统计分析，以揭示它们的空间分布规律和特征。
空间统计分析是通过统计方法对地理现象的空间分布特征进行分析。
空间统计分析主要包括空间集聚分析、空间自相关分析和空间插值分析。
在空间集聚分析中，需要对地理现象的空间分布进行集聚程度的测度和分析，以揭示其集聚规律和特征。
在空间自相关分析中，需要对地理现象的空间相关性进行检验和分析，以揭示其空间相关性的程度和方向。
在空间插值分析中，需要对地理现象在空间上的分布进行插值估计和预测，以揭示其空间分布的连续性和变化趋势。
空间模型分析是通过建立数学模型对地理现象的空间关系进行模拟和预测。
空间模型分析主要包括空间回归模型、地理加权回归模型和空间自回归模型等。
在空间回归模型中，需要对地理现象的空间关系进行回归分析和模型建立，以揭示其影响因素和作用机制。
在地理加权回归模型中，需要对地理现象的空间关系进行加权回归分析和模型建立，以考虑其空间异质性和空间非独立性。
在空间自回归模型中，需要考虑地理现象的空间自相关性和空间依赖性，以建立相应的自回归模型和进行模拟预测。
地理信息系统分析是通过地理信息系统对地理现象的空间数据进行存储、管理、处理和分析。
地理信息技术专业中的空间分析方法介绍
地理信息技术专业中的空间分析方法介绍地理信息技术作为一门关注地球空间信息的学科，涉及诸多领域的空间数据处理和分析。
空间分析是地理信息技术中一个重要的工具，它通过对地理现象的空间关系进行量化和分析，帮助人们深入理解地理现象的规律和特点。
这篇文章将介绍地理信息技术专业中常用的空间分析方法。
一、地理空间分析方法1. 空间查询空间查询是地理信息系统中最基础的空间分析方法之一。
它通过设定特定的查询条件，从地理空间数据库中检索特定的地理对象。
常用的空间查询包括点查询、线查询、面查询等。
例如，当我们需要查询某一地区的医院分布情况时，可以通过空间查询筛选出该地区范围内的医院数据。
2. 空间统计空间统计是地理信息技术中常用的分析方法之一。
它通过对地理空间数据的统计分析，揭示其分布的规律和趋势。
常用的空间统计方法包括核密度估计、泰森多边形分析等。
例如，核密度估计可以用于分析某一地区的人口密度分布情况，从而为城市规划提供参考依据。
3. 空间插值空间插值是一种根据有限的采样数据，估计未知位置上的属性值的方法。
它通过对已知采样点之间的关系进行推断，填补未知位置上的数据缺失。
常用的空间插值方法包括反距离加权插值、克里金插值等。
例如，根据已知地震台站的测量数据，可以通过空间插值方法推断其他地区的地震活动情况。
4. 空间交互分析空间交互分析是一种基于地理空间关系的分析方法，用于研究不同空间对象之间的相互作用和影响。
常用的空间交互分析方法包括缓冲区分析、最近邻分析等。
例如，缓冲区分析可以用于分析某一工厂周围的环境污染范围，进而评估其对周围居民的影响程度。
5. 空间模型空间模型是一种通过数学模型对地理现象进行描述和分析的方法。
它基于地理空间对象的属性和拓扑关系，构建相应的数学模型，来模拟和预测地理现象的发展趋势。
常用的空间模型有空间自相关模型、地理加权回归模型等。
例如，空间自相关模型可以用于分析某一地区的犯罪率和社会经济因素的关系。
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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
在土地评价时，要根据离开交通线的远近进行成本的 估算
……
地图叠加
把两幅数字地图的几何形状和属性结合在一 起，生成新的地图的操作
一般空间查询
程式化空间分析
空间分析的类型
空间分析可分为两大类：
咨询式分析（Query mode） ： 回答用户提问 空间数据查询（空间查询）、空间集合分析
产生式分析（Product mode）: 获取新的信息 空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析 空间统计分析 数字地面模型分析（DTM）
（三）利用空间数据查询 （四）利用属性数据与空间数据联合查询
2004-7-6
5
（一）利用空间对象位置查属性数据
（二）利用属性数据查询
通过对属性数据的操作从地图中检索空间对象。 查询结果通过高亮度显示或保存。 查询手段：表达式
表达式是对查询条件的表述 表达式必须被GIS或数据库理解
GDP 大于 2000亿美元 的城市？
按属性数据查询：逻辑表达式
运算数: 字段、数字、字符串
逻辑表达式：class = 2
逻辑运算符: = , > , < , ≥,≤,≠
Hale Waihona Puke 按属性数据查询：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、 NOT
与运算：Class=2 AND age>15 或运算：Class=2 OR age>15 非运算：NOT (Class=2) AND age>15
（三）利用空间数据查询
通过地图空间要素的操作从地图上检索 空间数据的过程。
空间关系
包含（contains） 完全包含 （contains entire）在选择要素之内 相交（intersects） 在内（Within） 整体在内（Entirely Within）
利用空间实体的空间关系来查找空间对象， 例如查找
Select <属性清单> From <关系> Where <条件>
例：查询p104地块主人的名字 和销售日期 select Owner.业主名字, Parcel.销售日期 from parcel, owner where parcel. PIN = owner. PIN and PIN = “p104”
第一节 空间查询
空间查询是以空间数据为中心的查询，是空间 分析基础，任何空间分析都开始于空间查询
空间查询特性
回答用户的简单问题 不改变空间数据库数据 不产生新的空间实体和数据 双向查询：图形查属性，属性查图形
GIS的空间查询方式
（一）利用空间对象位置查属性数据 （二）利用属性数据查询
逻辑表达式 布尔连接符 结构化查询语言（SQL)
Owner
在MapInfo 中，当属性数据保存在两张数据表 中，当需要利用两种属性数据进行查询时，可 以利用MapInfo 的SQL 选择功能。
例如在浙江省辖市地图和浙江县级城市地图中查找： 人口占所在省辖市人口1%以上的县级城市
CAP4_ZHE_1 . Capital_of_Character_Name = PREF_ZHE . Capital_Character_Name and CAP4_ZHE_1 . Capital_City_or_Town_Pop_1990 / PREF_ZHE . Population_1990_Census > 0.01
如道路噪声影响范围就是沿道路建一定宽度的缓冲 区，车流量决定缓冲区半径。
如某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉 及的范围，这就需要进行点缓冲区分析等等。
基本缓冲区类型
常见缓冲区类型
点：圆形缓冲区 线：长条缓冲区 面：向内、外的缓冲带
形成的缓 冲区是一 个面状实 体
缓冲区分析的应用
在城市研究中，当对城市街道进行拓宽时，需要确定 一定范围内需拆除的房屋及拆除费用
XX高速公路经过了浙江的那些城市 和地区？
PREF_ZHE.obj Intersects CHINAHWY.obj
（四）属性数据与空间数据的联合查询
综合考虑对象空间关系和属性条件的查询
例如： 有高速公路通过、且人口大于5000万的省份有 哪些？
CHINA . obj intersects CHINAHWY . obj and CHINA . Total_pop_1990 > 50000000
第二节 矢量数据分析
概述 矢量数据分析是基于空间对象的即点、线、
面的分析，其准确性也取决于这些对象的位置 和形状的精确性。
主要方法： 缓冲区分析 地图叠加 距离量测
缓冲区分析
❖ 缓冲区及其作用
缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一，一般 应用于求地理实体的影响范围。具体指在点、线、面实 体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。