(完整版)第四讲空间形态的分析方法

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空间分析理论与方法

空间分析理论与方法

空间分析理论与方法
空间分析理论和方法是一种研究地理现象、探究空间模式和空间关系的学科。

它应用空间数据和地图信息,以及地理信息系统(GIS) 和遥感技术,来分析和解释现实世界中的空间现象。

空间分析理论包括空间结构、空间关系、空间交互、空间分布、空间模式等多个方面,其目的是提高人们对空间现象的理解和解释能力。

空间分析方法则包括空间统计分析、地理加权回归分析、空间交互分析等多种操作性方法,它们可以帮助研究者在大量空间数据中发现关键信息或构建有用模型。

空间分析理论与方法适用于多个领域的研究和实践,比如城市规划、自然资源管理、环境保护、公共卫生、交通规划等等。

它帮助人们更好地了解和应对地理上的问题,促进人类社会持续发展。

第二章 空间分析

第二章 空间分析
到底意味着什么的时候,我们往往无言以对。 尽管很多世纪以来哲学家和科学家们曾绞尽脑汁,对于我们的空间经验
和时间经验相联系的许多神秘现象进行思考,但他们却很难达成一致意 见。
2
第一节 空间
1、空间概念的缘起
日常用语中的“空间”通常是指两个事物 之间的空白地带。例如当我们要找一个地 方停车,这就是地理学的空间问题。
4
第一节 空间
2、空间的科学含义
与牛顿观念不同,德国数学家、物理学家莱布尼兹(独创了微积分的概 念和算法、动能守恒、折射定律等)及其追随者将空间看作是一种关系 的概念,它意指事物之间的数学上的共有关系。
他反对牛顿的绝对时空观,认为“没有物质也就没有空间,空间本身不 是绝对的实在性”,“空间和物质的区别就象时间和运动的区别一样, 可是这些东西虽有区别,却是不可分离的”。
(一)地方的概念
美国华裔地理学家段义孚(Yifu, Tuan)在1977年出版的“空间与地方”一 书中认为:“地方”除为人们提供生活空间外,也是人们价值观念和经验 的汇集点。因为人们对地方产生感情,因此它也有其特性或“地点的身份 特色”。
英国地理学家马西( D Massey)在1984年出版的“劳动地域分工”一书 中认为:区域研究需要解决个别与普遍的关系,一方面要注意区域间不平 衡发展和区域间相互依存的主次系统,另一方面要注意各个地方的特性。
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第一节 空间
(二)解释性空间
2、行为空间(action space):指个人进行区位决定的区域,如在何处 购物、选择何处居住、参加哪所教堂。该空间中的相应区位被评价和定义 为场所效用,如果任何一种使用价值都不足够高,那么行为空间将会被扩 大,并在其中发生寻找的行为。
3、感知空间(Cognition space):人文地理学最初的空间分析是建立在 有关人类行为的确定性假设基础上的。然而,事实上,人们的行为决策通 常是建立在他们所感知的环境而不是客观实际的环境基础上的(Brookfie ld,1969)。因此,感知空间决定了人们在真实空间上的实际行为。1960 年代初期,罗文索提出了感知研究的方法(Lowenthal,D.,1961)。此后, 地理学家、规划学家以及心理学家对感知环境的研究如雨后春笋般迅速展 开。

第四章空间查询分析表达()演示课件-精选.ppt

第四章空间查询分析表达()演示课件-精选.ppt

[ wat er _st d] * 0. 5+[ r ai l _st d] * 0. 15+[ t r ans_st d] * 0. 35
标准化铁路支线建设费用栅格
标准化煤炭运输费用栅格
Rail_std
考虑因子权T重rans_std
综合评价栅格
Map Calculator [ wat er _st d] * 0. 5+[ r ai l _st d] * 0. 15+[ t r ans_st d] * 0. 35
输出图层的空间数据 输出图层的属性数据包含了输入图层中所有的属性
《地理信息系统》
植被类型
道路
《地理信息系统》
多边形和多边形的叠合
布尔计算(Boolean),交 集、并集、补集
clip与intersect区别
《地理信息系统》
《地理信息系统》
McHarg, Design with Nature
属性的查询与计算 累计、求和、求平均……
《地理信息系统》
文查图(属性查询)
逻辑查询(SQL查询)
图查文(几何查询)
空间关系的查询
《地理信息系统》
《地理信息系统》
量算
几何量算:空间事物的几何特征,几何位置、形态参数的简单计算
点:0维,坐标——获取空间位置信息 线:1维,长度、曲率、方向 面:2维,面积、周长等 体:3维,表面积、体积等(体积的计算,曲面与基准平面之间的空间体积)
J
13
L
线段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
起结点 A B C D E F E F H I D I J
终结点 D F D E F G J J I J I K L

第4章 GIS的空间分析方法

第4章 GIS的空间分析方法

模型:所谓模型,就是将系统的各个要素,通过适当的筛 选,用一定的表现规则描写出来的简明的映象。通常表 达了某个系统的发展过程或发展结果。 地学模型:是用来描述地理系统各个要素之间相互关系和 客观规律的,它用信息的、语言的、数学的或其它表达 形式,通常反映地学过程及其发展趋势或结果。是在对 系统所描述的具体对象与过程,进行大量专业研究的基 础上,总结出来的客观规律的抽象或模拟。地学模型也 称为专题分析模型。
� 形状量测
如果认为一个标准的圆目标既非紧凑型也非膨胀型 的,则可定义其形状系数据r 为
r =
P
2
π ⋅
A
其中,P为目标物周长,A为目标物面积。 如果 r〈1,目标物凑型; r =1目标物为一标准圆; r 〉1,目标物为膨胀型。
三、GIS空间分析模型
地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数 据的任务,更为重要的是要完成地理分析、评 价、预测和辅助决策的任务,必须发展广泛的 适用于地理信息系统的地理分析模型,这是地 理信息系统走向实用的关键。

局部内插法
移动拟合法: A、移动平均法: 在局部邻域(或称窗口)中 计算各数据点的平均 值来在未知点X处内插 变量Z值 。 B、二次多项式(曲面):

y
O
x
R
栅格数据的窗口分析
按窗口统计分析分类:
� � � �
3×3窗口
5×5窗口
7×7窗口
� � �
按窗口形状分类: � 矩形窗口 � 圆型窗口 � 环型窗口
二、空间量测

质心量测
应用范围极其广泛,如: 1) 商场选址应该位于具有最佳势能的定位点 处。 2) 经济的增长极可能发生在高势能地区。

1) 2) 3) 4)

《空间数据分析》课件

《空间数据分析》课件

分析人口分布、消费水平、交通 状况等数据,评估潜在市场的规 模和需求。
为企业提供选址建议,优化资源 配置和提高市场占有率。
犯罪活动的空间数据分析
详细描述
总结词:通过空间数据分析,揭 示犯罪活动的时空规律和特征, 为预防和打击犯罪提供科学依据 。
利用警务数据和GIS技术,分析犯 罪活动的空间分布和热点区域。
探究犯罪活动与人口分布、社会 经济等因素的关联,揭示犯罪活 动的成因和规律。
为警务部门提供情报支持,制定 针对性的防控措施和巡逻计划。
THANKS
感谢观看
空间数据挖掘的方法
包括空间关联规则挖掘、空间聚类、空间分类、时空数据挖掘等 。
空间数据挖掘的应用
在城市规划、环境保护、灾害预测等领域具有广泛的应用价值。
机器学习在空间数据分析中的应用
监督学习
利用已知结果的数据进行训练,建立预测模型,对新的空间数据进行 预测。
无监督学习
通过对无标签数据进行学习,发现数据的内在结构和规律。
空间聚类分析
总结词
将相似的空间数据点聚集成群组
详细描述
空间聚类分析通过将相似的空间数据点聚集成群组,揭示数 据的内在结构和模式。聚类结果可以根据距离度量、密度等 指标进行评估,并用于分类、识别异常值和进行决策支持。
04
空间数据挖掘与机器学习
空间数据挖掘
空间数据挖掘的定义
空间数据挖掘是指从大量空间数据中提取有用信息的过程,这些 信息可以是隐藏的、未知的或非平凡的。
社交媒体数据的获取方式
社交媒体数据可以通过爬虫等技术获取,但需要遵 守相关法律法规和隐私保护原则。
社交媒体数据的处理和分 析
社交媒体数据处理和分析需要针对其特点进 行,包括文本挖掘、情感分析、用户行为分 析等。

空间分析2篇

空间分析2篇

空间分析2篇第一篇:空间分析——概述与方法空间分析是一种空间数据分析方法,其主要目的是揭示空间数据中的潜在规律、关系和趋势。

空间分析涉及到对空间数据进行预处理、空间统计分析、建模与模型分析等多个方面,并且通常需要结合地图制图技术才能更好地展示分析结果。

一、空间分析方法1. 空间统计分析方法空间统计分析是空间分析中最为基础和重要的方法之一,它主要通过引用统计学理论和方法,研究空间数据在空间分布、空间交互和空间相关等方面的规律和趋势。

其中很重要的一类方法是空间评价和空间插值,例如空间自相关分析、地形分析和地理加权回归等分析方法。

2. 空间可视化方法空间可视化是一种通过地图、图表等视觉化手段,直观展示空间数据和分析结果的方法。

在空间可视化方法中,使用的地图类型多种多样,其中常见的有皮克托图和流量地图,同时,还可以结合动画和交互技术实现更加丰富的空间可视化效果。

3. 空间模型方法空间模型是一种通过数学模型来描述和分析空间数据的方法。

通常,空间模型基于各种空间分析方法构建而来,例如空间自回归模型和空间误差模型等。

在空间建模中,最重要的是选择合适的模型,以及通过各种模型拟合与预测未知数据,这需要将空间数据与空间模型有机地结合在一起。

二、空间分析中的关键问题在进行空间分析时,需要考虑一些关键问题,如数据预处理、空间权重矩阵的构建、模型选择与评估等,这些问题对分析结果和应用有着重要的影响。

1. 数据预处理由于不同数据在收集过程中存在许多误差和噪声,使得分析结果的准确性难以保证。

因此,在进行空间分析之前,需要先对空间数据进行预处理,以提高数据的质量和准确性。

数据预处理通常包括数据清理、数据编码、数据转换等步骤。

2. 空间权重矩阵的构建空间权重矩阵是空间分析中的一个重要概念,它可以用来描述空间数据之间的空间关系和空间依赖关系。

构建空间权重矩阵需要考虑空间数据之间的距离和空间属性之间的关系等因素,通常有均匀权重、二元权重和距离权重等权重类型。

(4)空间分析--关系

(4)空间分析--关系

01
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4.4 地物间相似性量算
将点的结构特征用“蜘蛛编码”来描述后,比较两个 点的结构相似度只需要对相应的编码进行按位与操作,然 后统计值为1的位数Nc。 结构相似度的计算方法如下式:
Nc S N (T ) min(d1 , d 2 )
d1,d2为两个结点的度
在匹配时,可以结合距离阈值,确定侯选匹配点,若 只有一个侯选匹配点,则将它作为匹配点;否则比较匹配 点与待匹配点之间的结构相似度,取其中最大的一个点作 为最终匹配点。此方法需要构建拓扑关系,由于不同数据 源采集的差异,会存在错匹配和误匹配。
I r 为参考图;I p 为与参考图相比较的图;n为匹配对象中 的栅格单元数;di 为每个栅格移动的方向距离; Sim( I r , I p ) 为两幅图相比较的相似值。
4.4 地物间相似性量算
用栅格 数据描 述的对 象A和B 图(b)中对象B的栅格单元相对于图(a)在方向片上由NW移动到N的有 12个栅格单元;由N移动到NE的有12个栅格单元;由NW移动到NE,移动了2 格的有3个栅格单元,对象B共占有27个单元格。求出图(a)和(b)的空 间方向相似性值为:
定性描述是用有序尺度数据概略描述方向关系,
如三角模型、2D内部关系模型、2D String关系模 型、符号排列模型、MBR模型以及方向关系矩阵模 型。 在地理分析中,往往并不需要对方位进行定量 描述,对方位的定性描述有时会更易于理解。
4.2 空间方位量算
方位描述的规则 方位除非特别需要,应当概略描 述而非精确描述 两物体间的方位描述要保证“尺 寸”上的匹配和平衡,或者尺寸的 差异相对与两者的距离而言可以忽 略
4.2 空间方位量算 1、方位角的计算 平面上方位角的定义

第四章空间统计分析

第四章空间统计分析

第四章空间统计分析空间统计分析是利用地理信息系统(GIS)和统计学方法,对空间数据进行分析和解释的一种方法。

它旨在揭示地理现象背后的空间关系和模式。

本文将从空间自相关、空间插值和空间聚类这三个方面对空间统计分析进行介绍。

首先,空间自相关是研究空间数据之间相关性的一种方法。

它用于检测地理现象在空间上的聚集程度和分布模式。

空间自相关分析的基本假设是空间数据之间存在其中一种空间关联性,即相邻区域的观测值具有相似的特征。

通过计算空间自相关指标,如Moran's I和Geary's C,可以确定数据之间的正相关、负相关或无相关性。

这些指标对于了解地理现象的空间分布模式以及其潜在的驱动因素非常有用。

其次,空间插值是将离散的观测数据转换为连续的空间表面的方法。

它的目标是填补空间上的观测缺失,并推断未来的观测值。

常用的空间插值方法有反距离加权插值(IDW)、克里金插值和泰森多边形插值。

这些方法根据不同的空间关系模型将观测值在空间上进行插值,并生成平滑的空间表面。

空间插值对于研究地理现象的分布特征和场景模拟具有重要的意义。

最后,空间聚类是将观测数据划分为具有相似特征的簇群的过程。

它用于识别地理现象的聚集模式和热点区域。

常用的空间聚类方法有DBSCAN、K-means和层次聚类等。

这些方法通过计算数据之间的距离和相似性,将观测值划分为相似的簇群,并确定其中的聚集区域。

空间聚类有助于发现地理现象的空间集聚现象,以及揭示其潜在的空间关联性。

空间统计分析在许多领域都有广泛的应用。

在城乡规划中,它可以帮助决策者了解不同区域的发展差异和人口分布情况,以便合理规划城市和农村的布局。

在环境科学中,空间统计分析可以用于研究污染源的扩散和影响范围,指导环境保护工作。

在社会经济研究中,空间统计分析可以用于探索不同地区的经济发展差异和产业分布模式。

在流行病学研究中,空间统计分析可以用于研究疾病的空间传播和热点区域的确定。

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3、开敞空
间、半开敞空
间、私密空间
• 其空间布局形式如 图可看出,贯穿南 北的连续空间为该 地块的主要交通和 景观轴线,两侧不 均匀地分布着东西 排列的建筑实体, 它们之间由大小不 等的空间虚体来联 系,即开敞空间、 半开敞空间,同时 也是对主轴线的交 通、视觉渗透空间。
4、空间层次
• 空间层次为:街巷空间--开敞空间—半开 场空间-私密空间。 以主轴线作为联系各 个层次空间的纽带,具有渗透作用。
场所的自明性与场所感。
3、 场所理论对城市空间分析的意义 (1) 城市设计师的工作目标:不仅仅 是玩弄形式、制造空间,更在于塑造环 境、创造场所;城市设计的目标是在于 实质环境与文化内涵的整体设计,在现 代使用者的需求欲望与文化保护之间寻 求最佳的设计方案;一个成功的场所设 计,通常是对社会及实质环境的干扰降 到最低程度,避免进行激烈的变革。
有所变化。半开敞或者私密空间围合的建筑多为多层建筑,而
地块中心的开敞空间则为底层建筑。越是开敞的空间其建筑高 度越低。侧界面具有明显的空间变化。
地界面
• 步行街北段西侧有以下沉式广场,集购物、餐饮为一体 的下沉空间。广场铺地采用同心圆发射状的方式装饰, 体现其功能的聚集空间。
6、空间尺度比例
• 街道的空间尺度比较适宜,尤其是在正阳步行街,沿 街建筑高度多为2层,道路宽度约为7米,所以D/H约 等于1,空间有很好的封闭感,同时又不失给人以一种 亲切感,符合步行者的空间感受。
(2) 城市更新与环境设计:文脉的连续与 文化的弘扬;
(3) 历史文化环境的保护:环境的保护与 场所的保护
小结
1、图--底理论:在研究城市形式时由分析建 筑体量与开放空间的关系入手;在界定城 市肌理组织、模式及其空间秩序问题时是 一个有效的城市设计分析方法。
局限:二维空间、静态分析
2、连接理论:这种方法是将动态交通系统是 为创造城市形式的原动力,强调连接与运 动的重要性。
1、 “空间即主体”(space-as-object) (1) 建筑实体---solid mass; 图---figure; (2) 空间虚体---open voids; 底---ground;
(3) 城市空间的创造不仅是对建筑实体的 研究,更是对空间虚体的研究;
(4) “空间即主体”---城市的积极空间与 消极空间。
(3)空间序列:应重视建立场所的次序和视觉方向性;
(4)整体印象:罗马帝国的有机变化,纽约城区的方形格网。
6、 图---底理论对城市空间分析的意义
(1) 实体形态:纪念性建筑物或主要公共建筑物、城市街 廓地区、具有方向性和边缘界定意义的建筑物等;
A、视觉焦点、配置在开放空间的主要位置、传达空间的社 会及政治地位;
(2) “空间”之所以能成为“场所”是由 于其文化或历史内涵赋予空间的意义所决 定的。
(3) 场所的特征是由两个方面内容所决定: 外在的实质环境的形状、尺度、质感、色 彩等具体事物;内在的人类长期使用的痕 迹以及相关的文化事件。
(4) 人类需要一个相对稳定的场所系统, 使空间不再只是实质形式的表现。

由于下沉的一层空间用
商业,其下沉高度比较高,
而广场的尺度又没有因此增
大,从步行者心理行为出发,
人们不太愿意在连续的步行
中往下走入一个断开的空间
中去,所以此处吸引的游客
并不多。造成其建筑内部的
商铺多为空置的,这显然是
连续性空间的一个断点。
三、实例举证

作为现存最令人难忘的
城市空间之一,坎波广场为设计 师提供了许多重要的经验。
(2) 城市空间的三种不同形态: 组合形式(构图形态)(composition form) 超大形式(巨硕形态)(mega form) 组群形式(group form)
A、 组合形式:在二维平面上组合个别建 筑物;空间的连接是内敛而非外显的;较 重视主体建筑物,忽视开放空间的边缘围 合。
例如: 昌迪加尔行政中心 巴西利亚行政中心。。。
建筑实体 空间虚体 道路
• 如图所示,从建 筑密度来看,作 为商业和文化活 动功能的建筑实 体分布比较有秩 序,沿着轴线两 侧以围合或者半 围合的空间形态 布置。相比之下, 东南方向的居住 区域的空间布局 形态比较密集紧 凑,内部的空间 虚体狭小局促。
2、沿街建筑 空间形态
• 解放路和中山中路 为城市主干道,其 沿街建筑的空间形 态主要呈围合地块 的形状来布置,依 仁路西段为人车混 行的交通,道路南 面为城市中心广场, 北面为沿街商铺, 地块东面南北向的 正阳路以步行为主 的道路,建筑实体 的沿街布局形态较 为明显,有利于提 高商业经济收益。
例如: 费城中心区再开发规划 (Ed. Bacon, Downtown Philadelphia
Redevelopment Plan)
三、场所理论(Place Theory)
1、 场所理论的本质:场所理论是倡导依据 城市实质空间的文化及人文特色进行城市 设计。
(1) “空间”是由实体界定、有固定范围 或有意义的虚体所组成。
5、空间侧界面与空间地界面
侧界面

空间的侧界面主要通过建筑实体向上发展的空间高度体现。
如图示,沿解放路、中山中路、依仁路的建筑层数多为小高层,
这与其建筑功能密切相关(多为宾馆、酒店、书城等大型商业
建筑)。而正阳街沿街的建筑层数多为2层的低层建筑。体现 其步行空间的亲切感。

地块内部中主轴线两侧的建筑高度根据其空间的开敞度而
C、 公共性领域与城市化生活 例如:城市广场、特色街道。。。
D、 自然化领域与生态性发展 例如:城市公园、河流水体等。。。
(3) 图---底理论的意义:有机经营和组织 城市的建筑实体和空间虚体,形成简明、
完整、网络化的建筑实体、空间虚体组织, 创造整体和谐的城市空间环境。
空间分析
• 一、空间现状
(5) 边界和边缘对于传达场所的意义非常 重要。
“边界并非是事物的终点,…..而是显 现事物的开端。”
----马丁.海德格尔(Martin Heidegger)
2、 “场所精神”(Norbeg-Shulz, Genius Loci)
场所就是具有特殊风格的空间。自古以
来,场所精神就如同一个具有完整人格 者,……就建筑而言,就是如何将场所精 神具象化、视觉化。
例如:传统的城市和乡村聚落、街道 等。。。
2、 连接理论对城市空间分析的意义 两种倾向: (1) 技术主义的乌托邦思想:对城市 整体虚、实空间环境有机整体背离;外 在的连接;
例如: 嵌入式城市(Peter Cook, Plug-in City)。。。
(2) 城市空间整体性的思考:对大尺度城 市环境中,城市空间结构整体性的追求; 内在的联系。
(3) “当城市有水平方向改向垂直方向发 展时,点状塔楼、集合住宅或现代景观中
常见的摩天大楼,几乎不可能创造一个和 谐的城市空间。”
5、 空间是传递城市体验的媒介
(1) 空间形式:格网形态、同心放射、中轴序列、折角 形状、曲线形状、有机形态等;
(2)空间领域:公共、半公共、私密空间的有序组织是实现空 间意义的重要内容;
线的一带树木而已。而南端所谓的公共绿地却没有充分发
挥其作用,由于其内部没有如石凳石桌等供人们游憩休息
的设施来形成一个景观场所,以及外围空地又被停放的车
辆所占据,因此此处却成了一处消极空间,极少有人光顾。
4、空间缺乏没有给行人带来空间层
次变化的感受,反而是一种
断开的空间形式。
分析的途径旨在组织一种关联系统或 一种网络,为有序的空间建立一个结 构,重点在于循环流线的图式,而不 是空间格局。
二、连接理论(Linkage Theory)
1、“集合形态的研究”(Fumihiko Maki, Investigation into Collective Form)
(1) 连接是城市外部空间的重要特性,城 市设计探讨的问题就是在不同的事物之中, 如何达成整体性的连接。透过各个元素的 组合形成一个庞大的整体。
• 1、图底关系
• 每个城市环境都有现状的建筑实体和空间虚体的组合方式,分析空间设 计的图-底关系就是通过增加、减少或改变组合的空间几何形式来阐述 这种关系,其目的是通过建立空间秩序来明确一个城市或片区的城市空 间结构。在这个秩序中,不同尺度的空间既独立围合,又彼此顺序联系 很有条理。由建筑实体和空间虚体构成的主要“空间领域”代表城市格 局或城市肌理,并由建筑和空间表示例如提供视觉焦点,和地域中次中 心的主要标志或开敞空间等。图-底关系理论就是用来描绘虚实关系的 图形工具,是明确城市空间和秩序的平面视图的二维抽象。
(3) 就整体关系而言,城市空间研究中, 虚体比实体更具实质意义,虚体(void就是 实体(figural)。
3、 现代城市环境 (1) 建筑空间设计----从重实体到重空间; (2) 城市空间设计----从重空间到重实体。
4、 空间印象转变
(1) 传统城市空间----连续性的街道、围合性的广场、 标志性的建筑以及整体性的街廓; (2) 现代城市空间----街道的空间连续性在降低、广场 的围合性弱化、街廓的整体性消退,仅仅是建筑实体凸现 在城市环境之中。 (3) “当城市有水平方向改向垂直方向发展时,点状塔 楼、集合住宅或现代景观中常见的摩天大楼,几乎不可能 创造一个和谐的城市空间。”
2、 “诺利地图” (Giambattista Nolli,1748)
(1) 传统城市的图---底关系中,私人肌理(tissue) 与公共开放空间(public open space)的关系非常 协调,相互衬托、融为一体。
(2) 传统城市中具有界定明确的实体与虚 体系统。公共空间有建筑物的量体中分割 出来延续并连接内、外部的空间及活动。
2、空间单调,缺乏视觉焦点
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