地理信息系統空間分析的作用

① 簡述GIS有哪些空間分析功能並說明這些功能的作用。

GIS空間分析有哪些內容？分別介紹其功能和意義並舉例說明。
一、GIS空間分析的功能
前面已經介紹過GIS，大家已經知道空間分析就是對分析空間數據有關技術的統稱。所以我們根據作用的數據性質不同，可以經空間分析分為：
1、空間圖形數據的拓撲運算； 2、非空間屬性數據運算；
3、空間和非空間數據的聯合運算。
空間分析賴以進行的基礎是仰仗於地理空間資料庫，其運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數理統計分析，代數運算等數學手段，最終的目的是解決人們所涉及到地理空間的實際問題，提取和傳輸地理空間信息，特別是隱含信息，以輔助決策。
GIS中可以實現空間分析的基本功能，包括空間查詢與量算，疊加分析、緩沖區分析、網路分析等，並描述了相關的演算法，以及其中的計算公式。
1、疊加分析
疊加分析至少要使用到同一區域，具有相同坐標系統的兩個圖層。所謂疊加分析，就是將包含感興趣的空間要素對象的多個數據層進行疊加，產生一個新要素圖層。該圖層綜合了原來多層實體要素所具有的屬性特徵。疊加分析的目標是分析在空間位置上有一定關聯的空間對象的空間特徵和專題屬性之間的相互關系。多層數據的疊加分析，不僅僅產生了新的空間對象的空間特徵和專題屬性之間的相互關系，能夠發現多層數據間的相互差異、聯系和變換等特徵。
根據GIS數據結構的不同，將GIS疊加分析分為基於矢量數據的疊加分析和基於柵格數據的疊加分析。 在GIS的矢量數據結構中，地理孔吉對象由點、線、面等要素來表示，所以基於矢量數據的疊加分析又可以分為點與多邊形的疊加分析、線與多邊形的疊加分析和多邊形間的疊加分析三大類。
點與多邊形的疊加，就是研究某一矢量數據層中的點要素位於另外一個矢量數據層中的哪個多邊形內，這呀就可以根據點與多邊形的空間關系，確定給點要素添加哪些屬性特徵。
線與多邊形疊加，就是研究矢量數據層中的線要素與其他數據層中的多邊形要素之間的關系，進而判定線要素與多邊形的相離、相交、包含等空間關心。
多邊形的疊加，就是要研究兩個或多個多邊形矢量數據層的疊加操作，生成一個新的多邊形數據層。 柵格數據的疊加分析可以表達為地圖代數的元算的過程。所謂地圖代數，就是指在GIS中將數據層作為方程變數的函數運算，通常情況下都是指柵格數據層運算。柵格數據中，地理實體都是通過規則網格單元來表示的，層與層之間的疊加操作是通過逐個網格單元之間的運算來實現的。在柵格數據疊加分析中，地圖代數運算又分為代數運算與邏輯運算。
柵格疊加分析與多邊形疊加分析一樣，是求兩組或兩組以上空間圖形的交集，但是多邊形疊加分析得到的是合成多邊形，而柵格疊加分析得到的是合成數據串，這些合成的數據文件是進一步進行空間聚類或聚合的依據。
類型疊加：將兩組或兩組以上的地理編碼數據，求它們的交集，以建立新的數據文件，根據分析任務，設置命令，得到最後的類型疊加結果。
統計疊加：將區域界線(政區、自然區域或經濟區域等)，與專題數字地圖疊加，建立的合成數據串，作出各區專門內容的數量統計。
動態分析：將同一種要素在不同時期的兩組屬性數據疊加，建立合成數據串，它們之差就是該要素在該時段內的變化，在土地利用動態監測中，常要使用這種分析方法。
2、緩沖區分析
緩沖區是根據點、線、面地理實體，建立起周圍一定寬度范圍內的擴展距離圖，緩沖區的作用是用來限定所需處理的專題數據的空間范圍。一般認為緩沖區以內的信息均是與構成緩沖區的核心實體相關的，及鄰接或關聯關系，而緩沖區以外的數據與分析無關。 緩沖區生成步驟： 1、明確目的和標准 2、數據准備 3、空間操作 4、統計分析 5、結果輸出
緩沖區分析是在已有的實體對象周圍形成一定范圍的多邊形，即任何實體對象的緩沖區都是多邊形，且這些多邊形構成了一個新的數據圖層。矢量數據的緩沖區分析又根據矢量數據結構中的數據描述分為點緩沖、現緩沖和面緩沖3種緩沖方式。其分別是矢量數據結構中的點或線或面要素，根據給定的緩沖區半徑，生成相應的點或線或面數據層。在柵格數據中可以將緩沖區卡諾是對網格單元向其周圍8個方向進行一定距離的擴展，種子擴展演算法是一種典型的建立柵格數據緩沖區的方法。
3、網路分析
網路分析是根據結點與結點、結點與線、線與線這3種實體對象的拓撲關系來研究構成網路模型的空間實體對象的空間特徵和屬性特徵，進而對網路模型進行全方位的研究和分析的一種空間分析方法。 網路分析的數學基礎是計算機圖論和運籌學，它通過研究網路的狀態以及模擬和分析資源在網路上的流動和分配情況，對網路結構及其資源等的優化問題進行研究。
網路模型是對計算機數據結構中圖的模型的擴充，因此構成網路模型的各個基本組成部分與圖模型的組成部分也基本相同。

② GIS空間分析方法是什麼

指在GIS(地理信息系統）里實現分析空間數據，即從空間數據中獲取有關地理對象的空間位置、分布、形態、形成和演變等信息並進行分析。

根據作用的數據性質不同，可以分為：

1、基於空間圖形數據的分析運算；

2、基於非空間屬性的數據運算；

3、空間和非空間數據的聯合運算。空間分析賴以進行的基礎是地理空間資料庫，其運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數理統計分析，代數運算等數學手段，最終的目的是解決人們所涉及到地理空間的實際問題，提取和傳輸地理空間信息，特別是隱含信息，以輔助決策。

(2)地理信息系統空間分析的作用擴展閱讀

空間分析源於60年代地理學的計量革命，在開始階段，主要是應用定量（主要是統計）分析手段用於分析點、線、面的空間分布模式。後來更多的是強調地理空間本身的特徵、空間決策過程和復雜空間系統的時空演化過程分析。

實際上自有地圖以來，人們就始終在自覺或不自覺地進行著各種類型的空間分析。如在地圖上量測地理要素之間的距離、方位、面積，乃至利用地圖進行戰術研究和戰略決策等，都是人們利用地圖進行空間分析的實例，而後者實質上已屬較高層次上的空間分析。

③ gis空間分析區別於其他系統的特點

1. 空間可視化(Spatial Visualizaiton)

a. 空間地物輪廓特徵的可視化

信息系統是對現實世界的計算機模擬，而地理信息系統則突出了它對現實世界空間關系的模擬。使用我們對於在空間中各事物的狀態有一個非常直觀的感受。無論是在屏幕上展示一幅可以無級縮放和信息查詢的地圖，還是展現一幅三維的地形模型，都使我們對現實世界空間關系的認識更為直觀、具體。或許我們可以用計算機科學中常用的「所見即所得」一詞來解釋這一點。

b. 具有空間參照特點的地物專題屬性信息的可視化

地理信息系統的空間可視化功能還包括對空間分布的地物的屬性信息的圖形可視化，這一點是由地理信息系統的一個重要特徵來保證的，即GIS實現了空間信息和屬性信息的集成管理，並能夠完善地建立二者之間的聯系。例如，利用一張中國的行政區劃圖，我們可以從地理信息系統資料庫中提取各省、直轄市、自治區1994年的人口統計數據，計算人口密度，並按人口密度的分級指標指定不同的色彩和填充方式顯示行政區所對應的圖斑(這實現上是一個從屬性到空間的關聯過程)，這樣空間地物的專題屬性特徵就可以通過地理信息系統工具實現具有空間參照信息的可視化。

2. 空間導向(Spatial Navigation) 專業的3S站 3s8.cn

利用地理信息系統，我們不僅可以縱覽研究區域的全域，還可以利用縮放和漫遊等GIS所提供的基本功能深入到我們更感興趣的區域去研究。

一個完善的地理信息系統提供了空間資料庫功能，使用我們可以以小比例尺查看全局，以中比例尺查看局部，以大比例尺查看細部。在比例尺不斷增大的同時，展現給用戶的空間信息內容會不斷更新。例如在瀏覽一個行政省全局時，只需要顯示大的河流、省級公路鐵路以及市縣級行政分區圖斑等全局信息，而隨著比例尺的不斷增大，就需要顯示宗地、建築物、公園等具體的空間地物。這些與地圖學中強調的制圖綜合的概念是相似的。

地理信息系統的空間導向功能還可以從空間查詢功能中得到體現。例利用一張省級土地利用圖，我們可以通過空間查詢找到「城市中的公園」，並即時將地圖的顯示範圍縮放到所有「公園」空間分布的范圍內，這樣同樣是空間導向作用的體現。


3. 空間思維(Spatial Thinking)

地理信息系統的空間資料庫在存貯各地物的空間描述信息的同時，還存貯了地物之間的空間關系，這一特點為進行空間分析提供了基礎。

地理信息系統的空間思維，就是要利用GIS資料庫中已經存貯的信息，通過GIS的工具(例如緩沖區分析、疊置分析)，生成GIS空間資料庫中並求存貯的信息。 專業的3S站 3s8.cn

地理信息系統將許多空間分析工具集成起來，並提供二次開發工具。在進行空間分析時，用戶將各種分析工具按所研究領域的專業模型組織成一個程序(即計算機可以識別和操作的思路)，交由地理信息系統完成，最後提供空間可視化的分析結果。

地理信息系統的空間思維功能使我們能夠揭示空間關系、空間分布模式和空間發展趨勢等其它類型信息系統所無法完成的任務。

城市與區域規劃是地理信息系統技術體現空間思維特徵的最典型的應用領域

④ 空間分析在地理信息系統中的地位

緩沖區是地理空間目標的一種影響范圍或服務范圍，具體指在點、線、面回實體的周圍，自動建答立的一定寬度的多邊，數學表達為：Bi=(x:d(xi,Oi)≤R)。有好幾種：點的緩沖區應用比如說：學校選址的時候考慮到周圍多大范圍不能有大型娛樂設施啊，就是點的緩沖區應用；線的緩沖區應用比如說：建告訴公路的時候用線的緩沖區來選擇合適的路線避免人流量大的地方；面的緩沖區應用比如說：森林公園啊，濕地啊，多大區域范圍內不能進行工業建設。這方面很多，個人覺得GIS的方方面面或多或少的會用到緩沖區分析，也就是空間分析是GIS的比較重要的方面。

⑤ ArcGIS地理信息系統空間分析主要研究的內容

空間分析是為了解決地理空間問題而進行的數據分析與數據挖掘，是從GIS目標之內間的空間關系中獲容取派生的信息和新的知識，是從一個或多個空間數據圖層中獲取信息的過程。空間分析通過地理計算和空間表達挖掘潛在的空間信息，其本質包括探測空間數據中的模式；研究數據間的關系並建立空間數據模型；使得空間數據更為直觀表達出其潛在含義；改進地理空間事件的預測和控制能力。

⑥ 空間數據是如何描述其空間關系的 空間關系在GIS空間分析中有何作用

首先要看你採用什麼樣的數據模型了，但不管怎樣的模型，空間關系是可以通過幾專何運算推出屬來的，通常是採用向量幾何的方法，再配上容差，可以獲得要素之間的空間關系，具體看我的一篇文章：
GIS中的計算幾何http://hi..com/geochenyj/blog/item/cbdcf552cba2bc0c0cf3e3cb.html

⑦ DEM在GIS空間數據與空間分析中的地位與作用是什麼

淹沒分析，三維測距，疊加影像進行三維展示，三維城市基礎數據

⑧ 空間數據是如何描述空間關系的 空間關系在GIS空間分析中有何作用

首先要看你採用什麼樣的數據模型了，但不管怎樣的模型，空間關系是可以通過幾何運算推出來的，通常是採用向量幾何的方法，再配上容差，可以獲得要素之間的空間關系，GIS是一個圖形系統，必然會涉及到幾何學的理論應用，比如，圖形可視化，空間拓撲分析，GIS圖形編輯等都需要用到幾何。向量幾何是用代數的方法來研究幾何問題

1 點和線的關系
點是否在線段上，這樣的判斷在圖形編輯，拓撲判斷(比如，GPS跟蹤點是否跑在線上)需要用到這樣的判斷。通常的想法是：先求線段的直線方程，再判斷點是否符合這條直線方程，如果符合，還要判斷點是否在線段所在的矩形區域(MBR)內，以排除延長線上的可能性，如果不符合，則點不在線段上。這種思路是可行的，但效率不高，涉及到建立方程，解方程。藉助向量的叉積（也叫向量的向量積，結果還是向量，有方向的）可以很容易的判斷。

2 線和線的關系
判斷兩條線段是否相交，在很多拓撲判斷和圖形編輯 (比如，線的打斷來構建拓撲，編輯線對象，疊置分析，面與面關系的判斷等) 中都需要用到線線相交的判斷，如果兩條線段相交，一條線段的兩端點必然位於另一條線段的兩側（不考慮退化情況，也就是一條線段的端點在另一條線段上，這個很容易判斷

3 點和面的關系
在各種拓撲判斷中（比如，面對象的選取，包含關系的判斷等）需要判斷一個點是否位於某個面內，經典的方法就是「垂線法」，在直角坐標系中，從這個點向X軸作射線，判斷射線與多邊形的交點個數（不考慮退化情況，退化情況下，判斷點或者射線與多邊形端點或者邊的關系），如果為奇數，則點在面內，為偶數，則點在面外。

⑨ 綜述地理信息系統的空間分析功能

GIS空間分析的內涵極為豐富，包括空間查詢、空間量測、疊置分析、緩沖區分析、網路內分析容、空間統計分類等多個方面。G1S 空間分析技術方法包括以下兩大類：
（1）空間基本分析
基於空間圖形數據的分析計算，即基於圖的分析。該分析功能與GIS 其他功能模塊有緊密聯系，技術發展也比較成熟。主要有空間信息量算、緩沖區分析、空間拓撲疊置分析、網路分析、復合分析、鄰近分析及空間聯結、空間統計分析等。
（2）空間模擬分析
也稱為專業型空間分析。該技術解決應用領域對空間數據處理與輸出的特殊要求，空間實體和關系通過專業模型得到簡化和抽象，而系統則通過模型進行分析操作。目前G1S 在該領域的研究相對落後，尚未形成一個統一的結構體系。

⑩ 什麼是gis空間分析

空間分析是對分析空間數據有關技術的統稱。根據作用的數據性質不同，可以分為：專1.基於空間圖形數據的分析屬運算；2。基於非空間屬性的數據運算；3.空間和非空間數據的聯合運算。空間分析賴以進行的基礎是地理空間資料庫，其運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數理統計分析，代數運算等數學手段，最終的目的是解決人們所涉及到地理空間的實際問題，提取和傳輸地理空間信息，特別是隱含信息，以輔助決策。