3.空间查询与量算.ppt

空间查询与量算是GIS（地理信息系统）中的核心组成部分，它涉及到对地理空间对象的各种属性和几何特征的量化分析。在这一领域，我们关注的主要对象包括点、线、面三种基本类型，它们分别代表0维、1维和2维的空间分布。 1. **点状分布类型（0维）**：点是最基本的空间元素，代表一个精确的地理位置，如经纬度坐标。在GIS中，点可以用来表示单一的地理位置，如城市中心、交通站点等。 2. **线状分布类型（1维）**：线状对象通常包括线段、弦列、弧和拓扑连线。线段是两点之间的直线，用于表示道路、河流等。弦列是一系列相连的线段，没有分支，如公路网络。弧是曲线的轨迹，可能由数学函数定义，如河流的弯曲部分。拓扑连线则强调两个节点之间的连接关系，常用于网络分析。 3. **面状分布类型（2维）**：面状对象由闭合的线（边界）围成，如湖泊、城市区域、森林覆盖等。在GIS中，2维矢量数据也被称为多边形，包括G-多边形和GT-多边形等不同类型，可以表示复杂的空间覆盖。 在3维空间中，除了立体目标，还可以考虑2维空间随时间变化的情况，如土地利用动态、气候变迁等。空间量测的目标包括但不限于以下几点： - **基本几何参数量测**：这涵盖了位置、长度、面积、体积的计算。位置通常以绝对坐标（如经纬度）或相对坐标来表示。长度量测涉及线性对象的尺寸，面积量测关注平面区域的大小，而体积量测则应用于三维对象，如建筑物的体积。 - **空间目标形态量测**：包括线状曲率、弯曲度等，用于描述线状要素的形状特征；面状完整度则评估面状对象的完整性或连续性。 - **空间目标分布计算**：分析空间对象的聚集程度，是连续还是离散，这对于理解和模拟地理现象至关重要。 在实际应用中，空间量测有很多案例。例如，在森林防火中，可能需要计算火源点与最近水源的距离，以评估灭火的难度。最短路径分析则常用于计算点与线（如道路）的最短连接距离，这在交通规划和紧急响应中非常关键。 **中心量测**是指确定空间对象的中心点，分为规则和不规则对象的中心。规则对象（如线的中点、圆的圆心）的计算较为直接，而不规则对象的中心（如多个点的平均中心或多边形的重心）则涉及加权平均。重心不仅描述了对象的位置，还反映了其内部的分布情况，如人口重心的移动可以反映人口分布的变化。 **重心量测**对于研究地理现象的动态变化尤为重要，例如，通过分析不同年份的人口重心轨迹，可以洞察人口迁移趋势。在提供的例子中，山东省1982年至2004年人口重心的移动展示了人口分布的变迁。 总结来说，空间查询与量算是GIS分析的基础，通过对点、线、面等空间对象的几何属性和分布特征的量化，我们可以更深入地理解和解决地理问题，为决策提供科学依据。