GIS空间分析原理与方法.pdf

### GIS空间分析原理与方法 #### 一、GIS与空间分析概述 GIS（Geographic Information System，地理信息系统）是一种能够采集、存储、管理和分析空间数据的技术系统。在GIS中，空间分析是一项重要的功能，它是GIS与传统的计算机绘图系统之间最大的区别之一。空间分析主要涉及对一系列与空间位置相关的数据进行处理，这些数据既包含空间坐标，又包含专业的属性信息。 #### 二、空间分析定义及类型 空间分析可以分为两个主要方面：空间数据分析和数据空间分析。 1. **空间数据分析**：关注的是空间对象的非空间特性，例如使用概率论、数理统计等数学方法来描述对象的属性。这种分析并不严格依赖于几何特征，如聚类分析等。 2. **数据空间分析**：侧重于描述空间对象的位置、关系以及它们之间的空间距离。这种方法使用空间统计学、图论、拓扑学等手段来回答关于空间对象“是什么”、“在哪里”、“有多少”和“怎么样”的问题，但并不回答“为什么”。 #### 三、空间分析的基本内容 空间分析主要关注以下几方面： - **空间位置**：通过空间坐标系来传递空间对象的定位信息。 - **空间分布**：描述同类空间对象的整体定位信息，包括分布、趋势和对比等。 - **空间形态**：分析空间对象的几何形态。 - **空间距离**：衡量空间对象之间的接近程度。 - **空间关系**：探究空间对象之间的相关关系，如拓扑、方位、相似性和相关性等。 #### 四、空间分析与空间模型的关系 空间分析和空间模型是GIS中的两个不同层次的概念。空间分析提供了基本的理论和方法来解决一般问题，而空间模型则更加复杂，用于解决特定的专业问题。例如，工厂选址、水库选址和水土流失等问题需要专门的空间模型来处理。空间模型的建立通常更为复杂，有时甚至无法完全用数学方法描述。空间分析技术为复杂的应用模型提供了必要的工具支持。 #### 五、GIS空间分析模型的重要性 为了使GIS更好地服务于实际应用，必须开发出广泛的地理分析模型。这些模型不仅可以帮助完成地理信息系统的数据管理任务，还能支持地理分析、评估、预测和辅助决策等功能。GIS模型主要包括以下几种： 1. **数学模型**：利用数学语言和工具对现实世界的某些信息进行抽象描述，通过推导给出数学上的分析结果。 2. **地学模型**：专门用来描述地理系统中各个要素之间的相互关系和客观规律，通常反映了地学过程及其发展趋势或结果。 #### 六、空间模型的作用和特点 空间模型在GIS中的作用主要体现在以下几个方面： - **作为GIS应用系统与常规专业研究之间的纽带**。 - **作为综合利用GIS应用系统中大量数据的工具**。 - **作为GIS应用系统解决实际问题的有效手段**。 - **作为GIS应用系统进一步发展的技术基础**。 #### 七、空间模型的分类 空间模型可以根据不同的标准进行分类，例如： - **数据统计模型**：通过数理统计分析，找出各要素之间的线性关系，进而构建模型。模糊评价是此类模型的一种常见应用，通常经过评价因子的选择、重要性指标确定、隶属度确定和多因子综合四个步骤。 - **主成分分析**：将多个变量通过线性组合的方式转化为少数几个主成分，从而减少变量间的冗余和相关性，简化模型。这是一种常用的数据降维技术，在GIS分析中有着广泛的应用。 通过上述内容的介绍，我们可以看到，GIS空间分析不仅涉及对空间数据的基本操作，还包括对空间数据的深入挖掘和理解。GIS技术的发展使得我们能够更加有效地处理复杂的地理信息问题，为城市管理、环境保护、资源规划等领域提供了强有力的支持。