地理信息系統中空間分析方法

1. 什麼是空間分析方法有哪些

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目標之間的 空間關系中獲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。空間分析是GIS的核心和靈魂，是GIS區別於一般的信息系統、CAD或者電子地圖系統的主要標志之一。

當前空間分析研究主要有3個主要專業研究： 地理學、測繪學和建築學。

空間分析的基本方法有：空間信息量算、空間信息分類、緩沖區分析、疊加分析、網路分析、空間統計分析。最常用的就是緩沖區分析，空間查詢，路徑分析。具體怎麼用，建議看看Arcgis的教程，或者推薦你去華夏論壇學習

2. 地理信息系統功能的空間查詢與分析

對地理空間的查詢與分析功能，是GIS得以廣泛應用的重要原因之一。通過GIS提供的空間數據查詢與分析功能，用戶可以從已知的地理數據中得出隱含的重要結論，這對於許多應用領域（例如商業選址、搶險救災等）是至關重要的。 空間查詢是地理信息系統以及許多其他自動化地理數據處理系統應具備的最基本的分析功能，即可把滿足一定條件的空間對象查出，並將其按空間位置繪出，同時列出它們的相關屬性等。空間查詢是支持綜合圖形與文字的多種查詢的主要方法，它支持由圖查圖、由圖查文和由文查圖，並給出新圖和有關數據。
GIS通常使用空間數據引擎存儲和查詢空間資料庫。空間數據引擎在用戶和異構空間資料庫的數據之間提供一個開放的介面，它是一種處於應用程序和數據管理系統之間的中間件技術，空間數據引擎是開放且基於標準的，這些規范和標准包括OGC的Sample Feature SQL Specification、IOS/IEC的SQL3以及SQL多媒體與應用程序包（SQL/MM）等。市場上主要的空間數據引擎產品都是與上述規范高度兼容的。 空間模型分析是在地理信息系統支持下，分析和解決現實世界中與空間相關的問題，它是地理信息系統應用深化的重要標志。空間分析是地理信息系統的核心功能，也是地理信息系統與其他計算機系統的根本區別，它以空間數據和屬性數據為基礎，回答真實地理客觀世界的有關問題。地理信息系統的空間分析可分為：拓撲分析、方位分析、度量分析、混合分析、柵格分析和地形分析等。

3. 空間分析方法如何解決預測和預報問題

摘要 空間信息量算是空間分析的定量化基礎。空間實體間存在著多種空間關系，包括拓撲、順序、距離、方位等關系。通過空間關系查詢和定位空間實體是地理信息系統不同於一般資料庫系統的功能之一。如查詢滿足下列條件的城市：在京九線的東部， 距離京九線不超過200公里， 城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬。整個查詢計算涉及了空間順序方位關系(京九線東部),空間距離關系（距離京九線不超過200公里），甚至還有屬性信息查詢(城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬）。間信息量算包括：質心量算、幾何量算、形狀量算。

4. 什麼是空間分析其方法有哪些

空間分析是對於地理空間現象的定量研究，其常規能力是操縱空間數據使之成為不同的形式，並且提取其潛在的信息。空間分析是GIS的核心。空間分析能力（特別是對空間隱含信息的提取和傳輸能力）是地理信息系統區別與一般信息系統的主要方面，也是評價一個地理信息系統成功與否的一個主要指標。
基本方法
▪ 空間信息量算
▪ 空間信息分類
▪ 緩沖區分析
▪ 疊加分析
▪ 網路分析
▪ 空間統計分析

5. 什麼是地理信息系統的空間分析，簡述GIS空間分析功能的主要內容

從空間數據中獲取有關地理對象的空間位置、分布、形態、形成和演變等信息的分析技術，是地理信息系統的核心功能之一，它特有的對地理信息的提取、表現和傳輸的功能，是GIS區別於一般MIS的主要功能特徵。空間分析是綜合分析空間數據的技術的通稱。
在空間分析的研究和實踐中，具有一定普遍意義的、涉及空間位置的分析手段和方法被總結、提煉出來，形成了在GIS軟體中均包含的一些固有的空間分析功能模塊。這些功能具有一定的通用性質，故而稱之為GIS基本空間分析：
疊置分析
緩沖區分析
窗口分析
網路分析

6. 空間分析的基本方法

空間信息量算是空間分析的定量化基礎。
空間實體間存在著多種空間關系，包括拓撲、順序、距離、方位等關系。通過空間關系查詢和定位空間實體是地理信息系統不同於一般資料庫系統的功能之一。如查詢滿足下列條件的城市：在京九線的東部， 距離京九線不超過200公里，城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬。整個查詢計算涉及了空間順序方位關系(京九線東部),空間距離關系（距離京九線不超過200公里），甚至還有屬性信息查詢(城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬）。
空間信息量算包括：質心量算、幾何量算、形狀量算。 這是GIS功能的重要組成部分。
對於線狀地物求長度、曲率、方向，對於面狀地物求面積、周長、形狀、曲率等；求幾何體的質心；空間實體間的距離等。常用的空間信息分類的數學方法有：主成分分析法、層次分析法、系統聚類分析、判別分析等； 緩沖區分析是針對點、線、面等地理實體，自動在其周圍建立一定寬度范圍的緩沖區多邊形。
鄰近度描述了地理空間中兩個地物距離相近的程度，其確定是空間分析的一個重要手段。交通沿線或河流沿線的地物有其獨特的重要性，公共設施的服務半徑，大型水庫建設引起的搬遷，鐵路、公路以及航運河道對其所穿過區域經濟發展的重要性等，均是一個鄰近度問題。緩沖區分析是解決鄰近度問題的空間分析工具之一。 所謂緩沖區就是地理空間目標的一種影響范圍或服務范圍。 對地理網路（如交通網路）、城市基礎設施網路（如各種網線、電力線、電話線、供排水管線等）進行地理分析和模型化，是地理信息系統中網路分析功能的主要目的。網路分析是運籌學模型中的一個基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項網路工程如何安排，並使其運行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。
網路分析包括：路徑分析（尋求最佳路徑）、地址匹配（實質是對地理位置的查詢）以及資源分配。 GIS得以廣泛應用的重要技術支撐之一就是空間統計與分析。例如， 在區域環境質量現狀評價工作中，可將地理信息與大氣、土壤、水、雜訊等環境要素的監測數據結合在一起，利用GIS軟體的空間分析模塊，對整個區域的環境質量現狀進行客觀、全面的評價，以反映出區域中受污染的程度以及空間分布情況。通過疊加分析，可以提取該區域內大氣污染分布圖、雜訊分布圖;通過緩沖區分析，可顯示污染源影響范圍等。可以預見，在構建和諧社會的過程中，GIS和空間分析技術必將發揮越來越廣泛和深刻的作用。
常用的空間統計分析方法有：常規統計分析、空間自相關分析、回歸分析、趨勢分析及專家打分模型等。

7. 地理信息系統中矢量數據分析的幾種基本方法

有四種基本方法：1、矢量空間分析。2、鄰近分析；3、疊置分析；4、地圖操作。

8. GIS空間分析有哪些類型並對每種類型做簡單介紹

GIS的空間分析總體上來分可以分為專題圖的空間分析,網路分析,DTM分析
一、專題圖的空間分析包括：疊加分析,包含查詢分析,緩沖分析.
1.疊加分析則主要有
1）視覺信息疊加：視覺信息疊加是將不同側面的信息內容疊加顯示在結果圖件或屏幕上,以便研究者判斷其相互空間關系,獲得更為豐富的空間信息.
2）點與面疊加：點與多邊形疊加,實際上是計算多邊形對點的包含關系.
3）線與面疊加：是比較線上坐標與多邊形坐標的關系,判斷線是否落在多邊形內.
4）面與面疊加：多邊形疊加將兩個或多個多邊形圖層進行疊加產生一個新多邊形圖層的操作,其結果將原來多邊形要素分割成新要素,新要素綜合了原來兩層或多層的屬性.常用的面疊加主要有相交,相減,判別,求並集等.
2.包含分析查詢：包含分析確定要素之間是否存在著直接的聯系,即矢量點、線、面之間是否存在在空間位置上的聯系,這是地理信息分析處理中常要提出的問題,也是在地理信息系統中實現圖形——屬性對位檢索的前提條件與基本的分析方法.
3.緩沖區分析：緩沖區分析是研究根據資料庫的點、線、面實體,自動建立其周圍一定寬度范圍內的緩沖區多邊形實體,從而實現空間數據在水平方向得以擴展的信息分析方法.
二、網路分析：網路分析是運籌學模型中的一個基本模型,它的根本目的是研究、籌劃一項網路工程如何安排,並使其運行效果最好,如一定資源的最佳分配,從一地到另一地的運輸費用最低等.其基本思想則在於人類活動總是趨於按一定目標選擇達到最佳效果的空間位置.
三、DTM分析：DEM （數字高程模型）和 DTM（數字地形模型） 主要用於描述地面起伏狀況,可以用於提取各種地形參數,如坡度、坡向、粗糙度等,並進行通視分析、流域結構生成等應用分析.因此,DEM 在各個領域中被廣泛使用.DEM 是建立 DTM 的基礎數據,其它的地形要素可由 DEM 直接或間接導出,稱為 「 派生數據 」 ,如坡度、坡向.

9. 空間分析方法

空間分析是對於地理空間現象的定量研究，其常規能力是操縱空間數據使之成為不同的形式，並且提取其潛在的信息。空間分析是GIS的核心。空間分析能力(特別是對空間隱含信息的提取和傳輸能力)是地理信息系統區別與一般信息系統的主要方面，也是評價一個地理信息系統成功與否的一個主要指標。GIS的空間分析是指以地理事物的空間位置和形態為基礎，以地學原理為依託，以空間運算為特徵，提取和產生新的空間信息技術和過程，如獲取關於空間分布、空間形成及空間演變的信息。
空間信息量算空間信息量算是空間分析的定量化

空間分析基礎。空間實體間存在著多種空間關系，包括拓撲、順序、距離、方位等關系。通過空間關系查詢和定位空間實體是地理信息系統不同於一般資料庫系統的功能之一。如查詢滿足下列條件的城市：在京九線的東部， 距離京九線不超過200公里，城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬。整個查詢計算涉及了空間順序方位關系(京九線東部),空間距離關系(距離京九線不超過200公里)，甚至還有屬性信息查詢(城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬)。空間信息量算包括：質心量算、幾何量算、形狀量算。
空間信息分類這是GIS功能的重要組成部分。對於線狀地物求長度、曲率、方向，對於面狀地物求面積、周長、形狀、曲率等;求幾何體的質心;空間實體間的距離等。

空間分析常用的空間信息分類的數學方法有：主成分分析法、層次分析法、系統聚類分析、判別分析等; r /> 緩沖區分析緩沖區分析是針對點、線、面等地理實體，自動在其周圍建立一定寬度范圍的緩沖區多邊形。鄰近度描述了地理空間中兩個地物距離相近的程度，其確定是空間分析的一個重要手段。交通沿線或河流沿線的地物有其獨特的重要性，公共設施的服務半徑，大型水庫建設引起的搬遷，鐵路、公路以及航運河道對其所穿過區域經濟發展的重要性等，均是一個鄰近度問題。緩沖區分析是解決鄰近度問題的空間分析工具之一。 所謂緩沖區就是地理空間目標的一種影響范圍或服務范圍。
疊加分析大部分GIS軟體是以分層的方式組織地理景觀，將地理景觀按主題分層提取，同一地區的整個數據層集表達了該地區地理景觀的內容。地理信息系統的疊加分析是將有關主題層組成的數據層面，進行疊加產生一個新數據層面的操作，其結果綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。疊加分析不僅包含空間關系的比較，還包含屬性關系的比較。疊加分析可以分為以下幾類：視覺信息疊加、點與多邊形疊加、線與多邊形疊加、多邊形疊加、柵格圖層疊加。
網路分析對地理網路(如交通網路)、城市基礎設施網路(如各種網

空間分析線、電力線、電話線、供排水管線等)進行地理分析和模型化，是地理信息系統中網路分析功能的主要目的。網路分析是運籌學模型中的一個基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項網路工程如何安排，並使其運行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。網路分析包括：路徑分析(尋求最佳路徑)、地址匹配(實質是對地理位置的查詢)以及資源分配。
空間統計分析GIS得以廣泛應用的重要技術支撐之一就是空間統計與分析。例如， 在區

空間分析域環境質量現狀評價工作中，可將地理信息與大氣、土壤、水、雜訊等環境要素的監測數據結合在一起，利用GIS軟體的空間分析模塊，對整個區域的環境質量現狀進行客觀、全面的評價，以反映出區域中受污染的程度以及空間分布情況。通過疊加分析，可以提取該區域內大氣污染分布圖、雜訊分布圖;通過緩沖區分析，可顯示污染源影響范圍等。可以預見，在構建和諧社會的過程中，GIS和空間分析技術必將發揮越來越廣泛和深刻的作用。常用的空間統計分析方法有：常規統計分析、空間自相關分析、回歸分析、趨勢分析及專家打分模型等。空間自相關(spatial autocorrelation)可用Moran's I，半變異函數，LISA，Gi，SatScan檢測;空間分異性(spatial stratified heterogeneity)可用地理探測器q-statistic檢驗。

10. 地理信息系統與空間分析的關系

地理信息系統 (Geographical Information System)
簡述
簡單的幾句話，是不能解釋地理信息系統概念的。這里僅僅是泛泛的介紹。首先，GIS是一種計算機系統，它具備一般計算機系統所具有的功能，如採集、管理、分析和表達數據等功能。其次，GIS處理的數據都和地理信息有著直接間接的關系。地理信息是有關地理實體的性質、特徵、運動狀態的表徵和一切有用的知識，而地理數據則是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示，包括空間位置、屬性特徵（簡稱屬性）及時域特徵三部分。空間位置數據描述地物或現象所在位置；屬性數據有時又稱作非空間數據，是屬於一定地物或現象、描述其特徵的定性或定量指標；時域特徵是指地理數據採集或地理現象發生的時刻或時段。由此，可以簡單地定義地理信息系統為用於採集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統。地理信息系統是有關空間數據管理和空間信息分析的計算機系統。依照其應用領域，地理信息系統可分為土地信息系統、資源管理信息系統、地學信息系統等；根據其使用的數據模型，可分為矢量、柵格和混合型信息系統；根據其服務對象，可分為專題信息系統和區域信息系統等等。
與一般的管理信息系統相比，地理信息系統具有以下特徵：（1）地理信息系統在分析處理問題中使用了空間數據與屬性數據，並通過資料庫管理系統將兩者聯系在一起共同管理、分析和應用，從而提供了認識地理現象的一種新的思維方法；而管理信息系統則只有屬性資料庫的管理，即使存儲了圖形，頁往往以文件形式等機械形式存儲，不能進行有關空間數據的操作，如空間查詢、檢索、相鄰分析等，更無法進行復雜的空間分析。（2）地理信息系統強調空間分析，通過利用空間解析式模型來分析空間數據，地理信息系統的成功應用依賴於空間分析模型的研究與設計。
地理信息系統理解的歧意
目前，對地理信息系統的定義還存在分歧。這種分歧起因於地理信息系統本身誕生歷史不長、發展速度很快、應用領域廣泛等因素。因此，地理信息系統的定義可能基於系統具備的功能，也可能基於應用或其它方面。 David J．Cowen（1988）在分析現有地理信息系統定義的基礎上，將其歸結為以下四類：
（l）面向數據處理過程的定義。認為地理信息系統由地理數據的輸入、存儲、查詢、分析與輸出等子系統組成。過程定義本身很清楚，強調數據的處理流程，但其外延太廣泛，不利於將地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統分開。
（2）面向專題應用的定義。在面向過程定義的基礎上，按其分析的信息類型來定義地理信息系統，如土地利用信息系統、礦產資源管理信息系統、投資環境評估信息系統、城市交通管理信息系統等。應用定義有助於描述地理信息系統的應用領域范疇。
（3）工具箱定義。這種定義基於軟體系統分析的觀點，認為地理信息系統包括各種復雜的處理空間數據的計算機程序和各種演算法。工具箱定義系統地描述了地理信息系統軟體應具備的功能，為軟體系統的評價提供了基本的技術指標。
（4）資料庫定義。在工具箱定義的基礎上，更加強調分析工具和資料庫間的聯接。一個通用的地理信息系統可看成是許多特殊的空間分析方法與數據管理系統的結合。
另外，從地理信息系統在實際應用中的作用與地位來看，目前對地理信息系統的認識可歸納為三個相互獨立又相互關聯的觀點。一是地圖觀點，強調地理信息系統作為信息載體與傳播媒介的地圖功能，認為地理信息系統是一種地圖數據處理與顯示系統，在此，每個地理數據集可看成是一張地圖，通過地圖代數實現數據的操作與運算，其結果仍然表現為一張具有新內容的地圖。測繪及各種專題地圖部門非常重視地理信息系統的快速生產高質量地圖的能力。第二種觀點稱為資料庫觀點，多為具有計算機科學背景的用戶所接納，強調資料庫系統在地理信息系統中的重要地位，認為一個完整的資料庫管理系統是任何一個 成功的地理信息系統不可缺少的部分。第三種觀點則是分析工具觀點，強調地理信息系統的空間分析與模型分析功能，認為地理信息系統是一門空間信息科學。第三種觀點普遍地為地理信息系統界所接受，並認為這是區分地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統的唯一特徵。
綜上所述，地理信息系統可定義為：由計算機系統、地理數據和用戶組成的，通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析，生成並輸出各種地理信息，從而為土地利用、資源管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府各部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務.
地理信息系統與地圖學及電子地圖
地圖作為記錄地理信息的一種圖形語言形式，最為古老，久負盛譽。從歷史發展看，地理信息系統脫胎於地圖，並成為地圖信息的又一種新的載體形式，它具有存儲、分析、顯示和傳輸的功能，尤其是計算機制圖為地圖特徵的數字表示、操作和顯示提供了成套方法，為地理信息系統的圖形輸出設計提供了技術支持；同時，地圖仍是目前地理信息系統的重要數據來源之一。但二者間有著一定的差別：地圖強調的是數據分析、符號化與顯示，而地理信息系統則注重於信息分析。同時，地圖學理論與方法對地理信息系統的發要的影響，並成為地理信息系統發展的根源之一。
地理信息系統與制圖系統的關系存在兩種看法。其一，計算機輔助制圖系統是地理信息系統的一部分；其二，地理信息系統是機助制圖系統之上的超結構（Superconstructure）。從地理信息系統的發展過程可以看出，地理信息系統的產生、發展與制圖信息系統存在著密切的聯系，兩者的相通之處是基於空間資料庫的空間信息的表達、顯示和處理。
從系統組成和功能上，一個地理信息系統擁有機助制圖系統的所有組成和功能，並且地理信息系統還有數據處理的功能。但隨著電子制圖系統（Electronic manning system，EMS）的出現和發展，出現了電子圖集。與傳統地圖集相比，電子地圖集有許多新的特徵:①聲、圖文和數據多媒體集成，把圖形的直觀性、數字的准確性、聲音的引導性和親切感相結合，充分利用了讀者的各種感官；②查詢檢索和分析決策功能，能夠支持從地圖圖形到屬性數據和從屬性數據到圖形的雙向檢索；③圖形動態變化功能，從開窗縮放、創覽閱讀等基本功能到地圖動畫功能、多維動畫圖形模擬等；④具有良好的用戶界面，使讀者介入地圖的生成過程；⑤多級比例尺之間的相互轉換，由於計算機屏幕幅面的限制和計算機潛在的計算功能和巨大的存貯能力，要求具有多級比例尺不同程度的制圖綜合功能。與地理信息系統相比，由於電子制圖系統具有電子地圖集的功能，因此它所擁有的表達與顯示空間信息的功能更強。好的電子制圖系統應具有地理信息系統的所有功能，並且具有在電子媒體上應用各種不同的格式來創建、存貯和表達資料信息的能力。