地理信息系统中空间分析方法

1. 什么是空间分析方法有哪些

空间分析是为了解决 地理空间问题而进行的数据分析与 数据挖掘，是从GIS目标之间的 空间关系中获取派生的信息和新的知识，是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析是GIS的核心和灵魂，是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。

当前空间分析研究主要有3个主要专业研究： 地理学、测绘学和建筑学。

空间分析的基本方法有：空间信息量算、空间信息分类、缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间统计分析。最常用的就是缓冲区分析，空间查询，路径分析。具体怎么用，建议看看Arcgis的教程，或者推荐你去华夏论坛学习

2. 地理信息系统功能的空间查询与分析

对地理空间的查询与分析功能，是GIS得以广泛应用的重要原因之一。通过GIS提供的空间数据查询与分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域（例如商业选址、抢险救灾等）是至关重要的。 空间查询是地理信息系统以及许多其他自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能，即可把满足一定条件的空间对象查出，并将其按空间位置绘出，同时列出它们的相关属性等。空间查询是支持综合图形与文字的多种查询的主要方法，它支持由图查图、由图查文和由文查图，并给出新图和有关数据。
GIS通常使用空间数据引擎存储和查询空间数据库。空间数据引擎在用户和异构空间数据库的数据之间提供一个开放的接口，它是一种处于应用程序和数据管理系统之间的中间件技术，空间数据引擎是开放且基于标准的，这些规范和标准包括OGC的Sample Feature SQL Specification、IOS/IEC的SQL3以及SQL多媒体与应用程序包（SQL/MM）等。市场上主要的空间数据引擎产品都是与上述规范高度兼容的。 空间模型分析是在地理信息系统支持下，分析和解决现实世界中与空间相关的问题，它是地理信息系统应用深化的重要标志。空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别，它以空间数据和属性数据为基础，回答真实地理客观世界的有关问题。地理信息系统的空间分析可分为：拓扑分析、方位分析、度量分析、混合分析、栅格分析和地形分析等。

3. 空间分析方法如何解决预测和预报问题

摘要 空间信息量算是空间分析的定量化基础。空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。如查询满足下列条件的城市：在京九线的东部， 距离京九线不超过200公里， 城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万。整个查询计算涉及了空间顺序方位关系(京九线东部),空间距离关系（距离京九线不超过200公里），甚至还有属性信息查询(城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万）。间信息量算包括：质心量算、几何量算、形状量算。

4. 什么是空间分析其方法有哪些

空间分析是对于地理空间现象的定量研究，其常规能力是操纵空间数据使之成为不同的形式，并且提取其潜在的信息。空间分析是GIS的核心。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统成功与否的一个主要指标。
基本方法
▪ 空间信息量算
▪ 空间信息分类
▪ 缓冲区分析
▪ 叠加分析
▪ 网络分析
▪ 空间统计分析

5. 什么是地理信息系统的空间分析，简述GIS空间分析功能的主要内容

从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息的提取、表现和传输的功能，是GIS区别于一般MIS的主要功能特征。空间分析是综合分析空间数据的技术的通称。
在空间分析的研究和实践中，具有一定普遍意义的、涉及空间位置的分析手段和方法被总结、提炼出来，形成了在GIS软件中均包含的一些固有的空间分析功能模块。这些功能具有一定的通用性质，故而称之为GIS基本空间分析：
叠置分析
缓冲区分析
窗口分析
网络分析

6. 空间分析的基本方法

空间信息量算是空间分析的定量化基础。
空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。如查询满足下列条件的城市：在京九线的东部， 距离京九线不超过200公里，城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万。整个查询计算涉及了空间顺序方位关系(京九线东部),空间距离关系（距离京九线不超过200公里），甚至还有属性信息查询(城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万）。
空间信息量算包括：质心量算、几何量算、形状量算。 这是GIS功能的重要组成部分。
对于线状地物求长度、曲率、方向，对于面状地物求面积、周长、形状、曲率等；求几何体的质心；空间实体间的距离等。常用的空间信息分类的数学方法有：主成分分析法、层次分析法、系统聚类分析、判别分析等； 缓冲区分析是针对点、线、面等地理实体，自动在其周围建立一定宽度范围的缓冲区多边形。
邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确定是空间分析的一个重要手段。交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重要性，公共设施的服务半径，大型水库建设引起的搬迁，铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等，均是一个邻近度问题。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。 所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。 对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。
网络分析包括：路径分析（寻求最佳路径）、地址匹配（实质是对地理位置的查询）以及资源分配。 GIS得以广泛应用的重要技术支撑之一就是空间统计与分析。例如， 在区域环境质量现状评价工作中，可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。通过叠加分析，可以提取该区域内大气污染分布图、噪声分布图;通过缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。可以预见，在构建和谐社会的过程中，GIS和空间分析技术必将发挥越来越广泛和深刻的作用。
常用的空间统计分析方法有：常规统计分析、空间自相关分析、回归分析、趋势分析及专家打分模型等。

7. 地理信息系统中矢量数据分析的几种基本方法

有四种基本方法：1、矢量空间分析。2、邻近分析；3、叠置分析；4、地图操作。

8. GIS空间分析有哪些类型并对每种类型做简单介绍

GIS的空间分析总体上来分可以分为专题图的空间分析,网络分析,DTM分析
一、专题图的空间分析包括：叠加分析,包含查询分析,缓冲分析.
1.叠加分析则主要有
1）视觉信息叠加：视觉信息叠加是将不同侧面的信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上,以便研究者判断其相互空间关系,获得更为丰富的空间信息.
2）点与面叠加：点与多边形叠加,实际上是计算多边形对点的包含关系.
3）线与面叠加：是比较线上坐标与多边形坐标的关系,判断线是否落在多边形内.
4）面与面叠加：多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作,其结果将原来多边形要素分割成新要素,新要素综合了原来两层或多层的属性.常用的面叠加主要有相交,相减,判别,求并集等.
2.包含分析查询：包含分析确定要素之间是否存在着直接的联系,即矢量点、线、面之间是否存在在空间位置上的联系,这是地理信息分析处理中常要提出的问题,也是在地理信息系统中实现图形——属性对位检索的前提条件与基本的分析方法.
3.缓冲区分析：缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体,自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体,从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法.
二、网络分析：网络分析是运筹学模型中的一个基本模型,它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排,并使其运行效果最好,如一定资源的最佳分配,从一地到另一地的运输费用最低等.其基本思想则在于人类活动总是趋于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置.
三、DTM分析：DEM （数字高程模型）和 DTM（数字地形模型） 主要用于描述地面起伏状况,可以用于提取各种地形参数,如坡度、坡向、粗糙度等,并进行通视分析、流域结构生成等应用分析.因此,DEM 在各个领域中被广泛使用.DEM 是建立 DTM 的基础数据,其它的地形要素可由 DEM 直接或间接导出,称为 “ 派生数据 ” ,如坡度、坡向.

9. 空间分析方法

空间分析是对于地理空间现象的定量研究，其常规能力是操纵空间数据使之成为不同的形式，并且提取其潜在的信息。空间分析是GIS的核心。空间分析能力(特别是对空间隐含信息的提取和传输能力)是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统成功与否的一个主要指标。GIS的空间分析是指以地理事物的空间位置和形态为基础，以地学原理为依托，以空间运算为特征，提取和产生新的空间信息技术和过程，如获取关于空间分布、空间形成及空间演变的信息。
空间信息量算空间信息量算是空间分析的定量化

空间分析基础。空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。如查询满足下列条件的城市：在京九线的东部， 距离京九线不超过200公里，城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万。整个查询计算涉及了空间顺序方位关系(京九线东部),空间距离关系(距离京九线不超过200公里)，甚至还有属性信息查询(城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万)。空间信息量算包括：质心量算、几何量算、形状量算。
空间信息分类这是GIS功能的重要组成部分。对于线状地物求长度、曲率、方向，对于面状地物求面积、周长、形状、曲率等;求几何体的质心;空间实体间的距离等。

空间分析常用的空间信息分类的数学方法有：主成分分析法、层次分析法、系统聚类分析、判别分析等; r /> 缓冲区分析缓冲区分析是针对点、线、面等地理实体，自动在其周围建立一定宽度范围的缓冲区多边形。邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确定是空间分析的一个重要手段。交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重要性，公共设施的服务半径，大型水库建设引起的搬迁，铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等，均是一个邻近度问题。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。 所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。
叠加分析大部分GIS软件是以分层的方式组织地理景观，将地理景观按主题分层提取，同一地区的整个数据层集表达了该地区地理景观的内容。地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。叠加分析不仅包含空间关系的比较，还包含属性关系的比较。叠加分析可以分为以下几类：视觉信息叠加、点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形叠加、栅格图层叠加。
网络分析对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网

空间分析线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。网络分析包括：路径分析(寻求最佳路径)、地址匹配(实质是对地理位置的查询)以及资源分配。
空间统计分析GIS得以广泛应用的重要技术支撑之一就是空间统计与分析。例如， 在区

空间分析域环境质量现状评价工作中，可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起，利用GIS软件的空间分析模块，对整个区域的环境质量现状进行客观、全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布情况。通过叠加分析，可以提取该区域内大气污染分布图、噪声分布图;通过缓冲区分析，可显示污染源影响范围等。可以预见，在构建和谐社会的过程中，GIS和空间分析技术必将发挥越来越广泛和深刻的作用。常用的空间统计分析方法有：常规统计分析、空间自相关分析、回归分析、趋势分析及专家打分模型等。空间自相关(spatial autocorrelation)可用Moran's I，半变异函数，LISA，Gi，SatScan检测;空间分异性(spatial stratified heterogeneity)可用地理探测器q-statistic检验。

10. 地理信息系统与空间分析的关系

地理信息系统 (Geographical Information System)
简述
简单的几句话，是不能解释地理信息系统概念的。这里仅仅是泛泛的介绍。首先，GIS是一种计算机系统，它具备一般计算机系统所具有的功能，如采集、管理、分析和表达数据等功能。其次，GIS处理的数据都和地理信息有着直接间接的关系。地理信息是有关地理实体的性质、特征、运动状态的表征和一切有用的知识，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。空间位置数据描述地物或现象所在位置；属性数据有时又称作非空间数据，是属于一定地物或现象、描述其特征的定性或定量指标；时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。由此，可以简单地定义地理信息系统为用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。地理信息系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统。依照其应用领域，地理信息系统可分为土地信息系统、资源管理信息系统、地学信息系统等；根据其使用的数据模型，可分为矢量、栅格和混合型信息系统；根据其服务对象，可分为专题信息系统和区域信息系统等等。
与一般的管理信息系统相比，地理信息系统具有以下特征：（1）地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用，从而提供了认识地理现象的一种新的思维方法；而管理信息系统则只有属性数据库的管理，即使存储了图形，页往往以文件形式等机械形式存储，不能进行有关空间数据的操作，如空间查询、检索、相邻分析等，更无法进行复杂的空间分析。（2）地理信息系统强调空间分析，通过利用空间解析式模型来分析空间数据，地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。
地理信息系统理解的歧意
目前，对地理信息系统的定义还存在分歧。这种分歧起因于地理信息系统本身诞生历史不长、发展速度很快、应用领域广泛等因素。因此，地理信息系统的定义可能基于系统具备的功能，也可能基于应用或其它方面。 David J．Cowen（1988）在分析现有地理信息系统定义的基础上，将其归结为以下四类：
（l）面向数据处理过程的定义。认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析与输出等子系统组成。过程定义本身很清楚，强调数据的处理流程，但其外延太广泛，不利于将地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统分开。
（2）面向专题应用的定义。在面向过程定义的基础上，按其分析的信息类型来定义地理信息系统，如土地利用信息系统、矿产资源管理信息系统、投资环境评估信息系统、城市交通管理信息系统等。应用定义有助于描述地理信息系统的应用领域范畴。
（3）工具箱定义。这种定义基于软件系统分析的观点，认为地理信息系统包括各种复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法。工具箱定义系统地描述了地理信息系统软件应具备的功能，为软件系统的评价提供了基本的技术指标。
（4）数据库定义。在工具箱定义的基础上，更加强调分析工具和数据库间的联接。一个通用的地理信息系统可看成是许多特殊的空间分析方法与数据管理系统的结合。
另外，从地理信息系统在实际应用中的作用与地位来看，目前对地理信息系统的认识可归纳为三个相互独立又相互关联的观点。一是地图观点，强调地理信息系统作为信息载体与传播媒介的地图功能，认为地理信息系统是一种地图数据处理与显示系统，在此，每个地理数据集可看成是一张地图，通过地图代数实现数据的操作与运算，其结果仍然表现为一张具有新内容的地图。测绘及各种专题地图部门非常重视地理信息系统的快速生产高质量地图的能力。第二种观点称为数据库观点，多为具有计算机科学背景的用户所接纳，强调数据库系统在地理信息系统中的重要地位，认为一个完整的数据库管理系统是任何一个 成功的地理信息系统不可缺少的部分。第三种观点则是分析工具观点，强调地理信息系统的空间分析与模型分析功能，认为地理信息系统是一门空间信息科学。第三种观点普遍地为地理信息系统界所接受，并认为这是区分地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统的唯一特征。
综上所述，地理信息系统可定义为：由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务.
地理信息系统与地图学及电子地图
地图作为记录地理信息的一种图形语言形式，最为古老，久负盛誉。从历史发展看，地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的又一种新的载体形式，它具有存储、分析、显示和传输的功能，尤其是计算机制图为地图特征的数字表示、操作和显示提供了成套方法，为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持；同时，地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一。但二者间有着一定的差别：地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统则注重于信息分析。同时，地图学理论与方法对地理信息系统的发要的影响，并成为地理信息系统发展的根源之一。
地理信息系统与制图系统的关系存在两种看法。其一，计算机辅助制图系统是地理信息系统的一部分；其二，地理信息系统是机助制图系统之上的超结构（Superconstructure）。从地理信息系统的发展过程可以看出，地理信息系统的产生、发展与制图信息系统存在着密切的联系，两者的相通之处是基于空间数据库的空间信息的表达、显示和处理。
从系统组成和功能上，一个地理信息系统拥有机助制图系统的所有组成和功能，并且地理信息系统还有数据处理的功能。但随着电子制图系统（Electronic manning system，EMS）的出现和发展，出现了电子图集。与传统地图集相比，电子地图集有许多新的特征:①声、图文和数据多媒体集成，把图形的直观性、数字的准确性、声音的引导性和亲切感相结合，充分利用了读者的各种感官；②查询检索和分析决策功能，能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索；③图形动态变化功能，从开窗缩放、创览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等；④具有良好的用户界面，使读者介入地图的生成过程；⑤多级比例尺之间的相互转换，由于计算机屏幕幅面的限制和计算机潜在的计算功能和巨大的存贮能力，要求具有多级比例尺不同程度的制图综合功能。与地理信息系统相比，由于电子制图系统具有电子地图集的功能，因此它所拥有的表达与显示空间信息的功能更强。好的电子制图系统应具有地理信息系统的所有功能，并且具有在电子媒体上应用各种不同的格式来创建、存贮和表达资料信息的能力。