4空間數(shù)據(jù)分析ppt課件

1、點擊此處添加標題文字地理信息系統(tǒng)陳載林空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析 本章主要內容本章主要內容 1、空間分析模型2、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型3、空間數(shù)據(jù)的內插模型4、數(shù)字地形模型5、地學專家系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析一一 空間分析模型空間分析模型 地理信息系統(tǒng)以數(shù)字世界表示自然世界，具有完備的空間特性，可以存儲和處理大量地理數(shù)據(jù)，并具有極強的空間系統(tǒng)綜合分析能力。因此，地理信息系統(tǒng)不僅要完成管理大量復雜的地理數(shù)據(jù)的任務，更為重要的是完成地理分析、評價、預測和輔助決策的任務，這就必須發(fā)展適用于地理信息系統(tǒng)的地理分析模型，這是地理信息系統(tǒng)走向實用的關鍵。所謂模型，就是將系統(tǒng)的各個要素，通過適當?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)

2、規(guī)則描寫出來的簡明的映象。模型通常表達了某個系統(tǒng)的發(fā)展過程或發(fā)展結果?？臻g數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析一一 空間分析模型空間分析模型 地學模型是用來描述地理系統(tǒng)各個要素之間相互關系和客觀規(guī)律的，它用信息的、語言的、數(shù)學的或其它表達形式，通常反映地學過程及其發(fā)展趨勢或結果。數(shù)學模型是應用數(shù)學的語言和工具，對部分現(xiàn)實世界的信息景象、數(shù)據(jù)加以翻譯、歸納的產物，它源于現(xiàn)實，又高于現(xiàn)實。數(shù)學模型經過演繹、推導，給出數(shù)學上的分析、預告、決策或控制，再經過解釋回到現(xiàn)實世界。最后，這些分析、預告、決策或控制必須經受實際的檢驗，完成實踐實際實踐這一循環(huán)?？臻g數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析一一 空間分析模型空間分析模型 地學模型，

3、是在對系統(tǒng)所描述的具體對象與過程，進行大量專業(yè)研究的基礎上，總結出來的客觀規(guī)律的抽象或模擬。因此，這種模型的發(fā)展不僅是建立GIS 應用系統(tǒng)的主要內容之一，而且也是決定該系統(tǒng)解決實際問題的能力、效率和最終取得實際效益的關鍵所在，已受到人們日益廣泛的關注和重視。由于各種應用系統(tǒng)的服務對象、解決的問題以及它們的復雜程度有很大差異，故其所用模型也各不相同。為此強調和注意各種GIS 應用系統(tǒng)及其數(shù)學模型的個性具有十分重要的意義?？臻g數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析一一 空間分析模型空間分析模型 1 1 模型的作用和特點模型的作用和特點 在GIS 應用系統(tǒng)中，數(shù)學模型起著十分重要的作用： 1應用模型是聯(lián)系GIS 應用

4、系統(tǒng)與常規(guī)專業(yè)研究的紐帶： 2應用模型是綜合利用GIS 應用系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)的工具： 3應用模型是GIS 應用系統(tǒng)解決各種實際問題的武器： 4應用模型是GIS 應用系統(tǒng)向更高技術水平發(fā)展的基礎：空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析一一 空間分析模型空間分析模型 2 2 模型的分類模型的分類 系統(tǒng)中應用模型可根據(jù)模型的空間特性分為兩大類，即空間模型和非空間模型?？臻g數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析二二 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型 多變量統(tǒng)計分析主要用于數(shù)據(jù)分類和綜合評價。數(shù)據(jù)分類方法是地理信息系統(tǒng)重要的組成部分。一般說地理信息系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)具有原始性質，用戶可以根據(jù)不同的實用目的，進行提取和分析，特別是對于觀測和取樣數(shù)據(jù)，

5、隨著采用分類和內插方法的不同，得到的結果有很大的差異。因此，在大多數(shù)情況下，首先是將大量未經分類的數(shù)據(jù)輸入信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，然后要求用戶建立具體的分類算法，以獲得所需要的信息?？臻g數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析二二 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型 綜合評價是區(qū)劃和規(guī)劃的基礎。從人類認識的角度來看有精確的和模糊的兩種類型，因為絕大多數(shù)地理現(xiàn)象難以用精確的定量關系劃分和表示，因此模糊的模型更為實用，結果也往往更接近實際，模糊評價一般經過四個過程：（1評價因子的選擇與簡化；（2多因子重要性指標權重的確定；（3因子內各類別對評價目標的隸屬度確定；（4選用某種方法進行多因子綜合?？臻g數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析二二 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模

6、型數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型 下面簡要介紹分類評價中常用的幾種數(shù)學方法。 主成分分析、層次分析法、系統(tǒng)聚類分析、判別分析空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析三三 空間數(shù)據(jù)的內插模型空間數(shù)據(jù)的內插模型 地理學家和地球科學家花了多年時間研究內插問題，許多科學領域都對內插技術給予充分注意。一般情況下，空間位置上越靠近的點，越有可能具有相似的特征值，離得越遠的點，其特征值相似的可能性越小。 最簡單的邊界內插法是用地理景觀的外部特征描繪出“景觀單元”。這種方法主要用于土壤、地質、植被、土地利用等等值區(qū)域地圖和專題地圖的處理。圖像分析中用于邊沿檢測的算法平行面技術，假設任何重要變化都發(fā)生在邊界上，邊界內的變化則是均勻的、同質的，即

7、在各方向都是相同的，從而形成地理景觀的階梯狀模型?？臻g數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析四四 數(shù)字地形模型數(shù)字地形模型 數(shù)字地形模型Digital Terrain Model，簡稱DTM），是在空間數(shù)據(jù)庫中存儲并管理的空間地形數(shù)據(jù)集合的統(tǒng)稱。是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述。它是建立不同層次的資源與環(huán)境信息系統(tǒng)不可缺少的組成部分。 1 DTM和和DEM 空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析四四 數(shù)字地形模型數(shù)字地形模型 DTM 中屬性為高程的要素叫數(shù)字高程模型Digital Elevation Model，簡稱DEM）。高程是地理空間的第三維坐標，在目前GIS 中，數(shù)據(jù)結構只具有二維的意義，數(shù)字高程模型的建立是一個必要的補充，DEM 是地表單元上的高程集合，通常用矩陣表示。 1 DTM和和DEM 空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析四四 數(shù)字地形模型數(shù)字地形模型 某地區(qū)地表高程的變化可用多種方法模擬。用數(shù)學定義的表面或點、線影像都可用來表示DEM。 數(shù)學分塊法、圖形法 2 DEM表示方法表示方法 空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析四四 數(shù)字地形模型數(shù)字地形模型 三維方塊圖、剖面圖及地層圖； 視線圖 等高線圖 坡度圖與坡向圖 地貌暈渲圖及其與專題地圖疊置 從DEM 數(shù)據(jù)自動形成地形輪廓線 3 DEM的應用的應用 空間數(shù)據(jù)分析空間數(shù)據(jù)分析五五 地學專家系統(tǒng)地學專家系統(tǒng) 地學專家系統(tǒng)是研究模擬有關專家的推理思維過程，