gis空间分析及应用实例

中国科学院计算技术研究所 教育中心 关于开展“GIS空间分析及应用案例”高级培训班的通知

各企事业单位：

随着时代发展，地理信息系统（简称GIS）产业异军突起，在未来的几年中即将形成超万亿的规模，成为国内外发展最快，最有前途的朝阳行业之一；物联网、智慧地球、3S技术等等都是以GIS为基础。未来几年，国家将继续壮大地理信息产业，重点推进卫星导航及位置服务、现代测绘装备制造、地理信息软件、互联网地图服务的发展等。目前地理信息系统(GIS)在国民经济各个行业中获得日益广泛的应用，面对海量空间数据，如何高效地进行处理，使之满足科研和行业系统的需要，已经成为亟待解决的问题。为了让各个行业的业务人员更好的熟练操作，深入的了解GIS的有关理论、方法、技术和应用，掌握常用的GIS商业软件和最前沿的技术，应广大科研人员和行业部门的业务人员等地理信息系统爱好者的强烈要求，中国科学院计算技术研究所教育中心培训部（http://ec.ict.ac.cn）特举办“GIS空间分析及应用案例”高级培训班。

培训目标：通过理论学习和实际案例分析，使培训者快速熟练掌握地理信息系统（ArcGIS10）各种基本操作、应用技巧和疑难解疑，以及空间数据库的有关理论、技术与应用，加强

中国科学院计算技术研究所 教育中心 关于开展“GIS空间分析及应用案例”高级培训班的通知

各企事业单位：

随着时代发展，地理信息系统（简称GIS）产业异军突起，在未来的几年中即将形成超万亿的规模，成为国内外发展最快，最有前途的朝阳行业之一；物联网、智慧地球、3S技术等等都是以GIS为基础。未来几年，国家将继续壮大地理信息产业，重点推进卫星导航及位置服务、现代测绘装备制造、地理信息软件、互联网地图服务的发展等。目前地理信息系统(GIS)在国民经济各个行业中获得日益广泛的应用，面对海量空间数据，如何高效地进行处理，使之满足科研和行业系统的需要，已经成为亟待解决的问题。为了让各个行业的业务人员更好的熟练操作，深入的了解GIS的有关理论、方法、技术和应用，掌握常用的GIS商业软件和最前沿的技术，应广大科研人员和行业部门的业务人员等地理信息系统爱好者的强烈要求，中国科学院计算技术研究所教育中心培训部（http://ec.ict.ac.cn）特举办“GIS空间分析及应用案例”高级培训班。

培训目标：通过理论学习和实际案例分析，使培训者快速熟练掌握地理信息系统（ArcGIS10）各种基本操作、应用技巧和疑难解疑，以及空间数据库的有关理论、技术与应用，加强

GIS设计建立的步骤方法实例

1、设某项应用为核电站选址，要求核电站邻近海湾，交通便捷，地形坡度小于5度，地质条件安全，并避开居民区。请试以GIS方法，设计该项地址选择的方法步骤。（11分）

答：（1）明确分析的目的和标准。如分析的目的是为核电站的建设项目选择最佳的建设位置；分析的标准是建设位置要满足相关条件：核电站邻近海湾，交通便捷，地形坡度小于5度，地质条件安全，并避开居民区。（2分）

（2）准备进行分析的数据。本实例中涉及的数据主要包括：水系图、地形等高线图、地质图、居民点分布图和交通线分布图。（2分）

（3）进行空间操作。相关的空间操作主要包括：①利用地形等高线建立坡度图，以选取坡度适应的区域；②利用居民点分布图做缓冲区分析；③利用交通线分布图做缓冲区分析；④利用水系图做邻近分析；相关操作完成后将上述各成果图进行叠加并查询和显示满足条件的地块。（5分）

（4）将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打印输出。（2分）

2、假设某市要选择一个地点建立公园，该公园应满足以下条件：①公园不得在沼泽区内；②公园距离公路不小于250m，不大于1250m；③公园必须靠近天然的主干河流（1200m之内）。请根据此问题和约束条件写出其解决方案。

答：数

GIS设计建立的步骤方法实例

1、设某项应用为核电站选址，要求核电站邻近海湾，交通便捷，地形坡度小于5度，地质条件安全，并避开居民区。请试以GIS方法，设计该项地址选择的方法步骤。（11分）

答：（1）明确分析的目的和标准。如分析的目的是为核电站的建设项目选择最佳的建设位置；分析的标准是建设位置要满足相关条件：核电站邻近海湾，交通便捷，地形坡度小于5度，地质条件安全，并避开居民区。（2分）

（2）准备进行分析的数据。本实例中涉及的数据主要包括：水系图、地形等高线图、地质图、居民点分布图和交通线分布图。（2分）

（3）进行空间操作。相关的空间操作主要包括：①利用地形等高线建立坡度图，以选取坡度适应的区域；②利用居民点分布图做缓冲区分析；③利用交通线分布图做缓冲区分析；④利用水系图做邻近分析；相关操作完成后将上述各成果图进行叠加并查询和显示满足条件的地块。（5分）

（4）将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打印输出。（2分）

2、假设某市要选择一个地点建立公园，该公园应满足以下条件：①公园不得在沼泽区内；②公园距离公路不小于250m，不大于1250m；③公园必须靠近天然的主干河流（1200m之内）。请根据此问题和约束条件写出其解决方案。

答：数

GIS空间分析 实习报告

班 级： 2011级测绘工程 姓 名： 马洪卫 学 号： 201111830117 指导教师： 孟晓云

一、 基于GIS的土壤类型专题图制作－以沂蒙山区为例

1、土壤类型专题图的意义：

专题地图（thematic map），又称特种地图，着重表示一种或数种自然要素或社会经济现象的地图。专题地图的内容由两部分构成：

① 专题内容。图上突出表示的自然或社会经济现象及其有关特征。 ② 地理基础。用以标明专题要素空间 位置与地理背景的普通地图内

容，主要有经纬网、水系、境界、居民地等。

专题地图是指突出而尽可能完善、详尽地表示制图区内的一种或几种自然或社会经济（人文）要素的地图。专题地图的制图领域宽广，凡具有空间属性的信 息数据都可用其来表示。其内容、形式多种多样，能够广泛应用于国民经济建设、教学和科学研究、国防建设等行业部门。专题地图和普通地图相比，具有独特的特征。

2、土壤类型专题图制作的常用方法： a. 基于ARC-GIS 的专题图制作 b. 基于MAPGIS 的专题图制作 c. 基于Supermap 的专题图制作 （基于GIS 的专题图制作的优点

第四章 空间分布

空间聚类分析

第一节 概述

聚类分析是一种数字分类方法。对分类对象间的关系用某些相似性度量进行刻划，根据相似性度量进行分类。也有称群分析、簇群分析、簇分析、点群分析、丝分析等，在1975年(苏州)概率统计会上，决定使用聚类分析这一名称。

从数学角度来看，聚类分析是在一个大的对称矩阵中探索诸元素间相关关系的一种数学分类方法。

一．两种不同的模式识别(有无训练集)

有训练集:如判别分析，在已知样本分类的情况下设计判别函数。这些已知分类的样本

称为训练集，也称为有人管理或有教师的分类法。

无训练集:如聚类分析，在设计分类器时，所选用的样本预先不知所属的类别，需要根据样本间的距离或其它相似性的程度来自动地进行分类，也称为无人管理的分类。 二．聚类分析的两种类型

根据分类对象不同，分为Q型(Q-mode)和R型(R-mode)。 Q型

?对样品进行分类。即把不同的物体(如岩石标本、样品等物种或人种)进行比较，?对变量进行分类。即属于同一物种的各种属性，即各类变量(如岩石厚度、岩石

目的是要确定不同物体之间的关系，从而将物体进行归类分群。

R型

成分及各种化验观测数据)进行比较，目的是要不同变量之间的关系

第四章 空间分布

空间聚类分析

第一节 概述

聚类分析是一种数字分类方法。对分类对象间的关系用某些相似性度量进行刻划，根据相似性度量进行分类。也有称群分析、簇群分析、簇分析、点群分析、丝分析等，在1975年(苏州)概率统计会上，决定使用聚类分析这一名称。

从数学角度来看，聚类分析是在一个大的对称矩阵中探索诸元素间相关关系的一种数学分类方法。

一．两种不同的模式识别(有无训练集)

有训练集:如判别分析，在已知样本分类的情况下设计判别函数。这些已知分类的样本

称为训练集，也称为有人管理或有教师的分类法。

无训练集:如聚类分析，在设计分类器时，所选用的样本预先不知所属的类别，需要根据样本间的距离或其它相似性的程度来自动地进行分类，也称为无人管理的分类。 二．聚类分析的两种类型

根据分类对象不同，分为Q型(Q-mode)和R型(R-mode)。 Q型

?对样品进行分类。即把不同的物体(如岩石标本、样品等物种或人种)进行比较，?对变量进行分类。即属于同一物种的各种属性，即各类变量(如岩石厚度、岩石

目的是要确定不同物体之间的关系，从而将物体进行归类分群。

R型

成分及各种化验观测数据)进行比较，目的是要不同变量之间的关系

第二章：

GeoDatabase数据格式;

三种格式：File geodatabase-GDB和Personal Geodatabase-MDB和ArcSDE中Geodatabase

空间校正步骤： :转换格式——投影——校正：——裁剪（矢量：按掩膜裁剪；栅格：提取分析）

a． 粗校正：相似（缩放，平移，旋转）、仿射（倾斜） b． 精校正： 六、空间分析：

矢量、栅格空间分析比较：

栅格数据分析的基本模式

1、栅格数据的聚类、聚合分析 2、栅格数据的信息复合分析 3、栅格数据的追踪分析

4、栅格数据的窗口分析——邻域统计 5、栅格数据统计与量算 特征：栅格数据由于其自身数据结构的特点，在数据处理与分析中通常使用线性代数的二维数字矩阵分析法作为数据分析的数学基础，因此具有自动分析处理较为简单，分析处理模式化很强的特征。

6、邻域统计:通过窗口分析获得指定邻域的数据统计信息。例如，检测生态系统稳定性时，可以用于获取各邻域的物种种类，从而确定物种分布缺乏变化性的位置。 块统计工具处理非重叠邻域的数据。

方法：将输入分割放入非重叠块中，然后计算每个块中值的统计数据。在输出中，将值分配给每个块中的所有像元。

焦点统计工具处理具有

空间分析

第11卷　第12期2006年12月

中国图象图形学报JournalofImageandGraphics

Vol.11,No.12

Dec.,2006

空间目标的拓扑关系及其GIS应用分析

邓　敏

1)

1)

刘文宝

2)

黄杏元

1)

孙　电

1)

(南京大学城市与资源学系,南京　210093)　　2)(山东科技大学地球信息科学与工程学院,青岛　266510)

摘　要　拓扑关系是GIS中空间目标之间最基本也是最重要的关系之一,在空间数据建模、空间查询、分析、推理、制图综合、图像检索和相似性分析等过程中起着重要的作用。在综合研究空间关系文献基础上,从方法论的角度论述了精确和不精确空间目标间拓扑关系的描述方法及其最新进展,并简要分析了拓扑关系在GIS空间查询、推理和分析中的应用。

关键词　地理信息系统　拓扑关系　不确定性　形式化

中图法分类号:P208　　文献标识码:A　　文章编号:100628961(2006)1221743207

ModelingTopologicalRelatisandItsS

Men,Xing2yuan,SUNDian

1)

12)

1)

1)

ofSciences,NanjingUniversity,Nanjing210093)

ofandEngineering

空间分析

第11卷　第12期2006年12月

中国图象图形学报JournalofImageandGraphics

Vol.11,No.12

Dec.,2006

空间目标的拓扑关系及其GIS应用分析

邓　敏

1)

1)

刘文宝

2)

黄杏元

1)

孙　电

1)

(南京大学城市与资源学系,南京　210093)　　2)(山东科技大学地球信息科学与工程学院,青岛　266510)

摘　要　拓扑关系是GIS中空间目标之间最基本也是最重要的关系之一,在空间数据建模、空间查询、分析、推理、制图综合、图像检索和相似性分析等过程中起着重要的作用。在综合研究空间关系文献基础上,从方法论的角度论述了精确和不精确空间目标间拓扑关系的描述方法及其最新进展,并简要分析了拓扑关系在GIS空间查询、推理和分析中的应用。

关键词　地理信息系统　拓扑关系　不确定性　形式化

中图法分类号:P208　　文献标识码:A　　文章编号:100628961(2006)1221743207

ModelingTopologicalRelatisandItsS

Men,Xing2yuan,SUNDian

1)

12)

1)

1)

ofSciences,NanjingUniversity,Nanjing210093)

ofandEngineering