空间分析数据挖掘及方法

2017-05-10 13:55:49 来源: 未知

        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

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        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。 

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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;
  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 

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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 

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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。