空间数据分析分析解析PPT培训课件.ppt

空间数据分析分析解析空间数据描述性与探索性分析技术与方法,
特别是对规模庞大的数据集,通过数据图形化与地图化的探索性分析,研究数据中潜在的模式,异常等,为后续分析做准备.
1.3空间统计分析
用统计的方法研究空间数据的性质,这种统计方法与传统的统计分析方法不同.1.4空间建模
建立模型预测空间过程与结果
2空间分析的研究进展
线性回归是计量革命的核心技术,于是就出现了计量地理学,但计量地理学主要移植了统计分析方法,如相关分析，回归分析,聚类分析,因子分析,而对空间模式,空间过程,空间相互作用等理论与方法介绍的很少,因此受到了批评.1970-1980,空间分析方法发展中非常重要的时代,在这一时期围绕地理现象的空间本质或地理数据的空间性质,建立了地理学的空间分析方法与体系.1969年,Tobler提出了地理学第一定理:任何事物都是空间相关的,距离近的事物空间相关性大.Clifford在1973年出版的专著中揭示了空间自相关的概念,展示空间随机条件下如何检验回归误差,并揭示了空间加权矩阵的本质.
1981年Ripley对空间点分布模式进行了研究,提出了测度空间点模式的K函数方法,
OpenShaw对空间数据中的可塑面积单元问题进行了深入研究,这对正确使用空间数据及解释空间结果意义重大.Anslin提出描述局部相关性的测度方法与统计量,这一时期空间相关性的空间回归模型与空间自回归模型被提出,导致空间计量经济学的出现.
20世纪90年代,空间分析的发展与GIS的发展紧密结合在一起,GIS为空间分析提供了广泛的数据源,空间分析集中体现在以下4个方面:1)GIS的数据革命极大地促进了空间分析在众多领域的应用.
2)数据环境发生了巨大的变化,空间分析需要的海量数据,迫切需要新一代的以数据为驱动的地理探索与建模工具,使分析处理过程中多维复杂性不被忽略.
3)高性能计算机的出现,使复杂数据处理的空间分析成为可能.
4)神经网络,遗传算法成为空间分析的范例空间分析的研究内容8)地理模型与决策支持1)离散实体
通过其独特的局部化特征相互区别,通过特定属性的个体被识别,如建筑物,街道等.
离散对象观的重要特征是可以计数.
维数是离散实体的显著特征,实体自然被抽象为点(只有位置的0维实体),线(具有长度属性的一维实体)和多边形(占据一定面积的2维实体).点,线与多边形的抽象与研究与空间尺度有关,如大尺度时城市就是一个点,城市为研究对象时就是一个多边形.
具有连续变化的自然现象不适合用离散对象方法表示.
空间对象的几何形态与属性特征共同构成地理信息的完整信息.属性特征常用表描述,表的一行是一个离散实体,一列是对象一个属性.离散对象也可以表示连续变化的场,如用等高线表示地形的连续起伏,线的稀疏表示空间变化的剃度.
2)连续场(标量场与矢量场)
用连续表面描述地理现象的方法叫场的观点,场的观点认为世界被很多变量描述,每一变量在任何可能的位置都是可测量的.
连续场描述的是空间-时间框架下地理变量的空间变化.表示连续世界的空间数据模型都是某种程度的近似,这些模型包括:规则(不规则)的空间点,等值线,规则单元格,不规则三角网,及多边形等.点模型与线模型不能完整地表示场,因为所关心的地理变量的值只存在于特定的点或线的位置上.
空间插值的方法将基于点或线的模型转化为基于面的模型,如三角网,多边形.不规则多边形表示场是经常使用的一种近似技术,如Thiessen多边形.
提出及原理:荷兰气候学A·H·Thiessen提出根据离散分布气象站的降雨量计算平均降雨量的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度泰森多边形的特性是：
1),每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；
2),泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；
3),位于泰森多边形边上的点到其两边的离
散点的距离相等2.1.2GIS空间数据模型---矢量与栅格
离散对象与连续场只考虑了地理现象的概念
或方式,不能以数字的形式表示地理数据.
1)栅格数据
栅格表示中,地理空间被划分成矩形单元格
矩阵,所有的地理变化通过对单元格赋予性质或
属性来表示,但单元格内部的细节变化信息都
丢失了,单元格有时被称为像素,如遥感影象是
典型的栅格数据.最大份额法:当一个单元格是多个区域的交叉地域时,单元格中占面积份额最大的区域
拥有这个单元格.
中心点法:中心点所属区域拥有此单元格.
2)矢量数据
矢量数据表示中,所有的线通过点直线连接而成,区域通过一系列点之间的直线连接,
用多折线表示曲线.矢量形式表示的区域:形成区域多边形顶点的点被获取,此方法表示区域比栅格简单,因栅格表示多边形需列