第四章 空间信息分析的基本方法
地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能,这是区别于计算机地图制图系统的显著特征之一。利用空间信息分析技术,通过对原始数据模型的观察和实验,用户可以获得新的经验和知识,并以此作为空间行为的决策依据。
空间信息分析的内涵极为丰富。作为GIS的核心部分之一,空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。本章将从空间信息量算、空间信息分类、空间信息叠合、网络分析、邻域分析、连接、空间信息统计分析等方面对空间信息分析的基本方法逐一介绍。
4.1空间信息量算
空间信息量算是空间信息分析的定量化基础。
(一)质心量算
描述地理对象空间分布的最有用的单一量算量是对象的质心位置。地理对象的质心是对象的平均位置,它是对象保持均匀分布时的平衡点,它可以通过对对象坐标值加权平均求得(式4-1):
其中,i为离散对象,Wi为该对象权重,xi、yi为其坐标。
质心的量算,可以跟踪某些地理分布的变化,例如人口变迁、土地类型的变化,也可以简化某些复杂对象。在某些情况下,可以方便地导出某些预测模型。
(二)几何量算
几何量算对点、线、面、体4类对象而言,其含义是不同的:
●点状对象:坐标;
●线状对象:长度、曲率、方向;
●面状对象:面积、周长等;
●体状对象:表面积、体积等。
线由点组成,而线长度可由两点间直线距离相加得到。
(1)周长的计算。周长是线段之和。
(2)面积的计算。在平面直角坐标系中,计算面积时,计算y值以下面积,按矢量方向,分别求出向右向左两个方向各自的面积,它们的绝对值之差,便是多边形面积值。
(三)形状量算
对象的外观形状是多变的,很难找到一个准确的量对其进行描述。因此,判断对象属紧凑型或膨胀型的界限极其模糊。
如果认为一个标准的圆型对象既非紧凑型也非膨胀型,则可定义其形状系数r为(式4-2):
其中,P为对象的周长,A为对象的面积。r与对象的外观形状的关系由下表可见。