空間分析工具:GIS


 

1.數據空間

數據空間是指用來表示空間實體的的位置、幾何特征及其屬性特征的數據。

位置:經緯度、地址、相對位置;

幾何特征:點、線、面、形狀;

屬性特征:面積、周長、人口、經濟等屬性。

POI數據、OSM地圖數據、影像圖數據

空間數據分析:

概念:空間數據分析是以空間數據為處理對象,以地理學、統計學原理為依托,從空間數據中獲得有關地理對象的空間位置、空間分布、空間形態、空間演變等信息;

目的是通過空間數據的深加工和分析獲取新的信息;

內容:空間查詢、空間處理與計算、空間划分、空間統計......

空間數據分析是基於空間數據進行空間信息挖掘和知識發現。

 

1.1 空間查詢

空間定位查詢:根據定位查詢圖形與屬性信息(北緯32度經過了哪些地方,以及這個地方的人口、經濟等數據的情況)

空間關系查詢:(點線面)相交、相離、包含關系(楊浦區與上海市的關系;南京市與上海市的關系)

區域查詢:查詢區域內的圖形與屬性信息(上海市的圖書館數量、中國的城市數量)

條件查詢:根據條件表達查詢圖形與屬性信息(查詢長江流域人口大於50萬的市或縣是哪些)

1.2. 空間處理與計算

幾何量算:點的坐標、線的長度、方向、曲率;面的面積、周長;

形狀量算:長短軸之比、周長面積比(是圓的還是橢圓的,是長方形的還是正方形的);

距離量算:直線距離、成本距離;

幾何中心量算:線的中點、線的三分點、面的質心。

1.3. 空間划分

空間緩沖、泰森多邊形、格網划分......

 

 

 

 

 

空間數據分析常用工具:

空間數據分析的主要平台就是地理信息系統(GIS)

地理信息系統(Geographical Infomation System,Geo-Information System,簡稱GIS)是在計算機軟硬件支持下,對整個或者部分地球表層空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

地理信息系統處理和管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系,包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等,用於分析和處理一定地理區域內分布的各種現象和過程,解決復雜的規划、決策和管理問題。

主要的GIS軟件:ArcGIS、QGIS、MapGIS

      Python  R

 

 為什么選擇QGIS?(原稱:Quantum GIS)

開源的桌面地理信息系統軟件; 跨平台:Mac OSX、Linux、UNIX、Windows;

支持多種數據文件格式;通過插件支持擴展功能; 支持從OSM地圖、谷歌地圖等途徑下載數據;

支持Python語言;

 2.GIS軟件基本操作及數據加載

POI數據

POI(Point of Information)的縮寫,可以翻譯為“信息點”,每個POI包含四個方面信息:名稱、類別、經緯度等信息。

eg上海餐飲數據。

 

經度(lng)就是橫坐標,緯度(lat)就是縱坐標

 添加文本數據圖層-->(excel先轉成csv格式)-- ->另存為:矢量數據

空間數據格式    .shapefile數據(多個文件組成的矢量文件)---> 添加矢量圖

 

shapefile -- 矢量數據 -- 面數據/線數據 

 矢量數據    

概念:矢量數據(VectorData)是在直角坐標系中,用X、Y坐標表示地圖圖形或地理實體的位置的數據。矢量數據一般通過記錄坐標的方式來盡可能將地理實體的空間位置表現的准確無誤。

點實體:在二維空間中,點實體可以用一對坐標系(X, Y)來確定位置;

線實體:線實體是用坐標串的集合(X1, Y1)、(X2、 Y2)......(Xn, Yn)來記錄;

面實體:在記錄面實體時,通常通過記錄面狀地物的邊界來表現,因而有時也稱為多邊形數據,也是通過坐標串(x1,y1),(x2,y2).....(xi, yi)....(xn, yn)來記錄。

類型:AutoCAD類型、ESRI shape數據、KML數據

 

3.坐標系

投影坐標 ---> 地理坐標

 

 6分度帶 

 

設置投影坐標系

把圖層坐標系--->投影坐標系

 

所有的火星坐標系(現在大部分電子地圖所用的坐標系,包括騰訊地圖、高德地圖、阿里雲地圖)和百度坐標系都是地理坐標系。

 谷歌地圖用的是WGS84正確的地球坐標

坐標糾偏工具,點擊右上角Tools : http://metrodata.cn/ 

驗證碼: RS20nW7O6JxoP0OJ

 

如上海如何找它的投影坐標系呢?

先看它的中央經線(為121,QGIS中的坐標可看到)(然后看它的經度范圍120E--126E)--->>所對應的帶號為51,N代表北半球,S南半球;

查看圖層的坐標系,在右下角;把圖層坐標系改為投影坐標系WGS84 / UTM zone 51N   EPSG: 32651它才會去識別投影坐標,圖層去做的事情就是去匹配它的投影坐標系,如果數據是地理坐標系,它會自動識別成投影坐標系(動態投影),但是你還要養成好習慣它數據改成投影坐標系。

 

 4. 空間數據基本處理

 裁剪、合並、交集操作、融合、差分、交集取反。

 導出數據的各個部分

裁剪不會改變數據屬性特征(就是它們的屬性表),而交集就會

 

 

 

 

 5. 空間數據幾何計算

 

 

 

 

6. 空間可視化制圖

前提都是投影坐標系,給它另存為轉換下

 

 

 

 7. 空間划分

 

 

 

 

 

8. 空間統計

 

 

 

 小練習

 

 


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