法？
常见空间数据探测工具
• 常见数据统计
• 空间分析的特点
– 常使用地图可视化、几何分析方法 – 因空间关系（自相关、尺度等）存在，造成空间统
计非常复杂 – 理论要求高、技术性强、数据需求、缺乏工具
地理信息概念
• 地理信息是关于地球表面某一位置地理实体或地 理现象的信息，是一种特殊的空间信息 (Maguire、 Goodchild、Rhind，1991) 。
• 探索性空间数据分析是一系列数据分析方法的总 称，例如：
– 空间数据常规统计 – 空间数据关联性判断 – 空间变异描述
• 探索性空间数据分析的目的
– 理解地理数据 – 发现研究线索
探பைடு நூலகம்性空间数据分析试图回答以下问题
针对自然现象或人文现象数据，以下问题很常见： ① 这些数据样本的平均值、方差？ ② 这些数据样本满足正态分布吗？ ③ 这些数据在空间分布上有何大趋势？ ④ 这些数据存在空间关联吗？关联程度？ ⑤ 这些数据的空间变异规律如何？ ⑥ 这些数据的采样质量如何？ ⑦ 这些数据能否内插一个趋势面？选择哪个内插方
地图设计原则
• 地图表现方式适当； • 符号选择符合认知习惯； • 颜色选择与搭配具有良好的视觉效果； • 足够的背景信息； • 适当的投影方式； • 数据分类适当：自然、等距、正态、分位、
任意。
常见基本地图类型
• 单要素地图
– 点地图 – 线地图 – 面地图 – 影像地图
• 多要素地图
– 点线面综合
• 离散对象模型与场模型是两种最基本的表 达地理世界的方式。
• 离散对象模型将地理世界理解为由若干地 理实体充满的空间，地理实体边界明确、 可数。
• 场模型将地理世界理解为连续的表面，使 用有限的变量描述表面的每一个位置。
• 每种模型既有很多优点，又有一些缺点。 • 计算机空间数据模型（略）。
地理数据的基本特征
• 地理信息是直接或间接地与地球上某一位置相关 联的地理实体或地理现象的信息（ ISO/TC 211) 。
• 地理信息是地球上某个位置的信息，特别是有关 的自然现象和人文资源，也常常具有一定的时间 特性…地理信息能够表现所有的影响人类活动和 经济活动的实体、位置、活动、事件之间的空间 关系（EU DG XIII/E，1998）。
• 使用空间分析帮助进行空间决策：如选线问题、 选址问题、公共设施空间配置、环境管理、资源 管理。
空间分析与常规数据分析之区别
• 常规数据分析
– 假设数据样本是独立的 – 数据样本数量有限 – 数据样本能够代表母体
• 空间数据分析
– 地理数据具有位置特征 – 地理数据样本常常不是独立的，存在空间相关 – 地理数据样本量庞大
空间分析相关词汇
• 空间分析 spatial analysis • 空间数据分析 spatial data analysis • 空间信息分析 spatial information analysis • 空间统计 spatial statistics • 地统计 geostatistics • 空间模型 spatial model • 空间建模 spatial modeling
空间分析的重要性
• 地理信息系统和科学包括四个部分：基本原理、 技术、空间分析、管理与政策问题（Longley等， 2005）；
• 空间分析是GIS区别于其他信息系统的重要特征 之一，也是GIS中难点和重点；
• 使用空间分析进行科学研究，如描述、探索、解 释地理现象，建立地理模型；
• 使用空间分析探索、发现地理知识：“数据 - 信 息 - 线索 - 知识”；
• 不确定性（所有地图均存在不同程度的误差） • 空间自相关（地理学第一定律） • 尺度问题
– 合成效应 – 边界效应 – 可变空间单元问题
• 距离衰减现象 • 空间依赖现象 • 不服从正态分布 • 多维数据 • 数据量庞大
上述特征往往交织在一起！
地理数据的采集与管理
• 数据收集或采集； • 数据录入与整理； • 数据管理； • 与地图数据集成。
地图可视化分析
• 专题地图制作是地理数据分析（空间分析）的 第一步；
• ‘一幅图胜过一千句话’、‘百闻不如一见’， 地图在空间数据分析中具有不可替代的作用；
• 很多地理现象可以在地图上表现出来； • 广义地理解，地图制图是空间数据分析的主要
方法之一！ • 通常在地图分析的基础上，提出科学问题，再
进一步进行统计、建模等分析，验证时空规律。
认识地理数据
• 数字世界：地理世界是无限复杂，数字世 界是有限的；数字世界是现实世界的一个 （高度）简化模型。
• 地理数据的特征：地理数据与位置、时间 和属性有关（Where、when、what）。
• 地理数据的学术重要性：通过一定的研究 方法，可以从地理数据获得信息和知识 （How、Why）。
离散对象模型与场模型
《空间数据分析》总结复习
孔云峰
河南大学 环境与规划学院 2005年12月29日
课程复习
第一讲：空间数据分析概论 第二讲：地理空间数据特征 第三讲：地理空间数据管理，上机实习 第四讲：空间数据可视化，上机实习 第五讲：空间数据几何分析（地图分析），上机实习 第六讲：空间数据描述与探测，上机实习 第七讲：空间插值与地统计，上机实习 第八讲：空间模型与建模 第九讲：空间分析中的尺度问题 第十讲：复习总结
各种专题地图设计的方法（略）
空间数据几何分析（地图分析）
• 空间数据几何分析：通过基于几何的空间 关系运算，获取新的地理信息。
• 常见空间数据几何分析种类：
– 缓冲区分析； – 叠加分析； – 地形分析； – 网络分析； – 中心点； – 泰森多边形；等。
探索性空间数据分析
• 探索性空间数据分析的英文为Exploring Spatial Data Analysis 简称ESDA；
什么是空间分析?
• 空间分析是对地理空间数据进行处理、分析； • 空间分析是虽然不是一个新概念，但目前还没有
一个明确的、统一的定义； • 空间分析通常包含以下方面：
– 空间数据可视化分析； – 空间数据几何分析（地图分析）； – 空间数据描述与探索分析； – 空间插值与地统计； – 空间模型与建模，等。