第二节 GIS的基本功能 课件 (3)
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课件17张PPT。 第二节 GIS的基本功能 GlS的空间数据常由多幅地图拼合而成，因此需要对地图进行合并及接边处理；进行地图局部的开窗放大显示、漫游等操作时，需要对整体区域的特定范围进行剪裁处理；当所需的空间数据来自不同的地图投影或坐标系统时，需要通过地图投影变换或坐标变换使数据达到统一。
数据的处理与变换 GIS采集到的数据多是矢量数据，但进行空间分析时，采用栅格数据往往效率会更高。因此，矢量数据与栅格数据的相互转换也是GlS数据变换的重要功能之一。 栅格一矢量数据转换(raster-vector data conver-sion)数据转换的一种方法.即矢量与栅格两种数据形式之间的转换技术.空间数据表示的两种方法各有优缺点和适用场合，因此需要根据使用目的进行栅格一矢量数据的转换.由矢量数据向栅格数据的转换一般比较方便.对于点、线目标，由其所在的栅格行、列数表示，对于面状目标，则需判定落人该面积内的像元.通常栅格(像元)尺寸均大于原来坐标表示的分辨率，所以若将栅格化数据再反转回去，则不可能达到原来矢量数据的精度.将矢量数据转化为栅格数据，主要用于空间分析、多边形叠置等.
栅格数据矢量化较为复杂，如果由一幅扫描的数字化地图来建立矢量数据库，则需要经过数字图象处理，如边缘增强、细化、二值化、特征提取及模式识别才能获得矢量数据.人们通常将多色地图分色后逐个元素(如等高线地貌、水系、道路网、地物、符号与注记等)加以识别和提取.如果将数字影像矢量化，则需要事先做好重采样、图象处理、影像匹配和影像理解等过程，才能将影像上的语义和非语义信息提取出来，并形成矢量形式的数据空间查询与分析 空间查询（spatial query)是GIS最基本的功能之一，主要有两种方式：图形与属性的关联查询和复合条件查询
图形与属性的关联查询：在地图窗口中，选择任意一个区域或地物，都可在属性列表窗口中显示该区域或地物相应的属性信息；同样，在属性列表窗口中选择任意一行属性数据，在地图窗口中就会突出显示对应的区城或地物图形。
复合条件查询：也称SQL(structured query language，结构查询语言）查询，是GIS中利用属性信息查找满足多个特定条件的空间目标的查询方法。例如，可以在上海城市管理地理信息系统中查询名称中包含“浦”字的市辖区。 空间分析：是基于地理对象的位置和形态的空间数据分析技术，是GIS的核心功能，也是GIS与其他信息管理系统的本质区别。GIS有两种重要的空间分析技术 缓冲区分析 叠置分析 叠置分析（overlay analysis)是GIS中非常重要的一项空间分析功能，是在两个数据集（图层）之间进行的一系列集合运算，可综合原来两种要素所具有的属性。例如，将某地区的土地类型与某种作物的土壤适宜性叠置，可以得出该种作物在该地区的最佳种植区域。
缓冲区分析（buffering analysis)：是根据指定的距离，在点、线或多边形实体周围自动建立一定宽度的区城范围的分析方法。
例如，考察一条供水线路的供水能力，需要统计沿线500米内有多少房屋。以这条供水线路为中心，设定缓冲半径为500米，GIS即会创建一个距供水线路两侧各500米宽的缓冲区。再用新生成的缓冲区边界与城区图叠置，就可知道供水线路沿线500米内的房屋数量。
GlS的一个突出特色就是大多数信息和分析结果都是以地图和图表的形式直观表达。因此，编制和输出各种地图是GIS重要的功能之一。 当我们把某个区域的等高线、水系、道路、行政区域界等基本地理要素输入GlS|后，它们都表现为简单的点、线、面，但当用地图符号表现这些要素，并将各图层透明叠合显示时，就成为我们熟悉的地图。在GIS中，与空间数据对应的属性数据常常有多项，如一个地区的人口、工业产值、学校数量等。利用这些属性数据，选择好制图类型和符号，就可以编制出各种划布局图。专题地图，如人口分布图等。GIS的各种空间分析结果也常常以地图的形式表达。功能较全的GIS软件还可以输出遥感影像地图以及三维动态模拟地表景观。在GIS中做好地图后，还可以在“布局窗口”进行适当的修饰，如加入图名、图例、图廓等，也可以调整各项内容的图面布局。
GIS与退耕还林还草 退耕还林还草是中国西部地区生态环境建设的重要措施，也是西部大开发的一项重要内容。在其体实施过程中，经常需要了解地面坡度与土地利用之间的关系。因为地面坡度的大小直接影响着土壤的演化、植被的生长与土地质量等，决定着土地利用方向和退耕还林还草的建设布局。
陕西省候德县在实施退耕还林还草工作中，利用GIS进行辅助决策，给工作带来了极大的便利。在此项工作中，应用GIS的目的是根据地面坡度找到不适合用作耕地、必须进行退耕还林还草的地区。根据多年试验，在黄土丘陵沟整地区，坡度小于6°的坡地可用作耕地，在6°-15°之间的坡地可修筑梯田，在15°-25°之间的坡地既可修筑梯田也可种植林木，大于25°的坡地不适合耕作。因此，需要借助GIS找到地面坡度大于25°且仍用于耕作的地区，这些地区必须退耕还林还草。
GIS可以利用的基本信息源有两个：续德县数字高程模型和土地利用现状图。工作步骤是：首先，根据数字高程模型计算出各地区的坡度，以坡度25°为界分为两级；然后，输入土地利用现状图，捉取土地类型，找到当地耕地、林地、草地的分布范围；最后，将这两个图层叠置分析，找到坡度大于25“且仍用于耕作的地区。这些地区就是必须退耕还林还草的地区。
思考：在这个实例中，应用了GIS中的哪些空间查询与分析的功能？对退耕还林还草的决策有哪些帮助?谢 谢
数据的处理与变换 GIS采集到的数据多是矢量数据，但进行空间分析时，采用栅格数据往往效率会更高。因此，矢量数据与栅格数据的相互转换也是GlS数据变换的重要功能之一。 栅格一矢量数据转换(raster-vector data conver-sion)数据转换的一种方法.即矢量与栅格两种数据形式之间的转换技术.空间数据表示的两种方法各有优缺点和适用场合，因此需要根据使用目的进行栅格一矢量数据的转换.由矢量数据向栅格数据的转换一般比较方便.对于点、线目标，由其所在的栅格行、列数表示，对于面状目标，则需判定落人该面积内的像元.通常栅格(像元)尺寸均大于原来坐标表示的分辨率，所以若将栅格化数据再反转回去，则不可能达到原来矢量数据的精度.将矢量数据转化为栅格数据，主要用于空间分析、多边形叠置等.
栅格数据矢量化较为复杂，如果由一幅扫描的数字化地图来建立矢量数据库，则需要经过数字图象处理，如边缘增强、细化、二值化、特征提取及模式识别才能获得矢量数据.人们通常将多色地图分色后逐个元素(如等高线地貌、水系、道路网、地物、符号与注记等)加以识别和提取.如果将数字影像矢量化，则需要事先做好重采样、图象处理、影像匹配和影像理解等过程，才能将影像上的语义和非语义信息提取出来，并形成矢量形式的数据空间查询与分析 空间查询（spatial query)是GIS最基本的功能之一，主要有两种方式：图形与属性的关联查询和复合条件查询
图形与属性的关联查询：在地图窗口中，选择任意一个区域或地物，都可在属性列表窗口中显示该区域或地物相应的属性信息；同样，在属性列表窗口中选择任意一行属性数据，在地图窗口中就会突出显示对应的区城或地物图形。
复合条件查询：也称SQL(structured query language，结构查询语言）查询，是GIS中利用属性信息查找满足多个特定条件的空间目标的查询方法。例如，可以在上海城市管理地理信息系统中查询名称中包含“浦”字的市辖区。 空间分析：是基于地理对象的位置和形态的空间数据分析技术，是GIS的核心功能，也是GIS与其他信息管理系统的本质区别。GIS有两种重要的空间分析技术 缓冲区分析 叠置分析 叠置分析（overlay analysis)是GIS中非常重要的一项空间分析功能，是在两个数据集（图层）之间进行的一系列集合运算，可综合原来两种要素所具有的属性。例如，将某地区的土地类型与某种作物的土壤适宜性叠置，可以得出该种作物在该地区的最佳种植区域。
缓冲区分析（buffering analysis)：是根据指定的距离，在点、线或多边形实体周围自动建立一定宽度的区城范围的分析方法。
例如，考察一条供水线路的供水能力，需要统计沿线500米内有多少房屋。以这条供水线路为中心，设定缓冲半径为500米，GIS即会创建一个距供水线路两侧各500米宽的缓冲区。再用新生成的缓冲区边界与城区图叠置，就可知道供水线路沿线500米内的房屋数量。
GlS的一个突出特色就是大多数信息和分析结果都是以地图和图表的形式直观表达。因此，编制和输出各种地图是GIS重要的功能之一。 当我们把某个区域的等高线、水系、道路、行政区域界等基本地理要素输入GlS|后，它们都表现为简单的点、线、面，但当用地图符号表现这些要素，并将各图层透明叠合显示时，就成为我们熟悉的地图。在GIS中，与空间数据对应的属性数据常常有多项，如一个地区的人口、工业产值、学校数量等。利用这些属性数据，选择好制图类型和符号，就可以编制出各种划布局图。专题地图，如人口分布图等。GIS的各种空间分析结果也常常以地图的形式表达。功能较全的GIS软件还可以输出遥感影像地图以及三维动态模拟地表景观。在GIS中做好地图后，还可以在“布局窗口”进行适当的修饰，如加入图名、图例、图廓等，也可以调整各项内容的图面布局。
GIS与退耕还林还草 退耕还林还草是中国西部地区生态环境建设的重要措施，也是西部大开发的一项重要内容。在其体实施过程中，经常需要了解地面坡度与土地利用之间的关系。因为地面坡度的大小直接影响着土壤的演化、植被的生长与土地质量等，决定着土地利用方向和退耕还林还草的建设布局。
陕西省候德县在实施退耕还林还草工作中，利用GIS进行辅助决策，给工作带来了极大的便利。在此项工作中，应用GIS的目的是根据地面坡度找到不适合用作耕地、必须进行退耕还林还草的地区。根据多年试验，在黄土丘陵沟整地区，坡度小于6°的坡地可用作耕地，在6°-15°之间的坡地可修筑梯田，在15°-25°之间的坡地既可修筑梯田也可种植林木，大于25°的坡地不适合耕作。因此，需要借助GIS找到地面坡度大于25°且仍用于耕作的地区，这些地区必须退耕还林还草。
GIS可以利用的基本信息源有两个：续德县数字高程模型和土地利用现状图。工作步骤是：首先，根据数字高程模型计算出各地区的坡度，以坡度25°为界分为两级；然后，输入土地利用现状图，捉取土地类型，找到当地耕地、林地、草地的分布范围；最后，将这两个图层叠置分析，找到坡度大于25“且仍用于耕作的地区。这些地区就是必须退耕还林还草的地区。
思考：在这个实例中，应用了GIS中的哪些空间查询与分析的功能？对退耕还林还草的决策有哪些帮助?谢 谢