¿Qué es el análisis espacial? El análisis espacial es una tecnología de análisis de datos espaciales basada en la ubicación y forma de objetos geográficos. Su finalidad es extraer y transferir información espacial. El análisis espacial es la característica principal de los sistemas de información geográfica. Las capacidades de análisis espacial (especialmente la capacidad de extraer y transmitir información espacial implícita) son los principales aspectos que distinguen los sistemas de información geográfica de los sistemas de información general, y también son los principales indicadores para evaluar el éxito de un sistema de información geográfica. Desde la creación de los mapas, la gente ha realizado varios tipos de análisis espacial de forma consciente o inconsciente. Por ejemplo, medir la distancia y el área entre características geográficas en un mapa y usar mapas para investigación táctica y toma de decisiones estratégicas. Con la introducción de la ciencia y la tecnología modernas, especialmente la tecnología informática, en la cartografía y la geografía, los sistemas de información geográfica comenzaron a gestarse y desarrollarse. Los mapas que existen en forma digital en las computadoras muestran a las personas una gama más amplia de aplicaciones. El uso de computadoras para analizar mapas, obtener información y respaldar la toma de decisiones espaciales se ha convertido en un contenido de investigación importante de los sistemas de información geográfica, y el término "análisis espacial" también se ha convertido en un término especial en este campo. El análisis espacial es el núcleo y el alma de los SIG y una de las principales características que los distingue de los sistemas de información general, CAD o sistemas de mapas electrónicos. El análisis espacial combinado con información de atributos de datos espaciales puede proporcionar funciones de consulta de datos espaciales potentes y ricas. Por tanto, el estatus del análisis espacial en los SIG es evidente. El análisis espacial es el análisis y la extracción de datos que resuelve problemas geoespaciales. Es el proceso de obtener información derivada y nuevo conocimiento de las relaciones espaciales entre objetos SIG e información de una o más capas de datos espaciales. El análisis espacial extrae información espacial potencial a través del cálculo geográfico y la expresión espacial. Su esencia incluye detectar patrones en datos espaciales; estudiar la relación entre los datos y establecer modelos de datos espaciales para que los datos espaciales expresen su significado potencial de manera más intuitiva; Eventos geoespaciales. El análisis espacial extrae principalmente la información potencial de los objetos espaciales mediante el análisis conjunto de datos espaciales y modelos espaciales. La información básica de estos objetos espaciales no es más que su posición espacial, distribución, forma, distancia, orientación y relación topológica. la distancia, la orientación y las relaciones topológicas constituyen las relaciones espaciales de los objetos espaciales, que son características espaciales entre entidades geográficas y pueden servir como base para la organización, consulta, análisis y razonamiento de datos. Al dividir los objetivos geoespaciales en diferentes tipos, como puntos, líneas y superficies, se pueden obtener las estructuras morfológicas de estos diferentes tipos de objetivos. Al combinar datos espaciales y datos de atributos de objetos espaciales, se puede utilizar para el cálculo espacial y el análisis de muchas tareas específicas. Se han implementado muchos métodos de análisis espacial en el software SIG. ArcGISToolsBox integra una gran cantidad de herramientas de análisis espacial, como clasificación de información espacial, superposición, análisis de redes, análisis de dominio, análisis geoestadístico, etc. Además, existen una serie de modelos y métodos informáticos de alto rendimiento adecuados para datos geoespaciales, como redes neuronales artificiales, algoritmos de recocido simulados, algoritmos genéticos, etc. Pero, en general, hay muy pocos módulos de análisis espacial profesionales implementados en el software SIG. Debido a la imperfección de la propia teoría del análisis espacial, actualmente no existe ningún paquete de software completo y autorizado integrado en el software SIG. Hay dos formas de combinar el software SIG y el software de análisis espacial, una es de alto acoplamiento y la otra es de acoplamiento flexible. La estructura altamente acoplada incorpora el módulo de análisis espacial en el paquete de software SIG, lo que permite a los usuarios seleccionar varias funciones directamente desde la interfaz gráfica. Los datos relevantes en SIG pueden participar directamente en los cálculos de análisis espacial, lo cual es conveniente para los usuarios, pero a un costo. Altos costos de desarrollo. El ciclo de implementación es largo. Sólo unas pocas grandes empresas SIG estarán profundamente involucradas en el diseño y desarrollo de software SIG de estructura altamente acoplada, como la empresa estadounidense ESRI. La estructura de acoplamiento flexible utiliza una interfaz de intercambio de datos entre un software SIG relativamente independiente y un software de análisis espacial. Los datos del software GIS proporcionan la fuente de datos de análisis básico para el software de análisis espacial a través de la interfaz, y los resultados calculados por el software de análisis espacial se muestran gráficamente en el software GIS a través de la interfaz. Esta arquitectura es relativamente fácil de implementar y de costo relativamente bajo. Generalmente, esta estructura se puede lograr mediante el uso de software SIG de código abierto. [Editar este párrafo] Métodos básicos de análisis espacial 1. Calcular la cantidad de información espacial es la base del análisis espacial cuantitativo para el análisis espacial. Existen muchas relaciones espaciales entre entidades espaciales, incluida la topología, el orden, la distancia, la dirección, etc. Consultar y localizar entidades espaciales a través de relaciones espaciales es una de las funciones de los sistemas de información geográfica que es diferente de los sistemas de bases de datos generales. Por ejemplo, consulte ciudades que cumplan las siguientes condiciones: al este de la línea Beijing-Kowloon, a no más de 200 kilómetros de la línea Beijing-Kowloon, población urbana superior a 10.000 habitantes e ingreso anual per cápita de residentes superior a 10.000.
Todo el cálculo de la consulta implica la relación de orientación del orden espacial (al este de la línea Beijing-Kowloon), la relación de distancia espacial (a no más de 200 kilómetros de la línea Beijing-Kowloon) e incluso la consulta de información de atributos (la población urbana supera los 654,38 +0 millones, y el ingreso anual per cápita de los residentes supera los 654,38 +00.000). El cálculo de información espacial incluye: cálculo del centro de masa, cálculo geométrico y cálculo de forma. 2. La clasificación de la información espacial es una parte importante de la función SIG. Encuentre la longitud, curvatura y dirección de entidades lineales, así como el área, perímetro, forma y curvatura de entidades planas, encuentre el centroide de la geometría y más; Los métodos matemáticos comúnmente utilizados para clasificar información espacial en el análisis espacial incluyen: análisis de componentes principales, proceso de jerarquía analítica, análisis de agrupamiento de sistemas, análisis discriminante, etc. 3. Análisis de zona de influencia El análisis de zona de influencia consiste en crear automáticamente un polígono de zona de influencia con un cierto ancho a su alrededor para entidades geográficas como puntos, líneas y superficies. La proximidad describe la similitud de dos objetos en el espacio geográfico y su determinación es un medio importante de análisis espacial. Las características a lo largo del tráfico o de los ríos tienen su propia importancia única. El radio de servicio de las instalaciones públicas, la reubicación causada por la construcción de grandes embalses y la importancia de los ferrocarriles, carreteras y ríos de navegación para el desarrollo económico de las áreas por las que pasan son cuestiones de proximidad. El análisis de zonas de influencia es una de las herramientas de análisis espacial que resuelve el problema de la proximidad. La llamada zona de amortiguamiento es una especie de área de influencia o área de servicio de objetivos geoespaciales. 4. Análisis de superposición La mayoría del software SIG organiza paisajes geográficos jerárquicamente y los extrae jerárquicamente según temas. El conjunto completo de capas de datos para la misma área expresa el contenido del paisaje geográfico de esa área. El análisis de superposición de un sistema de información geográfica es la operación de superponer capas de datos compuestas de capas de temas relacionados para crear una nueva capa de datos. El resultado combina las dos o más capas de propiedades originales. El análisis de superposición incluye no sólo la comparación de relaciones espaciales, sino también la comparación de relaciones de atributos. El análisis de superposición se puede dividir en las siguientes categorías: superposición de información visual, superposición de puntos y polígonos, superposición de líneas y polígonos, superposición de polígonos y superposición de capas ráster. 5. Análisis de red El objetivo principal de la función de análisis de red en el sistema de información geográfica es analizar y analizar redes geográficas (como redes de transporte) y redes de infraestructura urbana (como varias líneas de análisis de espacio de red, líneas eléctricas, líneas telefónicas, agua). tuberías de abastecimiento y drenaje, etc.) Modelado. ).El análisis de redes es un modelo básico en los modelos de investigación operativa. Su propósito fundamental es estudiar y planificar cómo organizar un proyecto de red para que funcione mejor, como por ejemplo la configuración óptima de un determinado recurso y el menor costo de transporte de un lugar a otro. El análisis de red incluye: análisis de ruta (buscar la mejor ruta), coincidencia de direcciones (esencialmente consulta de ubicación geográfica) y asignación de recursos. 6. Análisis estadístico espacial Uno de los soportes técnicos importantes para la aplicación generalizada de los SIG son las estadísticas y el análisis espacial. Por ejemplo, en la evaluación de la calidad ambiental actual en el dominio de análisis espacial regional, la información geográfica se puede combinar con datos de monitoreo de elementos ambientales como aire, suelo, agua, ruido, etc., y el módulo de análisis espacial del software SIG. se puede utilizar para evaluar objetiva y exhaustivamente toda la región el estado actual de la calidad ambiental, reflejando así el grado y la distribución espacial de la contaminación en la región. Mediante el análisis de superposición, se puede extraer el mapa de contaminación del aire y el mapa de ruido del área. El análisis de la zona de amortiguamiento muestra el alcance de la influencia de la fuente de contaminación. Es previsible que los SIG y la tecnología de análisis espacial desempeñen un papel cada vez más amplio y profundo en el proceso de construcción de una sociedad armoniosa. Los métodos de análisis estadístico espacial comúnmente utilizados incluyen: análisis estadístico convencional, análisis de autocorrelación espacial, análisis de regresión, análisis de tendencias y modelo de puntuación experto. La posición espacial es el contenido principal del análisis espacial: la transmisión de información de posicionamiento de objetos espaciales con la ayuda del sistema de coordenadas espaciales es la base de investigación para la expresión de objetos espaciales, es decir, la teoría de la transformación de proyección. Distribución espacial: información de posicionamiento grupal de objetos espaciales similares, incluida distribución, tendencia, comparación, etc. Forma espacial: la forma geométrica de los objetos espaciales; distancia espacial: la proximidad de los objetos espaciales; relación espacial: la correlación de los objetos espaciales, incluida la topología, la orientación, la similitud y la correlación.