淺談地理信息系統的空間分析功能

裴曉雯

（長安大學渭水校區，陜西西安，710021）

引言

GIS的核心即為空間屬性數據庫，而管理、分析以及應用數據庫中數據的SA功能與應用模型則是發揮數據庫作用的關鍵部分。評定一個GIS的優劣，不僅要從數據庫數據的質量、數據量以及更新速率的監督進行分析，同時還要看GIS-SA是否強大、實用和具有靈活性。

1 GIS-SA的基本功能

現階段，地理信息系統商業軟件在SA中大多進行SS及常規統計等。SS主要涵蓋了并、交以及切空間。而常規統計則進行相關系數、M-VM以及GC，上述功能能夠有效的達到地學分析的基本需要。而目前，地球科學領域對GIS-SA的功能提出了更高的要求[1]。

2 地球科學中的GIS-SA

以定量的SA作為基礎，地球科學的研究內容主要包括下述幾方面：（1）空間統計與格局；（2）空間過程模擬；(3)空間之間的相互作用；(4)空間運籌。

2.1 空間統計與格局

舉例說明，環境災害的空間布局、犯罪的空間狀態以及物種的空間分布等等。地學中的空間格局即為地學中空間的體現，換而言之，其構建了地學過程的邊線與先決條件。所以，針對地學中空間格局的闡釋、辨識以及統計，在很大程度上有助于了解地學的根本機理以及成因。現階段SA理論的成果大多體現于空間點格局統計方面，空間點格局統計能夠有效辨識點的空間分布狀態，其中包括：集聚、散布以及均衡等[2]。

2.2 SA模擬流程

SA模擬流程主要有，地球水資源的變化與病毒的擴散趨勢等，可以依附于其物理機制構建ODE與PDE，DE的計算隸屬邏輯推導范疇。目前，很多商業系統的數學軟件都能夠利用電腦將DE予以自動的推導，進而獲取結果，不過針對很多實際問題，即使較為簡單，但也要在人工規則化的基礎上才能夠通過計算機進行求解。而若想獲取微分方程系數，那么首先要對其予以空間剖分割，此環節可通過地理信息系統完成，同時初始條件也可以通過地理信息系統獲取[3]。

2.3 空間相互影響

舉例說明，城市規劃以，經variable及影響COF間的關系類比，同時設置指向性較強的數學模型，最后經RC獲取所需的系數，并予以整體的分析。

2.4 空間運籌

空間運籌大多進行時空的布局亦或空間監測采樣之中。近年來，很多地區都面臨水資匱乏的嚴重情況，而隨著GW的進程，此問題逐漸凸顯。水資源的空間布局即為其中主要的優化問題，其側重于在區域水源不足的先決條件下，將水源在下屬區域進行合理的配置，進而使范圍內的社會經濟與生態得到最大限度的收益。

污染排放隸屬時空優化問題，污染排放量與經濟、科技的發展呈正相關，而污染排放必須控制在特定的標準區間，同時，環境本身既有一定的飽和性，因此在某一個時間區間內會弱化一部分污染物。而且，良好的自然環境可以創造較高的經濟收益。基于此，必須合理的規劃污染物在各及地域的排放狀態，進而使區域經濟得以全面的發展。

3 GIS-SA在其它領域的應用

3.1 GIS-SA在礦產資源評價中的應用

GIS-SA能夠通過相關資料，經SA，空間圖形資源予以礦產資源的評估。現階段通過GIS-SA予以礦源的評估，即在相關人員的指導下，通過專家找礦模型來進行的。不過針對不同水平專家的找礦模型缺乏一個相應的標準，針對此問題，即可通過GIS-SA進行凡想推倒，進而深化找礦模型，因此達到礦源的有效評估。其優勢即為限制較少，同時可以全面利用既有的資料，同時篩選出有針對性的找礦模型，進而為地質人員給出有效的依據。

3.2 GIS-SA與Database操作相組合進行土地適宜性分析

LCC即對土地使用實際價值予以全面的評估，同時進行等級化劃分。經有針對性的措施區分土地等級，這樣能夠為有效使用土地提供有力的依據。GIS-SA與Database操作功能可以從根本深化土地分級的有效性，而GIS-SA較之其他方法也更為穩定且精確[4]。GIS-SA中的Database管理單元通常具有一定的局限性，不過若進行合理的使用，也能夠處理大多數的實際問題，如相同的網格，不同因素影響的取舍問題，其中包括分類中的邏輯劃分以及數據整合。針對GIS-Database功能無法有效處理的問題，可利用數據交互，使數據下載至其他系統中予以處理，在此基礎上反饋至屬性 Database。如在此次工作中，單元總分頻率直方圖使是使用了EXCEI的作圖功能。在確定了分級界線后，建立查找表，再在GIS上進行所有單元總分的賦值與分類，確定級別并統計級別的面積。

3.3 GIS-SA在地震災害與評估中的應用

地震即為地殼運動的一種表現形式，地震與地質構造都是包含有空間位置信息的地學實體。對地震災害以及地震次生災害的評估對于區域的降低危險，資源分配以及緊急相應規劃具有重要意義。通過存儲和分析地質構造信息，利用GIS的空間分析功能可以預測地震發生的“場景”，估計該區域由于地震引發的潛在損失，并且可以分析地震實際發生時的災害嚴重程度的空間分布，幫助政府分配緊急響應的資源。進而對于地震活動性分析常規的工作方法是按發震時間或地震帶選取地震資料，但由于地震帶的劃分一般范圍較大，往往跨越多個構造帶或新構造分區，對于小范圍構造分區的地震活動性分析比較困難[5]。由于地質構造特征和演化歷史差異，不同的地質構造單元其地震活動特征也有所不同。利用GIS-SA功能不僅可以完成不同地震區、帶的地震活動分析，還可以根據需要進行不同構造單元之間的地震活動對比分析。例如：利用活動斷裂GIS的空間疊加模塊，可以對地震帶不同新構造分區地震活動進行對比分析，如不同新構造分區的地震頻度、震級的對比分析。

4 結束語

綜上所述，GIS-SA針對地學中空間格局的闡釋、辨識以及統計，在很大程度上有助于了解地學的根本機理以及成因。現階段SA理論的成果大多體現于空間點格局統計方面，空間點格局統計能夠有效辨識點的空間分布狀態，其中包括：集聚、散布以及均衡等。地學中的空間格局即為地學中空間的體現，換而言之，其構建了地學過程的邊線與先決條件。所以，針對地學中空間格局的闡釋、辨識以及統計，在很大程度上有助于了解地學的根本機理以及成因。現階段SA理論的成果大多體現于空間點格局統計方面，空間點格局統計能夠有效辨識點的空間分布狀態，其中包括：集聚、散布以及均衡等。SA模擬流程主要有，地球水資源的變化狀態與病毒的擴散趨勢等，可以依附于其物理機制構建ODE與PDE，DE的計算隸屬邏輯推導范疇。目前，很多商業系統的數學軟件都能夠利用電腦將DE予以自動的推導，進而獲取結果，不過針對很多實際問題，即使較為簡單，但也要在人工規則化的基礎上才能夠通過計算機進行求解。而若想獲取微分方程系數，那么首先要對其予以空間剖分割，此環節可通過地理信息系統完成，同時初始條件也可以通過地理信息系統獲取。SA即為GIS的核心，而SA功能的應用逐漸向多元化發展，因此，深化地理信息系統的空間分析勢在必行。

[1]王宇翔.分布式網絡地理信息系統研究[D].中國科學院研究生院(遙感應用研究所), 2015, (04): 15-17.

[2]周勇.遙感和地理信息系統支持的土水資源分類、評價與預測研究[D].華中農業大學, 2017, (02): 34-36.

[3]余曉紅.建設管理地理信息系統數據的質量控制[D].中國科學院研究生院(測量與地球物理研究所), 2016, (03): 40-42.

[4]戰金艷, 鄧祥征, 唐華秀, 等.分布式信息系統的設計及其在環境動態監測中的應用[J].安徽農業科學, 2015, (01): 12-14.

[5]宋緒欽.基于GIS的中國地區資本市場發展程度評價[D].解放軍信息工程大學, 2015, (02): 26-28.