浅谈地理信息系统的空间分析功能

裴晓雯

（长安大学渭水校区，陕西西安，710021）

引言

GIS的核心即为空间属性数据库，而管理、分析以及应用数据库中数据的SA功能与应用模型则是发挥数据库作用的关键部分。评定一个GIS的优劣，不仅要从数据库数据的质量、数据量以及更新速率的监督进行分析，同时还要看GIS-SA是否强大、实用和具有灵活性。

1 GIS-SA的基本功能

现阶段，地理信息系统商业软件在SA中大多进行SS及常规统计等。SS主要涵盖了并、交以及切空间。而常规统计则进行相关系数、M-VM以及GC，上述功能能够有效的达到地学分析的基本需要。而目前，地球科学领域对GIS-SA的功能提出了更高的要求[1]。

2 地球科学中的GIS-SA

以定量的SA作为基础，地球科学的研究内容主要包括下述几方面：（1）空间统计与格局；（2）空间过程模拟；(3)空间之间的相互作用；(4)空间运筹。

2.1 空间统计与格局

举例说明，环境灾害的空间布局、犯罪的空间状态以及物种的空间分布等等。地学中的空间格局即为地学中空间的体现，换而言之，其构建了地学过程的边线与先决条件。所以，针对地学中空间格局的阐释、辨识以及统计，在很大程度上有助于了解地学的根本机理以及成因。现阶段SA理论的成果大多体现于空间点格局统计方面，空间点格局统计能够有效辨识点的空间分布状态，其中包括：集聚、散布以及均衡等[2]。

2.2 SA模拟流程

SA模拟流程主要有，地球水资源的变化与病毒的扩散趋势等，可以依附于其物理机制构建ODE与PDE，DE的计算隶属逻辑推导范畴。目前，很多商业系统的数学软件都能够利用电脑将DE予以自动的推导，进而获取结果，不过针对很多实际问题，即使较为简单，但也要在人工规则化的基础上才能够通过计算机进行求解。而若想获取微分方程系数，那么首先要对其予以空间剖分割，此环节可通过地理信息系统完成，同时初始条件也可以通过地理信息系统获取[3]。

2.3 空间相互影响

举例说明，城市规划以，经variable及影响COF间的关系类比，同时设置指向性较强的数学模型，最后经RC获取所需的系数，并予以整体的分析。

2.4 空间运筹

空间运筹大多进行时空的布局亦或空间监测采样之中。近年来，很多地区都面临水资匮乏的严重情况，而随着GW的进程，此问题逐渐凸显。水资源的空间布局即为其中主要的优化问题，其侧重于在区域水源不足的先决条件下，将水源在下属区域进行合理的配置，进而使范围内的社会经济与生态得到最大限度的收益。

污染排放隶属时空优化问题，污染排放量与经济、科技的发展呈正相关，而污染排放必须控制在特定的标准区间，同时，环境本身既有一定的饱和性，因此在某一个时间区间内会弱化一部分污染物。而且，良好的自然环境可以创造较高的经济收益。基于此，必须合理的规划污染物在各及地域的排放状态，进而使区域经济得以全面的发展。

3 GIS-SA在其它领域的应用

3.1 GIS-SA在矿产资源评价中的应用

GIS-SA能够通过相关资料，经SA，空间图形资源予以矿产资源的评估。现阶段通过GIS-SA予以矿源的评估，即在相关人员的指导下，通过专家找矿模型来进行的。不过针对不同水平专家的找矿模型缺乏一个相应的标准，针对此问题，即可通过GIS-SA进行凡想推倒，进而深化找矿模型，因此达到矿源的有效评估。其优势即为限制较少，同时可以全面利用既有的资料，同时筛选出有针对性的找矿模型，进而为地质人员给出有效的依据。

3.2 GIS-SA与Database操作相组合进行土地适宜性分析

LCC即对土地使用实际价值予以全面的评估，同时进行等级化划分。经有针对性的措施区分土地等级，这样能够为有效使用土地提供有力的依据。GIS-SA与Database操作功能可以从根本深化土地分级的有效性，而GIS-SA较之其他方法也更为稳定且精确[4]。GIS-SA中的Database管理单元通常具有一定的局限性，不过若进行合理的使用，也能够处理大多数的实际问题，如相同的网格，不同因素影响的取舍问题，其中包括分类中的逻辑划分以及数据整合。针对GIS-Database功能无法有效处理的问题，可利用数据交互，使数据下载至其他系统中予以处理，在此基础上反馈至属性 Database。如在此次工作中，单元总分频率直方图使是使用了EXCEI的作图功能。在确定了分级界线后，建立查找表，再在GIS上进行所有单元总分的赋值与分类，确定级别并统计级别的面积。

3.3 GIS-SA在地震灾害与评估中的应用

地震即为地壳运动的一种表现形式，地震与地质构造都是包含有空间位置信息的地学实体。对地震灾害以及地震次生灾害的评估对于区域的降低危险，资源分配以及紧急相应规划具有重要意义。通过存储和分析地质构造信息，利用GIS的空间分析功能可以预测地震发生的“场景”，估计该区域由于地震引发的潜在损失，并且可以分析地震实际发生时的灾害严重程度的空间分布，帮助政府分配紧急响应的资源。进而对于地震活动性分析常规的工作方法是按发震时间或地震带选取地震资料，但由于地震带的划分一般范围较大，往往跨越多个构造带或新构造分区，对于小范围构造分区的地震活动性分析比较困难[5]。由于地质构造特征和演化历史差异，不同的地质构造单元其地震活动特征也有所不同。利用GIS-SA功能不仅可以完成不同地震区、带的地震活动分析，还可以根据需要进行不同构造单元之间的地震活动对比分析。例如：利用活动断裂GIS的空间叠加模块，可以对地震带不同新构造分区地震活动进行对比分析，如不同新构造分区的地震频度、震级的对比分析。

4 结束语

综上所述，GIS-SA针对地学中空间格局的阐释、辨识以及统计，在很大程度上有助于了解地学的根本机理以及成因。现阶段SA理论的成果大多体现于空间点格局统计方面，空间点格局统计能够有效辨识点的空间分布状态，其中包括：集聚、散布以及均衡等。地学中的空间格局即为地学中空间的体现，换而言之，其构建了地学过程的边线与先决条件。所以，针对地学中空间格局的阐释、辨识以及统计，在很大程度上有助于了解地学的根本机理以及成因。现阶段SA理论的成果大多体现于空间点格局统计方面，空间点格局统计能够有效辨识点的空间分布状态，其中包括：集聚、散布以及均衡等。SA模拟流程主要有，地球水资源的变化状态与病毒的扩散趋势等，可以依附于其物理机制构建ODE与PDE，DE的计算隶属逻辑推导范畴。目前，很多商业系统的数学软件都能够利用电脑将DE予以自动的推导，进而获取结果，不过针对很多实际问题，即使较为简单，但也要在人工规则化的基础上才能够通过计算机进行求解。而若想获取微分方程系数，那么首先要对其予以空间剖分割，此环节可通过地理信息系统完成，同时初始条件也可以通过地理信息系统获取。SA即为GIS的核心，而SA功能的应用逐渐向多元化发展，因此，深化地理信息系统的空间分析势在必行。

[1]王宇翔.分布式网络地理信息系统研究[D].中国科学院研究生院(遥感应用研究所), 2015, (04): 15-17.

[2]周勇.遥感和地理信息系统支持的土水资源分类、评价与预测研究[D].华中农业大学, 2017, (02): 34-36.

[3]余晓红.建设管理地理信息系统数据的质量控制[D].中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所), 2016, (03): 40-42.

[4]战金艳, 邓祥征, 唐华秀, 等.分布式信息系统的设计及其在环境动态监测中的应用[J].安徽农业科学, 2015, (01): 12-14.

[5]宋绪钦.基于GIS的中国地区资本市场发展程度评价[D].解放军信息工程大学, 2015, (02): 26-28.