空間數據的查詢與空間第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日主要內容空間數據查詢概述屬性查詢圖形查詢空間關系查詢距離量算與方位量算線狀物體的量算面狀物體的量算第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日空間數據查詢概述空間數據查詢屬于空間數據庫的范疇，一般定義為從空間數據庫中找出所有滿足屬性約束條件和空間約束條件的地理對象查詢的過程分為三類直接復原數據庫中的數據及所含信息通過邏輯運算完成一定約束條件下的查詢根據數據庫中現有的數據模型，進行有機的組合構造出復合模型，模擬現實世界的系統和現象的結構、功能，預測事務的發生、發展的動態趨勢第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日空間數據查詢概述第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日空間數據查詢概述空間數據查詢的方式屬性查圖形用SQL語句來進行簡單和復雜的條件查詢如在中國經濟區劃圖上查找人均年收入大于5000元人民幣的城市，將符合條件的城市的屬性與圖形關聯，然后在經濟區劃圖上高亮度顯示給用戶圖形查屬性通過點、矩形、圓和多邊形等圖形來查詢所選空間對象的屬性查找空間對象的幾何參數，如兩點間的距離，線狀地物的長度，面狀地物的面積等第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日空間數據查詢概述空間數據查詢的內容空間對象的屬性，空間位置，空間分布，幾何特征，以及和其他空間對象的空間關系第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日屬性查詢簡單的屬性查詢最簡單的屬性查詢是查找。查找不需要構造復雜的SQL命令，只要選擇一個屬性值，就可以找到對應的空間圖形。第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日屬性查詢基于SQL語言的屬性查詢SQL的基本語法：Select<屬性清單>From<關系>Where<條件>查詢所需要的關聯表地塊標識銷售日期面積代碼分區P10198－02－133.11住宅區P10289－03－242.52商用區P10393－12－034.63農用區P10495－06－055.22商用區P10578－08－302.73農用區第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日屬性查詢SelectsaledateFromparcelWherePIN=“P101”第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日屬性查詢擴展的SQL查詢在SQL上擴充謂詞集，將屬性條件和空間關系的圖形條件組合在一起形成擴展的SQL查詢語言常用的空間關系謂詞有相鄰“Adjacent”，包含“Contain”,穿過“Cross”和在內部“inside”，緩沖區“buffer”等第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日（a）輸入查詢條件（b）查詢結果顯示第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日圖形查詢用戶利用光標，用點、線、矩形、圓或其他不規則工具選中感興趣的地物，得到查詢對象的屬性、空間位置、空間分布以及與其他空間對象的空間關系第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日點查詢用鼠標點擊圖中的任意一點，得到該點所代表空間對象的相關屬性第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日矩形或圓查詢按矩形框查詢，給定一個矩形窗口，得到該窗口內所有對象的屬性列表（a）矩形框選擇要查詢的區域（b）查詢結果第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日矩形或圓查詢圓查詢給定一個圓，檢索出該圓內的空間對象，可以得到空間對象的屬性，其實現方法與矩形類似多邊形查詢給定一個多邊形，檢索出該多邊形內的某一類或某一層空間對象第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日空間關系查詢空間關系查詢拓撲關系查詢緩沖區查詢第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日拓撲關系查詢對于凡具有網狀結構特征的地理要素，存在結點、弧段和多邊形之間的拓撲結構鄰接關系查詢鄰接查詢可以是點與點的鄰接查詢，線與線的鄰接查詢，或者是面與面的鄰接查詢鄰接關系查詢還可以涉及到與某個結點鄰接的線狀地物和面狀地物信息的查詢如查找與公園鄰接的閑置空地，或者與洪水泛濫區域相鄰的居民區第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日面的鄰接拓撲查詢第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日包含關系查詢包含關系查詢可以查詢某一面狀地物所包含的某一類地物，或者查詢包含某一地物的面狀地物通過查詢某點狀地物的拓撲關系，得到了包含該點的面狀地物的相關信息包含查詢—面包含點第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日關聯關系查詢關聯關系查詢是空間不同元素之間拓撲關系的查詢，可以查詢與某點狀地物相關聯的線狀地物的相關信息，也可以查詢與線狀地物相關聯的面狀地物的相關信息第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日緩沖區查詢緩沖區是根據數據庫中點、線、面地理實體，自動建立其周圍一定寬度范圍的多邊形，來表征特定地理實體對鄰域的影響范圍根據用戶給定點緩沖、線緩沖或面緩沖的距離，形成一個緩沖區的多邊形，再根據多邊形檢索的原理，從該緩沖區內檢索出所要的空間對象第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日緩沖區查詢某一單位準備建立一個養殖實驗室，實驗室的選址要求為：①土地利用類型為灌木林地（屬性代碼為Lucode=300）；②適宜開發的土壤類型為濕地（suit>=2）；③距離排水管道在300米之內所需數據有土地利用類型圖、土壤類型圖和排水管網首先按給定距離建立距離為300米的緩沖區將土地利用類型圖和土壤類型圖進行合并，利用合并后的圖層與排水管道緩沖區進行疊置SQL查詢滿足Lucode=300且suit>=2的區域，所選擇的區域即為適合建立實驗室的候選區域第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日土地利用圖土壤類型圖排水網絡及其300米緩沖區范圍查詢結果（深色圖斑）第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日距離量算與方位量算距離量算距離描述了兩個實體或事物之間的遠近或親疏程度距離的量算與度量空間的介質有關，要區分勻質空間和非勻質空間

第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日勻質空間距離的量算在勻質空間，廣義距離的一般形式為：i，j代表物體i和物體j在空間數據查詢和定位分析中，研究的對象通常發生在二維或三維的地理空間上，因此一般取n≤3第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日勻質空間距離的量算當時，有：稱為曼哈頓距離當時，即為最常用的歐氏距離，用于計算兩點間的直線距離第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日勻質空間距離的量算當q趨向于無窮時稱為契比雪夫距離第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日勻質空間與非勻質空間的距離量算第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日非勻質空間距離的量算當度量空間為非勻質時，用勻質空間的簡單距離的表達式就不能計算了，此時的距離稱為函數距離以旅行時間為例，如果從某一點出發，到另一點的所耗費的時間只與兩點之間的歐氏距離成正比，則從一固定點出發，旅行特定時間后所能達到的點必然組成一個等時圓。現實生活中，旅行所耗費的時間不只與歐氏距離成正比，還與路況、運輸工具性能等有關，從固定點出發，旅行特定時間后所能到達的點則在各個方向上是不同距離的、形成各向異性距離表面第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日各向同性表面（簡單距離）摩擦距離第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日方位量算方位是描述兩個物體之間位置關系的另一種度量空間方位的描述定量描述定量描述精確地給出空間目標之間的方向，用于方位角、象限角等比率量標定性描述定性描述用有序尺度數據（Ordinal）概略描述空間方向關系，常用的方法有四方向描述法、八方向描述法和十六方向描述法第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日方位角象限角十六方向描述法第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日方位量算通常將x軸設為縱軸（正北方向），將y軸設為橫軸，B相對于A的方位角計算公式為：第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日線狀物體的量算長度在矢量數據結構下，線表示為坐標對或序列，在不考慮比例尺的情況下，線狀物體長度的計算公式為第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日線狀物體的量算分數維數幾何分形最基本的研究對象是幾何物體的形態，根據歐氏幾何理論，幾何物體可以區分為零維、一維、二維、三維等，數學上的點、線、面、體，就是典型的維數為0，1，2，3的幾何物體，物體的維數是以整數表示的整數表示的維數往往不能充分反映幾何物體的某些持性第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日不同步長測量同一曲線第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日線狀物體的量算當用步長為d的折線去近似代替該曲線時，可知該曲線長度此時為6d；而當將折線段的步長減小一半，即取步長為d/2時，該曲線長度變成7d。如果再將步長減小為d/4時，此時曲線長度變成8.125d隨著步長的變化，曲線長度也發生變化，但變化率并不相等，這一特性是受曲線的一個參數所控制的，這個參數就是用分數表示的曲線的維數——分數維，又稱H—B維（Hausdorff-Besicovitch），分數維的大小描述了物體的復雜程度第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日線狀物體的量算曲線的分數維公式L1、L2分別為用步長為d1和d2的尺度去量測曲線時所得的曲線長度第三十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日線狀物體的量算曲率與彎曲度曲率反映曲線的局部特征在數學分析中，線狀物體的曲率定義為曲線切線方向角相對于弧長的變化率設曲線的形式為，則曲線上的任意一點的曲率第三十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日線狀物體的量算對于以參數形式，表示的曲線，任一點曲率的計算公式為：彎曲度彎曲度是描述曲線彎曲程度的參數，定義為曲線長度與曲線兩端點定義的線段長度之比第四十頁，共四十五頁，2022年，8月28日面狀物體的量算面積面積是面狀地物最基本的參數梯形法基本思想是：在平面直角坐標系中，按多邊形定點順序依次求出多邊形所有邊與x軸（或y軸）組成的梯形的面積，然后求其代數和對于沒有空洞的簡單多邊形，假設有N個頂點，其中S為多邊形面積，為多邊形頂點坐標。其面積計算公式為對于有孔或內島的多邊形，分別計算外多邊形與內島面積，其差值為原多邊形面積第四十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日面狀物體的量算矢量數據面積量算示意圖第四十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日面狀物體的量算計算周長是使用距離公式計算每條線段長度，再進行累加對于用柵格方式表示的面狀地物，必須對格網單元集合外部的周長單獨地識別，周長