GIS 中兩種基本查詢的原理是什么？

空間查詢和屬性查詢

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查詢方式上來講，空間查詢是通過空間位置信息進(jìn)行查詢，如地圖點(diǎn)擊查詢、框選、園選等，屬性查詢一般來說就是你輸入要查詢的內(nèi)容，常見的如地址查詢，系統(tǒng)返回給你查詢結(jié)果。

查詢結(jié)果上來講，空間查詢和屬性查詢表現(xiàn)和內(nèi)容上可以一樣，結(jié)果既可以在地圖上顯示也可以在通常的頁面上顯示。

總的來說，屬性查詢是直接式，空間查詢是間接式的，通過空間位置或范圍間接的查詢屬性信息

怎么玩轉(zhuǎn)GIS數(shù)據(jù)查詢

數(shù)據(jù)查詢?cè)贕IS工程項(xiàng)目中處于核心地位，也是基礎(chǔ)功能，在使用GIS數(shù)據(jù)時(shí)，我們經(jīng)常需要從已有的數(shù)據(jù)中查詢出部分滿足特定條件的數(shù)據(jù)。按查詢方式將數(shù)據(jù)查詢分為屬性查詢和空間查詢，下面我將結(jié)合SuperMap iDesktop產(chǎn)品分享這兩種查詢的使用。

1、 屬性查詢

屬性查詢又叫SQL查詢，是指根據(jù)已有數(shù)據(jù)中某些特定的屬性值作為過濾條件，查詢出滿足該過濾條件的數(shù)據(jù)，與空間位置無關(guān)。在SuperMap iDesktop中支持查詢的數(shù)據(jù)類型有：點(diǎn)、線、面、文本、CAD、屬性表、三維點(diǎn)、三維線、三維面、網(wǎng)絡(luò)和路由數(shù)據(jù)集。

在SuperMap iDesktop中打開數(shù)據(jù)后，選擇【空間分析】選項(xiàng)卡 【查詢】組中的【SQL查詢】，彈出“SQL查詢”對(duì)話框，查詢模式默認(rèn)選“查詢空間和屬性信息”，如下圖所示：

2、空間查詢

空間查詢是指通過幾何對(duì)象之間的空間位置關(guān)系構(gòu)建過濾條件，從已有的數(shù)據(jù)中查詢出滿足過濾條件的對(duì)象。在SuperMap iDesktop中按查詢數(shù)據(jù)不同分為：二維空間查詢和三維空間查詢。二維空間查詢目前支持點(diǎn)、線、面幾何對(duì)象的空間查詢功能；三維空間查詢支持點(diǎn)、模型對(duì)象的空間查詢。下面分別介紹二維空間查詢和三維空間查詢。

2.1 二維空間查詢

在SuperMap iDesktop中打開數(shù)據(jù)后，選擇【空間分析】選項(xiàng)卡 【查詢】組中的【二維空間查詢】，彈出“空間查詢”對(duì)話框，如下圖所示：

2.2 三維空間查詢

在SuperMap iDesktop中只有當(dāng)場(chǎng)景中存在非空的三維點(diǎn)或模型數(shù)據(jù)集時(shí)“三維空間查詢”才高亮可用，選擇【空間分析】選項(xiàng)卡 【查詢】組中的【三維空間查詢】，彈出“三維空間查詢”對(duì)話框，如下圖所示：

結(jié)語

在SuperMap iDesktop中進(jìn)行屬性查詢時(shí)，根據(jù)功能需求設(shè)置對(duì)應(yīng)的SQL語句，注意不同的引擎類型中的數(shù)據(jù)集的查詢的SQL語句表達(dá)式略有不同，可以參考iDesktop的幫助文檔，上面有詳細(xì)介紹；而進(jìn)行空間查詢時(shí)搜索圖層和被搜索圖層對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集坐標(biāo)系要一致，且搜索圖層中要有對(duì)象被選中后，被搜索圖層中才可以設(shè)置空間關(guān)系。

GIS的功能

由計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間數(shù)據(jù)相結(jié)合而產(chǎn)生的 GIS 這一高新技術(shù)，包含了處理地理信息的各種高級(jí)功能，但是它的基本功能是數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析和輸出。

1. 數(shù)據(jù)采集與編輯

它主要用于獲取數(shù)據(jù)，保證地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在內(nèi)容與空間上的完整性、數(shù)值邏輯一致性與正確性等。通過數(shù)據(jù)采集與編輯，可以將地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)抽象為不同層的實(shí)體地物要素，按順序轉(zhuǎn)化為 ( x，y) 坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)代碼，輸入到計(jì)算機(jī)中。目前可用于地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的方法與技術(shù)很多，自動(dòng)化掃描輸入與遙感數(shù)據(jù)集成最為人們關(guān)注。

2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理

這是建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵步驟，涉及空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的組織。空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇在一定程度上決定了系統(tǒng)所能執(zhí)行的數(shù)據(jù)與分析的功能。在地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織與管理中，最為關(guān)鍵的是如何將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融合為一體。此外，對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理技術(shù)還包括: 空間數(shù)據(jù)庫的定義、數(shù)據(jù)訪問和提取、從空間位置檢索空間物體及其屬性、從屬性條件檢索空間物體及其位置、開窗和接邊操作、數(shù)據(jù)更新和維護(hù)等。

3. 數(shù)據(jù)處理與變換

由于地理信息系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)類型多種多樣，同一種類型的數(shù)據(jù)的質(zhì)量也可能有很大的差異。為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的規(guī)范和統(tǒng)一，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理與變換。初步的數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)格式化、轉(zhuǎn)換、概括。數(shù)據(jù)的格式化是指不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)間變換，是一種耗時(shí)、易錯(cuò)、需要大量計(jì)算量的工作，應(yīng)盡可能避免。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)比例尺的變化等。在數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換方式上，矢量到柵格的轉(zhuǎn)換要比其逆運(yùn)算快速、簡單; 數(shù)據(jù)比例尺的變換，涉及數(shù)據(jù)比例尺縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等方面，其中最為重要的是投影變換。目前地理信息系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)概括功能極弱，與地圖綜合的要求還有很大差距，需要進(jìn)一步發(fā)展。

4. 空間查詢與分析

空間查詢是地理信息系統(tǒng)以及許多其他自動(dòng)化地理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)具備的最基本的分析功能; 而空間分析是地理信息系統(tǒng)的核心功能，也是地理信息系統(tǒng)與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的根本區(qū)別。地理信息系統(tǒng)的空間查詢與分析功能主要包括以下幾項(xiàng):

( 1) 空間查詢: 是 GIS 最基本的功能，包括已知屬性查詢圖形，已知圖形查詢屬性及多種條件的綜合查詢。

( 2) 拓?fù)浏B合: 將同一地區(qū)兩個(gè)或多個(gè)不同圖層的特征相疊合，建立新的空間特征。

( 3) 緩沖區(qū)分析: 對(duì)數(shù)據(jù)庫中的點(diǎn)、線、面實(shí)體建立各種類型要素的緩沖區(qū)多邊形，來確定不同地理要素的空間鄰近度。

( 4) 網(wǎng)絡(luò)分析: 是 GIS 空間分析的重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)模型是運(yùn)籌學(xué)中的一個(gè)基本模型，例如，在城市的街道區(qū)建立圖書館、醫(yī)院等公共設(shè)施，希望各居民住家到達(dá)這些設(shè)施的路途最短; 而在建立消防站、救護(hù)車站時(shí)，需要路途最短、花費(fèi)時(shí)間最少等。

( 5) 數(shù)字地形分析: 通過構(gòu)造數(shù)字高程模型 ( DEM) ，對(duì)地形進(jìn)行分析，包括坡度、坡向、地表粗糙度、剖面分析、通視分析等。

5. 數(shù)據(jù)顯示與輸出

GIS 為用戶提供了許多用于地理數(shù)據(jù)表現(xiàn)的工具，其形式既可以是計(jì)算機(jī)屏幕顯示，也可以是諸如報(bào)告、表格、地圖等硬拷貝圖件。圖形輸出 GIS 產(chǎn)品的主要表現(xiàn)形式，包括各種類型符號(hào)圖、點(diǎn)值圖、暈線圖、等值線圖、立體圖等。

地理信息系統(tǒng)的功能

GIS的核心問題可歸納為5個(gè)方面的內(nèi)容:位置、條件、變化趨勢(shì)、模式和模擬(見圖1.1)。

圖1.1 GIS的核心問題

(1)位置(Locations):即“在某個(gè)特定的位置有什么”。一般通過地理對(duì)象的位置進(jìn)行定位，然后利用查詢獲取性質(zhì)，例如當(dāng)前地塊名稱、所有者、地點(diǎn)、土地利用情況等。位置問題是地學(xué)領(lǐng)域最基本的問題，在GIS中反映為空間查詢技術(shù)。

(2)條件(Conditions):即“什么地方有滿足某些條件的地理對(duì)象”。根據(jù)地理對(duì)象的屬性信息，通過從預(yù)定義的可選項(xiàng)中進(jìn)行選取，列出條件表達(dá)式，進(jìn)而查找滿足該條件的地理對(duì)象的空間分布位置，如在屏幕上將滿足指定條件的所有對(duì)象以高亮度顯示等。條件問題是GIS中一種較復(fù)雜的查詢問題。

(3)趨勢(shì)(Trends):該類問題需要在綜合現(xiàn)有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上識(shí)別已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生變化的地理現(xiàn)象。它要求能夠根據(jù)現(xiàn)有的歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)等，對(duì)現(xiàn)象的變化過程做出分析判斷，對(duì)過去做出回溯，并能對(duì)未來做出預(yù)測(cè)。例如在研究地形演變問題時(shí)，可利用歷史的和現(xiàn)有的地形數(shù)據(jù)對(duì)不同歷史時(shí)期的地形發(fā)育情況進(jìn)行展現(xiàn)，也可進(jìn)一步對(duì)未來地形做出分析預(yù)測(cè)。

(4)模式(Patterns):即地理對(duì)象實(shí)體與現(xiàn)象的空間分布間的空間關(guān)系問題。第一步:確定模式，一般需要在熟悉現(xiàn)有數(shù)據(jù)、了解數(shù)據(jù)間的內(nèi)在關(guān)系的基礎(chǔ)上通過長期的觀察來確定;第二步:獲得報(bào)告，說明該事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、顯示事件發(fā)生的系列圖件。例如，城市中居住人口分布與不同功能區(qū)的分布的關(guān)系模式。

(5)模擬(Models):即某個(gè)地理位置如果具備某種條件會(huì)發(fā)生什么問題。是在模式和趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，建立因素和現(xiàn)象之間的模型關(guān)系，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)普遍規(guī)律。例如，在對(duì)某礦區(qū)的突水和地質(zhì)條件、含水層條件、隔水層條件等關(guān)系研究的基礎(chǔ)上，對(duì)其他礦區(qū)進(jìn)行相關(guān)問題研究。一旦發(fā)現(xiàn)具有普遍規(guī)律，便可建立通用分析模型，并可進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測(cè)和決策。

GIS作為空間信息自動(dòng)處理及分析系統(tǒng)，其功能遍及“數(shù)據(jù)采集—數(shù)據(jù)分析—決策應(yīng)用”全過程。因此，一個(gè)GIS應(yīng)該具備以下基本功能:

(1)數(shù)據(jù)采集功能。GIS的第一步就是數(shù)據(jù)采集，主要用于獲取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集即通過各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備(如GPS、全站儀、經(jīng)緯儀等)獲取現(xiàn)實(shí)事物的描述數(shù)據(jù)，并輸入GIS。目前，可用于GIS數(shù)據(jù)采集的方法與技術(shù)很多，最典型的有兩類，一是跟蹤數(shù)字化技術(shù)，二是掃描數(shù)字化技術(shù)。隨著掃描技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，后者已經(jīng)成為GIS數(shù)據(jù)采集的主要技術(shù)。

(2)數(shù)據(jù)處理。通過GIS數(shù)據(jù)采集獲取的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，其不可避免地存在誤差。為盡可能地減小誤差，保證數(shù)據(jù)在邏輯、數(shù)值上的完整性和一致性，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化、格式轉(zhuǎn)換和概化等一系列的處理工作。數(shù)據(jù)格式化是指不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)比例尺的變化等。數(shù)據(jù)概化包括數(shù)據(jù)平滑、特征集結(jié)等。GIS應(yīng)該提供強(qiáng)大的、交互式的數(shù)據(jù)處理功能。

(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、組織與管理功能。數(shù)據(jù)的有效組織與管理是成功建立GIS數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵步驟，也是GIS系統(tǒng)應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵。為了能高效的再現(xiàn)真實(shí)環(huán)境并進(jìn)行各種分析，必須按照一定的結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織管理。由于空間數(shù)據(jù)本身具有特定的特征，GIS必須發(fā)展自己特有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、組織和管理功能。目前常用的GIS空間數(shù)據(jù)組織方法有柵格模型、矢量模型和柵格/矢量混合模型，數(shù)據(jù)管理模式有面向?qū)ο髷?shù)據(jù)管理模式、全關(guān)系型數(shù)據(jù)管理模式和文件－關(guān)系數(shù)據(jù)庫混合管理模式等。

(4)空間查詢與空間分析功能。空間查詢是GIS和其他許多自動(dòng)化地理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)具備的基本功能，空間分析是GIS特有的功能和的核心功能。

GIS可以方便地對(duì)地理信息進(jìn)行檢索和查詢。雖然通用數(shù)據(jù)庫提供了諸如SQL語言的數(shù)據(jù)庫查詢語言，但對(duì)GIS而言，需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充或改進(jìn)，進(jìn)而使之支持空間查詢。例如查詢穿過一個(gè)城市的公路、與某個(gè)城市相鄰的城市、某高速公路周圍6km范圍內(nèi)的居民點(diǎn)等，這些查詢問題是GIS所特有的。因此一個(gè)功能強(qiáng)大的GIS軟件，應(yīng)該滿足常見的空間查詢的要求，設(shè)計(jì)一些空間查詢語言。

空間分析是較空間查詢更深層次的應(yīng)用，包括拓?fù)浞治觥B置分析、網(wǎng)絡(luò)分析、緩沖區(qū)分析等。隨著GIS應(yīng)用范圍的拓廣，GIS的空間分析功能將繼續(xù)增加和完善。GIS的空間分析可分為3個(gè)不同的層次:①空間檢索，包括從屬性檢索空間物體和從空間位置檢索屬性。②空間拓?fù)浏B加，本質(zhì)為空間意義上的布爾運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了輸入要素屬性在空間上的連接(Join)以及要素屬性的合并(Union)。③空間模擬分析，該層次的應(yīng)用研究可以分為3類，即GIS內(nèi)部的空間模型分析、GIS外部的空間模型分析及混合型的空間模型分析。其中空間模擬分析是GIS應(yīng)用深化的標(biāo)志。

(5)數(shù)據(jù)輸出功能。通過圖形、表格等方式顯示空間數(shù)據(jù)是GIS項(xiàng)目的必須。作為可視化工具，圖形是傳遞空間數(shù)據(jù)信息的最有效工具。GIS的主要功能之一就是計(jì)算機(jī)地圖制圖，包括地圖符號(hào)的設(shè)計(jì)與符號(hào)化、圖幅整飾、圖例與布局地圖注記、統(tǒng)計(jì)圖表制作等項(xiàng)內(nèi)容。另外GIS軟件也應(yīng)具備驅(qū)動(dòng)打印設(shè)備或顯示設(shè)備的能力，因?yàn)閷?duì)屬性數(shù)據(jù)也要設(shè)計(jì)報(bào)表輸出，且這些輸出結(jié)果需要在打印機(jī)、顯示器、繪圖儀上輸出。

圖1.2顯示了這些功能之間的關(guān)系及它們操作(Manipulation)數(shù)據(jù)的不同表現(xiàn)。

圖1.2 GIS功能概述(橢圓)以及它們的表現(xiàn)(矩形)

本文名稱：GIS空間查詢技術(shù) gis空間數(shù)據(jù)包括哪兩種類型
URL標(biāo)題：http://www.chinadenli.net/article22/dopgejc.html

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