GIS 中两种基本查询的原理是什么？

空间查询和属性查询

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查询方式上来讲，空间查询是通过空间位置信息进行查询，如地图点击查询、框选、园选等，属性查询一般来说就是你输入要查询的内容，常见的如地址查询，系统返回给你查询结果。

查询结果上来讲，空间查询和属性查询表现和内容上可以一样，结果既可以在地图上显示也可以在通常的页面上显示。

总的来说，属性查询是直接式，空间查询是间接式的，通过空间位置或范围间接的查询属性信息

怎么玩转GIS数据查询

数据查询在GIS工程项目中处于核心地位，也是基础功能，在使用GIS数据时，我们经常需要从已有的数据中查询出部分满足特定条件的数据。按查询方式将数据查询分为属性查询和空间查询，下面我将结合SuperMap iDesktop产品分享这两种查询的使用。

1、 属性查询

属性查询又叫SQL查询，是指根据已有数据中某些特定的属性值作为过滤条件，查询出满足该过滤条件的数据，与空间位置无关。在SuperMap iDesktop中支持查询的数据类型有：点、线、面、文本、CAD、属性表、三维点、三维线、三维面、网络和路由数据集。

在SuperMap iDesktop中打开数据后，选择【空间分析】选项卡 【查询】组中的【SQL查询】，弹出“SQL查询”对话框，查询模式默认选“查询空间和属性信息”，如下图所示：

2、空间查询

空间查询是指通过几何对象之间的空间位置关系构建过滤条件，从已有的数据中查询出满足过滤条件的对象。在SuperMap iDesktop中按查询数据不同分为：二维空间查询和三维空间查询。二维空间查询目前支持点、线、面几何对象的空间查询功能；三维空间查询支持点、模型对象的空间查询。下面分别介绍二维空间查询和三维空间查询。

2.1 二维空间查询

在SuperMap iDesktop中打开数据后，选择【空间分析】选项卡 【查询】组中的【二维空间查询】，弹出“空间查询”对话框，如下图所示：

2.2 三维空间查询

在SuperMap iDesktop中只有当场景中存在非空的三维点或模型数据集时“三维空间查询”才高亮可用，选择【空间分析】选项卡 【查询】组中的【三维空间查询】，弹出“三维空间查询”对话框，如下图所示：

结语

在SuperMap iDesktop中进行属性查询时，根据功能需求设置对应的SQL语句，注意不同的引擎类型中的数据集的查询的SQL语句表达式略有不同，可以参考iDesktop的帮助文档，上面有详细介绍；而进行空间查询时搜索图层和被搜索图层对应的数据集坐标系要一致，且搜索图层中要有对象被选中后，被搜索图层中才可以设置空间关系。

GIS的功能

由计算机技术和空间数据相结合而产生的 GIS 这一高新技术，包含了处理地理信息的各种高级功能，但是它的基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出。

1. 数据采集与编辑

它主要用于获取数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。通过数据采集与编辑，可以将地理信息系统的数据抽象为不同层的实体地物要素，按顺序转化为 ( x，y) 坐标及对应代码，输入到计算机中。目前可用于地理信息系统数据采集的方法与技术很多，自动化扫描输入与遥感数据集成最为人们关注。

2. 数据存储与管理

这是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及空间数据和属性数据的组织。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析的功能。在地理信息系统数据进行组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融合为一体。此外，对空间数据的管理技术还包括: 空间数据库的定义、数据访问和提取、从空间位置检索空间物体及其属性、从属性条件检索空间物体及其位置、开窗和接边操作、数据更新和维护等。

3. 数据处理与变换

由于地理信息系统涉及的数据类型多种多样，同一种类型的数据的质量也可能有很大的差异。为了保证系统数据的规范和统一，必须对数据进行相应的处理与变换。初步的数据处理主要包括数据格式化、转换、概括。数据的格式化是指不同数据结构的数据间变换，是一种耗时、易错、需要大量计算量的工作，应尽可能避免。数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等。在数据格式的转换方式上，矢量到栅格的转换要比其逆运算快速、简单; 数据比例尺的变换，涉及数据比例尺缩放、平移、旋转等方面，其中最为重要的是投影变换。目前地理信息系统所提供的数据概括功能极弱，与地图综合的要求还有很大差距，需要进一步发展。

4. 空间查询与分析

空间查询是地理信息系统以及许多其他自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能; 而空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别。地理信息系统的空间查询与分析功能主要包括以下几项:

( 1) 空间查询: 是 GIS 最基本的功能，包括已知属性查询图形，已知图形查询属性及多种条件的综合查询。

( 2) 拓扑叠合: 将同一地区两个或多个不同图层的特征相叠合，建立新的空间特征。

( 3) 缓冲区分析: 对数据库中的点、线、面实体建立各种类型要素的缓冲区多边形，来确定不同地理要素的空间邻近度。

( 4) 网络分析: 是 GIS 空间分析的重要组成部分。网络模型是运筹学中的一个基本模型，例如，在城市的街道区建立图书馆、医院等公共设施，希望各居民住家到达这些设施的路途最短; 而在建立消防站、救护车站时，需要路途最短、花费时间最少等。

( 5) 数字地形分析: 通过构造数字高程模型 ( DEM) ，对地形进行分析，包括坡度、坡向、地表粗糙度、剖面分析、通视分析等。

5. 数据显示与输出

GIS 为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件。图形输出 GIS 产品的主要表现形式，包括各种类型符号图、点值图、晕线图、等值线图、立体图等。

地理信息系统的功能

GIS的核心问题可归纳为5个方面的内容:位置、条件、变化趋势、模式和模拟(见图1.1)。

图1.1 GIS的核心问题

(1)位置(Locations):即“在某个特定的位置有什么”。一般通过地理对象的位置进行定位，然后利用查询获取性质，例如当前地块名称、所有者、地点、土地利用情况等。位置问题是地学领域最基本的问题，在GIS中反映为空间查询技术。

(2)条件(Conditions):即“什么地方有满足某些条件的地理对象”。根据地理对象的属性信息，通过从预定义的可选项中进行选取，列出条件表达式，进而查找满足该条件的地理对象的空间分布位置，如在屏幕上将满足指定条件的所有对象以高亮度显示等。条件问题是GIS中一种较复杂的查询问题。

(3)趋势(Trends):该类问题需要在综合现有数据的基础上识别已经发生或正在发生变化的地理现象。它要求能够根据现有的历史数据、现状数据等，对现象的变化过程做出分析判断，对过去做出回溯，并能对未来做出预测。例如在研究地形演变问题时，可利用历史的和现有的地形数据对不同历史时期的地形发育情况进行展现，也可进一步对未来地形做出分析预测。

(4)模式(Patterns):即地理对象实体与现象的空间分布间的空间关系问题。第一步:确定模式，一般需要在熟悉现有数据、了解数据间的内在关系的基础上通过长期的观察来确定;第二步:获得报告，说明该事件发生的时间、地点、显示事件发生的系列图件。例如，城市中居住人口分布与不同功能区的分布的关系模式。

(5)模拟(Models):即某个地理位置如果具备某种条件会发生什么问题。是在模式和趋势的基础上，建立因素和现象之间的模型关系，进而发现普遍规律。例如，在对某矿区的突水和地质条件、含水层条件、隔水层条件等关系研究的基础上，对其他矿区进行相关问题研究。一旦发现具有普遍规律，便可建立通用分析模型，并可进行相应的预测和决策。

GIS作为空间信息自动处理及分析系统，其功能遍及“数据采集—数据分析—决策应用”全过程。因此，一个GIS应该具备以下基本功能:

(1)数据采集功能。GIS的第一步就是数据采集，主要用于获取数据。数据采集即通过各种数据采集设备(如GPS、全站仪、经纬仪等)获取现实事物的描述数据，并输入GIS。目前，可用于GIS数据采集的方法与技术很多，最典型的有两类，一是跟踪数字化技术，二是扫描数字化技术。随着扫描技术的发展和广泛应用，后者已经成为GIS数据采集的主要技术。

(2)数据处理。通过GIS数据采集获取的数据为原始数据，其不可避免地存在误差。为尽可能地减小误差，保证数据在逻辑、数值上的完整性和一致性，需要对数据进行格式化、格式转换和概化等一系列的处理工作。数据格式化是指不同数据结构数据间的转换。数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等。数据概化包括数据平滑、特征集结等。GIS应该提供强大的、交互式的数据处理功能。

(3)数据存储、组织与管理功能。数据的有效组织与管理是成功建立GIS数据库的关键步骤，也是GIS系统应用成功与否的关键。为了能高效的再现真实环境并进行各种分析，必须按照一定的结构对计算机中的数据进行组织管理。由于空间数据本身具有特定的特征，GIS必须发展自己特有的数据存储、组织和管理功能。目前常用的GIS空间数据组织方法有栅格模型、矢量模型和栅格/矢量混合模型，数据管理模式有面向对象数据管理模式、全关系型数据管理模式和文件－关系数据库混合管理模式等。

(4)空间查询与空间分析功能。空间查询是GIS和其他许多自动化地理数据处理系统应具备的基本功能，空间分析是GIS特有的功能和的核心功能。

GIS可以方便地对地理信息进行检索和查询。虽然通用数据库提供了诸如SQL语言的数据库查询语言，但对GIS而言，需要对其进行补充或改进，进而使之支持空间查询。例如查询穿过一个城市的公路、与某个城市相邻的城市、某高速公路周围6km范围内的居民点等，这些查询问题是GIS所特有的。因此一个功能强大的GIS软件，应该满足常见的空间查询的要求，设计一些空间查询语言。

空间分析是较空间查询更深层次的应用，包括拓扑分析、叠置分析、网络分析、缓冲区分析等。随着GIS应用范围的拓广，GIS的空间分析功能将继续增加和完善。GIS的空间分析可分为3个不同的层次:①空间检索，包括从属性检索空间物体和从空间位置检索属性。②空间拓扑叠加，本质为空间意义上的布尔运算，实现了输入要素属性在空间上的连接(Join)以及要素属性的合并(Union)。③空间模拟分析，该层次的应用研究可以分为3类，即GIS内部的空间模型分析、GIS外部的空间模型分析及混合型的空间模型分析。其中空间模拟分析是GIS应用深化的标志。

(5)数据输出功能。通过图形、表格等方式显示空间数据是GIS项目的必须。作为可视化工具，图形是传递空间数据信息的最有效工具。GIS的主要功能之一就是计算机地图制图，包括地图符号的设计与符号化、图幅整饰、图例与布局地图注记、统计图表制作等项内容。另外GIS软件也应具备驱动打印设备或显示设备的能力，因为对属性数据也要设计报表输出，且这些输出结果需要在打印机、显示器、绘图仪上输出。

图1.2显示了这些功能之间的关系及它们操作(Manipulation)数据的不同表现。

图1.2 GIS功能概述(椭圆)以及它们的表现(矩形)

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