空间决策支持系统

第八章空间决议支持系统武汉大学遥感信息工程学院遥感科学与技术本科生教案()秦昆qinkun163@163.com1空间决策支持系统第1页8.1空间分析与空间决议支持

2空间决策支持系统第2页空间分析是地理信息系统关键。依据空间分析智能化程度，空间分析过程中引入知识多少，空间分析划分为：普通空间分析、空间决议支持智能空间决议支持3空间决策支持系统第3页普通空间分析

一些惯用GIS软件，如ArcGIS，MapInfo，GeoStar等，都含有空间分析普通方法，如叠置分析、缓冲区分析、网络分析、空间插值等。应用普通空间分析功效模块进行空间分析时，通常需要同时利用各种空间分析操作。

设计高效率空间分析过程将十分有利于问题处理。

4空间决策支持系统第4页普通空间分析步骤：步骤1：建立分析目标和标准分析目标:用户打算利用地理数据库回答什么问题;标准:怎样利用GIS空间分析功效回答这些问题。比如，某项研究目标:确定适合建造一个新公园位置，公园位置必须是从主要公路上轻易抵达，但又不能太靠近主要公路等。满足这些目标标准:能够表述成用一系列空间查询语句来进行分析格式。对每个标准能够利用缓冲区分析、叠置分析等空间分析操作进行分析，然后对分析结果进行评价。5空间决策支持系统第5页步骤2：准备空间操作数据

准备空间分析所要用到数据，包含空间数据和属性数据。数据准备要求因研究对象不一样而异，在进行分析之前，对数据准备进行全方面考查将有利于用户有效地完成份析工作。6空间决策支持系统第6页步骤3：进行空间分析操作

空间分析操作这一步骤是地理信息系统所特有。正是利用这一步骤产生了用于分析空间关系。空间分析操作包含：缓冲区分析、拓扑叠加分析、特征抽取以及特征合并等。每个空间分析操作都将产生分析所需要新信息。为了得到符合要求数据，可能需要进行各种空间分析操作。7空间决策支持系统第7页步骤4：准备表格分析数据大多数分析都要求利用空间操作得到一个最终图层(Coverage)或一组图层(Coverages)。一旦产生了最终图层(Coverages)，就必须准备用于分析数据，包含空间数据和描述性数据。8空间决策支持系统第8页步骤5：进行表格分析

利用逻辑表示式和算术表示式，对步骤3中进行空间分析操作所取得新属性关系进行分析。步骤6：结果评价和解释

完成以上分析后，将取得一个结果，必须对该分析结果进行评价，以确定其有效性。步骤7：如有需要，改进分析考虑到分析结果可能还含有一些不足和缺点，能够决定对分析方法和过程进行改进。9空间决策支持系统第9页步骤8：产生分析结果最终地图和表格汇报。以最有效而又可靠方法输出分析结果。能够利用GIS软件提供地图输出模块产生地图，利用属性数据处理模块产生表格和汇报。在实际空间分析应用中，能够按照以上介绍普通空间分析步骤完成份析操作，不过不一定要求严格按照以上8个步骤进行，能够对部分步骤进行综合处理。10空间决策支持系统第10页1）问题提出在某地建立一个国家森林旅游点，参考一定旅游条件，在1:2.5万地图上确定出旅游点范围，并绘制成图，最终提交决议者参考。2）数据源建立一个国家森林旅游点所需要空间数据包含：①D1:

公路及铁路分布图(1:2.5万)，一个线状图；②D2:

森林服务权属图(1:2.5万)，一个面状图；③D3:

城镇行政区划图(1:2.5万)，一个面状图。示例1：国家森林公园选址11空间决策支持系统第11页3）所需要实现GIS功效为了完成该任务，需要用到以下GIS功效：①属性重分类；②面状边界消除与合并；③缓冲区生成；④拓扑叠加；⑤面积量测；⑥中心点计算及叠加；⑦绘图输出；⑧生成报表。这些功效需要综合应用各种GIS空间分析模型来完成。12空间决策支持系统第12页4）详细操作步骤(1)依据森林权属数据将面状地物分成林地与非林地两大类。(2)消除同一属性值为林地或非林地相邻多边形边界并加以合并。(3)在全部公路或铁路周围生成0.5km、1.0km宽缓冲区，并分别赋属性值。13空间决策支持系统第13页4）详细操作步骤

(4)拓扑叠加步骤(2)和(3)图层，生成新图层，并连接相关属性信息，得到含有以下属性多边形：非林地；

0.5km内林地域域；

0.5km外且1.0km范围以内林地域域；

1.0km范围以外林地域域。(5)拓扑叠加城镇边界图，得到市区、非市区属性，并添加到步骤(4)所得到属性表中。14空间决策支持系统第14页(6)得到重新分类面状地物图，其属性组合可能存在以下类型：A:非林地；B:林地、市区；C:林地、非市区且距公路或铁路0.5km之内；D:林地、非市区且距公路或铁路0.5km到1.0km之内E:林地、非市区且距公路或铁路1.0km之外。(7)消除并合并步骤(6)所得到同类多边形边界。(8)量算步骤(7)所得到多边形面积。15空间决策支持系统第15页(9)依据面积约束条件，对以下C类多边形再分类：

C1：面积小于等于5km2；

C2：面积大于5km2。(10)计算多边形中心，并累计多边形编号。(11)叠加绘出步骤(10)所赋予分类多边形、交通图、行政区划图。(12)统计输出分类多边形面积、属性资料。16空间决策支持系统第16页5）将分析结果以地图和表格形式打印输出。17空间决策支持系统第17页示例2：道路拓宽改建过程中拆迁指标计算1）明确分析目标和标准本示例目标：计算因为道路拓宽而需要拆迁建筑物建筑面积和房价价值；道路拓宽改建标准：道路从原有20m拓宽至60m；拓宽道路应尽可能保持直线；部分位于拆迁区内10层以上建筑物不得拆除。18空间决策支持系统第18页示例2：道路拓宽改建过程中拆迁指标计算2）准备进行分析数据本例需要两类信息：现实状况道路图；分析区域内建筑物分布图及相关信息。19空间决策支持系统第19页3）进行空间操作首先选择拟拓宽道路，依据拓宽半径，建立道路缓冲区。然后将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一幅新图，此图包含全部部分或全部位于拓宽区内建筑信息。20空间决策支持系统第20页4）进行统计分析首先对全部或部分位于拆迁区内建筑物进行选择，凡部分落入拆迁区且层数高于10层以上建筑物，将其从选择组中去掉，并对道路拓宽边界进行局部调整。然后对全部需要拆迁建筑物进行拆迁指标计算。21空间决策支持系统第21页5）将分析结果以地图和表格形式打印输出。22空间决策支持系统第22页示例3：辅助建设项目选址1）建立分析目标和标准分析目标：确定一些详细地块，作为一个轻度污染工厂可能建设位置。工厂选址标准：地块建设用地面积大于10000m2；地块地价不超出1万元/m2；地块周围不能有幼稚园、学校等公共设施，以免受到工厂生产影响。23空间决策支持系统第23页示例3：辅助建设项目选址2）从数据库中提取用于选址数据为到达选址目标，需要准备两种数据：包含全市全部地块信息数据层；全市公共设施(包含幼稚园、学校等)分布图。24空间决策支持系统第24页3）进行特征提取和空间拓扑叠加从地块图中选择全部满足条件1、2地块，并与公共设施层数据进行拓扑叠加。4）进行邻域分析对叠加结果进行邻域分析和特征提取，选取满足要求地块。5）将选择地块及相关信息以地图和表格形式打印输出。25空间决策支持系统第25页空间决议支持空间决议支持是应用各种空间分析伎俩对空间数据进行处理，以提取出隐含于空间数据中一些事实和关系，并以图形和文字形式直观地加以表示，为现实世界中各种应用以及决议人员决议提供科学、合理支持。因为空间分析直接融合了数据空间定位能力，并能够充分利用数据现势性特点，所以，其提供决议支持将愈加符合客观现实，更具合理性。26空间决策支持系统第26页空间决议支持

当前，尽管各种商业软件不停推出，各种应用于空间数据处理商业化伎俩也日臻完善，不过因为用户目标是千变万化，不能用一个定式加以限制。提出一个完全封装、高度智能通用空间决议支持软件是不现实。当前，更多空间决议伎俩则是利用现有软件提供一些空间分析工具，按照用户意图，开发合理决议模型，以实现决议支持。27空间决策支持系统第27页国土规划、场址选择、灾害评价等都属于空间分析决议所研究领域，分析人员依据特定决议目标与要求，利用分析伎俩，分析相关空间与非空间信息，得出分析结果。空间决议问题大大超出了地理信息系统普通空间分析功效要求。

28空间决策支持系统第28页空间决议支持普通需要以下过程：（1）确定目标依据用户要求，确定用户最终实现目标，并对目标性质进行分类，确定目标初步认识。（2）建立模型建立分析运作模型及定量模型。前者是指用户实际运作过程各种业务运作模型；后者是指参考用户实际工作模型，结合空间数据空间特点，形成各种定量分析模型。29空间决策支持系统第29页（3）寻求空间分析伎俩结合以上分析结果，逐步分解细节，寻求空间分析伎俩，对各种可能分析伎俩进行分析，确定可行性分析过程，尤其应注意空间数据有效连接，最终形成份析结果，提交用户使用。30空间决策支持系统第30页（4）结果评价

空间分析结果合理性，直接影响到决议支持效果。合理可靠结果会对决议起到推进和促进作用，并起到事半功倍效果。假如结果不合理，甚至出现错误分析结果，将会造成决议失误乃至失败，从而造成不可预见后果。必须对空间分析结果进行评价，确定结果合理性和可靠性。31空间决策支持系统第31页空间决议支持经惯用于诸如最正确路径、选址、定位分析、资源分配等经常与空间数据发生联络领域，经过对这些应用领域延伸，还可用于其它社会或经济部门。

空间决议支持与普通空间分析区分：空间决议支持应用了各种分析运作模型和分析定量模型，空间决议支持比普通空间分析含有更多智能处理功效。32空间决策支持系统第32页智能空间决议支持智能空间决议支持是在空间决议支持基础上，增加了更多人工智能技术，提升了空间决议支持智能化处理水平，能够处理愈加复杂空间决议问题。利用空间决议支持系统能够处理特定决议问题。不过，构建一个空间决议支持系统比较费时。经过多年发展，实践证实，使用软件工程和知识工程开发空间决议支持系统开发环境(外壳或产生器)是建立空间决议支持系统经济和灵活方式。这么，分析人员能够快速高效地建立各种领域空间决议支持系统。33空间决策支持系统第33页一个比很好处理思绪：开发一个通用开发工具，决议者能够用来操作空间决议支持系统，处理特定空间决议问题。一个通用智能空间决议支持系统结构体系图34空间决策支持系统第34页

（1）教授系统壳(Shell)：该系统关键，能够单独作为教授系统开发工具，直接控制着SDSS(空间决议支持系统)控制流和对外交流元知识，以及非结构化空间知识推理机。

它是SDSS大脑。为了便于使用空间数据和非空间数据，教授系统壳有一个与外部数据库接口，包含GIS，关系数据库和遥感信息系统。35空间决策支持系统第35页（2）模型库管理系统管理和处理程式化知识，包含算法、统计程序和数学模型，它也有一个与教授系统壳接口，能够经过教授系统壳元知识进行调用。36空间决策支持系统第36页（3）其它除了与数据库管理系统、模型管理系统接口外，友好用户界面和知识获取模块也是教授系统壳组成部分。

37空间决策支持系统第37页智能空间决议支持系统当前还处于早期研究阶段，要真正实现智能空间决议支持系统当前还有一定难度。不停地借鉴人工智能、机器学习等技术，不停地提升空间分析智能化程度是一个切实可行研究思绪。38空间决策支持系统第38页8.2空间决议支持系统

39空间决策支持系统第39页从当前大多数GIS发展情况来看，它们尚停留在空间数据获取、存放、查询、分析、显示、制图、制表水平上，缺乏对复杂空间问题决议有效支持能力，极难满足各级决议者需要。自本世纪80年代中后期以来，空间决议支持系统(SpatialDecisionSupportSystem，SDSS)作为一个新兴科学技术领域，在已经有地理信息系统技术和决议支持系统(DSS)技术基础上就应运而生了，并在国内外引发了越来越广泛关注与重视。40空间决策支持系统第40页空间决议过程复杂性1.决议理论决议是一个决议者为到达特定目标，在一定约束条件下，选择最优方案过程。决议问题组成普通决议问题含有一定决议准则，主要由以下几个部分组成：1)方案集合：可供选择决议方案集合，记为A。2)状态集合：决议问题所处外界环境，称之为状态。系统全部可能状态，称为状态集合，记为Q。41空间决策支持系统第41页3）损益函数：在决议问题中，假如采取策略a(a∈A)，系统状态出现q(q∈Q)，系统收益W=(a，q)。定义映射：为决议问题损益函数。在A和Q可数情况下，取得损益表：Q1Q2…QnA1W11W12…W1n……………AmWm1Wm2…Wmn42空间决策支持系统第42页4）目标函数(决议准则)：记为F。损益函数是系统实际收益情况，没有给出收益评价标准，即“抉择”时优化准则。抉择准则对于不一样决议者、问题、方法都是不一样，它最终决定了方案形成。能够将决议问题记为：Udm={F,A,Q,W}F为目标函数或抉择准则A为候选方案集Q为状态集W为损益函数43空间决策支持系统第43页决议问题分类依据决议问题中Q状态数，划分为以下类型：当系统状态集Q中状态数n=1时，为确定性决议问题；当n>1时，且系统各状态出现概率未知时，为不确定性决议问题；当n>1且系统各状态出现概率服从一个已知概率分布时，为风险性决议问题。44空间决策支持系统第44页

2、空间决议问题空间决议问题类型空间决议问题分为三种类型：确定性空间决议、不确定性空间决议、风险空间决议。45空间决策支持系统第45页

2、空间决议问题空间决议问题类型确定性空间决议实际上是一个最优化问题。土地适宜性评价多准则决议和线性规划均属这类决议问题，能与GIS空间分析功效完全集成。不过，大量空间决议问题往往包括到结构化知识、非结构化知识、人评价和判断等不一样形式知识，决议不确定性和风险性很大。46空间决策支持系统第46页以商业网点空间决议分析问题为例，领域教授已经提出了设施配置判别规则，这些规则是以描述性方式表示知识，在充分分析了土地自然条件、社会经济条件、人口密度、人均可支配等相关原因基础上，依据判别规则推理，得出商业网点方案；教授还构建了相关模拟模型，这些知识都属于程式化知识。商业网点选择是建立在定量模型计算分析基础上估算过程。47空间决策支持系统第47页

空间决议中结构化信息和非结构化信息信息技术快速发展为决议者提供了越来越多空间和非空间信息，包含地图、航片、遥感测量信息、表格、文本数据等。这些海量信息能够分为结构化和非结构化信息。①结构化信息：结构化信息含有高度结构化形式和结构化求解程序，如数学模型、计算机算法等都属这类型信息，遵照固定框架，大多数情况下只能被教授了解，又称为程式化知识(ProceduralKnowledge)。48空间决策支持系统第48页②非结构化信息：大量空间信息是非结构化，像人类经验、感官体验、世界观等，本质上属于定性信息，不能用固定程序进行表示，又称为描述性知识(DeclarativeKnowledge)。49空间决策支持系统第49页决议者使用信息和知识，在处理结构化、非结构化和半结构化问题上复杂程度大不相同。以某城市设置商业网点为例，在一些特定约束条件下，配置最少数量商业网点是一个结构化问题，能够经过最优化方法进行求解；寻找最优商业网点数量全部可能位置则是一个半结构化问题，包括各种准则评价和价值评判；为布设商业网点确定总体目标和总体方针政策则属非结构化问题，包括灵活定性问题，不能用固定程式化知识来处理。50空间决策支持系统第50页空间决议是一个包括多目标和多约束条件复杂过程，通常不能简单地经过描述性知识和程式化知识进行处理，往往要求综合使用信息、领域教授知识和有效交流伎俩。51空间决策支持系统第51页地理信息系统为决议支持系统提供了强大数据处理、分析结果显示工具，在处理复杂空间决议问题上缺乏智能推理功效。复杂空间决议问题，需要在地理信息系统基础上开发智能决议支持系统，用于数据处理、知识表现和推理、自动学习、系统集成、人机交互等。在进行空间决议支持过程中，需要用到人工智能技术，包括到知识获取、知识表现、知识推理知识工程技术，以及集成数据库、模型、非结构化知识及智能用户界面软件工程技术等。52空间决策支持系统第52页空间决议支持系统分类

空间决议支持系统(SDSS)分类能够从它功效特点、技术水平和体系结构等不一样角度进行。依据系统功效特点，SDSS分为：通用开发平台、专用软件工具、详细应用系统；依据技术水平，SDSS分为：地理信息系统、空间决议支持系统、空间群决议支持系统；依据系统体系结构，SDSS分为：单机系统、网络系统。

53空间决策支持系统第53页SDSS分类体系建立，有利于对SDSS详细研制任务目标、范围、过程和技术路线明确定义和有效实施，有益于整个SDSS科学技术体系快速发展和广泛应用。SDSS分类体系或分类立方体54空间决策支持系统第54页空间决议支持系统普通构建方法依据SDSS功效特点、技术水平和体系结构，研制SDSSP定位在图中空间决议支持系统、通用开发平台和网络系统3个侧面相交组成小立方体上，代表了当前空间决议支持系统主要模式。55空间决策支持系统第55页SDSSP开发、应用过程中主要作用：(1)SDSSP由SDSS专用工具、应用系统以及决议方案基本软件工具模块组成，用户能够方便、灵活、自主和高效地生成各种SDSS专用工具，决议方案基本软件工具模块是一个完全独立于任何详细决议应用任务之外通用开发工具系统。(2)SDSSP能依据用户详细需要，经过框架流程图或集成语言程序运作方式，调用系统中模型、数据、工具、知识等资源，生成、比较和选择各种决议方案，提供给用户决议支持。56空间决策支持系统第56页SDSSP开发、应用过程中主要作用：(3)SDSSP能把自己各个组成部分以不一样布局安排和组合方式，在由客户端控制系统、模型库服务器、数据库服务器组成多用户、分布式异构环境里运行服务，实现模型等资源共享，SDSSP是一个网络系统。57空间决策支持系统第57页SDSSP技术组成和运行方式。SDSSP技术组成

SDSSP由客户端交互控制系统、广义模型服务器系统和空间数据库服务器系统3个部分组成。58空间决策支持系统第58页它们之间通信是经过严密定义网络通信协议、应用程序接口(API)和远程调用实现，含有由交互控制系统和模型库服务器和数据库服务器组成一体化3层客户/服务器结构。59空间决策支持系统第59页(1)客户端交互控制系统

客户端交互控制系统由可视化系统生成工具、模型库服务器操作模块、数据库服务器操作模块3部分组成。可视化系统生成工具能够经过各种图标(模块、选择、循环、并行、合并等)调用，快速地建造、修改处理实际问题系统控制流程，进而经过流程运行生成可供比较与选择各种决议方案。60空间决策支持系统第60页模型库服务器操作模块从客户端对广义模型服务器中各种广义模型库进行管理和操作，如：浏览、查询、增加、修改、删除、运行等操作。61空间决策支持系统第61页数据库服务器操作模块从客户端对空间数据库中各数据库进行数据存取操作，如浏览、查询、增加、修改、删除、保留等操作。62空间决策支持系统第62页（2）广义模型服务器系统广义模型库服务器系统基本组成广义模型服务器由服务器通信接口、命令解释器、运行引擎、广义模型库、广义模型库管理系统和数据库接口共6个部分组成。63空间决策支持系统第63页广义模型服务器系统主要包含：统一管理模型库、算法库、工具库、知识库、方案库、实例库，控制运行以及负责从数据库服务器提取数据等功效。这种统一管理属于静态管理范围，包含存放结构和库操作两方面内容，均用管理语言来完成。

64空间决策支持系统第64页各库存放结构统一要求为：文件库＋字典库。详细库文件：算法程序文件、模型数据描述文件(MDF)和模型说明文件(MIF)、工具程序文件、知识文本文件、框架流程图文件、框架流程实例文件；各库字典：该库一些详细说明信息，包含目录、名称、分类、说明文件等内容。各库操作：查询、浏览、增加、修改、删除等。65空间决策支持系统第65页广义模型服务器系统运行方式模型服务器运行由运行引擎控制。它解释和并发执行(多线程)用户提出请求(描述文本)，匹配检索模型库中模型或算法，匹配提取数据库中数据，驱动和完成模型或算法运算，将处理结果提交给通讯接口并传送给客户端。66空间决策支持系统第66页广义模型服务器系统运行方式在各库中只有模型库、工具库、实例库、知识库是可运行。模型经过运行命令完成它运行，工具程序普通传到客户端由用户控制运行，实例经过实例解释程序完成它运行，知识是在推理机下进行搜索和匹配完成它推理。67空间决策支持系统第67页算法库本身是不可运行，只有在与数据连接之后作为模型才能运行；方案库是一些不可运行系统流程图文件，只有在实例化以后，作为实例才可运行。从数据库服务器中存取模型，在运行时所需各种数据任务由数据库接口完成。68空间决策支持系统第68页模型库系统①模型库系统基本概念模型库系统(ModelBaseSystem，简称MBS)对模型进行分类和维护，支持模型生成、存放、查询、运行和分析应用。模型库系统是开发管理及应用模型有力工具，模型库系统包含各种用于模型管理和生成子系统，利用这些系统，可帮助研究人员完成模型部分工作，提升空间决议支持科学性和有效性。69空间决策支持系统第69页②模型库系统基本结构模型库系统主要包含：模型生成、模型运行及模型管理三个子系统。70空间决策支持系统第70页在模型生成部分要调用模型方法库中结构模型连接方法模块，同时调用模型数据库中数据字典。模型运行是在方法库和模型数据库支持下完成。模型库系统基本结构图71空间决策支持系统第71页模型库系统基本功效包含：建立新模型：用户利用系统建立新模型或输入新模型，并自动完成对新增模型管理。模型连接：系统按照用户需求自动将多个模型连接起来运行，同时检验模型之间数据传输是否合理，若不合理，系统将提醒用户不能进行模型连接。模型查询：系统提供了对库内模型查询功效，用户经过模型查询，选取适当模型。模型库字典及管理功效：系统建有模型库字典以存放关于模型描述信息，并能完成对模型库字典管理。当有新模型生成时，系统自动将新模型相关信息存入字典，实现对新模型管理。72空间决策支持系统第72页模型库系统基本功效包含：模型生成模型生成是模型运行系统关键部分。系统可依据用户输入模型名在模型库内查询出所需运行模型及其相关信息，其中主要信息是该模型所使用方法和模型使用数据库名称。系统依据这两项内容从方法库内调出该方法运行程序，从模型数据库中调出该模型所使用数据，经过连接后投入运行。73空间决策支持系统第73页模型库系统基本功效包含：模型运行库内模型运行与普通模型运行区分：某方法程序运行结束后，可自动连接模型方法链中下一个步骤方法，直到链内全部方法运行完成后返回到运行系统模块控制之下，全部这些步骤中间无须用户干预。74空间决策支持系统第74页（3）空间数据库服务器

SDSSP数据库服务器由现有商品数据库服务器SQLServer、Oracle以及相关应用软件，如数据条件查询、分级查询、地图查询等模块组成。主要功效：依据用户查询、模型运行等方面需要，对相关数据库进行统一管理以及完成必要数据查询、存取作业。75空间决策支持系统第75页SDSSP运行方式

用户在SDSSP支持下生成和运行处理某个或一些实际问题方案时，可供选择SDSS运行方式有框架流程图和集成语言程序两种方式。它们在客户端组成了SDSS中“人机对话系统”，实际控制着流程图生成和修改、模型选择和调用、大量数据存取和显示、多模型组合运行、模型库与数据库接口，真正把数据库、模型库和人机对话系统等有机地集成起来，使之成为一个完整SDSS集成系统。这两种方式都是经过“解释”执行，而且彼此能够对应、相互能够转换。76空间决策支持系统第76页①框架流程图方式

SDSSP用框架流程图方式生成和运行SDSS详细过程。用户经过交互方式使用SDSSP可视化系统生成工具相关图标，生成处理某个或一些实际问题框式流程图或逻辑方案。77空间决策支持系统第77页每个框都与模型库中对应模型连接，模型又与算法库中对应算法、数据库中对应输入输出数据连接。经过这种框架流程图运行，完成从框架运行到模型运行，以及对应算法调用和数据存取过程。78空间决策支持系统第78页②集成语言程序方式

由SDSSP可视化系统生成工具所生成、能够处理某个或一些实际问题系统框式流程图或逻辑方案，能够转换成对应集成语言程序。SDSS生成和运行集成语言程序方式流程图中模型框连接能够转换成模型调用语句，流程图中分支循环结构能够转换为对应选择循环语句。79空间决策支持系统第79页空间决议支持系统功效空间决议支持系统与普通决议支持系统功效相同，只是更重视空间数据和空间问题获取和处理。空间决议支持系统包含以下功效：不一样数据源空间和非空间数据获取、输入和存放；复杂空间数据结构和空间关系表示方法，适于数据查询、检索、分析和显示；灵活集成程序式空间知识(数学模型、空间统计)和数据处理功效；灵活功效修改和扩充机制；80空间决策支持系统第80页空间决议支持系统包含以下功效：友好人机交互界面；提供决议需要各种输出；提供非结构化空间知识形式化表示方法；提供基于领域教授知识推理机制；提供自动获取知识或自学习功效；提供基于空间信息、描述性知识、程式化知识智能控制机制。81空间决策支持系统第81页这些空间决议支持系统功效要求超出了GIS功效范围，需要集成人工智能、知识工程、软件工程、空间信息处理和空间决议理论等领域最新技术。82空间决策支持系统第82页8.3

空间决议支持系统相关技术

83空间决策支持系统第83页空间决议支持系统沿着普通空间分析、空间决议支持系统、智能空间决议支持系统发展轨迹不停发展，不停地引入各种相关技术，提升空间分析处理复杂问题能力，提升智能化水平。空间决议支持系统必须研究一些相关技术，包含：决议支持技术、人工智能技术、教授系统技术、数据仓库技术、数据挖掘和知识发觉技术等。84空间决策支持系统第84页决议支持系统技术

决议支持系统(DSS,DecisionSupportSystem)是辅助决议者经过数据、模型、知识以人机交互方式，进行决议计算机应用系统。DSS起始于管理信息系统(MIS)，在MIS基础上增加了非结构化问题处理模块、模型计算和各种方法，以处理结构化、非结构化和半结构化决议问题。85空间决策支持系统第85页DSS为决议者提供分析问题、建立模型、模拟决议过程和方案环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助决议者提升决议水平和质量。决议支持系统是辅助管理者进行决议过程，支持而不是代替管理者判断，提升决议有效性计算机应用系统。86空间决策支持系统第86页DSS基本结构，包含：数据部分、模型部分、推理机部分、人机交互部分。87空间决策支持系统第87页当前GIS逻辑结构和智能层次不能满足复杂空间决议问题需要，尤其是那些非结构化问题。为更加好地辅助空间决议，GIS需要增加对描述性知识和程式化知识处理功效，当前，GIS还不适适用于对各种知识形式处理，不能作为空间决议支持系统神经中枢，GIS能够作为SDSS一个组成部分，即GIS能够嵌入到一个SDSS中，用于空间信息处理。88空间决策支持系统第88页教授系统技术

人工智能目标：用计算机模拟人类，如模拟人类动作、视觉、听觉、人类大脑以及人类语言等。从幼儿开始模拟人脑应该是人工智能研究起点，不过，模拟难度比较大，因为幼儿还不能清楚阐述知识与逻辑，所以研究方向转向领域教授思维过程。伴随教授系统工具软件出现，许多领域展开了教授系统研究，其中最成功是国际象棋教授系统。89空间决策支持系统第89页人工智能主要目标是模拟人脑功效，不过当前人们对人脑思维过程并不十分清楚。教授系统是人工智能在信息系统中详细应用，它是一个智能计算机程序系统，内部存放大量教授水平某个领域知识与经验，决议者利用教授知识和经验能够处理相关领域问题。90空间决策支持系统第90页教授系统主要功效取决于大量知识，设计教授系统关键是知识表示和知识应用。教授系统与普通计算机程序本质区分：教授系统所处理问题普通没有算法解，而且往往是要在不完全、不准确或不确定信息基础上做出结论。普通教授系统包含：数据库、知识库、推理机，解释器及知识获取5个部分组成。91空间决策支持系统第91页（1）知识库知识库用于存取和管理教授知识和经验，供推理机利用，含有知识存放、检索、编辑、增删、修改和扩充功效。（2）数据库

用来存取系统推理过程中用到控制信息，中间假设和中间结果。92空间决策支持系统第92页（3）推理机推理机利用知识进行推理，求解专门问题。含有启发式推理、算法推理；含有正向、反向或双向推理；含有串行或并行推理等功效。93空间决策支持系统第93页（4）解释器

解释器用于作为教授系统与用户“人-机”接口，其功效是向用户解释系统行为，包含：•咨询了解：对用户咨询进行“了解”，将用户输入提问及相关事实、数据和条件转换为推理机可接收信息。•结论解释：向用户输出推理结论或答案，而且依据用户需要对推理过程进行解释，给出结论可信度预计。94空间决策支持系统第94页（5）知识获取器知识获取是教授系统与教授交互“界面”。知识库中知识普通都是经过“人工移植”方法取得，“界面”就是知识工程师（教授系统设计者），采取“专题面谈”、“口语统计分析”等方式获取知识，经过整理后，再输入知识库。95空间决策支持系统第95页（5）知识获取器为了提升知识工程师获取教授知识效率，能够借助“知识获取辅助工具”来帮助教授整理或辅助扩充和修改数据库。近年来，逐步发展了一些新知识获取方法和工具，如基于机器学习、机器识别方法，以及数据挖掘与知识方法等。96空间决策支持系统第96页空间知识表示和推理知识表示和推理是利用人工智能技术建立一个信息系统时需要考虑主要问题。为了能够了解和推理，智能系统需要关于问题领域先验知识。比如，自然语言了解系统需要关于谈话主题和谈话人先验知识。为了能够观看和解释景物，景物视觉系统需要存放关于被观察对象先验信息。任何一个智能系统都应该含有一个知识库，在知识库中存放与问题领域和问题相互关系相关事实和概念。97空间决策支持系统第97页智能系统同时应该含有一个推理机制，能够处理知识库中符号，而且能够从显示表示知识中抽取出隐含知识。空间决议支持系统是一个空间推理智能系统，知识表示在其开发过程中含有十分主要作用。知识表示形式体系包含：表示领域知识结构，知识表示语言和推理机制。知识表示体系主要任务：选择一个以最显著、正式方式表示知识符号结构，以及一个适当推理机制。98空间决策支持系统第98页知识表示就是知识形式化，就是研究用机器表示知识可行、有效、通用标准和方法。当前惯用知识表示方法：命题逻辑和谓词逻辑、产生式规则、语义网络法、框架表示法、过程表示法、黑板结构、Petri网络法、神经网络等。99空间决策支持系统第99页命题逻辑命题逻辑能够把客观世界各种事实表示为逻辑命题，最基本命题逻辑知识表示是给一个对象命名或陈说一个事实。命题逻辑和谓词逻辑100空间决策支持系统第100页GIS操作中命题：(1)区域A是一块湿地。(2)多边形K内有一个湖泊。(3)公路R是陡峭和波折。(4)像元B是一块农田或者是一个鱼池。(5)区域Q人口不密集。(6)多边形A与多边形B相连。(7)假如温度高，那么压力就低。101空间决策支持系统第101页

“是(isa)”：命名或描述对象；“有(hasa)”：描述对象属性；连接词“和(and)”、“或(or)”：用于形成复合语句；“不(not)”：表示对立；“与…相连(is（related）to)”：表示相互关系；“假如…那么(if-then)”：表示对象条件或关系，能够用于推理。形成命题逻辑基本组成是句子(陈说或命题)和形成复杂句子连接词。原子句用于表示单个事实，它值是“真”或“假”。102空间决策支持系统第102页依据连接词“和”、“或”、“不”、“假如…那么”，GIS语句能够形式化表示以下：湿地(区域K)。(“区域A是一块湿地”)有－湖泊(多边形K)。(“多边形K内有一个湖泊”)陡峭(公路R)∧波折(公路R)。(“公路R是陡峭和波折”)农田(像元B)∨鱼池(像元B)。(“像元B是一块农田或者是一个鱼池”)¬人口密集(区域Q)。(区域Q人口不密集)相连(多边形A，多边形B)。(多边形A与多边形B相连)高(温度)→低(压力)。(假如温度高，那么压力就低)103空间决策支持系统第103页谓词逻辑语法和语义(Syntax&Semantics)谓词是用来刻画一个个体性质或多个个体之间关系词，如“与…相连（is（related）to）”。个体是研究对象中能够独立存在详细或抽象客体，如多边形A，区域B等。 原子公式是谓词演算基本积木块。原子公式是公式最小单位，是最小句子单位。项不是公式。P(x1,…,xn)是n元谓词，t1,…,tn是项，P(t1,…,tn)为原子公式。能够用连词把原子谓词公式组成复合谓词公式，并称之为分子谓词公式。104空间决策支持系统第104页谓词逻辑基本组成部分是谓词符号、变量符号、函数符号和常量符号，并用圆括弧、方括弧、花括弧和逗号隔开，以表示论域内关系。比如：①x是有理数：x是个体变量项，“…是有理数”是谓词，用G(x)表示。②x与y含有关系L：x，y为两个个体变量项，谓词为L，符号化形式为L(x，y)。③小王与小李同岁：小王，小李都是个体常项，“…与…同岁”是谓词，记为H，命题符号化形式为H(a，b)，其中，a代表小王，b代表小李。④机器人(ROBOT)在1号房间(R1)内：ROBOT，R1是个体变量项，“在房间内”是谓词(INROOM)，用INROOM(ROBOT，R1)表示。105空间决策支持系统第105页2）连词和量词(Connective&Quantifiers)①连词与·合取(conjunction)：合取就是用连词∧把几个公式连接起来而组成公式。合取项是合取式每个组成部分。“LIKE(I，MUSIC)∧LIKE(I，PAINTING)”表示“我喜爱音乐和绘画”。或·析取(disjunction)：析取就是用连词∨把几个公式连接起来而组成公式。析取项是析取式每个组成部分。“PLAYS(LILI，BASKETBALL)∨PLAYS(LILI，FOOTBALL)”表示“李力打篮球或踢足球”。106空间决策支持系统第106页蕴涵(Implication)：蕴涵是表示“假如…那么…”语句用连词“”连接两个公式所组成公式叫做蕴涵。蕴涵能够用产生式规则来表示，即：“IF…THEN…”左侧IF部分表示前项，或称左式；右侧THEN部分表示后项，或称右式。比如：“RUNS(LIUHUA，FASTEST)WINS(LIUHUA，CHAMPION)”，表示“假如刘华跑得最快，那么他取得冠军”。107空间决策支持系统第107页非(NOT)：表示否定，用～或┑表示均可。比如：“～INROOM(ROBOT，r2)”表示“机器人不在2号房间内”。108空间决策支持系统第108页②量词全称量词(UniversalQuantifier)：若一个原子公式P(x)对于全部可能变量x都含有真值T，则用(x)P(x)表示。比如：“(x)[ROBOT(x)COLOR(x,GRAY)]”表示“全部机器人都是灰色”。“(x)[Student(x)Uniform(x,Color)]”表示“全部学生都穿彩色制服”。109空间决策支持系统第109页②量词存在量词(ExistentialQuantifier)：若一个原子公式P(x)，最少有一个变元x，可使P(x)为T值，则用(x)P(x)表示。比如：“(x)INROOM(x,r1)”表示“1号房间内有个物体”。量化变元(QuantifiedVariables)：假如一个适当公式中某个变量是经过量化，我们就把这个变量称为量化变元，或者称为约束变量。110空间决策支持系统第110页“SET(x)”、“SET(y)”分别表示集合x和y，即：“setx”和“setx”，“CARD(x,u)”表示集合x基数为u，“CARD(y,v)”表示集合y基数为v，“G(u,v)”表示u大于v。3）利用谓词逻辑表示复杂句子能够用谓词演算来表示复杂英文句子。如：“Foreverysetx,thereisasety,suchthatthecardinalityofyisgreaterthanthecardinalityofx”，谓词演算表示为：111空间决策支持系统第111页基于谓词逻辑空间知识表示命题逻辑不适合表示复杂问题。命题逻辑中谓词是一个有用陈说句结构化表示方法，不过当许多相同性质事实必须被表示时碰到了困难。

假如在研究区域全部n个区域(Ki,i=1,…,n)都是湿地，那么需要n个命题表示这些事实： 湿地(区域K1)

湿地(区域K2) ┇

湿地(区域Kn)112空间决策支持系统第112页命题逻辑不能证实以下陈说句是正确：“全部多边形是几何图形”，“三角形是一个多边形”，“那么，三角形是一个几何图形”。这些陈说句包括到一个量词：“全部”，以及“是一个多边形”、“是一个几何图形”等概念。为了愈加有效地表示知识，能够使用谓词逻辑取得原子句深入突破。113空间决策支持系统第113页在“x[湿地(x)]”中使用变量x，使用量词表示“全部”。“全部公路或者连接到A点，或者连接到B点”表示为：(x)[公路(x)→连接到(x,A)∨连接到(x,B)]命题：x[发生(x,t0)]表示空间事件x(洪水或地震)在时间t0时发生。经过引入量词和变量到命题逻辑中，而且使用连接词形成复杂命题，知识能够得到愈加有效表示。114空间决策支持系统第114页谓词算子能够用于表示空间知识。已经有学者进行过使用谓词逻辑建立几何关系和几何处理过程尝试。Backstrom(1990)定义两个实体O1，O2是否在点P处相互连接：Pcontact(O1,O2,p)↔Outerpcontact(O1,O2,p)∨Innerpcontact(O1,O2,p).115空间决策支持系统第115页2、基于产生式系统空间知识表示

人类知识能够经过“假如…那么”规则组成系统进行有效地表示。包含一套“假如…那么”规则有序集合称作产生式规则。它包含了一个工作存放器、一个规则库和一个解释器。工作存放器存放暂时信息，比如用户提供事实、系统生成中间结论、相关领域特定问题知识等。规则库以“假如…那么”规则形式存放永久信息，这些规则对于处理领域中全部问题都是必要。解释器用来对推理进行控制。116空间决策支持系统第116页依据DTM(DigitalTerrainModel)数据进行推理简单规则库。在进行中国黄土高原土地稳定性分析时，土地稳定性评定是依据坡度、坡向、土地利用和侵蚀情况4个变量确定。前两个变量能够从DTM数据中取得，后两个数据能够从其它地理数据库中取得。117空间决策支持系统第117页土地稳定性分析规则集

规则1：假如坡度小于3°，而且土地类型为水域，那么稳定值为10。规则2：假如土地类型为森林，那么稳定值为9。规则3：假如坡度大约为6°，而且侵蚀较弱，那么稳定值为7。规则4：假如土地类型为草原，那么稳定值为7。规则5：假如坡向为阴坡，而且土地类型为居住地，那么稳定值为6。规则6：假如坡度大约为11°，而且土地类型为花园，那么稳定值为5。规则7：假如坡向为阳坡，而且土地类型为水域地，而且侵蚀中等，那么稳定值为4。规则8：假如坡度大约为20°，而且土地类型为农耕地，那么稳定值为3。规则9：假如坡度大约为30°，而且侵蚀较强，那么稳定值为1。规则10：假如坡度远大于30°，而且侵蚀很强，那么稳定值为-1。规则11：假如稳定值大于8，那么土地是稳定。规则12：假如稳定值约等于6，那么土地是相当稳定。规则13：假如稳定值约等于3，那么土地是差不多稳定。规则14：假如稳定值小于1，那么土地是不稳定。依据教授确定领域知识，经过一组“假如…那么…”规则能够确定稳定性值。一旦土地稳定性被确定，区域开发政策就能够对应形成。118空间决策支持系统第118页产生式系统成功实现取决于“假如…那么…”规则作为决议树组织情况，以及推理过程关联过程效率。推理控制是经过解释在整个机器执行系列中处理哪个循环来实现。决议树是一个结构化表示知识方法，方便于事实和规则能够在推理过程中动态地组合。决议树基本结构是与或树(AND-ORtree)或与或图(AND-ORgraph)，根表示目标，叶子表示推理事实。119空间决策支持系统第119页与或树结点是规则条款，弧段(分支)是连接条款箭头。假如全部结点都是经过“AND”弧段连接，称为AND树。AND弧段是经过连接弧段描述。当全部结点都是经过“OR”弧段连接，称为OR树。OR弧段是经过非连接弧段表示。规则“IfAandBthen

C”规则“IfAorBthen

C”120空间决策支持系统第120页结点之间经过“AND弧段”和“OR弧段”连接决议树称为与或树。规则“IfAthenB”、“IfBandCorDthenF”以及“IfFandGthenH”形成了与或树。在该决议树中，H是根，A,C,D,G是叶子。121空间决策支持系统第121页为了证实顶层目标H，需要横穿全部或部分与或树。横穿路径称为子树或证实路径。H扩展造成沿着“AND”弧段通向F和G。F扩展造成一个弧段通向B(然后通向A)，一个弧段通向C，另外一个弧段通向D。为了证实H，有两条路径，经过D路径比经过A路径愈加有效。122空间决策支持系统第122页3、基于语义网络空间知识表示

语义网络是知识一个图解表示，它由结点和结点之间弧组成。结点用于表示实体、概念和情况等，弧表示结点之间相互关系。123空间决策支持系统第123页at(在)，on(在…上)，in(在…里面)，…above(在…上面)，below(在…下面)，…front(前面)，back(后面)，left(左边)，right(右边)，…between(在二者中间)，among(在…中间)，amidst(在…中间)，…nearto(与…邻近)，farfrom(远离…)，closeby(与…靠近)，…语义网络能够用来对空间关系进行表示。以下空间关系能够经过语义网络进行表示。124空间决策支持系统第124页eastof(在东边)，southof(在南边)，westof(在西边)，northof(在北边)，…disjoint(与…脱离)，overlap(叠置)，meet(交汇)，…inside(在…内部)，outside(在…外边)，…central(中央)，peripheral(外围)，…across(穿越)，through(穿过)，into(在…里面)，…能够将这些空间关系表示为语义网络联络来简化空间关系表示。125空间决策支持系统第125页空间关系above（在…上面）和below（在…下面）语义网络表示。126空间决策支持系统第126页公园(PARK)里空间对象空间关系语义网络描述。包括以下空间关系链，用来链接语义网络中各节点。ABOVE：桥(BRIDGE)在河流(RIVER)上；INTERSECT：桥(BRIDGE)与道路(ROADS)相交；ACROSS：河流(RIVER)穿过公园(PARK)；EDGE：路(ROADS)在河流(RIVER)边上；LENGTH：河流(RIVER)长度(LENGTH)是2km；IN：人(PEOPLE)在船(BOATS)内，船(BOATS)在河(RIVER)里。127空间决策支持系统第127页依据以上语义关系链，将公园(PARK)、道路(ROADS)、桥(BRIDGE)、河流(RIVER)、人(PEOPLE)等实体之间关系形象地表示出来。128空间决策支持系统第128页语义网络在基于语义遥感影像识别和了解中得到了很好应用。比如，航空影像中“停车场”识别能够利用语义网络进行表示。129空间决策支持系统第129页从航空影像上依据观察到土地覆盖目标，抽取实例和表示语义通用场景模型，用一些节点表示这些目标，它们之间用特定含义链连接，这么就组成一个停车场语义网络。为了说明该停车场是一个土地覆盖类型，建立“土地覆盖(LandCover)”节点，为深入说明停车场组成部分，需要增加“成行排列车(CarRow)”节点，而且用“part-of”链与“停车场(ParkingLot)”节点相连。130空间决策支持系统第130页类实例“停车场(ParkingLot)”与类“土地覆盖(LandCover)”是用“is-a”链表示和连接，表示“停车场”是“土地覆盖”一个类型。实例是个体属于一类陈说，特化代表了两类之间子集关系。经过特化链，实例能够继承类全部属性。131空间决策支持系统第131页“partof”链代表一个概念和它组成部分之间关系。“植被(Vegetation)”是“停车场(ParkingLot)”目标中一部分，所以用“part-of”链表示部分与整体关系。“成行排列车(CarRow)”也是停车场一部分，它由很多车(Car)组成，车(Car)有“Shape”、“Color”、“Position”等属性，这些属性用来深入描述节点“Car”。车由“车顶(Roof)”和“引擎盖(Hood)”等部分组成；若干“线段(Segment)”组成“线(Line)”，若干“线(Line)”组成停车场“轮廓(Contour)”。部分与整体之间关系用“part-of”表示。132空间决策支持系统第132页“Concrete”表示详细化，表示将一个物体详细化为有形、有色、有质量物体。在几何形状上，“停车场(ParkingLot)”实际上就是一个几何轮廓，“轮廓(Contour)”就是“停车场(ParkingLot)”几何层面上详细物。“Concrete”链连接属于不一样概念系统目标。建筑物屋顶可能属于某个概念系统，它在几何概念系统中详细形式又可能是平行线。这些链在一个模型中形成一个概念层次。每一层代表从可见信息中抽取不一样程度。“Partof”和“concrete”链能够是多重。假如概念是强制、可操纵和固有，那么能够特化其详细部分。133空间决策支持系统第133页4、基于框架空间知识表示方法

框架是知识一个层次化表示方法。框架可用于表示原型知识或含有良好结构知识。与逻辑和产生式规则不一样，框架是以相互联络较大概念实体形式存放知识。134空间决策支持系统第134页框架总体结构135空间决策支持系统第135页顶层框架是“处理场所”，含有以下一些槽：费物、容量、搜集区域、安全办法。值限值槽提供了一些对相关槽值限制。经过一组层次框架表示费水处理场所费物槽正当值只能是固体和液体。搜集区域槽可能是框架参考槽，联络到一个较低层次框架，如从城市分区到倾倒地。它基数确定了槽能够拥有城市分区数。它也是一个赋有“if-needed”槽过程过程槽。这个槽是空，不过不论何时从槽中需要信息时，系统将执行处理过程。136空间决策支持系统第136页继承处理场特点低层框架是垃圾。废物槽值为固体。新槽“离最近限制区域距离”和“危险事件”也被添加，当系统执行“if-needed”过程时，能够计算出这些槽值。“IS-A”槽将当前槽联络到它父母槽。137空间决策支持系统第137页垃圾1是一个实例槽，它槽含有确定值，或者是可从用户处获取值，或者是缺省值。处理过程也包括到一些发送到框架信息方法或者辅助推理规则集。“IS-A”槽和其它框架参考槽服务于沿着层次框架之间联络经过框架能够将信息分层结构化。槽能够有静态侧面，它们值能够是缺省或者是限制条件。它们动态槽能够经过以下处理得到：“if-needed”、“if-added”、“if-deleted”，当必要时，执行这些处理。当新信息放入槽时执行if-added处理；当信息从槽中移出时，执行if-deleted处理；138空间决策支持系统第138页5、面向对象空间知识表示方法

面向对象方法使用类、对象、方法和属性等面向对象概念及消息机制来描述和处理问题，把各种不一样类型知识用统一对象形式加以表示，利用对象数据封装、继承、多态等机制，很好地实现知识独立性、隐藏性以及重用性。面向对象知识表示方法适宜于表示各种复杂含有动态或静态特征知识对象及空间关系，含有很强语义表示与对象交互能力。139空间决策支持系统第139页面向对象方法能够用于遥感图像了解教授系统，用面向对象方法进行知识表示，将图像中类别抽象为对象，各种类型求解机制分布于各个对象之中，经过对象之间消息传递，完成整个问题求解过程，与传统知识表示及推理比较，愈加灵活、方便。140空间决策支持系统第140页ClassNode{unsignedcharType；类别unsignedcharNeibor[20]；邻接类别(伪)unsignedcharNeighborCen[20]；邻接类别(伪)所占百分数unsignedcharTureNeighbor[20]；真实邻类类别unsignedcharGrayVal[7][3]；灰度值(maxmin)；unsignedcharBioMass[3]；生物量指标unsignedcharContourVal[3]；高程值unsignedcharSlopeVal[3]；坡度值unsignedcharAspect[3]；坡向值unsignedcharTexture[3]；纹理参数unsignedcharLanduse[3]；土地利用unsignedcharUserDef；用户自定义值unsignedcharCondWeight；权值}在遥感影像了解教授系统中，能够针对不一样地物类别，依据它们所处地域及季节，采集教授知识，包含卫星影像不一样波段影像灰度值、高程范围、生物量指标、坡度、坡向、纹理、邻接类别等特征值。将这些含有相同特征值地物类别表示为对象类,其中对象就是详细地物类别,比如林地、草地、水、居民地等。比如，对象中空间知识数据，能够设计成以下结构类：141空间决策支持系统第141页面向对象空间知识表示方法是表示复杂空间对象知识有效方法，反应某类复杂空间对象子类组成及其普遍特征知识。民用机场图像能够利用面向对象知识表示方法表示成其各个子类及其特征知识和关联知识。在高分辨率遥感图像上能够经过对简单子类识别到达判别识别复杂机场图像中空间目标目标。142空间决策支持系统第142页空间数据仓库1、基本概念（1）数据仓库“数据仓库是面向主题、集成、时变、非易失而且随时间而改变数据集合”(W.H.Inmon)。四个关键词：面向主题、集成、时变、非易失，将数据仓库与其它数据存放系统(如关系数据库系统、事务处理系统和文件系统)相区分。（1）面向主题：数据仓库围绕一些主题，如用户、供给商、产品和销售组织。143空间决策支持系统第143页（2）集成：结构数据仓库是将各种数据源，如关系数据库、普通文件和联机事务处理统计，集成在一起进行存放。使用数据清理和数据集成技术，确保命名约定、编码结构、属性度量等一致性。（3）时变：数据存放从历史角度（比如过去5-）提供信息。数据仓库中关键结构，隐式或显示地包含时间元素。（4）非易失：是指数据保持不变，按计划添加新数据，不过依据规则，原数据不会丢失。144空间决策支持系统第144页（2）空间数据仓库空间数据仓库(SpatialDataWarehouse，SDW)是空间信息科学(RS、GIS、GPS)技术和数据仓库技术相结合产物，可认为逐渐兴起全球变化和区域可持续发展研究以及复杂商业地理分析提供强有力支持。145空间决策支持系统第145页2、空间数据仓库出现传统GIS应用系统一般面向某个具体应用、由日常工作流程驱动，数据往往处于采集时原始状态；系统应用也只是对业务数据进行增、删、改等事物处理操作和简单空间查询与分析。为了更好地适应该今全球变化和可持续发展研究需要，需要用一个统一信息视图将来自不一样学科相关数据按照对应主题转换成统一格式，集成、存储在一起，经过各种专业模型从多个角度去了解这个世界。空间数据仓库正是为了更好地满足当今地球信息科学研究和应用需要而产生。146空间决策支持系统第146页当前空间数据仓库已成为国外GIS界研究热点，并已被应用到多个项目，如：澳大利亚土地管理系统、苏格兰资源环境信息系统等。空间数据仓库在国内已逐步开展起来，如中国资源环境遥感信息系统及农情速报系统(简称CRERSIS)中就采取了空间数据仓库技术。147空间决策支持系统第147页3、空间数据库与空间数据仓库比较空间数据库与空间数据仓库数据结构、内容和使用方法都不相同，二者普通需要分离开来，需要分开存放和管理。空间数据库(源数据库)负责原始数据日常操作性应用，操作数据库只维护详细原始数据，普通不需要存放历史数据，只提供简单空间查询和分析。空间数据库中数据尽管很丰富，不过对于空间决议来说，经常还是远远不够。148空间决策支持系统第148页空间数据仓库则依据主题经过专业模型对不一样源数据库中原始业务数据进行抽取和聚集，形成一个多维视角，为用户提供一个综合、面向分析决议支持环境。决议支持需要未来自各种不一样起源数据统一(聚集和汇总)，产生高质量、纯净、集成数据。空间数据仓库引入了时间维概念，可依据不一样需要划分不一样时间粒度等级，方便进行各种复杂趋势分析，如土地覆盖改变研究、全球气候改变趋势等，以支持政府部门宏观决议。149空间决策支持系统第149页4、空间数据仓库主要功效特征数据仓库是面向主题、集成、含有时间序列特征数据集合，以支持管理中决议制订过程。空间数据仓库则是在数据仓库基础上，引入空间维数据，增加对空间数据存贮、管理和分析能力，依据主题从不一样GIS应用系统中截取从瞬态到区段直到全体地球系统不一样规模时空尺度上信息，从而为当今地球信息科学研究以及相关环境资源政策制订提供更加好信息服务。150空间决策支持系统第150页空间数据仓库主要功效特征：（1）空间数据仓库是面向主题传统GIS数据库系统是面向应用，只能回答很专门、很片面问题，它数据只是为处理某一详细应用而组织在一起，数据结构只对单一工作流程是最优，对于高层次决议分析未必是适合。空间数据仓库为了给决议支持提供服务，信息组织应以业务工作主题内容为根本。151空间决策支持系统第151页空间数据仓库主要功效特征：（1）空间数据仓库是面向主题主题是一个在较高层次将数据归类标准，每一个主题基本对应一个宏观分析领域。土地管理部门空间数据仓库所组织主题可能为：土地覆盖改变趋势、土地利用改变趋势等；假如按照应用来组织则可能是地籍管理、土地适宜性评价等。152空间决策支持系统第152页按照应用来组织系统不能为土地管理部门制订决议提供直接、全方面服务，空间数据仓库数据因其面向主题，含有“知识性、综合性”，能够为决议者们提供及时、准确信息服务。CRERSIS(中国资源环境遥感信息系统及农情速报系统)按照8个主题组织数据：农作物长势监测、农作物种植面积监测、农作物估产、水灾遥感监测、旱灾遥感监测、生物量监测、中国生态环境分析、中国土地资源时空改变分析。153空间决策支持系统第153页（2）空间数据仓库是集成空间数据仓库建立并不意味着要取代传统GIS数据库系统。空间数据仓库是为制订决议提供支持服务，它数据应该是尽可能全方面、及时、准确、传统。GIS应用系统是其主要数据源。空间数据仓库以各种面向应用GIS系统为基础，经过元数据刻画抽取和聚集规则将它们集成起来，从中得到各种有用数据。提取数据在空间数据仓库中采取一致命名规则，一致编码结构，消除原始数据矛盾之处，数据结构从面向应用转为面向主题。154空间决策支持系统第154页（3）数据变换与增值空间数据仓库数据来自于不一样面向应用GIS系统日常操