（地图学与地理信息系统专业论文）基于gis的中国入境旅游流信息系统研究.pdf

基于g i s 的中国入境旅游流信息系统研究y6 1 0 1 乏6 朱立巍 摘要改革开放2 0 多年以来，我国旅游业得到了迅猛的发展，已形成三 股不同大小的入境、出境、国内旅游流，就入境游客数量排名，我国己成为世界 第五大旅游国，其在我国外汇收入中的比重也逐渐增加。因而，对旅游流，特别 是入境旅游流的研究就愈来愈显重要。随着科技的不断发展，旅游学的研究需要 借助高新技术。g i s ( 地理信息系统) 是地学研究的高新技术，其以处理空间数据 为特征，应用范围越来越大。目前关于旅游流的研究虽多，但是基于g i s 的旅游 流研究尚不多见，所以建立一个入境旅游流信息系统，具有重要的理论和实践意 义，能进行综合集成、分析处理，使旅游流数据成为决策的科学依据。 基于以上所论不足之处，本文将以研究建立一个入境旅游流信息系统为目 标。此系统将利用m a p i n f o 软件强大的专题制图功能显示数据，利用g i s 技术实 现一般咨询功能及其数据预测的功能，对旅游信息和境外游客状况进行动态跟 踪，分析预测，为国内旅游产业部门辅助决策服务。 本文将入境旅游流的研究结果以g i s 的形式实现，即在一个具体的地理信息 系统平台上实现。本文研究的主要内容如下： ( 1 ) 建立旅游流信息系统框架体系：对入境旅游流进行了分析，设计了现势分析， 动态预测两大模块，并对旅游流信息系统每个小功能模块的结构、具体功能 进行了设计，同时还设计了系统接口、界面、开发环境，建立起旅游流信息 系统框架体系； ( 2 ) m a p x 二次开发研究：深入研究将m a p x 内嵌入v i s u a lb a s i c 软件开发平台 上设计旅游流信息系统的方法，并进行了实践。开发利用m a p x 的各种功能， 实现地图编辑功能，空间分析功能，数据绑定功能及其地图浏览功能，去实 现个地理信息系统； ( 3 ) 对空间分析功能进行了研究：本文充分阐述了空间分析功能，对其在本系统 中的重要性，作用进行了分析，并基于本系统中具体的对旅游流空间分析的 需要，建立了统计分析的数学模型； ( 4 ) 空间统计分析与6 i $ 集成研究：分析研究了空间统计分析与g i s 集成的方法， 在具体实践时，使用将统计分析软件内嵌到开发平台。运用了o l e 技术，将 s p s s 程序嵌入到具体开发环境中去实现空间统计分析功能： ( 5 ) 专题地图技术的运用：利用m a p x 中专题地图的功能，在系统中运用专题地 图技术，开发m a p x 模块，在程序中实现专题地图的显示、修改、删除、添 加等技术： ( 6 ) 数据库功能研究：使用数据库软件a c c e s s ，使开发的软件具有数据综合查询、 碌示功能，简便数据输入、查咖方法，实现了剥属性数据的管理功能。并利 川| ) ) ( i j f 扶( ) ( ：x 容器的方 _ i ，实现数据绑定，从而连接地图数掘库和属 。n 数捌7 ，进步峡现数撕；库h 棚访问。 经过j ! _ j 步试验，建矗了r 1 圈入境旅游流信息系统的框架，并初步实现了其功 能。本系统实现了文r r 一的大部分功能，可以浏览数据，统计数据，为旅游流研究 服务，并得出如下结论： ( 1 ) ( ；i s 方法能充分将统计学、地图学、g i s 等现代理论、方法和技术统一于旅 游流信息系统中，是研究旅游流信息的种有效途径。旅游流信息系统作为 g i s 的应用发展方向之一，能够将旅游流信息与地理信息系统相结合。 ( 2 ) 经过实践，说明建立一个入境旅游流信息系统是可行的，其为入境旅游流的 研究提供了。种新的方法和手段。这一系统不仅进一步提高旅游流信息管理 的水，| t 丽儿能丌拓旅游流信息应用的新途径，能更好地为研究旅游流规律， 制订旅游政策，以及经济和社会可持续发展战略服务。 关键词：地理信息系统二次开发m a p x空间统计分析 s t u d y o ni n b o u n dt o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o n s y s t e m i nc h i n ab a s e dg i s z h ul i - w e i a b s t r a c t a l o n g w i t h2 0y e a r so f t h e p r o c e s so fc o u n t r yr e f o r ma n do p e np o l i c y , t h et o u r i s mh a sg r e a td e v e l o p m e n t ，a n dt h e r ea r ei n b o u n d ，o u t b o u n d ，d o m e s t i ct o u r i s t f l o w s ，w h i c ha r et h r e ed i f f e r e n tf l o w sa c c o r d i n g t oi n b o u n dt o u r i s tf l o w , o u r c o u n t r y h a s o c c u p i e dt h ef i f t hp l a c e i nt h ew o r l d ，a n di ta l s og r a d u a l l yi n c r e a s e si no u rc o u n t r y f o r e i g ne x c h a n g ee a r n i n g sp r o p o r t i o n t h u s ，t h er e s e a r c h o f t h et o u r i s tf l o w , e s p e c i a l l y t h ei n b o u n dt o u r i s tf l o wi sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t w i t ht h e d e v e l o p m e n to f t e c h n o l o g y , t h e r e s e a r c ho ft o u r i s mn e e d s h i g ht e c h n i q u e g i s , w i c h i sa h i g h t e c h n o l o g yo fg e o g r a p h i c a lr e s e a r c h ，a n di s c h a r a c t e r e da st h es p a t i a la n a l y s i s ，h a s m o r ea n dm o r ew i d ea p p l i e da r e a b u tt h es t u d yo ft h et o u r i s tf l o wb a s e do ng i si s n o te n o u 曲，s ot h ef o u n d a t i o no f a ni n b o u n dt o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o ns y s t e mh a sg r e a t a c a d e m i ca n d a p p l i e dm e a n i n g b a s e do nt h e s h o r t c o m i n g ，a n i n b o u n df l o wi n f o r m a t i o n s y s t e m w i l lb e e s t a b l i s h e d t h i ss y s t e mu s e st h ef u n c t i o no f t h e m a t i cm a pi nm a p l n f ot od e m o n s t r a t e d a t a ，a n du s e st h eg i st e c h n o l o g yt or e a l i z en o to n l yt h eg e n e r a lc o n s u l t a t i o nf u n c t i o n ， b u ta l s od a t af o r e c a s tf u n c t i o n ，t oh e l pd e c i s i o n - m a k i n g t h ew o r ko ft h es t u d i e so fi n b o u n dt o u r i s tf l o ww i l ls h o wa sg i s t h i sa r t i c l e s m a i nc o n t e n t ： f 1 1t h ee s t a b l i s h m e n to fi n b o u n dt o u r i s t f l o w si n f o r m a t i o n s y s t e m s f r a m e ：t h e a n a l y s i so ft h et o u r i s tf l o wh a sb e e nm a d e ，a n dt h em o d u l e so f c u r r e n ts i t u a t i o n a n dt h ef o r e c a s t ，t h es t r u c t u r ea n df u n c t i o no fe a c hs m a l lm o d u l eh a sb e e n d e s i g n e d ，m e a n w h i l es y s t e m c o n n e c t i o n ，t h ei n t e r f a c e ，a n d t h e d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n th a sb e e nd e s i g n e dt o o ； ( 2 ) t h er e s e a r c ho fm a p xr e d e v e l o p m e n t s ：t h er e s e a r c hh a s b e e nm a d et oi n s e r t m a p x i nv i s u a lb a s i ct od e s i g nt h et o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o ns y s t e m n l ef u n c t i o n o f m a p x h a sb e e nu s e dt or e a l i z et h em a p e d i t i n g ，s p a t i a la n a l y s i s ，d a t ab i n d i n g ， a n dt h em a p b r o w s i n g t oc o m p l e t eag i s ； ( 3 ) s p a t i a la n a l y s i sh a sb e e nr e s e a r c h e d ：s p a t i a la n a l y s i sh a sb e e ne l a b o r a t e d ，a n d t h e m a t h e m a t i c a lm o d e l sf o rs t a t i s t i c a la n a l y s i sh a v ee s t a b l i s h e d ： ( 4 ) i n t e g r a t i o nw i t hs p a t i a ls t a t i s t i c a la n a l y s i sa n d g i s ：t h em e t h o do f t h ei n t e g r a t i o n w i t ht h es p a t i a ls t a t i s t i c a la n a l y s i sa n dt h eg i sh a sb e e ns t u d i e d i nt h ep r a c t i c e ， t h es t a t i s t i c a la n a l y s i ss o f t w a r ew i l li n s e r tt h ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m w i t ht h e o l e ，m es p s sw i l li n s e r tt h ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n tt or e a l i z et h es p a t i a i s t a t i s t i c a la n a l y s i sf u n c t i o n ； ( 5 ) t h e m a t i cm a p st e c h n o l o g y su t i l i z a t i o n ：w i t ht h et h e m a t i cm a pf u n c t i o no fm a p x ， t h et h e m a t i cm a pt e c h n o l o g yi su t i l i z e di nt h e s y s t e m t o d e v e l o pt h em a p x m o d u l et or e a l i z ed e m o n s t r a t i o n ，r e v i s i o n ，d e l e t i o n ，a n di n c r e a s eo ft h et h e m a t i c m a p ； ( 6 ) t h er e s e a r c h o fd a t a b a s ef u n c t i o n ：a c c e s s ，w h i c he n a b l et h e s y s t m eh a st h e f u n c t i o no fd a t ai n q u i r ya n dd a t ab r o w s i n g ，a n ds i m p l i f yt h em e t h o do fd a t ai n p u t a n dd a t ai n q u i r y , r e a l i z e st h ed a t am a n a g e m e n tf u n c t i o n w i t ht h ei n s e r t e do c xi n m a p x ，t h ed a t a b i n d i n g ，t h e c o n n e c t i o nw i t h m a pd a t a b a s e a n dt h ea t t r i b u t e d a t a b a s e ，a n dt h ed a t a b a s em u t u a lv i s i t i n gi sr e a l i z e d a f t e rt h et r i a lt e s t ，t h ef r a m eo fi n b o u n dt o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o ns y s t e mi nc h i n ai s f o u n d e d ，a n di t s f u n c t i o nw a sb e e nr e a l i z e d i n i t i a l l y t h i ss y s t e mh a sr e a l i z e dt h e m a j o r i t yf u n c t i o n s ，w h i c ha r ed a t ab r o w s i n g ，d a t as t a t i s t i c s ，e t c ，t os e r v ef o rt h et o u r i s t f l o w , a n dt h ec o n c l u s i o n sf o l l o wh e r e ： ( 1 ) t h eg i sc a nu n i f yt h em o d e mt h e o r y , w h i c ha r es t a t i s t i c s ，c a r t o g r a p h ya n dg i s a n ds oo ni nt h et o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o ns y s t e m ，a n di so n ee f f e c t i v ew a yt os t u d y t h et o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o ns y s t e m t o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o ns y s t e mi so n eo ft h e w a y so f g i s sa p p l i c a t i o n ，a n di tc a nu n i f y t o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o na n dg i s ( 2 ) a f t e rp r a c t i c e ，t h ee s t a b l i s h m e n to fi n b o u n dt o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o ns y s t e mi n c h i n ai sf e a s i b l e ，a n di tc a np r o v i d ean e ww a ya n dm e t h o dt or e s e a r c ho ft h e i n b o u n dt o u r i s tf l o w i tc a np r o v et h em a n a g e m e n to f t o u r i s tf l o wi n f o r m a t i o n ，a n d c a nd e v e l o pt h en e ww a yo ft h ea p p l i c a t i o no ft o u r i s ti n f o r m a t i o n ，c a ns e r v ef o r t h er e s e a r c ho ft h er u l e ro ft o u r i s tf l o w , p o l i c yo ft o u r i s m ，a n dt h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m ya n ds o c i e t y k e y w o r d s ：g i s r e d e v e l o p m e n tm a p xs p a t i a ls t a t i s t i ca n a l y s i s 1 v 1 绪论 1 1 中国入境旅游流信息系统研究内容 中国入境旅游流信息系统主要是研究入境旅游流的空间特征和时间特征，即 研究其时空动态的特征，并对其发展趋势进行预测。研究怎样建立起一个入境 旅游流信息系统，此系统功能包括旅游数据管理，旅游咨询，旅游预测，旅游 现状分析。充分利用g i s 中技术来建立起一个不但能实现一般咨询功能，还能 实现数据预测功能，以便于辅助决策。本文即是在中国入境旅游流国家自然科 学基余研究项目“2 的支持下，对此系统丌发进行的一种探索。本系统在建立数字 化地图基础上，选择全国热点旅游城市，分析其游客的来源，游客的去向，游 客的流向，游客的构成情况。一方面从时间序列、空间区域出发，利用数理分 析和地理分析等方法，对各类游客数据进行模糊聚类分析、偏相关分析、方差 分析、数学拟合、灰色关联分析、主成分回归模型分析等，建立相应的数学模 型。另一方面，采用时间序列、多元线形回归、随机序列齐次马氏链、灰色系 统预测预报模型等方法，实现境外游客的预测预报。并主要利用m a p i n f o 软件 强大的专题制图功能来显示这些数据。对旅游信息和境外游客状况进行动态跟 踪，完成对境外游客来华旅游时空规律、行为特征的分析预测，帮助国内旅游 产业部门进行行业规划、管理、市场拓展和旅游开发。 1 2 中国入境旅游流信息系统研究现状 目前，基于g i s 对旅游数据进行研究还处于试验阶段。目前g i s 在旅游中 的应用，已进行研究的有基于g i s 和多媒体的旅游信息系统3 ，有基于游客的旅 游信息系统4 ，旅游地理信息系统5 一，旅游规划信息系统7 ，旅游景区信息系统8 ， 区域旅游规划与管理信息系统9 ，1 0 ，旅游信息系统”1 2 ，旅游资源空间信息系统”， 还有各类旅游电子地图等，但其大部分还是只实现了景点，景区介绍和管理信 息系统的功能，对旅游流信息系统”的研究还很少，特别是基于入境旅游流的地 理信息系统，还未出现成熟的产品。 1 3 中国入境旅游流信息系统研究的意义 旅游业是朝阳型的世界第一大产业，愈来愈受到世界各国和地区政府的青 睐，全球旅游业数十年来实现了持续发展。据w t o 的预测，中国将在2 1 世纪初 成为世界上最大的旅游国。到2 0 2 0 年，中国入境旅游人数将达1 3 7 亿人次， 来华如此巨大的旅游流，对其研究具有极大的紧迫性和必要性。而随着科技的 不断发展，地理学研究的各个方面都需要溶入新技术，旅游学的研究也毫不例 外。旅游流研究涉及到丰富的信息，海量的数据以及各典型城市阃的相互联系 和动态变化资料，所以需要g i s 技术的支撑和协调，只有建立一个专门研究中 国入境旅游流的地理信息系统才能从定量、动态、机制等方面进行综合集成和 分析处理，使各种信息数据成为决策的科学依据1 。 1 4 中国入境旅游流信息系统拟解决的关键问题 目前还没有成熟的旅游流信息系统出现，大量工作都处在实验阶段。本文试 验将入境旅游流的研究结果以g 1 s 的形式实现，即在一个具体的地理信息系统 平台上展示。试图研究的关键技术问题有： ( 1 ) 中国入境旅游流信息系统的建立：试着遵循软件工程的原理，试验设计和建 立旅游流信息系统框架，旅游流信息系统的功能，建立起个信息系统； ( 2 ) m a p x 二次开发：试验基于m a p x 控件，研究在基础软件开发平台上编制g i s 软件； ( 3 ) 空间统计分析与g i s 集成等：研究空间统计分析与g i s 集成的方法，及其在 具体环境中实现集成的方法； ( 4 ) 专题地图技术的运用：试图在系统中运用专题地图技术，显示输出结果： ( 5 ) 数据库功能研究：基于数据库技术，连接地图数据库和属性数据库，进一步 实现数据库互相访问技术。 2 中国入境旅游流信息系统设计的理论基础 旅游流信息系统是基于地理信息系统的一个空间数据系统，其重要功能是对 空间数据进行统计分析。空间统计分析在地理信息系统中的应用构成了本系统 中空间分析的主体，其分析的工具主要借助空间分析模型来进行。而输出的重 要形式则是旅游专题地图。下面将对这几个方面进行具体论述。 2 i 地理信息系统概述 地理信息系统( g i s ) ：地理信息系统简称为g i s ，关于全称，目前定义的方 式有很多种，有g e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o n s y s t e m ，及g e o r e f a t i o n a l i n f o r m a t i o ns y s t e m ”等，多数人认为是g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ”， 是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是采集、贮存、管理、分析和描 述整个或部分地球表面( 包括大气层在内) 与空间和地理分布有关的数据的空 间信息系统”。作为一个系统，其组成结构如图2 1 。按其范围大小可以分为全 球的、区域的和局部的三种。通常g i s 主要研究地球表层的若干个要素的空间 分布。从学科角度定义，g i s 属于技术学科，它主要涉及地理学、测量学、制图 学、摄影测量与遥感、计算机科学”。1 9 , 2 0 , 2 l , 2 2 2 3 2 2 空间统计分析 2 2 1 空间分析的定义 图2 - 1g i s 组成结构图 f i g2 - 1t h ec o m p o n e n t o ft h eg i s 空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法， 从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、 空间演变等信息“。空间分析是对分析空间数据有关技术的统称，是地理信息系 统科学内容的重要组成部分，是评价一个地理信息系统功能的主要指标之一。 空间分析的根本目的，在于通过对空间数据的深加工或分析，获得新的信息”。 2 2 2 空间分析的分类 空间分析根据不同的数据性质，可以分为：( 如图2 - 2 ) ( 1 ) 基于空阎图形数据的分析运算： ( 2 ) 基于非空间属性的数据运算； ( 3 ) 空间和非空间数据的联合运算。 l i 宅 型倒幽倒匹巴陬 闾 查 询 i 析计 与 盘 算 2 2 3 空间统计分析 f i g 2 - 2t h ek i n d so f s p a t i a la n a l y s i s 空间统计分析主要用于空间数据的分类与综合评价，它涉及到空间和非空间 数据的处理和统计计算。为了将空间实体的某些属性进行横向或纵向比较，往 往将实体的某些属性制作成统计图表，以便进行直观的综合评价。空间统计的 方法很多，主要有统计图表分析、密度分析、主成分分析、层次分析、系统聚 类分析“。常用的集中数学方法为： ( 1 ) 主成分分析：通过数理统计分析，求得各要素间线性关系的实质上有意 义的表达式，将众多要素的信息压缩表达为若干具有代表性的合成变 量。 ( 2 ) 层次分析：是系统分析的数学工具之一，把人的思维过程层次化、数量 化，并用数学方法为分析、决策、预报或控制提供定量的依据。 ( 3 ) 系统聚类分析：将相似的样本归为一类，而把差异大的样本分开来。 ( 4 ) 判别分析：预先根据理论与实践确定的等级序列的因子标准，再将待分 析的地理实体安排到序列的合理位置上的方法。 2 3 空间分析模型 2 3 1 数学模型的定义 2 3 1 1 模型的概念 模型是客观世界的一个表征和体现，同时又是客观事物的抽象和概括。模型 可以分为两类，即形象模型和抽象模型”。具体分类如图2 3 2 3 1 2 数学模型 图2 - 3 模型结构图 f i 9 2 3 t h ec o m p o n e n to fm o d e l 数学模型属于抽象模型的一种，是用得最多、最广的一种模型。是由字母、 数字和其他数学符号构成的等式或不等式，或用图表、图像、框图、数理逻辑 来描述事物的，它是真实系统的一种抽象，是研究和掌握系统运动规律的有利 工具，是分析、设计、预报、控制实际系统的基础。数学模型是对客观事物及 其联系的描述，这种描述包括数据内容的描述和各类实体数据之间联系的描述 1 9 2 3 2 g i s 的空间分析模型 、 主0 2 3 2 1 空间分析模型的概念与特点 空间分析模型是指用于g i s 空间分析的数学模型。g i s 空间分析模型是在g i s 空间数据基础上建立起来的模型，它是对现实世界科学体系问题域抽象的空j 刮 概念模型。和广义的模型概念既有区别，又相互联系，表现在”： ( 1 ) 空间定位是空问分析模型特有的特性，构成空间分析模型的空间目标 ( 点、弧段、网络、面域、复杂地物等) 的多样性决定了空间分析模型建立的复 杂性。 ( 2 ) 空间关系也是空间分析模型的一个重要特征，空间层次关系、相邻关系 以及空间目标的拓扑关系也决定了空间分析模型建立的特殊性。 ( 3 ) 包括笛卡儿坐标、高程、属性以及时序特征的空间数据极其庞大，大量 的空间数据通常用图形的方式来表示，这样，由空间数据构成的空间分析模型 也具有了可视化的图形特征。 ( 4 ) 空间分析模型不是一个独立的模型实体，它和广义模型中抽象模型的定 义是交叉的。g i s 要求完全精确地表达地理环境问复杂的空间关系，因而常使用 数学模型。此外，仿真模型和符号模型也在g i s 中得到了很好的应用。 2 3 2 2 空间分析模型的类型 g i s 中空间分析模型的分类问题，目前研究得很少。这里，把空间分析模型 分为以下几种类型”： ( 1 ) 空间分布分析模型 用于研究地理对象的空间分布特征，主要包括：空间分布参数的描述，如分 布密度和均值、分布中一t l , 、离散度等：空间分布检验，以确定分布类型；空间 聚类分析，反映分布的多中心特征并确定这些中心；趋势面分析，反映现象的 空间分布趋势：空间聚合与分解，反映空间对比与趋势。 ( 2 ) 空间关系分析模型 用于研究基于地理对象的位置和属性特征的空间物体之间的关系，包括距 离、方向、连通和拓扑等四种空间关系。其中，距离是内容最丰富的一种关系； 方向反映物体的方位：连通用于描述基于视线的空间物体之间的通视性；拓扑 关系是研究得较多的关系。 ( 3 ) 空间相关分析模型 用于研究物体位置和属性集成下的关系，尤其是物体群( 类) 之间的关系。在 这方面，目前研究得最多的是空间统计学范畴的问题。统计上的空问相关、覆 6 盖分析就是考虑物体类之间相关关系的分析。 ( 4 ) 预测、评价与决策模型 用于研究地理对象的动态发展，根据过去和现在推断未来，根据己知推测未 知，运用科学知识来估计地理对象的未来发展趋势，并做出判断与评价，形成 决策方案，用以指导行动，以获得尽可能好的实践效果。 2 3 3 g i s 中常用的空间分析模型 2 3 3 1 相关分析模型 g i s 地理数据库中存储的各种自然和人文地理要素的数据并不是孤立的，它 们相互影响、相互制约，彼此之间存在着一定的联系。相关分析模型就是用来 分析研究各种地理要素数据之间相互关系的一种有效手段。 地理数据库中各种地理要素数据之间的相关关系，通常可以分为参数相关 和非参数相关两大类。其中，参数相关又可分为简单( 两要素) 线性相关和多要 素间的复相关、偏相关和典型相关；非参数相关可以分为顺序( 等级) 相关和二 元分类相关。这里，只介绍简单线性相关、偏相关和复相关分析模型。 ( 1 ) 简单线性相关模型 在一般情况下，当两种要素之间为线性相关时，就要研究它们之间的相关 程度和相关方向。所谓相关程度，指它们之间的相关关系的密切程度。所谓相 关方向，就是两种要素之间相关的正负作用。相关程度和相关方向，可以用相 关系数来衡量。 设x 和y 为两种地理要素( 现象) ，x 和y 分别为它们的样本统计值 j = l ，2 ， n ) ，则它们之间的相关系数模型为： ，= 喜( 再一五h 哥 ( 2 1 ) 相关系数的取值范围为一l y + 1 。当相关系数为正时，表示两种要素之间 为f 相关：反之，为负相关。相关系数的绝对值越大，表示两种要素之间的相关 程度越密切，y = + l 为完全正相关，y = 一l 为完全负相关，y = 0 为完全线性无关。 ( 2 ) 多要素相关模型 1 ) 任意两种要素间的相关系数模型 设有一组地理要素变量x ，x 2 ，x 。，统计n 个样本，则n 个样本m 个指标可构成一个n s i i 阶的原始数据矩阵。此时，任意两种要素阀的相关系 数模型为： 腑一2 宝fx 厂戈，r 1 畋一f ) j = l ( 2 2 ) 2 ) 偏相关系数模型 当研究某一种要素对另种要素的影响或相关程度，而把其他要素的影 响完全排除在外，单独研究那两种要素之间的相关系数时，就要使用偏相关 分析方法，偏相关程度用偏关系数来衡量。 若i ，j ，k 代表变量( x 。，x 。，x j 中任意三种不同的变量，则所有一阶 偏相关系数模型如下： 一，2 麟 他3 式中：y ，、y 。、厂。为单相关系数a 3 ) 复相关系数模型 以上都是在把其他要素的影响完全排除在外的情况下研究两种要素之 间的相关关系。但是实际上，g i s 的空间分析中，种要素的变化往往要受 到多种要素的综合影响，这时就需要采用复相关分析方法。所谓复相关，就 是研究几种相关关系，度量复相关程度的指标是复相关系数。 设因变量为y ，自变量为x ，x ：，x 。，则y 与x 。，x ：，x 。的复相 关系数计算公式为： r ， 1 , 2 kk = 舸巧再再日 。， 2 3 3 2 趋势面分析模型 在g i s 的空间分析中，经常要研究某种现象的空间分布特征与变化规律。 许多现象在空间都具有复杂的分布特征，它们常常呈现为不规则的曲面。欲研 究这些现象的空间分布趋势，就要用适当的数学方法将现象的空间分布及其区 域变化趋势模拟出来，这就是趋势面分析方法”。 趋势面分析，是用一个多项式对地理现象的空间分布特征进行分析，用该多 项式所代表的曲面束逼近( 或拟合) 现象分布特征的趋势变化，也就是用数学方 法把观测值分解为两个部分，趋势部分和偏差部分。趋势部分反映区域性的总 的变化，受大范围的系统性因素的控制；偏差部分反映局部范围的变化，受局 部因素和随机因素的控制。 ( 1 ) 基本原理 设z j ( x i ，y i ) 表示所分析现象的特征值 测值z 的变化分解成两个部分，即 z k i ，y 1 = k i ，y 1 + 式中：厂b ，y ，j 为趋势值，o - 为剩余值。 ( 2 ) 多项式趋势面的数学模型 即观测值。趋势面分析就是把观 ( 2 - 5 ) 在趋势面分析中，我们通常选择多项式作为回归方程，因为任何一个函数 在一个适当的范围内总是可以用多项式来逼近，而且调整多项式的次数可以使 求得的回归方程适合问题的需要。 当某一地理现象的特征值在空间的分布为平面、二次曲面、三次曲面、四次 曲面、五次曲面或六次曲面时，可分别用一次多项式、二次多项式、三次多项 式、四次多项式、五次多项式或六次多项式来拟合。多项式数学模型中各项的 排列顺序有一定规律，便于编程计算”。 2 3 3 3 预测模型 g i s 地理数据库的数据除了反映各种自然和人文要素的空间分布特征和相 互关系外，还能反映地理要素的动态发展规律，并用于预测分析。这种预测分 析是建立在现象间因果关系的基础上的，即某些现象作为原因，另一种现象作 为结果，原因与结果的关系可以用确定的函数来描述，函数中的参数能说明这 种因果关系的本质。预测模型判断结果随原因的变化而变化的方向和程度，用 于推断随时间发生变化的大小。 所谓回归模型方法，就是从一组地理要素( 现象) 的数据出发，确定这些要素 间的定量表述形式，即建立回归模型。通过回归模型，根据一个或几个地理要 9 素来与预测另一个要素的值。这种回归模型就是一种预测模型”。 ( 1 ) 一元回归模型 一元回归模型表示一种地理要素与另一种地理要素之间的依存关系，另一种 地理要素为它的分布与发展的最重要的原因。模拟一元回归模型时，必要条件 具有两个外推两个任务。我们用多项式方程作为一元回归的基本模型： y = a 。+ a 1x + a2 x2 + a3x 3 + a + a 。，x ”+ 占 ( 2 - 6 ) 利用多项式进行预测，最主要的问题是求解方程式的系数a i ，a 矿a 。，通常 采用最小二乘法求解。求得系数后，就可以用这些系数来解决内插和外推的问 题。 ( 2 ) 多元线性回归模型 多元线性回归模型表示一种地理现象与另外多种地理现象的依存关系，这时 另外多种地理现象共同对一种地理现象产生影响，作为影响其分布与发展的重 要因素。 设变量y 与变量x 。，x “”，x 。存在着线性回归关系，它的n 个样本观测值为 y j ，x j l ，x j 2 ，x j m ( j ：l ，2 ，n ) ，于是多元回归的数学模型可以写为： y y ： 】厂， n 1 x ， 1 x ： _ 1 xn + 占1 占2 w ( 2 - 7 ) 可采用最小二乘法对公式中的待估回归系数b o ，b l ，。b n 进行估计，求 得值后，即可利用多元线性回归模型进行预测了”。 2 3 3 4 聚类模型 最短距离聚类模型 此种模型中，定义两类之间的距离用两类间最近样本的距离来表示a 用4 ，表 示样本和样本之间的距离，用g ，g ：，表示类，类g 。和类g 。的距离用d 。表示， 则有： d 。= m i nd ， ( 2 8 ) 2 4 专题地图理论 夙屈风 。l w w x x x 2 4 1 专题地图内容表示方法 专题地图内容的表示方法，是以各种类型的地图符号为基础的。表示方法的 选择要根据专题要素的空间分布特征确定，同时要要考虑到专题地图的编制目 的和要求。专题地图内容的表示方法主要有1 1 种，分别是： ( 1 ) 定位符号法：也叫定点符号法，简称符号法。它是用各种不同形状、大小、 颜色和结构的符号，表示专题要素的分布及其数量和质量特征。 ( 2 ) 线状符号法：线状分布的专题要素，般采用线状符号表示。通常用颜色和 图形表示专题的质量特征。 ( 3 ) 质底法：又叫底色法，是按区域界线或类型范围普染颜色或填绘晕线、花纹， 以显示布满制图区域专题要素的质量差别，常用于各种类型图和区划图的编 制。 ( 4 ) 范围法：用轮廓界线来表示制图区域内间断而成面状分布专题要素的区域范 围，用颜色、晕线、注记、符号等整饰方式来表示景物类别：用数字注记表 示数量。 ( 5 ) 点值法：用点表示专题要素的数量和分布疏密程度的方法。 ( 6 ) 等值线法：连接某种专题要素的各数值点所成的平滑曲线表示地面上连续分 布而逐渐变化的专题要素。 ( 7 ) 分级比值法( 分级统计图法) ：是把整个制图区域按行政区划分成若干小的 统计单元：然后按各统计单元专题要素集中的程度( 密度或强度) 或发展水 平划分级别，再按级别的高低分别填上深浅不同的颜色或粗细、疏密不同的 晕线，以显示专题要素的数量差别。 ( 8 ) 分区图表法( 分区统计图法) ：就是把制图区域分成几个统计单元( 按行政 区划) ，在每个统计单元内，按其相应的统计数据，描绘不同形式的统计图 形，以表示各统计单元内，专题要素的总和及其动态。 ( 9 ) 定位图表法：是把某些地点的统计资料，用图表形式绘在地图的相应位置上， 以表示该地某种专题要素的变化。 ( 1 0 )动线法：是用各种形状、颜色、宽度的箭形符号，表示专题要素移动的 方向、路线、数量、质量以及发展动态的方法。 ( 1 1 )三角形图表法：三角形图表法的成图是一幅类似质底法的地图，分区范 围则是各行政单元。一般作为图例形式出现。 在实际应用时，常会是各种表示方法底综合运用。现代专题地图，利用单一 表示方法显示专题要素的解析型图较少，而大量的是采用多种表示方法，表示 多种专题要素的综合型图。 专题要素表示方法是制图对象图形表达的基本方法，是对制图对象实质的科 学处理方法。专题要素符号化则是依靠地图语言+ 去完成制图对象具体的图形表 达，是利用符号构成元素显示专题要素特征的手段。 专题要素表示方法通常要求直观地显示制图对象的空间地理分布特征，数 量、质量特征，空间结构特征以及时空演变特征，其中空间地理分布特征是最 基本的内容，在表达的目的方面，专题要素符号化和专题要素表示方法具有同 一眭”。 2 4 2 专题要素表示方法发展趋势 国内专题地图教材和有影响力的专著，常介绍专题地图有1 0 多种表示方法， 即定点符号法、线状符号法、质底法、等值线法、范围法、定位图表法、点值 法、分绒比值法( 分级统计图法) 、分区图表法( 分区统计图法) 、动线法、三 角形图表法等，这些方法是在制图实践中逐步创造并经长期运用而不断完善的。 近些年来，随着地图科学的发展，表示方法的新变种或新扩展涌现不少，如剖 面图表法、解析图表法是定位图表法的变种或扩展；等频率连续比率统计图法、 单参数和多参数连续比率统计图法、网格分级比值法是分级比值法的变种或扩 展；伪等值线法是等值线法的变种；网格质底法是质底法的扩展。同时，出现 了极个别全新的表示方法，如相对位置图表法，突破了传统的重点表示要素地 理分布特征的限制，用统计区的相似几何图形的面积，表示某一要素的数量指 标，而用统计区的颜色表示另一要素“。 2 5 决策支持系统 2 5 1 决策支持系统的定义 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) ，简称d s s ”，是在充分收集、存储 各种与决策有关的数据的基础上，运用必要的数学分析工具、模型及方法，对 数据进行加；工、汇总和分析，迅速得到决策所需的综合信息和预测信息，帮助、 支持和加强决策，改善决策的有效性。决策支持系统的建立，对于完善决策科 学化、民主化具有十分重要的意义。决策支持系统一般包含如下几个模块：数据 库管理系统d b m s 、模型库管理系统m b m s 、方法库管理系统m e b m s 等”， 决策支持系统的核心就是数据库及其管理系统，其它如模型库、方法库和人机 对话系统都是围绕数据库建立和发展的。没有数据库，决策支持系统就无从谈 起。但是，目前通常为人们所接受的数据库及其管理系统，如基于d b a s e 、 f o x b a s e 、o r a c l e 、i n g r e s s 等软件的数据库及其管理系统，都无法考虑地理空 间数据的存储、分析问题，而特别对政府决策部门，又恰恰在许多领域需要这 方面的信息。 2 5 2 决策支持系统在g i s 中的应用 g i s 对空间数据的分析，很多时候部需要建立数学模型来进行分需，就需要 用到模型库，即需要结合决策支持系统的知识”，象本文在分析入境旅游流数据 时需要建立模型库。决