空间分析试题

空间分析复习资料空间分析复习资料 空间分析复习资料 1 一 名词解释 2 2 网络结构模型 2 3 空间数据模型 2 4 叠置分析 2 5 网络分析 2 6 栅格数据的聚类分析 2 8 坡度 2 9 坡向 3 12 空间插值 3 13 虚拟现实 3 16 再分类 3 17 空间变换 3 18 路径分析 4 20 栅格结构 4 21 矢量结构 4 二 简答题 4 1 空间数据模型的分类 4 2 场模型的特征 5 4 试比较矢量与栅格数据的优缺点 5 5 基于栅格结构的空间变换有哪几种方式 5 6 简述空间分析的定义 空间分析在 GIS 中的地位和作用 6 7 空间分析的内容包含哪几个方面 6 12 地理空间数据立方体 6 13 联机分析处理技术 7 14 地理空间数据挖掘典型方法 7 15 空间分析的研究对象 8 16 空间分析的研究目标 8 17 我国常用的坐标系统 有什么区别 9 18 地理空间问题可分为哪四类 10 19 尺度的涵义 10 20 无级比例尺 GIS 11 21 尺度变换方法有哪几个 12 22 阐述邻近度分析 叠加分析和网络分析的用途 12 23 网络分析功能有哪六个方面 各个方面有什么用途 13 24 常见的克里格插值模型有哪几个 14 25 三维景观分析有哪些内容 15 三 问答题 15 1 三维 GIS 所研究的内容以及实现的主要功能包括哪些 15 3 地理信息系统与一般管理信息系统有什么区别和共同点 16 4 栅格数据结构有哪些编码方法 并分别对这几种方法作出简述 17 四 实例分析题 18 一 名词解释一 名词解释 1 空间分析 空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析 技术 其目的在于提取和传输空间信息 2 网络结构模型 网络结构模型 在网络模型中 地物被抽象为链 节点等对象 同时要 关注其间连通关系 3 空间数据模型 空间数据模型 是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念 它 为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法 4 叠置分析 叠置分析 将不同层的地物要素相重叠 使得一些要素或属性相叠加 从 而获取新信息的方法 包括合成叠置分析和统计叠置分析 同义词 地图覆盖 分析 5 网络分析 网络分析 是运筹学模型中的一个基本模型 它的根本目的是研究 策 划一项网络工程如何安排 并使其运行效果最好 如一定资源的最佳分配 从 一地到另一地的运输费用最低等 6 栅格数据的聚类分析 栅格数据的聚类分析 栅格数据的聚类是根据设定的聚类条件对原有数 据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法 7 数据高程模型 数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型 数字地形模型是地形表面形态属性信息的数字表达 是带有空间位置特征和地 形属性特征的数字描述 8 坡度 坡度 坡度是地面高程的变化率的求解 因此 坡度变率表征了地表面高 程相对于水平面变化的二阶导数 9 坡向 坡向 实际应用中 由于所建立的 DEM 数据常常是按从南到北获取的 所以求出的坡向角度是与正北方向的夹角 10 缓冲区分析 缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一 邻近 度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度 其确实是空间分析的一个重要 手段 所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围 11 最佳路径分析 12 空间插值 空间插值 常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面 以便于 其它空间现象的分布模式进行比较 它包括了空间内插和外推两种算法 13 虚拟现实 虚拟现实 由计算机生成的可与用户在视觉 听觉 触觉上实施交互 使用户有身临其境之感的人造环境 它在测绘与地学领域中的应用可以看作地 图认知功能在计算机信息时代的新扩展 14 拓扑分析 15 空间数据库 空间数据库 地理信息系统的数据库 简称空间数据库或地理数据库 是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合 16 再分类 再分类 地理信息系统存储的数据则具有原始数据的性质 所以不可以 根据不同的需要对数据再进行分类和提取 由于这种分类是对原始数据进行的 再次分类组织 因此称为再分类 17 空间变换 空间变换 为了满足特定空间分析的需要 需对原始图层及其属性进行 一系列的逻辑或代数运算 以产生新的具有特殊意义的地理图层及其属性 这 个过程称为空间变换 18 路径分析 路径分析 1 静态求最佳路径 在给定每条链上的属性后 求最佳路径 2 N 条最佳路径分析 确定起点或终点 求代价最小的 N 条路径 因为在实 践中最佳路径的选理想情况 由于种种因素而要选择近似最优路径 3 最短 路径或最低耗费路径 确定起点 终点和要经过的中间点 中间连线 求最短 路径或最小耗费路径 4 动态最佳路径分析 实际网络中权值是随权值关系 式变化的 可能还会 临时出现一些障碍点 需要动态的计算最佳路径 19 3DGIS 20 栅格结构 栅格结构 将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列 每个网 格作为一个象元或象素由行 列定义 并包含一个代码表示该象素的属性类型 或量值 或仅仅包括指向其属性记录的指针 21 矢量结构 矢量结构 通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点 线 多边形等地 理实体 坐标空间设为连续 允许任意位置 长度和面积的精确定义 二 简答题二 简答题 1 空间数据模型的分类 空间数据模型的分类 分为三种 场模型 用于描述空间中连续分布的现象 要素模型 用于描 述各种空间地物 网络模型 可以模拟现实世界中的各种网络 2 场模型的特征 场模型的特征 场模型的特征 1 空间结构特征和属性域 2 连续的 可微的 离散的 3 与方向无关的和与方向有关的 各向同性和各向异性 4 空间自相关 3 空间数据录入后的处理主要有哪几个步骤 空间数据录入后的处理有以下三个 1 图形的坐标变换 它又分为平移 缩放和旋转三个部分 2 图形拼接 3 拓扑生成 4 试比较矢量与栅格数据的优缺点 试比较矢量与栅格数据的优缺点 矢量数据的优点 1 数据结构紧凑 冗余度低 2 有利于网络和检索分 析 3 图形显示质量好 精度高 矢量数据的缺点 1 数据结构复杂 2 多边形叠加分析比较困难 栅格数据的优点 1 数据结构简单 2 便于空间分析和地表模拟 3 现 势性较强 栅格数据的缺点 1 数据量大 2 投影转换比较复杂 5 基于栅格结构的空间变换有哪几种方式 基于栅格结构的空间变换有哪几种方式 基于栅格结构的空间变换可分为三种方式 1 单点变换 单点变换 只考虑单个点的属性值进行运算 2 邻域变换 邻域变换是指在计算新图层 图元值时 不仅考虑原始图层上相应图元本身的值 而且还要考虑与该图元有 邻域关联的其它图元值的影响 这种关联可以是直接的几何关联 也可能是间 接的几何关联 3 区域变换 区域变换是指在计算新图层属性值时 要考虑 整个区域的属性值 即通过一个函数对某一区域内的所有值进行综合 然后计 算新属性值 6 简述空间分析的定义 空间分析在 简述空间分析的定义 空间分析在 GIS 中的地位和作用 中的地位和作用 定义 空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术 其目的在于提取和传输空间信息 空间分析特有的对地理信息系统 特别的隐 含信息 的提取 表现和传输功能 是地理信息系统区别于一般信息系统主要 功能特征 7 空间分析的内容包含哪几个方面 空间分析的内容包含哪几个方面 空间分析的主要内容 a 空间位置 借助于空间坐标系传递空间对象的 定位信息 是空间对象表述的研究基础 即投影与转换理论 b 空间分布 同类空间对象的群体定位信息 包括分布 趋势 对比等内容 c 空间形态 空间对象的几何形态 d 空间距离 空间物体的接近程度 e 空间关系 空 间对象的相关关系 包括拓扑 方位 相似 相关等 8 常用的栅格数据空间分析方法有哪些 9 GIS 的五个组成部分 10 地理对象能够被抽象成的三种几何类型是 11 什么是数据框架 12 地理空间数据立方体 地理空间数据立方体 地理空间数据立方体 Geospatial Data Cube 是一个面向对象的 集成 的 以时间为变量的 持续采集空间与非空间数据的多维数据集合 组织和汇 总成一个由一组维度和度量值定义的多维结构 用以支持地理空间数据挖掘技 术和决策支持过程 地理空间数据立方体绝非仅在数据库上加一层空间外衣 而是真正地以空 间数据库为基础 进行复杂的空间分析 反映不同时空尺度下的动态变化趋势 为决策者提供及时 准确的信息 地理空间数据立方体中的数据是经过选择 整理 集成等处理的 为空间数据挖掘提供了良好的数据基础 因而在地理空 间数据立方体中进行数据挖掘比在原始数据库中更加有效 13 联机分析处理技术 联机分析处理技术 联机分析处理 OLAP 是共享多维信息的 针对特定问题的联机数据访问和 分析的软件技术 具有汇总 合并 聚集以及从不同角度观察消息的能力 它可以跨越空间数据库模式的多个版本 处理来自不同组织的信息和由多 个数据存储集成的信息 联机分析处理对空间数据立方体进行的多维数据分析主要有切块 切片 旋转 钻取等分析动作 目的是进行跨维 跨层次的计算与建模 14 地理空间数据挖掘典型方法 地理空间数据挖掘典型方法 1 地理空间统计方法 2 地理空间聚类方法 3 地理空间关联分析 4 地理空间分类与预测分析 5 异常值分析 地理空间数据挖掘系统包括三大支柱模块 地理空间数据立方体 联机 分析处理 OLAP 模块和空间数据挖掘模块 15 空间分析的研究对象 空间分析的研究对象 空间分析的研究对象 空间分析主要通过对空间数据和空间模型的联合分 析来挖掘空间目标的潜在信息 空间目标是空间分析的具体研究对象 空间目标具有空间位置 分布 形 态 空间关系 距离 方位 拓扑 相关场 等基本特征 空间关系是指地理 实体之间存在的与空间特性有关的关系 是刻画数据组织 查询 分析和推理 的基础 不同类型的空间目标具有不同的形态结构描述 对形态结构的分析称 为形态分析 16 空间分析的研究目标 空间分析的研究目标 空间分析研究的主要目标有 认知 有效获取空间数据 并对其进行科学的组织描述 利用数据再现 事物本身 例如绘制风险图 解释 理解和解释地理空间数据的背景过程 认识事件的本质规律 例 如住房价格中的地理邻居效应 预报 在了解 掌握事件发生现状与规律的前提下 运用有关预测模型 对未来的状况做出预测 例如传染病的爆发 调控 对地理空间发生的事件进行调控 例如合理分配资源 17 我国常用的坐标系统 有什么区别 我国常用的坐标系统 有什么区别 我国三大常用坐标系区别 北京 54 西安 80 和 WGS 84 1 北京 54 坐标系 BJZ54 北京 54 坐标系为参心大地坐标系 大地上的一点可用经度 L54 纬度 M54 和大地高 H54 定位 它是以克拉索夫斯基椭球为基础 经局部平差后产生 的坐标系 1954 年北京坐标系的历史 新中国成立以后 我国大地测量进入了全面发展时期 再全国范围内开 展了正规的 全面的大地测量和测图工作 迫切需要建立一个参心大地坐标系 由于当时的 一边倒 政治趋向 故我国采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参 数 并与前苏联 1942 年坐标系进行联测 通过计算建立了我国大地坐标系 定名为 1954 年北京坐标系 因此 1954 年北京坐标系可以认为是前苏联 1942 年坐标系的延伸 它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃 北京 54 坐标系 属三心坐标系 长轴 6378245m 短轴 6356863 扁率 1 298 3 2 西安 80 坐标系 1978 年 4 月在西安召开全国天文大地网平差会议 确定重新定位 建立 我国新的坐标系 为此有了 1980 年国家大地坐标系 1980 年国家大地坐标系 采用地球椭球基本参数为 1975 年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大 会推荐的数据 即 IAG 75 地球椭球体 该坐标系的大地原点设在我国中部的 陕西省泾阳县永乐镇 位于西安市西北方向约 60 公里 故称 1980 年西安坐 标系 又简称西安大地原点 基准面采用青岛大港验潮站 1952 1979 年确定 的黄海平均海水面 即 1985 国家高程基准 西安 80 坐标系 属三心坐标系 长轴 6378140m 短轴 6356755 扁率 1 298 25722101 3 WGS 84 坐标系 WGS 84 坐标系 World Geodetic System 是一种国际上采用的地 心坐标系 坐标原点为地球质心 其地心空间直角坐标系的 Z 轴指向国际时间 局 BIH 1984 0 定义的协议地极 CTP 方向 X 轴指向 BIH1984 0 的协议子 午面和 CTP 赤道的交点 Y 轴与 Z 轴 X 轴垂直构成右手坐标系 称为 1984 年 世界大地坐标系 这是一个国际协议地球参考系统 ITRS 是目前国际上统 一采用的大地坐标系 GPS 广播星历是以 WGS 84 坐标系为根据的 WGS84 坐标系 长轴 6378137 000m 短轴 6356752 314 扁率 1 298 257223563 18 地理空间问题可分为哪四类 地理空间问题可分为哪四类 1 空间分布和格局 2 资源配置与规划 3 空间关系与影响 4 空间动态与过程 19 尺度的涵义 尺度的涵义 从广义来讲 尺度 Scale 是实体 模式或过程在空间或时间上的基准 尺寸 从研究者和被研究对象特征的角度 尺度是指研究某一现象或事件时采 用的空间或时间单位 或某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发 生的频率 地理信息科学中所谈及的 尺度 既可指研究范围 如地理分布范围大小 也表示详细程度 如地理分辨率的层次和大小 以及时间长短与频率 尺度定义为地理空间信息被观察 表示 分析和传输的详细程度 可从空 间尺度 时间尺度和语义尺度三方面来说明 其中空间尺度为数据表达的空间范围的相对大小以及地理系统中各部分规 模的大小 时间尺度是指数据表示的时间周期及数据形成的周期 语义尺度主 要描述地理实体语义变化的强弱幅度以及属性内容的层次性 三者具有密切的关系 从一定意义上讲 时间尺度与空间尺度是一致的 时空尺度也被理解为狭义尺度 较大的空间尺度往往对应于较长的时间周期 而大的时空尺度有较高的属性概括层次即语义尺度 从地理学的角度 空间尺度可进一步细分为地图比例尺 地理尺度 有效 尺度和空间分辨率等四种尺度 相应的涵义分别是图上距离与实地距离之比 研究区域的空间范围 分析某个地理现象格局与过程所需要的操作尺度以及目 标的最小可分辨单元 20 无级比例尺 无级比例尺 GIS 无级比例尺 GIS Scaling GIS 无级比例尺 GIS 是以一个大比例尺数据 库为基础数据源 在一定区域内空间对象的信息量随着比例尺的变化自动增减 实现一种 GIS 空间信息的压缩和复现与比例尺自适应的信息处理 21 尺度变换方法有哪几个 尺度变换方法有哪几个 基本思想 信息在不同尺度范围 相邻尺度或多个尺度 之间的变换称为 尺度变换 Scaling 也称尺度推绎 尺度变换将某一尺度上所获得的信息和 知识扩展到其他尺度上 实现跨越不同尺度的辨识 推断 预测或推绎 包括 尺度上推 Scaling Up 和尺度下推 Scaling Down 方法 1 空间数据自动综合 是为了改进数据的易读性和易理解性而对 空间目标的几何或语义表示所施行的一组量度变换 包括空间和属性两方面的 变换 需要通过模型综合和制图综合方法实现 2 LOD 技术 LOD 技术应用在地形渲染中称之为多分辨率地形 地形作 为一种特殊的几何物体 因为地形通常是一个规则的矩形网格 其简化模式可 以有两种 规则的简化和非规则的简化 3 小波变换 借助小波分析理论 可以检测和提取多源 多尺度 海量 数据集的基本特征 并通过小波系数来表达 再作相应的处理和重构 从而可 以获得该数据集的优化表示 22 阐述邻近度分析 叠加分析和网络分析的用途 阐述邻近度分析 叠加分析和网络分析的用途 1 邻近度是定性描述空间目标距离关系的重要物理量之一 表示地理空间中 两个目标地物距离相近的程度 缓冲区分析 是对一组或一类地物按缓冲的距离条件 建立缓冲区多边形 然 后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析 得到所需结果的一 种空间分析方法 泰森多边形分析 2 叠加分析是指将同一地区 同一比例尺 同一数学基础 不同信息表达的 两组或多组专题要素的图形或数据文件进行叠加 根据各类要素与多边形边界 的交点或多边形属性建立具有多重属性组合的新图层 并对那些在结构和属性 上既相互重叠 又相互联系的多种现象要素进行综合分析和评价 或者对反映 不同时期同一地理现象的多边形图形进行多时相系列分析 从而深入揭示各种 现象要素的内在联系及其发展规律的一种空间分析方法 空间要素图形叠加 和空间要素属性叠加 3网络分析 是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配 情况 对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法 网络 分析的理论基础是图论和运筹学 23 网络分析功能有哪六个方面 各个方面有什么用途 网络分析功能有哪六个方面 各个方面有什么用途 1 路径分析 也称最优路径分析 以最短路径分析为主 这里 最佳 包含很多含义 不仅指一般地理意义上的距离最短 还可以是成本最少 耗费 时间最短 资源流量 容量 最大 线路利用率最高等标准 很多网络相关问 题 如最可靠路径问题 最大容量路径问题 易达性评价问题和各种路径分配 问题均可纳入最佳路径问题的范畴之中 2 连通分析 在地理网络中从某一点出发能够到达的全部结点或边有哪 些 如何选择对于用户来说成本最小的线路 即连通分析所要解决的问题 连 通分析的求解过程实质上是对应的图的生成树的求解过程 其中研究最多的是 最小生成树问题 3 资源分配 在多数的应用中 需要解决在网络中选定几个供应中心 并将网络的各边和点分配给某一中心 使各中心所覆盖范围内每一点到中心的 总的加权距离最小 实际上包括定位与分配两个问题 4 流分析 就是根据网络元素的性质选择将目标经输送系统由一个地点 运送至另一个地点的优化方案 网络元素的性质决定了优化的规则 网络流的最优化问题主要涉及两方面内容 网络最大流问题和最小费用流问题 最大流问题指的是在一个网络中怎样安排网上的流 使从发点到收点的流量达 到最大 在实际应用中 不仅要使网络上的流量达到最大 或达到要求的预定 值 而且要使运送流的费用或代价最小 即最小费用流问题 5 动态分段 是对现实世界中的线性要素及其相关属性进行抽象描述的 数据模型和技术手段 可以根据不同的属性按照某种度量标准 如距离 时间 等 对线性要素进行相对位置的划分 6 地址匹配 是一种基于空间定位的技术 是地理编码 Geocoding 的 核心技术 它提供了一种把描述成地址的地理位置信息转换成可以被用于 GIS 系统的地理坐标的方式 它将只有属性数据的源表中记录的某个字段的值与地 址数据库中的地理实体的对应字段的属性值进行匹配尝试 如果匹配成功 就 将地理实体的地理坐标赋给源表中的记录 从而实现源表记录的地理编码 24 常见的克里格插值模型有哪几个 常见的克里格插值模型有哪几个 普通克立格 简单克立格 泛克立格 概率克立格 指示克立格 析取克 立格及协同克立格等 25 三维景观分析有哪些内容 三维景观分析有哪些内容 1 空间查询 2 属性计算 3 等值线生成 4 山体阴影创建 5 专题 栅格图分析 6 剖面线绘制 7 通视分析 8 流域分析 三 问答题三 问答题 1 三维 三维 GIS 所研究的内容以及实现的主要功能包括哪些 所研究的内容以及实现的主要功能包括哪些 主要包括 1 数据编码 是采集三维数据和对其进行有效性检查的工具 有效性检 查将随着数据的自然属性 表示方法和精度水平的不同而不同 2 数据的组 织和重构 这包括对三维数据的拓扑描述以及一种表示法到另一种表示法的转 换 3 变换 既能对所有物体或某一类物体 又能对某个物体进行平移 旋 转 剪裁 比例缩放等变换 另外还可以将一个物体分解成几个以及将几个物 体组合成一个 4 查询 此功能依赖于单个物体的内在性质和不同物体间的 关系 5 逻辑运算 通过与 或 非及异或运算符对物体进行组合运算 6 计算 计算物体的体积 表面积 中心 物体之间的距离及交角等 7 分析 如计算某一类地物的分布趋势 或其它指标 以及进行模型的比较 8 建立 模型 9 视觉变换 在用户选择的任何视点 以用户确定的视角 比例因子 符号来表示所有地物或某些指定物体 10 系统维护 包括数据的自动备份 安全性措施 以及网络工作管理 2 空间分析模型的类型有哪些 并分别对其作出简述 空间分析模型的类型有哪些 并分别对其作出简述 答 分为四个方面 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 分布中心 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 拓扑 关系是研究得较多的关系 距离是内容最丰富的一种关系 连通用于描述基于 视线的空间物体之间的通视性 方向反映物体的方位 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 统计上的空间相关 覆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 根据已知推测未知 运用科学知识和手段来估计地理对象的 未来发展趋势 并作出判断与评价 形成决策方案 用以指导行动 以获得尽 可能好的实践效果 3 地理信息系统与一般管理信息系统有什么区别和共同点 地理信息系统与一般管理信息系统有什么区别和共同点 共同之处 两者都是以计算机为核心的信息处理系统 都具有数据量大和 数据之间关系复杂的特点 也都随着数据库技术的发展在不断的改进和完善 不同之处 1 在硬件上 为了处理图形和图像数据 系统需要配置专门 的输入和输出设备 如数字化仪 绘图机 图形图像的显示设备等 许多野外 实地采集和台站的观测所得到的资源信息是模拟量形式 系统还需要配置 模 数转换设备 这些设备往往超过中央处理机的价格 2 在软件上 则 要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件 这些算法和软件又直 接和数据的结构及数据库的管理方法有关 3 在信息处理的内容和采用目的 方面 一般的管理信息系统 主要是查询检索和统计分析处理的结果 最终形 成规定格式的表格数据 而地理信息系统 除了基本的信息检索和统计分析外 主要用于分析研究资源的合理开发利用 制定区域发展规划 地区的综合治理 方案 对环境进行动态的监视和预测预报等 为国民经济建设中的决策提供科 学依据 为生产实践提供信息和指导 4 栅格数据结构有哪些编码方