GIS空间分析复习提纲及答案

1、空间分析复习提纲、根本概念要求：根本掌握其原理及含义,能做名词解释 1、空间分析：是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术,其目的在于提取和传输空间信息.2、空间数据模型： 以计算机能够接受和处理的数据形式,为了反映空间实体的某些结构特性和行为功能, 按一定的方案建立起来的数据逻辑组织方式,是对现实世界的抽象表达.分为概念模型、逻辑模型、物理 模型.3、 叠置分析：是指在同一地区、同一比例尺、同一数学根底、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多重属性组合的新图层,并 对那些结构和属性上既互相重叠,又互相联系的多种现象要

2、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开展规律的 一种空间分析方法.4、网络分析：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.5、 缓冲区分析：即根据分析对象的点、线、面实体,自动建立它们周围一定距离的带状区,用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度,以便为某项分析或决策提供依据.其中包括点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区等.6、 最正确路径分析： 也称最优路径分析,以最短路径分析为主,一直是计算机科学、运筹学、交通工

3、程学、 地理信息科学等学科的研究热点.这里“最正确包含很多含义,不仅指一般地理意义上的距离最短,还可 以是本钱最少、消耗时间最短、资源流量容量最大、线路利用率最高等标准.7、空间插值：空间插值是指在为采样点估计一个变量值的过程,常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面,它包括内插和外推两种算法.,前者是通过点的数据计算同一区域内其他未知点的数据,后者那么是通过区域的数据,求未知区域的数据.8、 空间量算：即空间量测与计算,是指对 GIS数据库中各种空间目标的根本参数进行量算与分析,如空 间目标的位置、距离、周长、面积、体积、曲率、空间形态以及空间分布等,空间量算是GIS获取地理空 间信息的

4、根本手段,所获得的根本空间参数是进行复杂空间分析、模拟与决策制定的根底.9、克里金插值法： 克里金插值法是空间统计分析方法的重要内容之一,它是建立在半变异函数理论分析 根底上,对有限区域内的区域变化量取值进行无偏最优估计的一种方法,不仅考虑了待估点与参估点之间 的空间相关性,还考虑了各参估点间的空间相关性,根据样本空间位置不同、样本间相关程度的不同,对 每个参估点赋予不同的权,进行滑动加权平均,以估计待估点的属性值.、分析类要求：重点掌握其原理及含义,能结合本专业研究方向做比拟详细的阐述1、空间数据模型的分类？答：分为三类： 场模型：用于表述二维或三维空间中被看作是连续变化的现象； 要素模型：

5、有时也称对象模型,用于描述各种空间地物； 网络模型：一种某一数据记录可与任意其他多个数据记录建立联系的有向图结构的数据模型,可 以模拟现实世界中的各种网络.2、矢量与栅格数据的优缺点比照？矢量数据的缺点：a. 数据结构复杂；b. 多边形叠加分析比拟困难.栅格数据的缺点：a. 数据量大；b. 投影转换比拟复杂.答：矢量数据的优点：a. 数据结构紧凑、冗余度低；b. 有利于网络和检索分析；c. 图形显示质量好、精 度高.栅格数据的优点：a. 数据结构简单；b. 便于空间分析和地表模拟；c. 现势性较强.3、空间分析的内容及其在GIS中的地位和作用?答：(1)空间分析的主要内容：a. 空间位置：借助

6、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根底,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、比照等内容；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.(2)在GIS中的地位和作用空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术,其目的在于提取和传输空间信息.空 间分析是地理信息系统的主要特征.空间分析水平(特别是对空间隐含信息的提取和传输水平)是地理信 息系统区别与一般信息系统的主要方面,也是评价一个地理信息系统成功与否的一个主要指标.空间分析 是G

7、IS的核心和灵魂,是GIS区别于一般的信息系统、 CAD或者电子地图系统的主要标志之一.空间分析, 配合空间数据的属性信息,能提供强大、丰富的空间数据查询功能.因此,空间分析在GIS中的地位不言而喻.4、空间分析的研究目标？答：空间分析研究的主要目标有： 认知一一有效获取空间数据,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.； 解释一一理解和解释地理空间数据的背景过程,熟悉事件的本质规律,例如住房价格中的地 理邻居效应； 预报一一在了解、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； 调控一一对地理空间发生的事件进行调控,例如合

8、理分配资源.5、邻近度分析、叠加分析和网络分析的用途？答：(1)邻近度分析的主要用途：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,以距离关系为分析根底的邻近度分析是GIS空间几何关系分析的一个重重壬踣(2) 叠加分析的主要用途：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开展规律.(3) 网络分析的主要用途：主要用来解决两大类问题,一类是研究由线状实体以及连接线状实体的点状 实体

9、组成的地理网络结构,其中涉及优化路径求解、连通分量求解等问题；一类是研究资源在网络系统中 的分配与流动,主要包括资源分配范围或效劳范围确实定、最大流与最小费用流等问题.6、网络分析的六个功能及其用途？答：1、路径分析：也称最优路径分析,以最短路径分析为主.这里“最正确包含很多含义,不仅 指一般地理意义上的距离最短,还可以是本钱最少、消耗时间最短、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 配问题均可纳入最正确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

10、说本钱最小的线路,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给中央,并将网络的各边和点分配给某一中央,使各中央所覆盖范围内每一点到中央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那么.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到达最大；在实际应用中

11、,不仅要使网络上的流量 到达最大,或到达要求的预定值,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 以根据不同的属性根据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

12、的地理编码.7、常见的空间插值模型有哪些 三种以上?答：空间插值模型包括整体插值模型和局部插值模型两大类：1整体插值：用研究区域所有采样点的数据进行全区域特征拟合,如边界内插模型、趋势面分析 模型等.2 局部插值：仅仅用邻近的数据点来估计未知点的值,如最邻近点模型泰森多边形模型、移动平均插值距离倒数插值模型、样条函数插值模型、空间自协方差最正确插值模型克里金插值等.常见的空间插值方法：最邻近法、算术平均值法、距离反比法、高次曲面、多项式插值、最优插值、 克里金插值包括简单克里金、普通克里金、泛克里金、协同克里金、贝叶斯克里金、指示克里金等、样条插值、经验正交函数插值、径向基函数插值、张量有限差

13、分等.8、栅格数据结构的压缩编码方法 三种以上?答：1直接编码方法,这是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法,通常称为这种编码 的图像文件为网格文件或栅格文件.直接编码就是将栅格数据看作一个数据矩阵,逐行或逐列逐个记 录代码,可以每行都从左到右逐个象元记录,也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右到左记录,为了特 定的目的还可采用其他特殊的顺序.2压缩编码方法,其目的就是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息,其类型又有信息无损编 码和信息有损编码之分,3游程长度编码,这是栅格数据压缩的重要编码方法.它的根本思路是：对于一幅栅格图象,常 常有行或列方向上相邻的假设干点具有相同的属性代码,因而

14、采取某种方法压缩那些重复的记录内容.b块码,它是游程长度编码扩展到二维的情况,采用方形区域作为记录单元,每个记录单元包括相邻 的假设干栅格,数据结构由初始位置行、列和半径,再加上记录单元的代码组成.4四叉树,是最有效的栅格数据压缩编码方法之一.四叉树将整个图像区逐步分散为一系列被单 一类型区域内含的方形区域,最小的方形区域为一个栅格单元,分割的原那么是将图像区域划分为四个大小 相同的象限,而每个象限又可根据一定规那么判断是否继续等分为次一层的四个象限.三、计算类要求：重点掌握DP算法、dijkstra算法、角平分线法,能阐述其原理、绘制其工作流程图1、简述dp算法原理及绘制其工作流程图答：1

15、dp算法的原理DP算法是矢量数据压缩的一种常用方法,其核心思想如下：对每一条曲线的首末端点连一条线,求所有点到该直线的距离,并找出最大距离值dmax,用dmax与限差D相比：a. 假设dmaxv D ,这条曲线上的中间点全部舍去；b. 假设dmax> D,保存dmax对应的坐标点,并以该点为界,把曲线分为两局部,对这两局部重复使用 该方法.2工作流程图2、简述dijkstra算法原理以及绘制其工作流程图答：1 dijkstra算法的原理一种按路径长度递增的次序产生最短路径的算法,被认为是解决单源点间最短路径问题比拟经典而且有效的算法,其核心思想如下：假设网络中的每个点都有一对标号dj,p

16、j,其中dj是从起源点s到点j的最短路径的长度；pj那么是从s到j的最短路径中j点的前一点a.初始化：起源点设置为ds0,ps为空,并标记起源点 s,记k=s,其它所有点设为未标记点.b.检验从所有已标记的点 k到其直接连接的未标记的点j的距离,并设置dj mindj,dk 1灯其中,1kj为从点k到j的直接连接距离.c. 选取下一个点：从所有未标记的节点中,选取dj中最小的一个idj mindj,所有未标记的点j 点i就是被选为最短路径中的一点,并设为已标记的点.d. 检查是否所有点都已标记,如果都标记,那么算法退出,否那么重复步骤b,c.(2)工作流程图distN定vo,vi,GNN正 JEXEsN,i,j,prevNYfinalv= false;distv= costv0v;V=0W=0Y !finalw &&distv +'costvw vdistwdistw=distv +costvw;W+I+预姓理：跆卜检查当前节点的邹接点加；项忧先队列并排序输出皓宰阻中旻l个节点出队拓扑检查最垣路径柄中原节点替顿为出E人节点、原节点祝值较小获取起点