GIS空間分析復(fù)習(xí)提綱及答案

1、空間分析復(fù)習(xí)提綱、根本概念要求：根本掌握其原理及含義,能做名詞解釋 1、空間分析：是基于地理對象的位置和形態(tài)的空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù),其目的在于提取和傳輸空間信息.2、空間數(shù)據(jù)模型： 以計算機能夠接受和處理的數(shù)據(jù)形式,為了反映空間實體的某些結(jié)構(gòu)特性和行為功能, 按一定的方案建立起來的數(shù)據(jù)邏輯組織方式,是對現(xiàn)實世界的抽象表達(dá).分為概念模型、邏輯模型、物理 模型.3、 疊置分析：是指在同一地區(qū)、同一比例尺、同一數(shù)學(xué)根底、不同信息表達(dá)的兩組或多組專題要素的圖 形或數(shù)據(jù)文件進(jìn)行疊加,根據(jù)各類要素與多邊形邊界的交點或多邊形屬性建立多重屬性組合的新圖層,并 對那些結(jié)構(gòu)和屬性上既互相重疊,又互相聯(lián)系的多種現(xiàn)象要

2、素進(jìn)行綜合分析和評價；或者對反映不同時期 同一地理現(xiàn)象的多邊形圖形進(jìn)行多時相系列分析,從而深入揭示各種現(xiàn)象要素的內(nèi)在聯(lián)系及其開展規(guī)律的 一種空間分析方法.4、網(wǎng)絡(luò)分析：網(wǎng)絡(luò)分析是通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動和分配情況,對網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)及其資源等的優(yōu)化問題進(jìn)行研究的一種空間分析方法.5、 緩沖區(qū)分析：即根據(jù)分析對象的點、線、面實體,自動建立它們周圍一定距離的帶狀區(qū),用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度,以便為某項分析或決策提供依據(jù).其中包括點緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)、面緩沖區(qū)等.6、 最正確路徑分析： 也稱最優(yōu)路徑分析,以最短路徑分析為主,一直是計算機科學(xué)、運籌學(xué)、交通工

3、程學(xué)、 地理信息科學(xué)等學(xué)科的研究熱點.這里“最正確包含很多含義,不僅指一般地理意義上的距離最短,還可 以是本錢最少、消耗時間最短、資源流量容量最大、線路利用率最高等標(biāo)準(zhǔn).7、空間插值：空間插值是指在為采樣點估計一個變量值的過程,常用于將離散點的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面,它包括內(nèi)插和外推兩種算法.,前者是通過點的數(shù)據(jù)計算同一區(qū)域內(nèi)其他未知點的數(shù)據(jù),后者那么是通過區(qū)域的數(shù)據(jù),求未知區(qū)域的數(shù)據(jù).8、 空間量算：即空間量測與計算,是指對 GIS數(shù)據(jù)庫中各種空間目標(biāo)的根本參數(shù)進(jìn)行量算與分析,如空 間目標(biāo)的位置、距離、周長、面積、體積、曲率、空間形態(tài)以及空間分布等,空間量算是GIS獲取地理空 間信息的

4、根本手段,所獲得的根本空間參數(shù)是進(jìn)行復(fù)雜空間分析、模擬與決策制定的根底.9、克里金插值法： 克里金插值法是空間統(tǒng)計分析方法的重要內(nèi)容之一,它是建立在半變異函數(shù)理論分析 根底上,對有限區(qū)域內(nèi)的區(qū)域變化量取值進(jìn)行無偏最優(yōu)估計的一種方法,不僅考慮了待估點與參估點之間 的空間相關(guān)性,還考慮了各參估點間的空間相關(guān)性,根據(jù)樣本空間位置不同、樣本間相關(guān)程度的不同,對 每個參估點賦予不同的權(quán),進(jìn)行滑動加權(quán)平均,以估計待估點的屬性值.、分析類要求：重點掌握其原理及含義,能結(jié)合本專業(yè)研究方向做比擬詳細(xì)的闡述1、空間數(shù)據(jù)模型的分類？答：分為三類： 場模型：用于表述二維或三維空間中被看作是連續(xù)變化的現(xiàn)象； 要素模型：

5、有時也稱對象模型,用于描述各種空間地物； 網(wǎng)絡(luò)模型：一種某一數(shù)據(jù)記錄可與任意其他多個數(shù)據(jù)記錄建立聯(lián)系的有向圖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型,可 以模擬現(xiàn)實世界中的各種網(wǎng)絡(luò).2、矢量與柵格數(shù)據(jù)的優(yōu)缺點比照？矢量數(shù)據(jù)的缺點：a. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；b. 多邊形疊加分析比擬困難.柵格數(shù)據(jù)的缺點：a. 數(shù)據(jù)量大；b. 投影轉(zhuǎn)換比擬復(fù)雜.答：矢量數(shù)據(jù)的優(yōu)點：a. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低；b. 有利于網(wǎng)絡(luò)和檢索分析；c. 圖形顯示質(zhì)量好、精 度高.柵格數(shù)據(jù)的優(yōu)點：a. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；b. 便于空間分析和地表模擬；c. 現(xiàn)勢性較強.3、空間分析的內(nèi)容及其在GIS中的地位和作用?答：(1)空間分析的主要內(nèi)容：a. 空間位置：借助

6、于空間坐標(biāo)系傳遞空間對象的定位信息,是空間對象表述的研究根底,即投影與轉(zhuǎn)換理論；b. 空間分布：同類空間對象的群體定位信息,包括分布、趨勢、比照等內(nèi)容；c. 空間形態(tài)：空間對象的幾何形態(tài)；d. 空間距離：空間物體的接近程度；e. 空間關(guān)系：空間對象的相關(guān)關(guān)系,包括拓?fù)?、方位、相似、相關(guān)等.(2)在GIS中的地位和作用空間分析是基于地理對象的位置和形態(tài)的空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù),其目的在于提取和傳輸空間信息.空 間分析是地理信息系統(tǒng)的主要特征.空間分析水平(特別是對空間隱含信息的提取和傳輸水平)是地理信 息系統(tǒng)區(qū)別與一般信息系統(tǒng)的主要方面,也是評價一個地理信息系統(tǒng)成功與否的一個主要指標(biāo).空間分析 是G

7、IS的核心和靈魂,是GIS區(qū)別于一般的信息系統(tǒng)、 CAD或者電子地圖系統(tǒng)的主要標(biāo)志之一.空間分析, 配合空間數(shù)據(jù)的屬性信息,能提供強大、豐富的空間數(shù)據(jù)查詢功能.因此,空間分析在GIS中的地位不言而喻.4、空間分析的研究目標(biāo)？答：空間分析研究的主要目標(biāo)有： 認(rèn)知一一有效獲取空間數(shù)據(jù),并對其進(jìn)行科學(xué)的組織描述,利用數(shù)據(jù)再現(xiàn)事物本身,例如繪 制風(fēng)險圖.； 解釋一一理解和解釋地理空間數(shù)據(jù)的背景過程,熟悉事件的本質(zhì)規(guī)律,例如住房價格中的地 理鄰居效應(yīng)； 預(yù)報一一在了解、掌握事件發(fā)生現(xiàn)狀與規(guī)律的前提下,運用有關(guān)預(yù)測模型對未來的狀況做出 預(yù)測,例如傳染病的爆發(fā)； 調(diào)控一一對地理空間發(fā)生的事件進(jìn)行調(diào)控,例如合

8、理分配資源.5、鄰近度分析、疊加分析和網(wǎng)絡(luò)分析的用途？答：(1)鄰近度分析的主要用途：鄰近度是定性描述空間目標(biāo)距離關(guān)系的重要物理量之一,表示地理空間 中兩個目標(biāo)地物距離相近的程度,以距離關(guān)系為分析根底的鄰近度分析是GIS空間幾何關(guān)系分析的一個重重壬踣(2) 疊加分析的主要用途：建立具有多重屬性組合的新圖層,并對那些在結(jié)構(gòu)和屬性上既相互重疊,又 相互聯(lián)系的多種現(xiàn)象要素進(jìn)行綜合分析和評價,或者對反映不同時期同一地理現(xiàn)象的多邊形圖形進(jìn)行多時 相系列分析,從而深入揭示各種現(xiàn)象要素的內(nèi)在聯(lián)系及其開展規(guī)律.(3) 網(wǎng)絡(luò)分析的主要用途：主要用來解決兩大類問題,一類是研究由線狀實體以及連接線狀實體的點狀 實體

9、組成的地理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中涉及優(yōu)化路徑求解、連通分量求解等問題；一類是研究資源在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中 的分配與流動,主要包括資源分配范圍或效勞范圍確實定、最大流與最小費用流等問題.6、網(wǎng)絡(luò)分析的六個功能及其用途？答：1、路徑分析：也稱最優(yōu)路徑分析,以最短路徑分析為主.這里“最正確包含很多含義,不僅 指一般地理意義上的距離最短,還可以是本錢最少、消耗時間最短、資源流量容量最大、線路利用率 最高等標(biāo)準(zhǔn).很多網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問題,如最可靠路徑問題、最大容量路徑問題、易達(dá)性評價問題和各種路徑分 配問題均可納入最正確路徑問題的范疇之中.2、連通分析：在地理網(wǎng)絡(luò)中從某一點出發(fā)能夠到達(dá)的全部結(jié)點或邊有哪些,如何選擇對于用戶來

10、說本錢最小的線路,即連通分析所要解決的問題.連通分析的求解過程實質(zhì)上是對應(yīng)的圖的生成樹的求解 過程,其中研究最多的是最小生成樹問題.3、資源分配：在多數(shù)的應(yīng)用中,需要解決在網(wǎng)絡(luò)中選定幾個供給中央,并將網(wǎng)絡(luò)的各邊和點分配給某一中央,使各中央所覆蓋范圍內(nèi)每一點到中央的總的加權(quán)距離最小,實際上包括定位與分配兩個問題.4、流分析：就是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素的性質(zhì)選擇將目標(biāo)經(jīng)輸送系統(tǒng)由一個地點運送至另一個地點的優(yōu) 化方案,網(wǎng)絡(luò)元素的性質(zhì)決定了優(yōu)化的規(guī)那么.網(wǎng)絡(luò)流的最優(yōu)化問題主要涉及兩方面內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)最大流問題和最小費用流問題.最大流問題指的是在 一個網(wǎng)絡(luò)中怎樣安排網(wǎng)上的流,使從發(fā)點到收點的流量到達(dá)最大；在實際應(yīng)用中

11、,不僅要使網(wǎng)絡(luò)上的流量 到達(dá)最大,或到達(dá)要求的預(yù)定值,而且要使運送流的費用或代價最小,即最小費用流問題.5、動態(tài)分段：是對現(xiàn)實世界中的線性要素及其相關(guān)屬性進(jìn)行抽象描述的數(shù)據(jù)模型和技術(shù)手段,可 以根據(jù)不同的屬性根據(jù)某種度量標(biāo)準(zhǔn)如距離、時間等對線性要素進(jìn)行相對位置的劃分.6、地址匹配：是一種基于空間定位的技術(shù),是地理編碼 Geocoding的核心技術(shù),它提供了一種把描述成地址的地理位置信息轉(zhuǎn)換成可以被用于GIS系統(tǒng)的地理坐標(biāo)的方式,它將只有屬性數(shù)據(jù)的源表中記錄的某個字段的值與地址數(shù)據(jù)庫中的地理實體的對應(yīng)字段的屬性值進(jìn)行匹配嘗試,如果匹配成功,就將地理實體的地理坐標(biāo)賦給源表中的記錄,從而實現(xiàn)源表記錄

12、的地理編碼.7、常見的空間插值模型有哪些 三種以上?答：空間插值模型包括整體插值模型和局部插值模型兩大類：1整體插值：用研究區(qū)域所有采樣點的數(shù)據(jù)進(jìn)行全區(qū)域特征擬合,如邊界內(nèi)插模型、趨勢面分析 模型等.2 局部插值：僅僅用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計未知點的值,如最鄰近點模型泰森多邊形模型、移動平均插值距離倒數(shù)插值模型、樣條函數(shù)插值模型、空間自協(xié)方差最正確插值模型克里金插值等.常見的空間插值方法：最鄰近法、算術(shù)平均值法、距離反比法、高次曲面、多項式插值、最優(yōu)插值、 克里金插值包括簡單克里金、普通克里金、泛克里金、協(xié)同克里金、貝葉斯克里金、指示克里金等、樣條插值、經(jīng)驗正交函數(shù)插值、徑向基函數(shù)插值、張量有限差

13、分等.8、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的壓縮編碼方法 三種以上?答：1直接編碼方法,這是最簡單直觀而又非常重要的一種柵格結(jié)構(gòu)編碼方法,通常稱為這種編碼 的圖像文件為網(wǎng)格文件或柵格文件.直接編碼就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣,逐行或逐列逐個記 錄代碼,可以每行都從左到右逐個象元記錄,也可以奇數(shù)行地從左到右而偶數(shù)行地從右到左記錄,為了特 定的目的還可采用其他特殊的順序.2壓縮編碼方法,其目的就是用盡可能少的數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息,其類型又有信息無損編 碼和信息有損編碼之分,3游程長度編碼,這是柵格數(shù)據(jù)壓縮的重要編碼方法.它的根本思路是：對于一幅柵格圖象,常 常有行或列方向上相鄰的假設(shè)干點具有相同的屬性代碼,因而

14、采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容.b塊碼,它是游程長度編碼擴展到二維的情況,采用方形區(qū)域作為記錄單元,每個記錄單元包括相鄰 的假設(shè)干柵格,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置行、列和半徑,再加上記錄單元的代碼組成.4四叉樹,是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一.四叉樹將整個圖像區(qū)逐步分散為一系列被單 一類型區(qū)域內(nèi)含的方形區(qū)域,最小的方形區(qū)域為一個柵格單元,分割的原那么是將圖像區(qū)域劃分為四個大小 相同的象限,而每個象限又可根據(jù)一定規(guī)那么判斷是否繼續(xù)等分為次一層的四個象限.三、計算類要求：重點掌握DP算法、dijkstra算法、角平分線法,能闡述其原理、繪制其工作流程圖1、簡述dp算法原理及繪制其工作流程圖答：1

15、dp算法的原理DP算法是矢量數(shù)據(jù)壓縮的一種常用方法,其核心思想如下：對每一條曲線的首末端點連一條線,求所有點到該直線的距離,并找出最大距離值dmax,用dmax與限差D相比：a. 假設(shè)dmaxv D ,這條曲線上的中間點全部舍去；b. 假設(shè)dmax> D,保存dmax對應(yīng)的坐標(biāo)點,并以該點為界,把曲線分為兩局部,對這兩局部重復(fù)使用 該方法.2工作流程圖2、簡述dijkstra算法原理以及繪制其工作流程圖答：1 dijkstra算法的原理一種按路徑長度遞增的次序產(chǎn)生最短路徑的算法,被認(rèn)為是解決單源點間最短路徑問題比擬經(jīng)典而且有效的算法,其核心思想如下：假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的每個點都有一對標(biāo)號dj,p

16、j,其中dj是從起源點s到點j的最短路徑的長度；pj那么是從s到j(luò)的最短路徑中j點的前一點a.初始化：起源點設(shè)置為ds0,ps為空,并標(biāo)記起源點 s,記k=s,其它所有點設(shè)為未標(biāo)記點.b.檢驗從所有已標(biāo)記的點 k到其直接連接的未標(biāo)記的點j的距離,并設(shè)置dj mindj,dk 1燈其中,1kj為從點k到j(luò)的直接連接距離.c. 選取下一個點：從所有未標(biāo)記的節(jié)點中,選取dj中最小的一個idj mindj,所有未標(biāo)記的點j 點i就是被選為最短路徑中的一點,并設(shè)為已標(biāo)記的點.d. 檢查是否所有點都已標(biāo)記,如果都標(biāo)記,那么算法退出,否那么重復(fù)步驟b,c.(2)工作流程圖distN定vo,vi,GNN正 JEXEsN,i,j,prevNYfinalv= false;distv= costv0v;V=0W=0Y !finalw &&distv +'costvw vdistwdistw=distv +costvw;W+I+預(yù)姓理：跆卜檢查當(dāng)前節(jié)點的鄒接點加；項憂先隊列并排序輸出皓宰阻中旻l個節(jié)點出隊拓?fù)錂z查最垣路徑柄中原節(jié)點替頓為出E人節(jié)點、原節(jié)點祝值較小獲取起點