地理信息技術(shù)答案

1、地理信息技術(shù)練習(xí)一答案1、如何理解遙感技術(shù)特點(diǎn)及其在地學(xué)研究中的作用。 (1)遙感技術(shù)探測范圍廣，可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料。遙感用航攝飛機(jī)飛行高度為10km左右，陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達(dá)910km左右，可及時獲取大范圍的信息。例如，一幅陸地衛(wèi)星影像對應(yīng)地面約34000多km2，對我國而言僅需五百多幅即可覆蓋全部領(lǐng)土，對國土資源概查有著重大意義。一些較大的特征形跡如長達(dá)幾千公里的地殼深部斷裂，直徑上千公里的大環(huán)形構(gòu)造等只有在衛(wèi)星遙感圖像上才能顯現(xiàn)出來。遙感技術(shù)的宏觀性使大尺度（從地區(qū)到全球）生態(tài)環(huán)境和資源研究成為可能。(2)遙感技術(shù)獲取信息的速度快，周期短。衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，遙感探測能周期性、重復(fù)地

2、對同一地區(qū)進(jìn)行對地觀測，能及時獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然、人文現(xiàn)象的最新資料。不僅可以更新原有資料，也可以根據(jù)新舊資料變化對比來實(shí)現(xiàn)對地的動態(tài)監(jiān)測，而人工實(shí)地測量和航空攝影測量等手段則無法完成。例如，陸地衛(wèi)星Landsat每16天可覆蓋地球一次，NOAA氣象衛(wèi)星每天能收到兩次圖像，高軌氣象衛(wèi)星如Meteosat每30分鐘即可獲得同一地區(qū)的圖像。不同時間分辨率和周期性探測滿足研究區(qū)域的重復(fù)觀測，可以獲得地學(xué)現(xiàn)象動態(tài)變化規(guī)律與特征，在監(jiān)測天氣狀況、自然災(zāi)害、環(huán)境污染乃至軍事目標(biāo)等方面具有優(yōu)勢。(3)遙感技術(shù)獲取信息的手段多，信息量大。根據(jù)不同的任務(wù)，可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息?？刹捎每梢姽?、紫

3、外線、紅外線和微波探測物體。不同光譜分辨率的遙感數(shù)據(jù)有助于地物的識別分類。利用不同波段對物體不同的穿透性，還可獲取地物內(nèi)部信息，例如，地面深層、水的下層，冰層下的水體，沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候的工作。(4)遙感技術(shù)獲取信息受條件限制少，成本低。利用遙感獲取信息不受地形限制。在地球上存在一些自然條件極為惡劣的地區(qū)，如高山冰雪、戈壁沙漠、海洋等地區(qū)，人類難以到達(dá)。一般方法不易獲得的資料，采用不受地面條件限制的遙感技術(shù)，特別是航天遙感衛(wèi)星影像則可以獲得大量有用的資料。同時，衛(wèi)星還可以不受任何政治、地球條件的限制，覆蓋地球的任何一角和整個地球，使得我們能夠及時地獲得各種地表信息，并極

4、大地縮短過去對農(nóng)田、森林、城市等大區(qū)域成圖所需時間。(5)遙感技術(shù)構(gòu)成對地球觀察監(jiān)測的多層空間、多波段、多時相的探測網(wǎng)，從地理空間(經(jīng)度、緯度、高程)、光譜空間和時間空間提供了多維信息，能更加全面深入的觀察分析問題。遙感數(shù)據(jù)已成為地理研究的重要信息源，遙感方法改變了地理研究的工作模式，為地理分析提供了基礎(chǔ)，也為地理分析從定性到定量，從靜態(tài)到動態(tài)創(chuàng)造了條件，遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，為地理研究提供了廣闊的發(fā)展前景。2. GIS軟件發(fā)展的趨勢 1）GIS中面向?qū)ο蠹夹g(shù)研究 面向?qū)ο蟮募夹g(shù)在GIS中的應(yīng)用，推動了面向?qū)ο蟮腉IS系統(tǒng)的發(fā)展，已成為GIS的發(fā)展方向之一。面向?qū)ο蟮姆椒槊枋鰪?fù)雜的空間信

5、息提供了一條直觀、結(jié)構(gòu)清晰、組織有序的方法， 它以空間對象為數(shù)據(jù)表達(dá)和功能應(yīng)用的單元與基礎(chǔ)，取消了分層的概念；所有的空間實(shí)體都以對象形式封裝，而不是以復(fù)雜的關(guān)系形式存儲，使系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)良好、清晰，同時根據(jù)對象的特點(diǎn)，建立一般的或特殊的面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)，使其處理靈活，操作方法簡捷有效，增強(qiáng)可重用性和可擴(kuò)充性。 2）矢柵數(shù)據(jù)模型 矢量和柵格數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)中最主要的兩種數(shù)據(jù)類型，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，具有截然不同的結(jié)構(gòu)，因此如何建立統(tǒng)一的矢量、柵格數(shù)據(jù)模型也是地理信息系統(tǒng)發(fā)展中的一個重要方面。 3）時空數(shù)據(jù)模型及綜合系統(tǒng)研究 傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型及其應(yīng)用只考慮空間對象的空間特性，忽略了其時間特性。

6、在許多應(yīng)用領(lǐng)域中空間對象是隨時間變化的，如環(huán)境監(jiān)測、地震救援、天氣預(yù)報等，而這種隨時間的變化規(guī)律在分析、解決具體問題時具有十分重要的作用。時空系統(tǒng)主要研究時空模型，時空數(shù)據(jù)的表示、存儲、操作、查詢和時空分析。數(shù)據(jù)的空間特征與時間特征相結(jié)合的時空數(shù)據(jù)模型及時空系統(tǒng)的綜合應(yīng)用分析等一系列問題有待進(jìn)一步研究。 4）地理信息系統(tǒng)專業(yè)模型研究 GIS的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，而這些領(lǐng)域都有自己獨(dú)特的專用模型，GIS的空間分析功能對于大多數(shù)的應(yīng)用問題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， GIS的發(fā)展要求其提供能成功應(yīng)用到專門領(lǐng)域的特有的空間分析模型。因此，要將GIS與其他領(lǐng)域的模型和知識庫的相結(jié)合，形成一個有機(jī)整體。 5）三維地理信息系

7、統(tǒng)的研究三維GIS是地理空間信息可視化和許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)IS的基本要求。目前大多數(shù)的GIS提供了一些較為簡單的三維顯示和操作功能，但這與真三維表示和分析還有很大差距?，F(xiàn)有的矢量、柵格模型還不能完全滿足三維可視化的要求，顯示效果與分析功能還較弱，因此GIS還要在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的可視化、地理數(shù)據(jù)的三維顯示與操作、表面處理三維分析等方面進(jìn)行研究。3. DEM的概念，構(gòu)建方法及應(yīng)用領(lǐng)域。DEM的概念：是用數(shù)值矩陣對地表起伏變化的一種連續(xù)表示方法，它是地表單元的高程集合，是國家空間地理信息的重要組成部分。DEM構(gòu)建方法：（）等高線法；（）規(guī)劃格網(wǎng)法；（）不規(guī)劃三角網(wǎng)法。 DEM分析的主要應(yīng)用（1）地

8、形曲面擬合：DEM最基礎(chǔ)的應(yīng)用是求DEM范圍內(nèi)任意點(diǎn)的高程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地形屬性分析。由于已知有限個格網(wǎng)點(diǎn)的高程，可以利用這些格網(wǎng)點(diǎn)高程擬合一個地形曲面，推求區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的高程。（2）立體透視圖：繪制透視立體圖是DEM的一個極其重要的應(yīng)用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態(tài)，非常直觀。人們可以根據(jù)不同的需要，對于同一個地形形態(tài)作各種不同的立體顯示，更好地研究地形的空間形態(tài)。（3）通視分析：通視分析有著廣泛的應(yīng)用背景。典型的例子是觀察哨所的設(shè)定、森林中火災(zāi)監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)定、無線發(fā)射塔的設(shè)定等。通視問題可以分為五類：a）已知一個或一組觀察點(diǎn)，找出某一地形的可見區(qū)域；b）欲觀察到某一區(qū)域的全部地形表

9、面，計算最少觀察點(diǎn)數(shù)量；c）在觀察點(diǎn)數(shù)量一定的前提下，計算能獲得的最大觀察區(qū)域；d）以最小代價建造觀察塔，要求全部區(qū)域可見；e）在給定建造代價的前提下，求最大可見區(qū)。根據(jù)問題輸出維數(shù)的不同，通視可分為點(diǎn)的通視，線的通視和面的通視。 （4）流域特征地貌提取與地形自動分割：是進(jìn)行流域空間模擬的基礎(chǔ)技術(shù)。主要包括兩個方面：a）流域地貌形態(tài)結(jié)構(gòu)定義，定義能反映流域結(jié)構(gòu)的特征地貌，建立格網(wǎng)DEM對應(yīng)的微地貌特征；b）特征地貌自動提取和地形自動分割算法。 （5）計算地形屬性：DEM派生的地形屬性數(shù)據(jù)可以分為單要素屬性和復(fù)合屬性二種。前者可由高程數(shù)據(jù)直接計算得到，如坡度因子，坡向。后者是

10、由幾個單要素屬性按一定關(guān)系組合成的復(fù)合指標(biāo)，用于描述某種過程的空間變化，這種組合關(guān)系通常是經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，也可以使用簡化的自然過程機(jī)理模型。4.舉例說明如何利用影像目視解譯方法進(jìn)行遙感影像判讀。（1）直接解譯法根據(jù)遙感圖像目視解譯直接標(biāo)志直接判讀地物及其范圍。例如：水體在假彩色紅外航空相片上，呈現(xiàn)藍(lán)或暗藍(lán)色，根據(jù)顏色可直接解譯出水域，根據(jù)水域的輪廓形狀，可以直接分辨出水域是湖泊還是河流。（2）對比分析法1）同類地物對比分析法：在同一幅遙感圖像上，由已知地物推出待解譯地物。例如，通過其它資料或野外實(shí)地考察每一類型在圖像上確定若干個地物，再根據(jù)解譯標(biāo)志同類地物影像對比確定未知地物。2）空間對比分析法：根

11、據(jù)解譯區(qū)域地物類型，選擇一幅地物已知的遙感圖像，通過兩幅影像對比分析，通過已知影像解譯未知影像。例如，兩張相鄰的近紅外航空影像，其中一幅已經(jīng)過解譯并經(jīng)過野外驗(yàn)證，可以對比兩張影像，從已知到未知。3）時相對比分析法：利用同一區(qū)域不同時期成像的遙感圖像進(jìn)行對比分析，從而了解地物的動態(tài)變化，例如，了解泥石流流動、滑坡移動、沙丘移動、冰川進(jìn)退、洪水演進(jìn)、污染物擴(kuò)散等。（3） 信息復(fù)合法利用地形圖或?qū)ｎ}地圖上的輔助信息，識別遙感影像上的地物。例如，TM圖像上土壤特征表現(xiàn)不明顯，為了提高土壤解譯精度，將植被圖重疊在TM圖像上，利用植被圖作為輔助信息解譯土壤分布。等高線圖對識別土壤類型、植被類型、地貌類型也

12、有一定的輔助作用。解譯地貌疊合等高線圖，可以根據(jù)等高線注記確定低山、中山和高山。解譯植被圖疊合等高線，參考地形可提高解譯精度。遙感影像必須與輔助圖嚴(yán)格配準(zhǔn)，只有投影一致且比例尺相同才能配準(zhǔn)。（4）邏輯推理法邏輯推理法是借助地物之間的內(nèi)在關(guān)系，運(yùn)用邏輯推理判斷地物或地物屬性。當(dāng)利用眾多現(xiàn)象判讀地物時，得出的結(jié)論可能不一致，這時應(yīng)分析，哪些現(xiàn)象反映地物真實(shí)情況，哪些是假象，如果根據(jù)大多數(shù)現(xiàn)象得出同一結(jié)論，則結(jié)論很可能是正確的。例如，在遙感影像上有小路通至岸邊，可能是渡口或徒步涉水處，如果河面上沒有渡船則確認(rèn)是涉水處，進(jìn)一步分析，如果兩岸涉水處連線與河床正交，則河水流速較小，若斜交則流速較大。（5）

13、 地理相關(guān)法地物與環(huán)境因素間存在相互依存關(guān)系，借助專業(yè)知識推斷地物的性質(zhì)、狀態(tài)及分布。例如，山地河流出山口后，因比降變小，水流速度變慢，常在山地到平原的過度帶形成沖擊洪積扇，沖積扇上部主要由沙礫物質(zhì)組成，土壤保水保肥性能差，植物稀少或沒有植物，黑白航片上呈灰白到淺灰色調(diào)。沖積扇中部及下部，土壤有一定的保水保肥能力，水分條件較好，有植物覆蓋，夏季黑白航片上呈淺黑色調(diào)，在假彩色紅外航片上呈粉紅色。5. 論述點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)之間的疊加分析的內(nèi)容和方法。（1）點(diǎn)與多邊形疊加點(diǎn)與多邊形疊加，實(shí)際上是計算多邊形對點(diǎn)的包含關(guān)系，進(jìn)行點(diǎn)是否在一個多邊形中的空間關(guān)系判斷。在完成點(diǎn)與多邊形的幾何關(guān)系計算后，還要

14、進(jìn)行屬性信息處理。最簡單的方式是將多邊形屬性信息疊加到其中的點(diǎn)上。當(dāng)然也可以將點(diǎn)的屬性疊加到多邊形上，用于標(biāo)識該多邊形，如果有多個點(diǎn)分布在一個多邊形內(nèi)的情形時，則要采用一些特殊規(guī)則，如將點(diǎn)的數(shù)目或各點(diǎn)屬性的總和等信息疊加到多邊形上。通過點(diǎn)與多邊形疊加，可以計算出每個多邊形類型里有多少個點(diǎn)，不但要區(qū)分點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)，還要描述在多邊形內(nèi)部的點(diǎn)的屬性信息。通常不直接產(chǎn)生新數(shù)據(jù)層面，只是把屬性信息疊加到原圖層中，然后通過屬性查詢間接獲得點(diǎn)與多邊形疊加的需要信息。（2）線與多邊形疊加線與多邊形的疊加，是比較線上坐標(biāo)與多邊形坐標(biāo)的關(guān)系，判斷線是否落在多邊形內(nèi)。計算過程通常是計算線與多邊形的交點(diǎn)，只要相交

15、，就產(chǎn)生一個結(jié)點(diǎn)，將原線打斷成一條條弧段，并將原線和多邊形的屬性信息一起賦給新弧段。疊加的結(jié)果產(chǎn)生了一個新的數(shù)據(jù)層面，每條線被它穿過的多邊形打斷成新弧段圖層，同時產(chǎn)生一個相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)表記錄原線和多邊形的屬性信息。根據(jù)疊加的結(jié)果可以確定每條弧段落在哪個多邊形內(nèi)，可以查詢指定多邊形內(nèi)指定線穿過的長度。（3）多邊形疊加多邊形疊加是GIS最常用的功能之一。多邊形疊加將兩個或多個多邊形圖層進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個新多邊形圖層的操作，其結(jié)果將原來多邊形要素分割成新要素，新要素綜合了原來兩層或多層的屬性。疊加過程可分為幾何求交過程和屬性分配過程兩步。幾何求交過程首先求出所有多邊形邊界線的交點(diǎn)，再根據(jù)這些交點(diǎn)重新進(jìn)

16、行多邊形拓?fù)溥\(yùn)算，對新生成的拓?fù)涠噙呅螆D層的每個對象賦一多邊形唯一標(biāo)識碼，同時生成一個與新多邊形對象一一對應(yīng)的屬性表。多邊形疊加結(jié)果通常把一個多邊形分割成多個多邊形，屬性分配過程最典型的方法是將輸入圖層對象的屬性拷貝到新對象的屬性表中，或把輸入圖層對象的標(biāo)識作為外鍵，直接關(guān)聯(lián)到輸入圖層的屬性表。這種屬性分配方法的理論假設(shè)是多邊形對象內(nèi)屬性是均質(zhì)的，將它們分割后，屬性不變。6. 以美國陸地衛(wèi)星Landsat TM圖像的波段為例，說明如何進(jìn)行真彩色合成和假彩色合成，解釋在標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成的TM影像上健康植被、清澈的湖泊、密集城市地區(qū)的色調(diào)特征及其原因。(1)計算機(jī)顯示器的彩色顯示系統(tǒng)是根據(jù)三原色加色

17、合成原理，即由3個電子槍分別在屏幕上形成紅、綠、藍(lán)三原色像來合成圖像。因此，對于多光譜圖像，選擇其中的任意3個波段，分別賦予紅、綠、藍(lán)3種原色，即可在屏幕上合成彩色圖像。(2)真彩色合成：在彩色合成中選擇的波段的波長與紅綠藍(lán)的波長相同或近似，得到的圖像的顏色與真彩色近似，這種合成方式稱為真彩色合成。使用真彩色合成的優(yōu)點(diǎn)是合成后圖像的顏色更接近于自然色。例如，Landsat TM影像中，TM3為紅波段，對其賦予紅色（R），TM2為綠波段賦予綠色（G），TM1為藍(lán)波段賦予藍(lán)色（B），合成賦予的顏色與原波段的顏色相同，合成后的彩色影像上地物色彩與實(shí)際地物色彩接近或者一致。假彩色合成：由于三原色波段的

18、選擇是根據(jù)增強(qiáng)目的確定的，與原來波段的真實(shí)顏色不同，所合成的彩色圖像并不表示地物真實(shí)的顏色，這種合成方法稱假彩色合成。例如，Landsat TM影像的標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成方案中，對TM4近紅外波段賦予紅色（R），TM3紅波段賦予綠色（G），TM2綠波段賦予藍(lán)色（B），合成賦予的顏色比原波段的顏色短一個波段，合成后的彩色影像上地物色彩與實(shí)際地物色彩不一致。(3)標(biāo)準(zhǔn)假彩色TM影像中地物的顏色植被：所有綠色植物在可見光波段以吸收為主，在綠波段有一個小的反射峰；在近紅外波段有一個反射的“陡坡”，至1.1um附近有一個峰值。健康植被在近紅外波段的高反射率，并被賦予紅色，加之在綠波段有一定反射，且被賦予藍(lán)色，

19、根據(jù)加色法合成原理，綠色與紅色相加為品紅，由于近紅外賦予的紅色比例高，健康植被呈現(xiàn)紅色/品紅色。水體：可見光波段水吸收率較低，在藍(lán)、綠光波段透射能力相對較高。對近紅外波段吸收較強(qiáng)，在1.4m和1.9m附近，其吸收率接近100%。綠波段被賦藍(lán)，清澈湖泊呈藍(lán)偏黑色。密集城市地區(qū)：呈現(xiàn)淺藍(lán)或藍(lán)灰色，體現(xiàn)綜合性。7. 空間決策支持系統(tǒng)（SDSS）的基本特點(diǎn)、功能并進(jìn)行土地利用優(yōu)化配置決策支持系統(tǒng)設(shè)計參考答案：空間決策支持系統(tǒng)（DDSS）就是支持空間決策行為的決策支持系統(tǒng)?？臻g決策支持是應(yīng)用空間分析的各種手段對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理變換，以提取出隱含于空間數(shù)據(jù)中的某些事實(shí)與關(guān)系，并以圖形和文字的形式直接地加以

20、表達(dá)，從為人類活動的空間行為決策提供科學(xué)、合理的支持。由于空間分析的手段直接融合了數(shù)據(jù)的空間定位能力，并能充分利用數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性特點(diǎn)。其功能表現(xiàn)為：（1）不同數(shù)據(jù)源的空間和非空間數(shù)據(jù)的獲取、輸入和存儲；（2）復(fù)雜空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間關(guān)系表示方法，適于數(shù)據(jù)查詢、檢索、分析和顯示；（3）靈活的集成程序式空間知識（數(shù)學(xué)模型、空間統(tǒng)計）和數(shù)據(jù)的處理功能；（4）靈活的功能修改的擴(kuò)充機(jī)制；（5）友好的人機(jī)交互界面； （6）提供決策需要的多種輸出；（7）提供非結(jié)構(gòu)化空間知識的形式化表達(dá)方法；（8）提供基于領(lǐng)域?qū)＜抑R的推理機(jī)制；（9）提供自動獲取知識或自學(xué)習(xí)功能；（10）提供其于空間信息、描述性知識、程式化知識

21、的智能控制機(jī)制。該系統(tǒng)面向的用戶是土地管理部門及有關(guān)農(nóng)業(yè)部門，其系統(tǒng)具體目標(biāo)為： （1）構(gòu)建某區(qū)域土地資源管理的區(qū)域網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合查詢系統(tǒng)。（2）建立某區(qū)域包括各類專題圖件的空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)管理。以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，分析土地利用現(xiàn)狀、進(jìn)行土地利用適宜性評價，為決策者對土地利用優(yōu)化調(diào)控提供了可靠信息。（3）建立各類輔助決策應(yīng)用模型，利用GIS技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，對土地利用優(yōu)化方案進(jìn)行決策支持。（4）以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支撐，建立友好的用戶界面，使主要的分析、評價、決策過程和各種方案實(shí)施結(jié)果更直觀化、可視化。土地利用優(yōu)化配置決策支持系

22、統(tǒng)有五部分組成：人機(jī)交互系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型庫系統(tǒng)、知識庫子系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)用土地學(xué)、地理學(xué)、數(shù)學(xué)各領(lǐng)域的相關(guān)研究成果，以計算機(jī)系統(tǒng)、新興的遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)為主要手段，收集某區(qū)域土地利用的基本數(shù)據(jù)，為整個決策支持系統(tǒng)提供必要的量化參數(shù)，從而為土地利用優(yōu)化配置提供準(zhǔn)確科學(xué)的判斷。從系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)上，系統(tǒng)由土地利用數(shù)據(jù)輸入、信息輸出、空間數(shù)據(jù)管理和決策模型四部分組成。其中（1）土地利用數(shù)據(jù)輸入，是指通過數(shù)字化儀、掃描儀或鍵盤錄入數(shù)據(jù)，再利用GIS軟件工具的輸入編輯功能，對土地利用方面的圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、格式轉(zhuǎn)換等，包括點(diǎn)、線、面三種圖形元素及其屬性數(shù)據(jù)的編輯

23、，并生成拓?fù)潢P(guān)系；（2）土地利用空間數(shù)據(jù)管理，是值定義和管理土地利用所需的各種空間數(shù)據(jù)，如數(shù)字地圖、非幾何屬性及遙感影像數(shù)據(jù)，對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和維護(hù)，包括圖形編輯、檢索查詢、統(tǒng)計分析等功能；（3）土地利用輔助決策模型是根據(jù)用戶實(shí)際要求而建立的模型體系，輔助管理決策，以實(shí)現(xiàn)土地利用優(yōu)化配置，包括進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀分析、適應(yīng)性評價和需求預(yù)測，提出土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案；（4）土地利用數(shù)據(jù)輸出，主要是通過各種輸出設(shè)備如顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等，輸出土地利用所需的各種分析結(jié)論，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及圖表文件等。8. 試根據(jù)下列誤差矩陣對某遙感圖像土地利用分類精度進(jìn)行分析。實(shí)際分類圖像地面真實(shí)圖像耕地林地草地水域

24、道路耕地18855413林地1011301草地3649510水域012721道路31305(1)遙感數(shù)字圖像計算機(jī)解譯以遙感數(shù)字圖像為研究對象，在計算機(jī)系統(tǒng)支持下，綜合運(yùn)用地學(xué)、遙感圖像處理、地理信息系統(tǒng)、模式識別與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地學(xué)專題信息的智能化獲取。 分類精度評價是以一幅合適的精確數(shù)據(jù)作為參考，將要進(jìn)行評價的遙感分類圖像與之對比，即比較兩幅圖像中每個像元之間的一致性，以正確分類的百分比來表示精度。與遙感圖像分類誤差類型相對應(yīng)，遙感圖像分類精度的評價方法亦可分為位置精度評價和非位置精度評價。位置精度評價是將分類的類別與其所在的空間位置進(jìn)行統(tǒng)一檢查；非位置精度評價是在未考慮位置因素的情況

25、下，以一個簡單的數(shù)值，如面積、像元數(shù)目等表示分類精度，故可以在一定程度上使類別之間的錯分結(jié)果彼此平衡，抵銷分類誤差，提高分類精度。到目前為止，精度評價方法很多，主要有采樣方法、誤差矩陣與精度估計量法、Kappa分析法。(2)評價指標(biāo)：總體分類精度（Overall Accuracy）: 等于被正確分類的像元總和除以總像元數(shù)，地表真實(shí)圖像或地表真實(shí)感興趣區(qū)限定了像元的真實(shí)分類。被正確分類的像元沿著混淆矩陣的對角線分布，它顯示出被分類到正確地表真實(shí)分類中的像元數(shù)。像元總數(shù)等于所有地表真實(shí)分類中的像元總和。制圖精度：指假定地表真實(shí)為A類，分類器能將一幅圖像的像元?dú)w為A的概率。用戶精度：指假定分類器將像

26、元?dú)w到A類時，相應(yīng)的地表真實(shí)類別是A的概率。實(shí)際分類圖像地面真實(shí)圖像耕地林地草地水域道路總和耕地101130125草地3649510136水域01272176道路3130512總和237221577410500總體精度：（188+11+95+72+5）/500×100%= 74.2%制圖精度用戶精度耕地188/251×100%=74.9%188/237×100%=79.3%林地11/25×100%= 44.0%11/22×100%=50.0%草地95/136×100%=69.9%95/157×100

27、%=60.5%水域72/76×100%=94.7%72/74×100%=97.3%道路5/12×100%=41.7%5/10×100%=50.0%9. 簡述空間數(shù)據(jù)誤差來源與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法。從空間數(shù)據(jù)的形式表達(dá)到空間數(shù)據(jù)的生成，從空間數(shù)據(jù)的處理變換到空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用，在這兩個過程中都會有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的發(fā)生。（1）空間現(xiàn)象自身存在的不穩(wěn)定性：包括空間特征和過程在空間、專題和時間內(nèi)容上的不確定性。（2）空間現(xiàn)象的表達(dá)：數(shù)據(jù)采集中的測量方法以及量測精度的選擇等受到人類自身的認(rèn)識和表達(dá)的影響，這對于數(shù)據(jù)的生成會出現(xiàn)誤差。（3）空間數(shù)據(jù)處理中的誤差：在空間數(shù)據(jù)處理

28、過程中，容易產(chǎn)生的誤差有以下幾種：投影變換產(chǎn)生的差異；地圖數(shù)字化和掃描后的矢量化處理都可能出現(xiàn)誤差；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換中的位置差異性；數(shù)據(jù)抽象時產(chǎn)生的誤差；建立拓?fù)潢P(guān)系過程中的位置坐標(biāo)的變化；與主控數(shù)據(jù)層的匹配位移導(dǎo)致誤差；數(shù)據(jù)疊加操作和更新產(chǎn)生空間位置和屬性值的差異；數(shù)據(jù)集成處理產(chǎn)生的誤差；數(shù)據(jù)的可視化產(chǎn)生表達(dá)上的誤差；數(shù)據(jù)處理過程中誤差的傳遞和擴(kuò)散-4分（4）空間數(shù)據(jù)使用中的誤差：主要包括兩個方面：一是對數(shù)據(jù)的解釋過程，一是缺少文檔，這樣往往導(dǎo)致數(shù)據(jù)用戶對數(shù)據(jù)的隨意性使用而使誤差擴(kuò)散。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是個復(fù)雜的過程，要控制數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)從數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生和擴(kuò)散的所有過程和環(huán)節(jié)入手，分別用一定的方法減少誤差。

29、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常見的方法有：（1）傳統(tǒng)的手工方法：將數(shù)字化數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源進(jìn)行比較，圖形部分的檢查包括目視方法、繪制到透明圖上與原圖疊加比較，屬性部分的檢查采用與原屬性逐個對比或其他比較方法。-3分（2）元數(shù)據(jù)方法：數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)中包含了大量的有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量的信息，通過它可以檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時元數(shù)據(jù)也記錄了數(shù)據(jù)處理過程中質(zhì)量的變化，通過跟蹤元數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的狀況和變化。（3）地理相關(guān)法：用空間數(shù)據(jù)的地理特征要素自身的相關(guān)性來分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。10. 闡述斯蒂芬-玻耳茲曼定律和基爾霍夫定律的內(nèi)容。現(xiàn)已知氧化氮銅表面溫度1000K，吸收系數(shù)為0.7，試求此時該物體的總輻射出射度M。(1)斯蒂芬-玻

30、耳茲曼定律（ Stefan-Boltzmann's Law ）：對普朗克公式從零到無窮大的波長范圍內(nèi)進(jìn)行積分，轉(zhuǎn)換得到絕對黑體總輻射通量密度表達(dá)式。該定律揭示了絕對黑體總輻射出射度隨溫度變化的定量關(guān)系。黑體總輻射通量密度隨溫度增加而增加，且與溫度的四次方成正比。因此，溫度的微小變化，就會引起輻射通量密度很大的變化。是紅外裝置測定溫度的理論基礎(chǔ)。(2)基爾霍夫輻射定律（Kirchhoffs Law）：在一定溫度下，地物單位面積上的輻射通量W和吸收率之比，對于任何物體都是一個常數(shù)，并等于該溫度下同面積黑體輻射通量。該定律揭示了物體的光譜輻射出射度與吸收系數(shù)（率）的比值，是波長、溫度的普適函

31、數(shù)，它與物體的性質(zhì)無關(guān)。好的吸收體也是好的輻射體。黑體是完全的吸收體，因此也是完全的輻射體。(3)根據(jù)斯蒂芬-玻耳茲曼定律，1000K的黑體總輻射為：斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)=5.67×10-8Wm-2K-4根據(jù)基爾霍夫定律，求得該物體的總輻射：地理信息技術(shù)練習(xí)二答案1. 如何在白天和夜間獲取的熱紅外圖像中識別水體和道路、森林和草地、土壤和巖石？ (1) 地物具有反射、透射和發(fā)射電磁輻射的能力。遙感器透過 3.5 -5.5m 和 8 -14m 區(qū)間上的大氣窗口，探測地物表面發(fā)射的電磁輻射。這點(diǎn)不同于可見光和近紅外遙感。地物本身具有熱輻射特性，熱紅外像片記錄了地物熱輻射。各種地物熱輻射強(qiáng)度

32、不同，在像片上具有不同的色調(diào)和形狀構(gòu)像，這是我們識別熱紅外像片地物類型的重要標(biāo)志，熱紅外像片的直接解譯標(biāo)志主要包括： 1)色調(diào)：色調(diào)是地物亮度溫度的構(gòu)像。判讀熱紅外像片時，關(guān)鍵是要細(xì)致區(qū)分影像色調(diào)的差異。影像的不同灰度表征了地物不同的輻射特征。影像正片上深色調(diào)代表地物熱輻射能力弱，淺色調(diào)代表地物熱輻射能力強(qiáng)。 2) 形狀與大?。簾峒t外探測器檢測到物體溫度與背景溫度存在差異時，就能在影像上構(gòu)成物體的 “熱分布”形狀。 3) 地物大小：地物的形狀和熱輻射特性影響物體在熱紅外像片上的尺寸，當(dāng)高溫物體與背景具有明顯熱輻射差異時，即使很小物體，如正在運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)，高溫噴氣管、較小的火源，都可以在熱紅外像

33、片上表現(xiàn)出來，由于高溫物體向外輻射，因此它在影像中的大小往往比實(shí)際尺寸要大。 4)陰影：熱紅外影像上的陰影是目標(biāo)地物與背景之間輻射差異造成的，分為冷陰影和暖陰影。 (2)根據(jù)熱紅外影像解譯標(biāo)志，可以識別不同的地物： 1）水體與道路：在白天熱紅外像片上，由于水體具有良好的傳熱性，一般呈暗色調(diào)。相比之下，道路在影像上呈淺灰色至白色，這因?yàn)闃?gòu)成道路的水泥、瀝青等建筑材料，白天接受了大量太陽熱能，又很快轉(zhuǎn)換為熱輻射的緣故。午夜以后獲取的熱紅外像片，河流、湖泊等水體在影像上呈淺灰色至灰白色，而道路呈現(xiàn)暗黑色調(diào)，這因?yàn)樗w熱容量大，散熱慢，而道路在夜間散熱快。 2）樹林與草地：白天的熱紅外影像上，樹林呈暗

34、灰至灰黑色。這因?yàn)樵诎滋鞓淙~表面存在水汽蒸騰作用，降低了樹葉表面溫度，使樹葉的溫度比裸露地面的溫度要低。夜晚，樹木在熱紅外影像上多呈淺灰色調(diào)，有時呈灰白色，這因?yàn)闃淞指采w下的地面熱輻射使樹冠增溫。草地在夜晚熱紅外像片呈黑色調(diào)或暗灰色調(diào)，這因?yàn)橐归g草類很快地散發(fā)熱量而冷卻的緣故。3）土壤與巖石：熱紅外影像上土壤含水量不同，其色調(diào)也不同。在午夜后拍攝的熱紅外影像中，土壤含水量高，呈現(xiàn)灰色或灰白色調(diào)，土壤含水量低呈現(xiàn)暗灰色或深灰色，這因?yàn)樗w的熱容量大，在夜間熱紅外輻射也強(qiáng)。一般裸露的巖石白日受到太陽爆曬，在夜間的熱紅外像片上呈淡灰色，例如玄武巖往往呈灰色至灰白色，花崗巖呈灰色至暗灰色，這是由于巖石

35、的熱容量較大，夜晚有較高的熱紅外輻射能力所致。2. 論述GIS在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用1）GIS與流行病研究由于流行病是用于描述和解釋某種疾病的發(fā)病率，從空間的角度來看，流行病學(xué)需要很好地描述流行病發(fā)病率空間分布特征的手段，進(jìn)而可以研究發(fā)病率模型，以發(fā)現(xiàn)流行病和周圍環(huán)境的關(guān)系。通常，GIS在流行病研究中主要提供了如下三個方面的功能：流行病數(shù)據(jù)的可視化：假定要使用一組點(diǎn)來表示某個人群的發(fā)病率，而通常無法直接獲得點(diǎn)數(shù)據(jù)，而只能獲得整個區(qū)域如人口普查區(qū)或其它行政區(qū)劃單元的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括了疾病的發(fā)病率及各疾病的年齡結(jié)構(gòu)。由于各個空間區(qū)域的大小各異，使得表現(xiàn)發(fā)病率的空間分布時不直觀，一個解決的辦法是采用

36、比較統(tǒng)計地圖，在比較統(tǒng)計地圖上，各個單元的大小與具有發(fā)病危險的人口數(shù)目成比例，然后將發(fā)病率繪制在該圖上，這樣可以利用GIS，清楚地將流行病數(shù)據(jù)的空間分布可視化?？臻g數(shù)據(jù)分析：實(shí)際上，空間數(shù)據(jù)可視化與空間數(shù)據(jù)分析的界限是十分模糊的，如制作比較統(tǒng)計地圖需要對地理空間進(jìn)行變換。由于各個區(qū)域人口的分布是不均勻的，為了分析流行病病例的空間分布，通常采用的一種方法稱為密度估算（Density Estimation）。該方法是采用一個移動窗口（Moving Window）覆蓋于柵格化的位置點(diǎn)上，計算每個窗口內(nèi)的密度，采用這種方法，關(guān)鍵是確定窗口的大小。流行病模型：在識別出每個流行病的空間分布聚集區(qū)之后，一個

37、重點(diǎn)的研究是確定流行病和其周圍環(huán)境的關(guān)系，這將有助于驗(yàn)證對流行病發(fā)病原因的假定。做法之一是將空氣、水質(zhì)的空間分布與流行病的空間分布進(jìn)行對比研究， 2）醫(yī)療設(shè)施規(guī)劃不論是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，隨著“規(guī)劃需從當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況出發(fā)”的觀點(diǎn)的不斷被認(rèn)可，一種以醫(yī)療中心為主的觀點(diǎn)也不斷被采納。這意味這不再為了所謂聲望而投資大型醫(yī)療基地，而代之以建造更多面向小社區(qū)的診所，以方便大眾。這時，顯然需要一種辦法來提供人口統(tǒng)計和發(fā)病率的詳細(xì)資料醫(yī)療設(shè)施需求。在進(jìn)行這種醫(yī)療設(shè)施定位時，GIS可以發(fā)揮的重要作用。3）聯(lián)系流行病學(xué)與醫(yī)療實(shí)施規(guī)劃空間決策支持系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)地理學(xué)中，地理流行病學(xué)和醫(yī)療設(shè)施規(guī)劃是兩個最主要的領(lǐng)

38、域。建立兩者間的橋梁，需要包括空間決策支持系統(tǒng)，如果分析顯示在特殊的局部區(qū)域存在健康問題，此時，空間決策支持系統(tǒng)將提供工具及策略來處理這一問題。3. 地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢與展望隨著計算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，GIS的內(nèi)容與技術(shù)也在迅速地變化著。GIS發(fā)展趨勢有如下幾個方面：1）GIS標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展隨著GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，專業(yè)的GIS軟件也在不斷地增多，各個軟件系統(tǒng)之間在相通性、互操作等方面還有一定距離，目前尤其是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)模型等方面的差異日趨緊迫，限制了GIS的通用性，成為信息與資源共享的瓶頸。因此， GIS標(biāo)準(zhǔn)化的制定是面臨的一個主要問題和發(fā)展趨勢。GIS要對軟件、硬件、數(shù)據(jù)等要素進(jìn)行必

39、要的標(biāo)準(zhǔn)化，這樣才能實(shí)現(xiàn)更有效、廣泛地使用GIS。GIS的標(biāo)準(zhǔn)化將在國際、國家、省、市、縣和機(jī)構(gòu)范圍內(nèi)多層次地進(jìn)行，其內(nèi)容可能包括到GIS的各個組成部分、各個操作過程、各種數(shù)據(jù)類型、軟件硬件系統(tǒng)等。2）GIS網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展改變了信息交流的距離與關(guān)系。對于GIS的發(fā)展，是起到至關(guān)重要的作用。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使地理數(shù)據(jù)在空間上共享成為可能，用戶通過網(wǎng)絡(luò)可以對分散存儲在不同地域的得數(shù)據(jù)庫進(jìn)行生產(chǎn)、更新、維護(hù)和管理，通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器可以直接在網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的各類空間操作，使用網(wǎng)絡(luò)提供的各類模型進(jìn)行模擬，直接產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)結(jié)果。目前網(wǎng)絡(luò)化在GIS應(yīng)用方面還有一定局限，主要表現(xiàn)為地理數(shù)據(jù)的傳輸?shù)钠款i，

40、因?yàn)镚IS數(shù)據(jù)量較大，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)寬帶的能力在中遠(yuǎn)距離的大量數(shù)據(jù)傳輸過程中，速度不夠令人滿意；網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)保密等方面隨著網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，其矛盾也越來越顯現(xiàn)出來。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如何在GIS領(lǐng)域得到有效的使用，充分、恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮出它的潛能仍然是需要人們探索的問題。3）系統(tǒng)模塊化和專門化發(fā)展目前，大多數(shù)GIS軟件和系統(tǒng)還是被作為一個整體存在。許多軟件提供全面的GIS功能可以在任何一種需要GIS的部門使用，沒有具體專業(yè)領(lǐng)域的限制；但是這些軟件系統(tǒng)不是針對某個部門的，從使用GIS系統(tǒng)的用戶角度上看，很多用戶只是需要GIS軟件中的部分功能，而目前GIS軟件設(shè)置使得用戶在購買GIS系統(tǒng)時往往要求整個軟件一起購買。因此，

41、GIS要進(jìn)行模塊化發(fā)展，使用戶可以根據(jù)自己的需要，選購相應(yīng)的模塊。另外，GIS的各種功能要與各個專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行更直接的深度融合，為GIS軟件的專業(yè)化做好準(zhǔn)備。將來的各類應(yīng)用系統(tǒng)中，GIS可能將作為一個必須的部分存在。4）GIS大眾化發(fā)展GIS不僅在科研領(lǐng)域和企業(yè)中越來越受到人們重視，甚至在人們?nèi)粘Ｉ钪幸矟撘颇馗淖冎藗兊纳?。使用地理信息系統(tǒng)相應(yīng)的功能來定向、定位和導(dǎo)航，進(jìn)行路線選取，生活服務(wù)設(shè)施查找尋找，如餐館、旅店、娛樂中心、購物中心、銀行、旅游景點(diǎn)等，GIS已經(jīng)廣泛地滲透到人們生活的方方面面，并改變著人們的生活習(xí)慣與方式。4. 綜合比較我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)與美國GPS系統(tǒng)。 （1

42、）覆蓋范圍：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋我國本土的區(qū)域性、全天候?qū)Ш较到y(tǒng)。覆蓋范圍東經(jīng)約70°-140°，北緯5°-55°。GPS是覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時間能同時觀測到6-9顆衛(wèi)星，實(shí)際上最多能觀測到11顆。（2）衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設(shè)置2顆地球同步衛(wèi)星顆衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。導(dǎo)航衛(wèi)星為準(zhǔn)同步軌道，繞地球一周11小時58分。（3）定位原理：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導(dǎo)航。地面中心控制

43、系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。GPS是被動式偽碼單向測距三維導(dǎo)航。由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。  （4）定位精度：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，授時精度約20ns。 （5）用戶容量：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由于是主動雙向測距的詢問應(yīng)答系統(tǒng)，用戶設(shè)備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號，還要求用戶設(shè)備向同步衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)答信號，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備容量是有限的。GPS是單向測距系統(tǒng)，用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進(jìn)行測距定位，

44、GPS的用戶設(shè)備容量是無限的。  （6）生存能力：和所有導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)一樣，“北斗一號”基于中心控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的工作，定位解算在中心控制系統(tǒng)而非用戶設(shè)備完成。為了彌補(bǔ)這種系統(tǒng)易損性，GPS正在發(fā)展星際橫向數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，使萬一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨(dú)立運(yùn)行。而“北斗一號”系統(tǒng)從原理上排除了這種可能性，一旦中心控制系統(tǒng)受損，系統(tǒng)就不能繼續(xù)工作了。  （7）實(shí)時性：“北斗一號”用戶的定位申請要送回中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數(shù)據(jù)之后再發(fā)回用戶，其間要經(jīng)過地球靜止衛(wèi)星走一個來回，再加上衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，中心控制系統(tǒng)的處理，時間延遲就更長了，因此對于

45、高速運(yùn)動體，就加大了定位的誤差。其具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。5. 地理系統(tǒng)空間的分型劃類（或地理界線或過渡帶）研究的兩種常用統(tǒng)計方法是什么？它們之間的關(guān)系如何？聚類分析與判別分析是確定地理系統(tǒng)空間分型劃類（或地理界線或過渡帶）的常用統(tǒng)計分析方法。聚類分析法是新近發(fā)展起來的一門多元統(tǒng)計分類法，它可避免傳統(tǒng)分類法的主觀性和任意性的缺點(diǎn)。但應(yīng)指出，如對地理數(shù)據(jù)處理不當(dāng)，或一味地追求方法的新穎，有時分類的結(jié)果可能與地理實(shí)際不相符合，這一點(diǎn)應(yīng)特別引起注意。一種科學(xué)的分類法，應(yīng)能正確地反映客觀地理事物的內(nèi)在聯(lián)系，并能表達(dá)出它們之間的相似性和差異性。聚類分析是根據(jù)地理變量(或指標(biāo)或樣品)的屬性

46、或特征的相似性、親疏程度，用數(shù)學(xué)的方法把它們逐步地分型劃類，最后得到一個能反映個體或站點(diǎn)之間、群體之間親疏關(guān)系的分類系統(tǒng)。在這種分類系統(tǒng)中，首先我們要根據(jù)一批地理數(shù)據(jù)或指標(biāo)找出能度量這些數(shù)據(jù)或指標(biāo)之間相似程度的統(tǒng)計量；然后以統(tǒng)計量作為劃分類型的依據(jù)，把一些相似程度較大的站點(diǎn)(或樣品)首先聚合為一類，而把另一些相似程度較小的站點(diǎn)(或樣品)聚合為另一類，。這樣，關(guān)系密切的站點(diǎn)(或樣品)便聚合到一小類，而關(guān)系疏遠(yuǎn)的站點(diǎn)(或樣品)則聚合到一大類，直到把所有的站點(diǎn)(或樣品)都聚合完畢，最后便可根據(jù)各類之間的親疏關(guān)系，逐步畫成一張完整的分類系統(tǒng)圖，又稱譜系圖。聚類分析法的基本特點(diǎn)是：事先無需知道分類對象的

47、分類結(jié)構(gòu)，而只需要一批地理數(shù)據(jù)；然后選好分類統(tǒng)計量，并按一定的方法進(jìn)行計算；最后便能自然地、客觀地得出一張完整的分類系統(tǒng)圖。判別分析是根據(jù)地理對象的一些數(shù)量特征，來判別其類型歸屬的一種統(tǒng)計方法。它對地理類型的劃分和區(qū)界（地理界線）的判定具有重大意義。判別分析的基本原理是兩個準(zhǔn)則的確定。即：費(fèi)歇和貝葉斯準(zhǔn)則。判別分析與聚類分析既有相同之處，又有差別。相同處在于：都能確定地理類型；不同點(diǎn)在于：判別分析兼有判別和分類的兩種性質(zhì)，但以判別為主，判別分析必須事先已知類型為前提，而聚類分析則不必事先已知類型，類型的劃分是聚類的結(jié)果。判別分析的作用，可概括為以下三點(diǎn)：第一，對已分好的類型進(jìn)行合理性檢驗(yàn)；第二

48、，判別某地地理類型的歸屬問題和確定區(qū)域界線；第三，評價各要素特征值在判別分析中貢獻(xiàn)率的大小。6. 柵格數(shù)據(jù)及其主要編碼方式。柵格結(jié)構(gòu)是最簡單最直接的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列，每個網(wǎng)格作為一個象元或象素由行、列定義，并包含一個代碼表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。因此，柵格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。  柵格數(shù)據(jù)的主要編碼方式包括：   （1）直接?xùn)鸥窬幋a：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，就是將

49、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)行地從右向左記錄，為了特定目的還可采用其他特殊的順序。   （2）壓縮編碼方法：目前有一系列柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法，如鍵碼、游程長度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的是用盡可能少的數(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。具體的壓縮編碼方法有：a）鏈碼：又稱為弗里曼鏈碼或邊界鏈碼，鏈碼可以有效地壓縮柵格數(shù)據(jù)，而且對于估算面積、長度、轉(zhuǎn)折方向的凹凸度等運(yùn)算十分方便，比較適合于存儲圖形數(shù)據(jù)。b）游程長度編碼：柵格圖像常常有行（或列）方

50、向上相鄰的若干點(diǎn)具有相同的屬性代碼，因而可采取某種方法壓縮那些重復(fù)的記錄內(nèi)容。一種編碼方案是，只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時依次記錄該代碼以及相同的代碼重復(fù)的個數(shù)；另一種方案是逐個記錄各行（或列）代碼發(fā)生變化的位置和相應(yīng)代碼。c）塊碼：塊碼是游程長度編碼擴(kuò)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若干柵格，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行、列號）和半徑，再加上記錄單位的代碼組成。d）四叉樹：又稱四元樹或四分樹，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)逐步分解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?yàn)橐粋€柵格象元。分割的原則是，不管是哪一層上的象限，只

51、要劃分到僅代表一種地物或符合既定要求的少數(shù)幾種地物時，則不再繼續(xù)劃分，否則一直劃分到單個柵格象元為止。7. 論述當(dāng)代遙感技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展方向。隨著遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)本身也在不斷走向成熟。為了適應(yīng)當(dāng)前地球信息科學(xué)從靜態(tài)到動態(tài)、從區(qū)域到全球、從地表到太空的研究需要，遙感技術(shù)也相應(yīng)地呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢：（1）遙感平臺多樣化，大型化與微小型化平臺相輔相成在當(dāng)前大型的專題衛(wèi)星不斷發(fā)展的同時，造價相對較低的小衛(wèi)星群，獲取信息的周期短，空間分辨率高，適應(yīng)性強(qiáng)，使地球空間信息的獲取與使用更方便。（2）向更高的空間、溫度、光譜分辨率方向發(fā)展遙感技術(shù)發(fā)展的另一個趨勢是其分辨率大幅度提高，平均每10年提高一個數(shù)量級。空間分辨率、溫度分辨率逐步提高，光譜分辨率的提高表現(xiàn)在：隨著對能透過大氣的各類電磁波譜的充分利用，向紅外、遠(yuǎn)紅外和微波方面擴(kuò)展，已經(jīng)基本能覆蓋大氣窗口的所有部分，包括可見光、近紅外、短波紅外和微波區(qū)域。高光譜發(fā)展迅速，光譜段劃分越來越細(xì)。（3）全方位、多時相、定量化的對地觀測全方位、多時相、定量化的對地觀測系統(tǒng)正在形成，且成為遙感技術(shù)發(fā)展的一個新趨向。目前，遙感已可以獲得3維空間的數(shù)據(jù)。雷達(dá)微波技術(shù)的發(fā)展，更使用戶可以獲得全天候的遙感數(shù)據(jù)，這一切都為遙感動態(tài)監(jiān)測創(chuàng)造了條件，使遙感技