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1、应用地理信息系统第六章 应用型GIS应用模型分析邓吉秋 中南大学GIS研究中心l应用模型概述l应用模型建立方法应用模型分析l足够的地理数据和合理的数据结构l合适的应用分析模型l系统用于组织和实现应用模型的功能l使用者与系统的交流从应用角度看，地理信息系统不仅要完成管理大量复 杂的地理数据的任务，更为重要的是实现对空间数据的分 析、评价、预测和辅助决策。发展应用分析模型是地理信息系统走向实用化的关键 。地理信息系统应用依赖于4个方面的要素：1.应用模型概述l域模型（Domain Model）l概念计算模型（Conceptual Computational Model）l逻辑计算模型（Logica
2、l Computational Model）l物理计算模型（Physical Computational Model）1.1 模型 模型是把一个域（源域）的组成部分表现在另一个域 （目标域）中的一种结构。一个模型是否实用，要看它模 拟源域的效果和它在两个域间转换的难易程度。对于应用型GIS来说，其模型从特殊的应用领域模型 到应用型GIS中具体的基于计算机的物理信息模型，在不 同的学科领域都有着非常广泛的应用。1.2 应用模型的作用地理信息系统技术推广应用遇到的困难：l软硬件环境特殊，不易配备l许多用户没有掌握地理信息系统知识l缺乏足够的专题分析模型 在GIS应用系统中应用模型的作用：l联系GI
3、S应用系统与常规专业研究的纽带l综合利用GIS应用系统中大量数据的工具lGIS应用系统解决各种实际问题的武器lGIS应用系统向更高技术水平发展的基础l利于信息交流1.3 应用模型分类按结构分：l数学模型l统计模型l概念模型 按空间特性分：l非空间模型l空间模型按开发特点分：l系统提供模型l二次开发模型内部模型外部模型按内容及所解决问题分：l基础模型l专业模型 按空间过程模拟方法分：l动力学过程模拟模型l随机过程模拟模型2.应用模型建立方法l模型化一般方法l逻辑原理l数据统计方法l空间分析函数l应用模型重用2.1 模型化一般方法l概念模型l数学模型l统计模型模型的建立通常需综合各种方法。作为一般
4、规则，首 先是在实践中不断观察总结，形成愈来愈丰富的概念模型 ，在积累经验的基础上采用数据统计方法摸索统计规律； 然后上升到理论模型；最后再采用综合方法建立实用的分 析模型。模型的建立过程：XOYM综合建模步骤l系统描述与数据分析l理论推导l简化表达l参数确定2.2 逻辑原理l地理信息系统数据管理和模型的实现，特别是逻辑模 型的实现要依靠用户对系统功能的正确调用来完成， 这需要建立一套独立于系统物理结构和计算机算法之 上的逻辑规则，这些逻辑规则必须为系统设计者和使 用者双方所理解和采用。l逻辑原理主要指地理信息系统数据的基本操作公理、 地图集合定义，可将所有地图及地图之间的操作表示 为逻辑表达
5、式，然后分解为基本操作予以完成。l逻辑运算都是按数据的特定组合条件去检索相应的图 形、属性数据。操作公理l处于相同或不同的数据平面上的数据可依据其空间关 系和属性进行运算l数据可依据其空间关系扩展到相邻区域l地理信息系统数据之间的逻辑运算基于布尔代数l数据可以通过计数、量算、逻辑运算等操作重新标识 ，重新标识的数据可与原始数据一样参加进一步运算多边形叠置产生的问题l多余多边形的清除l缝隙小多边形的处理l多边形交点的搜索2.3 数据统计方法l模型简化l权重确定l隶属度计算l因子综合l分等定级数据分类在大多数情况下，首先将大量未经分类的数据输入信 息系统的数据库，然后要求用户建立具体的分类算法，以
6、 获得所需要的信息。综合评价数据统计方法l主成分分析l系统聚类分析l多变量因子分析l层次分析l判别分析2.4 空间分析函数l离散点插值模型：已知点是准确值，插值点是近似值l离散点多项式拟合模型：所有点都是近似值2.5 应用模型重用l源代码方式重用l函数库方式重用l独立可执行程序方式重用l内嵌可执行程序方式重用lDDE或OLE方式重用l模型库方式重用l组件模型重用源代码方式重用重用途径l改写源代码 优点l可以保证GIS系统与模型在数据结构、数据处理等方面 的一致性l源代码开放，便于修改或升级 缺点lGIS开发者必须下很大功夫读懂模型的源代码l在改写重用过程中常常会出错函数库方式重用重用途径l调用
7、函数库 优点lGIS系统与应用模型能实现高度无缝的集成l函数库一般有清晰的接口，使用方便 缺点l函数库无法与GIS数据有效结合l开发者不能对函数库进行修改，灵活性、可扩充性差l静态函数在一定程度上受限于语言独立可执行程序方式重用重用途径l直接运行 优点l重用简便l所需编程极少 缺点l系统效率降低，且使用不很方便l界面往往不一致，视觉效果不好内嵌可执行程序方式重用重用途径l嵌入运行 优点l符合软件工程学要求的模块化开发原则，便于开发工 作的组织管理l系统的运行性能比独立可执行程序方式好l集成系统具有基本统一的界面环境，便于操作 缺点l开发人员必须理解模型运行的全部过程，并对复杂的 模型要进行正确
8、合理的结构分解l在分解模型时可能产生错误l进行模型的组合很困难DDE或OLE方式重用重用途径l嵌入交换 优点l系统能实现无缝集成l所需编程不多 缺点l系统效率不高l系统稳定性不是很好l要求应用模型必须支持DDE或OLE协议模型库方式重用重用途径l调入内存 优点l有效地生成、管理和使用模型l具有完整的模型管理功能l系统具有良好的可扩充性l符合客户/服务器（C/S）模式系统的运行方式要求 缺点l在操作方面没有形成完整的理论体系l模型的自动生成、半自动生成方面离真正实用化尚有 一段距离组件模型重用重用途径l对象调用 优点l完全面向对象l应用系统高效无缝l使用方便 缺点l利用组件模型实现应用模型有一定难度
