空间分析原理与方法.doc

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1、1、 空间分析：基于地理对像的位置和形态特征的空间数据分析技术，目的在于提取和传输空间信息。2、 尺度：广义尺度是实体、模式化过程在空间化时间上的基准尺寸，从研究和被研究对象的角度来看，尺度是指研究某一现象或事件时所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的范围和发生的频率3、 缓冲区分析：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4、 网络数据模型：是现实世界网络系统的抽象表示5、 地理空间数据立方体：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

2、多维数据集合，组织和汇总成一个由一组唯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6、 地理网格：地理网格系统是一种以平面子集的规则分级刨分为基础的空间数据结构，具有较高的标准化程度，有利于开发面向空间数据库和几何操作的更有效算法7、 尺度变换：信息在不同尺度范围之间的转换称尺度变换，是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，包括尺度上推和尺度下推8、 泰森多边形：将所有气象站连成三角形，作三角形各边的垂直平分线，每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形，用这个多边形内所包含的一个气象站的降雨强度来表示这个多边形区

3、域内的降雨强度，该多边形就称为泰森多边形9、 空间统计分析：是以具有地理空间信息特性的事物或现象的空间相互作用及变化规划为研究对象，以具有空间分布特点的区域化变量理论为基础的一门新学科。10、 网格gis：网格gis是gis与网格技术的有机结合，是gis在网格环境下的一种应用，它将具有地理分布和系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等资源，通过高速互联网连接并集成起来，形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境11、 地理空间分类：是根据已知的分类模型把数据库中的数据映射到给定类别中，进行数据趋势预测分析的方法。坐标转换：是只用一定的数学方法将

4、一种坐标系的坐标转换为另一种坐标系的坐标的过程12、 临近度分析：(proximity)是空间目标距离关系的重要物理量之一，表示地理空间中目标地物距离相近的程度。以距离关系为分析基础的邻近度分析构成为GIS空间几何关系分析的一个中国重要手段。13、 叠加分析：叠加分析是指将同一地区、不同比例尺，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叠加，又相互联系的要素进行综合分析和评价14、 空间自相关：空间自相关反映的是一个区域单元上的某种地理现象或某一属性值与邻近区域单元

5、上同一现象或属性值的相关程度，是一种检测与量化从多个标定点中取样值变异的空间依赖性的空间统计方法15、 智能化gis：是指与专家系统、人工神经网络、模糊逻辑、遗传算法等相结合的gis，是人工智能技术在gis中的应用16、 三维栅格分析：三维栅格结构是一种基于体元表示的数据结构，在对连续分布的不规则矿体、矿山、自然实体和建筑物等（如巷道）进行表示时，具有明显的优越性。它将地理实体的三维空间分成细小的体元，以体元的三维行、列、深度号表示地理实体的空间位置，并建立与属性的实时关联。简答：一.地理空间挖掘的数据结构（P11） 按照不同的挖掘任务，地理空间数据挖掘可以分为预测模型发现，聚类，关联规则发现

6、，序列模式发现，依赖关系发现，异常值分析和趋势发现等。由于空间数据库包含了大量的拓扑/距离信息，需要按照复杂的多维空间索引结构组织数据。在访问这些数据时，需要采用空间推理，地理计算和空间知识的表示技术。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。地理空间数据挖掘的体系结构有以下四部分组成：1.图形用户界面（交互式挖掘）；2.挖掘模块集合；3.数据库和知识库（空间、非空间数据库和相关概念）4.空间数据库服务器（如ESRI/Oracle SDE，ArcGIS以及其他空间数据库引擎）二常用的椭球坐标系统： 1）国家大地坐标系 2）高斯平面

7、直角坐标系与UTM坐标系 3）WGS-84世界大地坐标系 4）独立坐标系三我国常用的坐标比例尺 我国基本比例尺地形图有1：100万 1:50万 1:25万 1:10万 1:5万 1:2.5万 1:1万 1：5000，除了1:100万外均采用高斯克吕格投影，即大比例尺用高斯克吕格投影 中小比例尺用Lambert投影四地理空间表达： 地理空间(geospatial)，一般包括地理空间定位框架及其所联结的特征实体。地理空间的特征实体包括点(point)、线(line)、面(polygon)、曲面(surface)和体(volume)等多种类型，如何以有效的形式表达它们，并要使计算机能识别和处理它们，

8、必须对这些特征实体进行数据表达。当对特征实体进行数据表达时，关键又看如何表达空间的一个点，因为点是构成地理空间特征实体的基本元素。如果采用一个没有大小的点(坐标)来表达基本点元素时，称为矢量表示法，如果采用一个有固定大小的点(面无)来表达基本点元素时，称为栅格表示法，它们分别对应矢量数据模型和栅格数据模型，代表着从信息世界观点对现实世界空间目标的两种不同的数据表达方法。 五泰森多边形的定义特性 泰森多边形的定义：为了能根据离散分布的气象站降雨量数据来计算某地平均的降雨量，荷兰气候学家Thiessen AH提出了一种新的计算方法，即将所有相邻气象站练成三角形，作三角形各边的垂直平分线，每个气象站

9、周围的若干垂直平分线便围成一个多边形，用这个多边形内所包含的唯一一个气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，该多边形称为泰森多边形。 泰森多边形特性：1）每个泰森多边形内仅含有一个控制点数据；2）泰森多边形内的点到 相应控制点的距离最近；3）位于泰森多边形边上的点到其两边控制点的距离相等；4）在判断一个控制点与其他哪些控制点相邻时，可直接根据泰森多边形得出结论，即泰森多边形是n边行，则与n个离散点相邻。六地理编码存在什么问题 在对非标准的地址数据进行编码时，地理编码软件通常不能很好的执行。如果一个地址表达得模糊并且能和多个街道地址相匹配，用户就无法选定这个地址的具体位置，不得不输出这

10、些模糊的地址，分别进行处理。地址匹配不能被成功应用的主要原因包括：（a）地址数据不完整或者有歧义性；（b）地址数据中包含的某些字符或者是地址数据的格式不能被地理编码软件正常处理；（c）地址数据符合要求，但是作为地理参考的街道地图数据不完整或者没有及时更新。七三维GIS模型分类 1三维栅格结构：三维栅格结构是一种基于体元表示的数据结构，在对连续分布的不规则矿体，矿山，自然实体和建筑物等进行表示时，具有明显的优越性。 2.八叉树结构：八叉树结构是由四叉树结构推广到三维空间形成的一种三维栅格数据结构，其树形结构在空间分解上具有很强的优势，在一定程度上克服了等边长立方体栅格数据量大的缺点。 3.结构实

11、体几何模型 ：结构实体几何模型是将简单的几何形体通过集合运算和刚体几何变换形成一颗有序的二叉树。 4.四面体格网模型：四面体格网模型是用紧密排列但不重叠的不规则四面体格网来表示空间目标，其实质是二维TIN结构的三维扩展。八什么是人工神经网络 人工神经网络又称为人工神经系统等。他是一个并行的分布处理结构，有多个处理单元及其联接的无向讯号通道互联而成。这些处理单元具有局部内存，并可以完成局部操作。每个处理单元有一个单一的输出联接，这个输出可以根据需要被分支成希望个数的许多并行联结，且这些并行联结都输出相同的信号，即相应处理单元的信号大小不因分支的多少而改变。处理单元的输出信号可以是任何需要的数学模

12、型，每个处理单元中进行的操作必须是完全局部的。也就是说，他必须仅仅依赖于经过输入联结到达处理单元的所有输入信号的当前值和存储在处理单元局部内存中的值。 九地理空间统计模型分类及其各自定义P185+195+1991、相关分析：相关分析模型研究变量间的相互关系并进行信度检验。相关分析模型主要通过相关系数、偏相关系数和典型相关分析来建立。研究的结果有助于分析概念模型中变量间的关系，并将其定量化和细化。 2、因子分析：因子粉丝是使用数学方法建立起来的关于变量之间组合关系的方法，该方法利用协方差结构来组合不同的因子，进而分析推断可能存在的地理过程。3、回归分析：是使用统计回归方法，建立解释变量与因变量之

13、间的关系表达式。 十 GIS环境下空间分析法有哪些？P24 1）确定性空间分析：是指分析处理确定性空间数据或解决确定性空间问题的方法，他是高级空间分析的基础。 2）探索性空间数据分析：是利用统计学原理和图形图标相结合对空间数据的性质进行分析，鉴别，用以引导确定性模型的结构和解法的一种技术，本质上是一种“数据驱动”的分析方法。 3）时空数据分析：不仅描述系统在某一时刻，时段的状态，而且描述系统沿时间维变化的过程，预测未来时刻，时段系统将呈现的状态，一次获得系统变化的趋势，或对过去不同时刻，时段的系统状态回放重现，挖掘系统沿时间变化的规律。 4）专业模型集成分析： 解决某一类地理问题时，由于各种应

14、用系统的服务对象，解决问题的类型，复杂程度等方面差异很大，不同的研究对象或专业范畴需要不同的专业模型。 5）智能化空间分析：由于地理对象具有动态性，多重性，复杂性等特点，地理对象的数据表达普遍存在模糊性与不确定性，地理数据的不确定性理论是学术界公认的极为重要也是极为困难的基础理论课题之一。 6）可视化空间分析： 空间数据的可视化以及基于可视化技术的空间分析已发展成为空间数据处理的重要手段和关键技术。十一、无极比例尺数据处理流程是什么P116GIS中的无级比例尺数据处理技术是指以一个大比例尺单精度空间数据库为基础数据源，在一定空间区域内，空间对象的信息量随比例尺变化而自动增减，使GIS空间数据压

15、缩和复现与比例尺自适应的信息处理技术。流程： 建立空间数据库 确定地理范围 计算新图比例尺 确定地物要素选取数量 确定地物要素选取内容 地物要素的图形概括 地物要素的图形修饰。十二 泰森多边形建立的过程1371. 建立Delaunay三角网，对离散点和形成的三角形进行编号，并记录每个三角形是由 哪三个离散点构成的。2. 找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号，并记录下来。3. 将与每个离散点相邻的所有三角形按顺时针或逆时针方向进行排序。4. 计算出每个三角形的外接圆圆心，并记录下来；5. 连接相邻三角形的外接圆圆心，即可得到泰森多边形。对于三角网边缘的泰森多边形，可作垂直平分线与图廓相交，与图廓一起构成泰森多边形。十三 影响半变异函数的因素1961. 样点间的距离和支撑的大小 2、样本数量的大小 3、异常值的影响4、 比例效应的影响 5、漂移的影响十四 什么是DEM、 DTM P231数字高程模型（DEM）是数字地面模型（DTM）的一种特例，两者都是描述地面特性空间分布的有序数值阵列，空间分布由XY水平坐标系统或者经纬度来描述。与DTM不同的是，DEM的地面特征是高程值Z，而不是描述土壤类型，植被类型和土地利用情况等其他属性值。DTM数据由在规则网格地形图上采样