(完整word版)GIS空间分析与建模期末复习总结
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GIS考试重点总结复习重点地理信息系统的基本构成:系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。
地理空间一般指上至大气电离层,下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。
其间是自然地理过程和生命及人类活动最活跃的场所。
GIS中也常用地理空间来表达空间的概念。
高程指空间某点高于或低于基准面的垂直距离,主要用来提供地形信息。
高程基准面即大地水准面。
地理空间定位框架就是大地测量控制系统,用以建立地球的几何模型来精确的测量地球上任意一点的坐标,包括平面位置和高度值。
大地测量控制系统由平面控制网和高程控制网组成。
地理空间的实体包括点、线、面、曲面和体等多种类型。
按数据发布形式,GIS中的空间数据可以分为4D数据:1、数字线画图(DLG)数据:DLG数据是现有地形图要素的向量数据,保存各要素间的空间关系和相关的属性信息,全面的描述地表目标。
2、数字栅格图(DRG)数据:DRG数据是现有的纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件。
每一幅地形图在扫描数字化后,经几何纠正,并进行内容和数据压缩处理,即可以得到数字栅格图。
3、数字高程模型(DEM)数据:DEM数据是以数字形式表达的地形起伏数据。
4、数字正射影像(DOM)数据:DOM数据是对摇感数字影像,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射投影影像数据。
矢量数据是利用欧几里得几何中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。
基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构,是指将空间分割成有规则的网格,称为栅格单元,在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。
地图投影就是依据一定的数学法则,将不可展开的地表曲面映射到平面上或可展开成平面的曲面(如:圆锥面,圆柱面,椭圆柱面等)上,最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。
1949年后,高斯-克吕格投影被确定为我国地形图系列中1:50万、1:20万、1:10万、1:5万、1:2.5万、1:1万及更大比例尺的数学基础。
空间分析知识点总结一、概述空间分析是地理信息系统(GIS)中的一个重要领域,它旨在对数据进行空间分析和空间建模,以揭示地理现象之间的空间关系和模式。
空间分析的核心思想是地理现象具有空间相关性,即地理现象在空间上是有规律可循的。
因此,通过空间分析可以帮助我们更好地理解地理现象的分布、变化和关联,以及预测未来的发展趋势。
本文将就空间分析的相关知识点进行总结和梳理。
二、空间数据1. 空间数据类型空间数据可以分为矢量数据和栅格数据两种类型。
矢量数据是以点、线、面等基本要素来表示地理现象的数据类型,适合表示地理要素的几何形状和拓扑关系;栅格数据则是以二维网格的形式来表示地理现象的数据类型,适合表示地理现象的连续分布。
2. 空间数据结构常见的空间数据结构包括点、线、面和多点、多线、多面等复合结构。
这些数据结构都具有特定的几何表示形式和空间拓扑关系,能够准确地描述地理现象的形状和空间位置。
三、空间分析方法1. 空间关联分析空间关联分析是研究地理现象之间的空间相关性和依存性的方法,主要包括空间自相关分析、地理加权回归分析等。
通过空间关联分析,可以揭示地理现象的空间分布规律和相互影响关系,为我们理解地理现象提供重要参考。
2. 空间插值分析空间插值分析是一种通过已知的点数据来推断未知位置上的数值的方法,主要包括反距离加权插值、克里金插值、样条插值等。
通过空间插值分析,我们可以根据局部观测值推断整个区域的数值变化情况,从而对地理现象的空间分布进行预测和模拟。
3. 空间统计分析空间统计分析是一种基于空间数据进行统计分析的方法,主要包括空间集聚度、空间自回归、空间平滑等。
通过空间统计分析,可以揭示地理现象的空间分布规律和空间关联性,为我们理解地理现象的空间变化提供重要依据。
4. 空间网络分析空间网络分析是一种基于网络结构进行空间分析的方法,主要包括路径分析、服务区分析、网络优化等。
通过空间网络分析,可以解决路径规划、物流配送、交通规划等实际问题,为我们优化空间配置提供重要参考。
名词解释1.数据:通过数字化并记录下来可以被识别的符号,用以定性或定量地描述事物的特征和状况。
包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
2.信息:信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征,以便向人们(或系统)提供关于现实世界新的事实的知识,作为生产、管理和决策的依据。
3.地理信息:与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。
地理信息属于空间信息,它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。
4.地理信息系统:由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。
5.地理空间:一般指上至大气电离层,下至地壳与地幔交接的莫霍面之间的空间区域。
其间是自然地理过程和生命及人类活动最活跃的场所。
6.空间拓扑关系:基本的空间目标点、线、面之间的邻接(同类元素之间的拓扑关系)、关联(不同类)和包含(同类不同级)关系。
7.网络图论:任何一个电网络,可以进行抽象化,用一个“图”来说明其结构的特点---拓扑结构。
8.空间特征:指空间对象的位置及与相邻对象的空间关系或拓扑关系简答1.地理信息系统的基本构成:①系统硬件:数据处理设备(图形工作站、服务器、个人计算机)、数据输入设备(数字化仪、扫描仪、GPS、测绘仪)、数据输出设备(绘图仪、打印机、显示器)②系统软件:GIS功能软件、数据库软件、操作系统③空间数据:地理信息系统的操作对象是地理数据,它具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。
④应用人员:包括系统开发人员,GIS技术的最终用户。
⑤应用模型:土地利用适宜性模型,公园选址模型,洪水预测模型,森林增长模型等。
2.空间数据的基本特征:①空间特征:(用坐标表示,空间定位)描述空间对象的地理位置以及相互关系。
②属性特征:(多维结构)描述空间对象的特性。
空间分析与建模复习名词解释:空间分析:采用逻辑运算、数理统计和代数运算等数学方法,对空间目标的位置、形态、分布及空间关系进行描述、分析和建模,以提取和挖掘地理空间目标的隐含信息为目标,并进一步辅助地理问题求解的空间决策支持技术。
空间数据结构:是对空间数据的合理组织,是适合于计算机系统存储、管理和处理地图图形的逻辑结构,是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述与表达。
空间量测:对GIS数据库中各种空间目标的基本参数进行量算与分析,元数据:描述数据及其环境的数据。
空间元数据:关于地理空间数据和相关信息的描述性信息。
空间尺度:数据表达的空间范围的相对大小以及地理系统中各部分规模的大小尺度转换:信息在不同层次水平尺度范围之间的变化,将某一尺度上所获得的信息和知识扩展或收缩到其他尺度上,从而实现不同尺度之间辨别、推断、预测或演绎的跨越。
地图投影:将地球椭球面上的点映射到平面上的方法,称为地图投影。
地图代数:作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算重分类:将属性数据的类别合并或转换成新类,即对原来数据中的多种属性类型按照一定的原则进行重新分类滤波运算:通过一移动的窗口,对整个栅格数据进行过滤处理,将窗口最中央的像元的新值定义为窗口中像元值的加权平均值邻近度: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。
缓冲区分析、泰森多边形分析。
缓冲区:是指为了识别某一地理实体或空间物体对其周围地物的影响度而在其周围建立的具有一定宽度的带状区域。
缓冲区分析: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泰森多边形:所有点连成三角形,作三角形各边的垂直平分线,每个点周围的若干垂直平分线便围成的一个多边形网络分析: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。
GIS知识点总结地理信息的定义:地理信息是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识,它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释,而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。
地理信息的特征:具有空间上的分布性、数据量上的海量性、载体的多样性和位置与属性的对应性等特征GIS概念:地理信息系统(Geographical Information System,Geo-Information System,简称GIS),是在计算机软硬件支持下,对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
GIS特征:(1)数据的空间定位特征(2)空间关系处理的复杂性(3)海量数据管理能力GIS基本功能:1、数据采集功能 2、数据编辑与处理 3、数据存储、组织与管理功能 4、空间查询与空间分析功能 5、数据输出功能GIS组成:1、硬件 2、软件 3、网络 4、空间数据 5、人员与其他相关学科的联系:空间尺度:涉及四种尺度:观测尺度、操作尺度、比例尺(当制图区域比较小时,地图比例尺指图上长度与地面之间的长度比例;当制图区域相当大时,地图比例尺指在进行地图投影时,对地球半径缩小的比率)、分辨率(光谱分辨率时间分辨率空间分辨率)地理格网:指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的格网。
按不同的坐标系统可以分为:地理坐标格网(按经纬度坐标系统)直角坐标格网(按直角坐标系统)地理空间实体概念:对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的不可再分割的同类对象,就是地理空间实体,简称空间实体。
地理空间实体具有4个基本特征:1、空间位置特征 2、属性特征 3、时间特征 4、空间关系空间数据模型:包括概念模型(最高层、常用E-R模型)、逻辑数据模型(通常所称的空间数据模型其实是空间数据的逻辑模型)、物理数据模型(最低)概念模型(对象、场、网络),场模型有6种表示方法。
第一章地理信息系统概论:地理信息系统:是一种决策支持系统,它具有信息系统的各种特点。
地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的,地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。
“GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题”。
(推荐定义)信息:向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识,是数据中所包含的意义,它不随载体的物理设备形式的改变而改变。
数据:数据时指某一目标定性、定量描述的原始资料,包括数字、文字、符号、图形、图像以及他们能转换成的数据的形式。
有人认为,输入的都叫数据,输出的都叫信息,其实不然。
数据是信息的表达、载体,信息是数据的内涵,是形与质的关系。
只有数据对实体行为产生影响才成为信息,数据只有经过解释才有意义,成为信息。
地理信息:地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识,它是对地理数据的解释。
地理信息具有区域性、多维结构特性和动态变化的特性。
地理数据:地理数据时指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
信息系统:是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统,它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。
它能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现,具有采集、管理、分析和表达数据的能力。
主要由计算机硬件、软件、数据、用户四大要素组成。
地理信息系统可以分为三大类:专题地理信息系统、区域信息系统、地理信息系统工具。
地理信息系统的构成:空间数据、系统软件、系统硬件、应用人员。
空间数据:是地理信息的载体,是地理信息系统的操作对象,它具体描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。
空间特征:是指地理实体的空间位置及其相互关系;属性特征:表示地理实体的名称、类型和数量等;时间特征:指实体随时间而发生的相关变化。
GIS空间分析复习提纲及答案空间分析复习提纲一、基本概念(要求:基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发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、最佳路径分析: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、交通工程学、地理信息科学等学科的研究热点。
这里“最佳”包含很多含义,不仅指一般地理意义上的距离最短,还可以是成本最少、耗费时间最短、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。
,前者是通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数据,后者则是通过已知区域的数据,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基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基本手段,所获得的基本空间参数是进行复杂空间分析、模拟与决策制定的基础。
空间分析与建模考点总结地理空间分析与建模考点总结 (1)第一章 (1)第二章 (2)第三章 PPDAC (3)第四章 (3)第五章 (7)第六章 (8)第七章 (9)地理空间分析与建模考点总结使用教材:《地理空间分析——原理、技术与软件工具(第二版)》第一章1.p2 不同GIS软件处理结果不一致的原因:1.算法2.建模方式3.对特殊情况的处理4.误差5.存储和操作的不一致6.软件体系2.p3 GIS可视化:图像图表地图表格三维(动态静态视图)生成表格的操作3.P6常用的GIS软件:1.arcgis:通用的综合的,拥有大量拓展工具的软件,重点在矢量,却提供完整的栅格操作。
2.mapinfo:通用软件,以矢量为主,同时支持栅格。
与工业市场结合。
3.TransCAD:针对运输,具有强的网络分析功能。
/doc/5d8127985.html,monGIS:基于java,具有强的专题制图和探测性数据分析功能。
5.GeoDA:探测性数据分析,矢量。
6.GS+:空间统计分析。
4.p11 术语解释:邻近:两个或多个多边形对一个公共边的共享坡向:表面上确定一点的坡度最大方向坡度:沿特定方向的断面上,表面上升的距离与对应的平面距离的比值。
梯度:坡向的坡度值属性:与空间数据对象关联的数据项方位投影:投影平面与地球相切,相关角度保持不变合并:两个数据源到一个数据源,并解决不一致性的过程邻接(conti):DEM:数字高程模型DTM:数字地面模型特征:点,线,面(多边形)核:根据领域进行计算的函数,比如平滑拟合核函数MBR/MER:最小边界矩形最小外接矩形多边形:有序节点连接形成的闭合图形,且不存在自相交问题折线:栅格/格网:地理特征用离散单元表达的数据模型(左下角为参考)重采样:1.栅格数据集进行合并操作时为保证匹配而进行的匹配过程2.图像压缩的过程使用的方法表面:一种二维几何对象TIN:一种基于三角形的镶嵌模型。
三角形的节点构成了不规则空间的节点。
GIS空间分析复习资料1、数量地理学:又称计量地理学或地理数量方法,是应用数学思想方法和计算机技术进行地理学研究的科学。
它试图以定量的精确判断来弥补定性文字描述的不足;以抽象的、反应本质的数学模型去刻画具体的、庞杂的各种地理现象;以对过程的模拟和预测来代替对现状的分析和说明;以合理的趋势推导和反馈机制分析来代替简单的因果关系分析。
2、从三个角度理解GIS:一、GIS是客观现实世界抽象化的数字模型;二、GIS是地理空间数据管理、显示与制图的集成工具;三、GIS是地理空间数据分析模拟与可视化的技术平台。
3、地理计量:应用计算技术求解地理问题的理论、方法和过程,本质上可认为是对地理学时间与空间问题所进行的基于计算机的定量化分析4、数据挖掘:是一个由数据库、人工智能、数理统计和可视化等多学科与技术交叉、渗透、融合形成的交叉学科5、地理空间数据挖掘:是数据挖掘的一个研究分支,其实质是从地理空间数据库中挖掘时空系统中潜在的、有价值的信息、规律和知识的过程,包括空间模式与特征、空间与非空间数据之间的概要关系等。
6、地理空间数据立方体:是一个面向对象的、集成的、以时间为变星的、持续采集空间与非空间数据的多维数据集合,组织和汇总成一个巾一组维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。
7、地理空间数据挖掘的典型方法:地理空间统计方法、地理空间聚类方法、地理空间关联分析、地理空间分类与预测分析、异常值分析8、空间分析:是地理学的精靛,是为解答地理空间问题而进行的数据分析与挖掘。
是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术方法,通过地理计算和空间表达挖掘潜在空I'可信息,以解决实际问题9、空间分析本质特征:探测空间数据中的模式;研究空间数据间的关系并建立相应的空间数据模型;提高适合于所有观察模式处理过程的理解;改进发生地理空间事件的预测能力和控制能力。
、10、空间分析的研究对象:空间分析主要通过对空间数据和空间模型的联合分析来挖掘空间目标的潜在信息。
空间分析概念:GIS 空间分析是从一个或多个空间数据图层获取信息的过程。
空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术,通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息,以解决实际问题。
空间分析在GIS 中的地位与作用:空间分析是GIS 的核心,也是核心功能,是GIS 领域的理论性和技术性都很强的分支,是提升GIS 的理论性十分重要的突破口,空间分析是地理信息系统的主要特征,是评价一个地理信息系统的主要指标之一。
空间分析的基本理论:空间关系理论,空间认知理论,空间推理理论,空间数据模型理论,地理信息机理理论,地理信息不确定性理论空间关系分类:顺序关系:主要指目标间的方向关系,度量关系:主要是指目标间的距离关系,拓扑关系:指拓扑变换下的拓扑不变量()度量关系对空间数据的约束最强烈; 顺序关系次之; 拓扑关系最弱。
空间度量关系:分为定量度量(空间指标量算,距离度量)和定性度量定量度量空间关系分析包括空间指标量算(距离、面积、坡度、人口密度等)和距离度量(距离)两大类拓扑空间关系:指拓扑变换下的拓扑不变量,如空间目标的相邻和连通关系,以及表示线段流向的关系。
拓扑变换的条件:在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系,并且邻近的点还是邻近的点方向空间关系:源目标相对于参考目标的顺序关系(方位)度量空间关系描述:欧氏距离:直线距离切比雪夫距离:最大距离马氏距离(曼哈顿距离):垂直距离大地测量距离:即球面上两点间的大圆距离曼哈顿距离:纬度差加上经度差拓扑空间关系描述:4元组模型:该模型将简单空间实体看作是边界点和内部点。
构成的集合,4元组模型为由两个简单空间实体点集的边界与边界的交集、边界与内部的交集、内部与边界的交集、内部与内部的交集构成的2×2矩阵。
9元组模型:9元组在4元组的基础上,在空间描述框架中引入空间实体的“补”的概念,将空间目标A 表示为边界、内部和外部三个部分的集合。
通过比较目标A 与B 的边界、内部、外部之交集(空或非空) ,分析确定A 、B 间的空间拓扑关系。
GIS复习资料汇编绪论:3S技术:遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)遥感技术是信息采集(提取)的主力;全球定位系统是对遥感图像(像片)及从中提取的信息进行定位,赋予坐标,使其能和"电子地图"进行套合;地理信息系统是信息的"大管家"。
一、GIS(地理信息系统):是在计算机软硬件支持下,对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
对象:多钟地理空间实体数据及其关系。
四个部分构成:硬件系统、软件系统、地理空间数据、系统管理操作人员功能:1.数据的采集与输入2.数据编辑与更新3.数据的存储与管理4.空间数据分析与处理5.数据与图形的交互显示核心:GIS空间分析二、ArcGIS:1.GIS就是空间数据库2.GIS就是地图3.GIS是空间数据处理分析工具集美国:ArcCatalog(GIS是一套地理数据集的观点)ArcMap(GIS是一副智能地图)ArcToolbox(GIS是一套空间处理工具)1)ArcCatalog: GIS就是空间数据库:GIS 是一个包含了用于表达通用GIS 数据模型(要素、栅格、拓扑、网络等等)的数据集的空间数据库。
2)ArcMap: GIS就是地图:从空间可视化的角度看,GIS 是一套智能地图,同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图。
底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达,而这些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”,来支持查询、分析和信息编辑。
3)ArcToolbox: GIS是空间数据处理分析工具集:从空间处理的角度看,GIS 是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。
这些空间处理功能从已有数据集提取信息,然后进行分析,最终将结果导入到数据集中。
ArcMap是ArcGIS Desktop中一个主要的应用程序,具有基于地图的所有功能,包括显示、查询、编辑、制图、地图分析等。
GIS空间分析考试复习资料2空间分析复习资料空间分析复习资料 (1)一、名词解释 (2)2、网络结构模型 (2)3、空间数据模型: (2)4、叠置分析 (2)5、网络分析: (2)6、栅格数据的聚类分析 (2)8、坡度 (2)9、坡向 (3)12、空间插值 (3)13、虚拟现实 (3)16、再分类 (3)17、空间变换 (3)18、路径分析 (4)※20、栅格结构 (4)21、矢量结构 (4)二、简答题 (4)1、空间数据模型的分类 (4)2、场模型的特征 (5)※4、试比较矢量与栅格数据的优缺点 (5)5、基于栅格结构的空间变换有哪几种方式? (5)6、简述空间分析的定义,空间分析在GIS中的地位和作用? (6)7、空间分析的内容包含哪几个方面? (6)12、地理空间数据立方体? (6)13、联机分析处理技术? (7)14、地理空间数据挖掘典型方法? (7)15、空间分析的研究对象? (8)16、空间分析的研究目标? (8)17、我国常用的坐标系统,有什么区别? (9)18、地理空间问题可分为哪四类? (10)19、尺度的涵义? (10)20、无级比例尺GIS? (11)21、尺度变换方法有哪几个? (12)22、阐述邻近度分析、叠加分析和网络分析的用途? (12)23、网络分析功能有哪六个方面?各个方面有什么用途? (13)24、常见的克里格插值模型有哪几个? (14)25、三维景观分析有哪些内容? (15)三、问答题 (15)※1、三维GIS所研究的内容以及实现的主要功能包括哪些? (15) ※3、地理信息系统与一般管理信息系统有什么区别和共同点?(16)4、栅格数据结构有哪些编码方法,并分别对这几种方法作出简述。
(17)四:实例分析题 (18)一、名词解释※1、空间分析:空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术,其目的在于提取和传输空间信息。
2、网络结构模型:在网络模型中,地物被抽象为链、节点等对象,同时要关注其间连通关系。
《GIS空间分析》期末资料(核心版)一、名词解释1.地理信息:是指与空间地理分布有关的事物的信息,它描述了事物的位置、数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律。
2.地理信息系统:GIS是一种利用计算机技术以及网络通讯技术(即IT技术)等实现对整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间及地理分布有关的数据进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、显示、输出、应用和维护更新的信息系统。
(GIS ≈ 地理数据+ 空间分析)3.GIS空间分析:是空间分析是基于地理对象的空间布局的地理数据分析技术。
其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据,是将空间数据转变为信息的过程。
(1)空间分析是GIS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(2)基础:地理空间数据库4.要素(Feature):是描述客观世界中的具有共同特征和关系的一组现象(如道路,也称作要素类,feature class)或一个确定的实体及其目标的表示(如某一条道路)。
5.要素集(feature dataset):要素的集合。
6.地理数据库(GeoDatabase):是一种采用标准关系数据库技术来表现和管理地理信息的数据模型。
(1)Geodatabase是现阶段ArcGIS软件中最核心的数据库模型(2)Geodatabase是地理数据统一存储的仓库7.缓冲区:是指对点、线或面实体,按指定的条件,在其周围建立一定宽度范围的空间区域作为分析对象,这个区域(面/多边形)称为缓冲区。
8.矢量叠置分析:就是将具有相同坐标系统的多个空间要素对象的数据层进行叠加,产生一个新数据层面的方法。
产生的数据层面综合了原来两层或多层要素所具有的属性特征。
9.网络分析:是指依据网络拓扑关系(结点与弧段拓扑、弧段的连通性),通过考察网络元素的空间及属性数据,以数学理论模型为基础,对网络的性能特征进行多方面研究的一种分析计算10.DEM:是用数字形式表示高程在地理空间中起伏变化的连续表面,即数字高程模型。
ArcGIS空间分析期末复习总结第六章1.Arcgis支持的矢量数据:shape,coverage,geodatabase,cad文件,Event事件数据表,TIN2.Arcgis支持的栅格数据:image影像数据,Grid栅格数据第七章1.缓冲区建立方法分为:角平分线法和凸角圆弧法。
(详见P197)2.叠置分析可分为六种:图层擦除(Erase),识别叠加(Identify),交集操作(Intersect),对称区别(Symmetrical Difference),图层合并(Union),修正更新(Update)。
(具体操作与原理见书P202 运行结果题)。
3.网络的组成:(1)点状要素:a.障碍:禁止网络中链上流动的点。
b.拐角点:出现在网络链中所有的分割结点上状态属性的阻力,如拐弯的时间和限制(如不许左拐)。
c.中心:是接受或分配资源的位置,如水库、商业中心、电站等。
其状态属性包括资源容量(如总的资源量),阻力限额(如中心与链之间的最大距离或时间限制)。
d.站点:在路径选择中资源增减的站点,如库房、汽车站等其状态属性有要被运输的资源需求,如产品数。
(2)线状要素如街道,河流,水管等。
4.可运行性:网络中线状要素存在着可运行和不可运行情形,称之为可运行性。
可运行的要素允许资源流动通过,不可运行的要素则不允许。
5.点线连通性定义:点线要素与其他要素连结在一起,有一定的空间关联。
6.网络分析的基本功能:包括路径分析,地址匹配和资源分配。
(详见书P219)。
7.网络分析分为两个基础模块:流向分析和追踪分析。
8.流向分析:起点及终点位置控制了网络的流向。
因此只需指定要素起点和终点即可确定网络边要素流向。
9.起点:是指要素流动将由自己开始至网络中的其他位置。
10.终点:指要素流动停止的位置。
11.追踪分析:通过对网络要素连接性的追踪,选择周围相互连接的网络要素,形成一个追踪结果。
在追踪结果中,一个网络元素均需与其他元素有连接性。
一概念题:笛卡尔坐标系统:该坐标系具有沿x和y轴相互正交的直线,而空间要素的位置是基于用经纬度值表示的地理格网。
地图投影:从球面地理网格到平面坐标系统的转换地图投影变换:当系统使用的数据来自不同地图投影的图幅时,需要将一种投影的数字化数据转换为所需要投影的坐标数据。
矢量模型:用点及其x、y坐标来构建点、线、面等空间要素.基于矢量的要素被看做是空间上离散的实体。
栅格模型:用网格来表示要素的空间变化。
格网中的每个单元格都有一个对应于该位置上空间要素特征的值,栅格数据适合用于显示空间上连续的要素。
拓扑关系: 将参与拓扑的各个关系类集成在一个拓扑图中作为一个拓扑单元管理,规定同一个要素类中的各个要素如何与其他要素高斯分带的计算:按一定经差将地球椭球面划分成若干投影带,这是高斯投影中限制长度变形的最有效方法。
原则将地球椭球面沿子午线划分成经差相等的瓜瓣形地带,以便分带投影。
通常按经差6度或3度分为六度带或三度带。
六度带自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带,带号依次编为第1、2…60带.三度带是在六度带的基础上分成的,它的中央子午线与六度带的中央子午线和分带子午线重合,即自1。
5度子午线起每隔经差3度自西向东分带,带号依次编为三度带第1、2…120带。
TOC :用来控制图层显示的,是一个树状图控件相对路径的设置:File->Document Properties-〉Data Source Options—>Store relative path names to data sources二简答及问答题及操作题ARCGIS的体系结构完整的地理信息系统主要由四个部分构成,即硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员.其核心是软硬件系统,空间数据库反映了GIS的地理内容,而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式DOM、DEM、DRG和DLG是什么?DOM (数字正射影像图):利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空相片、遥感影像,经逐个像元纠正,按图幅范围裁切生成的影像数据,它的信息比较直观,具有良好的可判读性和可量测性,从中可直接提取自然地理和社会经济信息。
空间分析与建模复习名词解释:空间分析:采用逻辑运算、数理统计和代数运算等数学方法,对空间目标的位置、形态、分布及空间关系进行描述、分析和建模,以提取和挖掘地理空间目标的隐含信息为目标,并进一步辅助地理问题求解的空间决策支持技术。
空间数据结构:是对空间数据的合理组织,是适合于计算机系统存储、管理和处理地图图形的逻辑结构,是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述与表达。
空间量测:对GIS数据库中各种空间目标的基本参数进行量算与分析,元数据:描述数据及其环境的数据。
空间元数据:关于地理空间数据和相关信息的描述性信息。
空间尺度:数据表达的空间范围的相对大小以及地理系统中各部分规模的大小尺度转换:信息在不同层次水平尺度范围之间的变化,将某一尺度上所获得的信息和知识扩展或收缩到其他尺度上,从而实现不同尺度之间辨别、推断、预测或演绎的跨越。
地图投影:将地球椭球面上的点映射到平面上的方法,称为地图投影。
地图代数:作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算重分类:将属性数据的类别合并或转换成新类,即对原来数据中的多种属性类型按照一定的原则进行重新分类滤波运算:通过一移动的窗口,对整个栅格数据进行过滤处理,将窗口最中央的像元的新值定义为窗口中像元值的加权平均值邻近度: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。
缓冲区分析、泰森多边形分析。
缓冲区:是指为了识别某一地理实体或空间物体对其周围地物的影响度而在其周围建立的具有一定宽度的带状区域。
缓冲区分析: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泰森多边形:所有点连成三角形,作三角形各边的垂直平分线,每个点周围的若干垂直平分线便围成的一个多边形网络分析: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。
(理论基础:计算机图论和运筹学)自相关:空间统计分析所研究的区域中的所有的值都是非独立的,相互之间存在相关性。
在空间和时间范畴内,这种相关性被称为自相关。
空间统计分析:区域化变量理论为基础,以变异函数为主要工具,研究具有地理空间信息特性的事物或现象的空间相互作用和变化规律的学科局部多项式插值法:是将一个复杂的表面进行分解,并用每个小平面的中心值来预测研究区中每一点的值,从而拟合出更为准确、真实表面的一种插值方法数字地形模型(DTM):是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述可视化:运用计算机图形图像处理技术,将复杂的科学现象、自然景观以及十分抽象的概念图形化,以便理解现象,观察其模拟和计算的过程和结果,发现规律和传播知识空间数据挖掘:从大量的,不完整的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据的数据库或数据仓库中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息、知识或模式的过程填空:空间分析目标:1)认知2)解释3)预报4)调控空间分析的研究内容:1)空间位置2)空间形态3)空间分布4)空间关系空间实体的维数有:1)零维2)一维3)二维4)三维5)分数维目前,我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系高程起算基准面为1985国家高程基准空间测量尺度:1)空间维度:(零维一维二维三维)2)分数维度3)属性数据的测量尺度(命名量、次序量、间隔量、比率量)空间几何度量:位置、中心、重心、距离、长度面积、体积空间形态度量:方向、曲率和弯曲度、破碎度和完整性空间分布度量:点模式(分布密度、分布中心、分布轴线和离散度、最近邻分析、样方分析)线模式(密度、方向、最近邻分析、联通度)区域模式(离散、连续区域模式分布)点线面分布方式都为:离散和连续几何数据的量测尺度: 0维(实体点、标号点、面点标识及节点等)1维(线段、弦列、弧、拓扑连线、链、全链、面链、网链以及环) 2维矢量又称为多边形(面积、周长、中心、质心)空间拓扑关系:1)拓扑相邻2)拓扑邻接3)拓扑关联4)拓扑包含实体的空间关系:1)距离2)方向3)连通4)拓扑地图投影的变形方式:1)长度变形2)面积变形3)角度变形地图投影变换:正解变换法、反解变换法地理空间坐标系的转换:大地坐标系与空间直角坐标系之间的转换栅格叠置分析:栅格数据的叠加分析操作主要通过栅格之间的各种运算来实现。
可以对单层数据进行各种数学运算如加、减、乘、除、指数、对数等,也可通过数学关系式建立多个数据层之间的关系模型。
栅格叠置分析方法:地图代数、布尔逻辑运算(0,1、与、或、非、异或)重分类、滤波运算(平滑、锐化、卷积模板,邻域统计分区统计规律)现实世界中很多空间对象或过程对于周围的影响并不是随着距离的变化而固定不变的,需要建立动态缓冲区,根据空间物体对周围空间影响度的变化性质,可以采用不同的分析模型。
1)当缓冲区内各处随着距离变化,其影响度变化速度相等时,采用线性模型;2)当距离空间物体近的地方比距离空间物体远的地方影响度变化快时,采用二次模型;3)当距离空间物体近的地方比距离空间物体远的地方影响度变化更快时,采用指数模型。
资源分配:定位、分配、P中心空间统计分析包括两个显著的任务:1)揭示空间数据的相关规律2)利用相关规律进行未知点预测。
区域化变量的两重性:随机性、结构性1)在局部的某一点,区域化变量的取值是随机的;2)对于整体区域而言,存在一个总体或平均的结构。
区域化变量的其它属性:1)区域化变量在一定范围内呈一定程度的空间相关,当超出这一范围之后,相关性变弱甚至消失。
2)对于任一区域化变量,特殊的变异性可以叠加在一般的规律之上。
随机变量是在一定范围内以一定的概率分布随机取值的变量,按照随机变量可能取得的值,可区分为离散型随机变量和连续型随机变量两种基本类型。
通过检测一个位置上的变异是否依赖于邻近位置的变异来判断该变异是否存在空间自相关性根据变异的性质可以将变异分为三种类型:绝对型变异,等级型变异和连续型变异。
确定性插值法按使用样本点数量分为:全局多项式插值法,局部多项式插值法可视化的探索数据分析(图像EDA方法):1)直方图2)茎叶图3)箱线图4)散点图5)平行坐标图6)QQplot图7)空间趋势分析回归分析模型:一元线性回归模型、多元线性回归模型DTM主要应用于描述地面起伏情况,可用于提取各种地形参数,如坡度、坡向、粗糙度等。
DEM表示方法分类:1)数学方法2)图形方法(线模式、点模式)DEM主要表示模型:1)等高线模型2)规则格网(RSG)模型3)不规则三角网(TIN)模型地形数据采集:1)数字摄影测量/遥感影像数据2)地形图3)地面实测数据4)既有DEM数据地形因子分析:1)坡度(slope)和坡度变率2)坡向(aspect)和坡向变率3)地面曲率4)地表粗糙度5)地表面积6)投影面积7)体积8)山体阴影(hill shade)创建三维可视化场景显示的工具:OpenGL、Direct 3D、Java 3D、IDL和VRML等地形可视化分析:1)剖面分析2)通视分析(点对点通视、点对线通视、点对区域通视)3)水文分析4)其他可视化分析P194-202(选)反距离权重插值法属于全局/局部?※确定性插值法按拟合程度分为:精确性插值法,非精确性插值法(选)规则样条函数插值法属于精确/非精确?※论述:GIS下空间分析框架:1)几何分析:空间量算、空间查询、叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析、相似度分析、Voronoi 图分析等2)地形分析:坡向坡度分析、剖面分析、通视分析、DTM/DEM数据分析、三维景观分析、虚拟现实等3)栅格分析:遥感影像分析、空间滤波、高程-影像叠加分析等4)网络分析:最优路径分析、网络流分析、通达性分析等5)统计分析:空间插值、主成分分析、聚类分析、相关分析、回归分析、趋势面分析等6)综合模型分析:布局优化模型、频率指配模型、疾病传输模型、城市空间发展模型等简答:实体属性特征编码方法:1)层次分类编码法:按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种编码方案,优点是能明确的表示出分类对象的类别,代码结构有严格的隶属关系2)多源分类编码法:又称独立分类编码法,是对于一个特定的分类目标,根据诸多不同的分类依据分别进行编码,各位数字代码之间并没有隶属关系空间分析研究的目标:1)认知: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2)解释:理解和解释地理空间数据的背景过程,认识事件的本质规律(住房价格中的地理邻居效应)3)预报: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(传染病的爆发)4)调控:对地理空间发生的事件进行调控(合理分配资源)矢量数据结构与栅格数据结构及各自优缺点:栅格数据结构:最简单直观的空间数据结构,将空间分割成大小规则、紧密相邻、均匀分布的网格阵列,每个网格给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据表达形式。
矢量数据结构:是一种通过记录坐标方式,利用欧几里得几何学中的点线面及其组合体来表示地理实体空间分布的数据表达方式。
栅格数据结构矢量数据结构结构简单,数据量大,易数据交换结构紧凑,数据量小,数据共享难图形精度低,图形运算简单、低效图形精度高,图形运算复杂、高效图形输出直观、成本低廉图像输出抽象、成本高昂难以表达拓扑,便于叠置分析提供拓扑编码,利于网络分析与遥感影像匹配分析,便于图像处理难以与遥感影像匹配,不便于图像处理地图投影转换困难易于地图投影转换矢量----栅格数据转化:矢量数据转换成栅格数据后,图形的几何精度必然要降低,所以选择栅格尺寸的大小要尽量满足精度要求,使之不过多地损失地理信息。
为了提高精度,栅格需要细化,但栅格细化,数据量将以平方指数递增,因此,精度和数据量是确定栅格大小的最重要的影响因素点、线(直线插补法、扫描线法)、面栅格化(边界代数、射线算法、内部点扩散)栅格----矢量数据转化:1)多边形边界提取:采用高通滤波将栅格图像二值化或者以特殊值标识边界点2)边界线追踪:边界线跟踪的目的就是将写入数据文件的细化处理后的栅格数据,整理为从结点出发的线段或闭合的线条,并以矢量形式存储于特征栅格点中心的坐标3)拓扑关系生成:对于矢量表示的边界弧段,判断其与原图上各多边形空间关系,形成完整的拓扑结构,并建立与属性数据的联系。
4)去除多余点及曲线圆滑:由于搜索是逐个栅格进行的,必须去除由此造成的多余点记录,以减少冗余。
(点线面的矢量化是计算机自动进行的转化,由栅格行列号变为坐标)尺度转化的方法有哪些?尺度变换: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,1)向上尺度转换法:将较小尺度的信息转化到较大的尺度范围,通过对样本的比较精确的信息分析,获取更大范围的一般信息。