第五章 空间分析原理与方法

GIS空间分析原理与方法学院：资源与环境学院专业：地理信息系统班级：2011010班姓名：李松青学号：201101014GIS空间分析原理与方法地理信息系统是地理空间数据处理、分析的重要手段和平台。

在计算机软硬件的支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

地理信息系统的核心是功能是空间分析。

空间分析使GIS超越一般空间数据库、信息系统和地图制图系统，不仅能进行海量空间数据中隐藏的模式、关系和趋势，挖掘出对科学决策具有指导意义的信息，从而解决复杂的地学应用问题，进行地学综合研究。

以下是对本册内容的总结：第一章地理空间数据源分析与GIS本章简要回顾了20世纪50年代以来地理空间数据处理与建模领域，探讨了GIS 环境下空间分析的基本框架。

1.地理空间数据处理与建模1.1数量地理学讲述了数量地理学的发展、与传统地理学的比较及其地理分析模拟方法（地理系统分析，随机数学方法，地理系统数学模拟）。

1.2 地理信息系统主要介绍了GIS的概念与功能1.3 地理计算介绍了地理计算的概念与地理计算的模型和方法2.地理空间数据挖掘2.1 地理空间数据挖掘概述介绍了数据挖掘的概念、发展及其体系结构2.2 地理空间数据立方体介绍了数据立方体的基本思想与数据立方体概念所涉及的维度类型（非空间维度，空间-非空间维度，空间-空间维度），度量值（数值度量，空间度量）和成员属性2.3 联机分析处理技术介绍了OLAP概念以及与地理空间数据立方体的关系。

2.4 地理空间数据挖掘典型方法地理空间数据挖掘主要方法有：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3.GIS环境下的空间分析3.1 空间分析概念介绍了空间分析的概念与本质特征，空间分析的研究对象与目标3.2 空间分析的萌芽与发展介绍了空间分析的发展过程3.3 GIS与空间分析介绍了GIS与空间分析的关系以及地理信息系统未能大量引入专业空间分析模块的原因。

地理信息系统复习要点详解所著考过为11级环科期中考试考过（张福平教的）第一章：导论1、解释数据与信息的概念，并说明两者之间的关系。

数据是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。

信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等内容、数量或特征，以便向人们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。

数据与信息的关系：数据是信息的表达形式，是信息的载体；信息则是数据中蕴含的事物的涵义，是数据的内容。

数据只有通过解释才有意义，才成为信息。

总之，数据是信息的载体，信息是数据的涵义。

2、地理信息的特点空间特征属性特征时序特征3、地理信息系统的定义（考过）地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、存储、管理、分析、模拟和显示以提供对规划、管理、决策和研究所需的信息空间系统。

4、地理信息系统由哪几个主要部分组成？（考过）系统硬件：（一）数据处理设备：a图形工作站b个人计算机c客户机/服务器系统（Client/Server ，简称C/S）;（二）数据输入设备:a图形手扶跟踪数字化仪b大幅面图形扫描仪c数字测量设备；（三）数据输出设备：a绘图仪b计算机显示器系统软件：（一）GIS功能软件1.GIS功能软件的分类GIS 基础软件平台和GIS应用软件2.GIS基础软件平台功能①空间数据输入和编辑②空间数据管理③空间数据处理和分析④空间数据输出⑤图形用户界面⑥系统二次开发功能（二）基础支撑软件：主要包括系统库软件和数据库软件。

（三）操作系统软件5、地理信息系统的功能有哪些？（基本功能与应用功能具体有哪些）（考过）基本功能与应用功能基本功能：数据的采集与编辑、数据的存储与管理、数据的处理与变换、空间分析和统计、产品的制作与演示、二次开方和编程应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策第二章：地理信息系统的数据结构1、地理空间的实体包括哪些？地理空间的实体包括点（point ）、线（line ）、面（polygon ）、曲面（surface ）、体（volume）等类型。

第一章绪论1、信息的特点1)信息的客观性2)信息的适用性3)信息的传输性4)信息的共享性2、数据处理：即对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。

3、地理信息的特点:1）空间分布性2）具有多维结构的特征3）时序特征十分明显4、地理数据：是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。

5、地理信息系统：它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

6、简述GIS的构成。

它的的基本功能有哪些？硬件系统、软件系统、空间数据库、应用模型、用户基本功：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编辑。

第二章地理信息系统的数据结构1、矢量表示法：采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素。

2、栅格表示法：采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素。

3、空间数据的基本特征。

1)属性特征：描述空间对象的特性，即是什么。

如对象的类别、等级、名称、数量等。

2)空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前者用经纬度、坐标表示，后者用拓扑关系表示，如交通学院与电力学院相邻等。

3)时间特征：描述空间对象随时间的变化。

4、拓扑关系的类型1）拓扑邻接：相同拓扑元素之间的关系。

2）拓扑关联：不同拓扑元素之间的关系。

3）拓扑包含：同类但不同级元素之间的关系。

5、空间数据拓扑关系意义1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。

2）有利于空间要素的查询。

3）可以利用拓扑关系数据作为工具，重建地理实体。

6、建立如下图所示的拓扑关系的全显式表达。

（方向自己给定）弧段与结点关系表多边形与弧段关系表结点与弧段关系表弧段与多边形7、栅格数据单元值的确定方法有哪些？①中心点法：②面积占优法：③重要性法：④百分比法：8、如何确定合理的网格尺寸？为了逼近原始数据精度，除了采用这几种取值方法外，还可以采用缩小单个栅格单元的面积，增加栅格单元总数的方法。

第一章绪论1、地理信息系统形成于20 世纪____ ？A.50 年代B.60 年代C.70 年代D.80 年代2、地理信息区别与其他信息的显著标志是 ___ ?A.属于属性信息B.属于共享信息C.属于社会经济信息D.属于空间信息3、“3S”技术指的是?A.GIS 、RS、GPSB.GIS 、DSS、GPSC.GIS 、GPS、OSD.GIS 、DSS、RS4、下列属于GIS 输入设备的是___ ?A.主机B.绘图机C.扫描仪D.显示器5、把GIS分为专题地理信息系统、区域地理信息系统与地理信息系统工具是按___ ?A.数据容量B.用户类型C.内容D.用途6、从历史发展看，GIS脱胎于?A.地图学B.地理学C.计算机科学D.测量学7、世界上第一个地理信息系统是___ ?A.美国地理信息系统B.加拿大地理信息系统C.日本地理信息系统D.奥地利地理信息系统8、有关地理系统的论述错误的是 __ ?A.地理系统是一个多层次的巨系统B.地理系统是地理信息系统的科学依据C.地理系统就是统一地图学D.地理系统是以哲学思维和高度现代化的技术为支撑的科学体系9、GIS 进入推广应用阶段是20 世纪?A.60 年代B.70 年代C.80 年代D.90 年代10、GIS 的主要工作方式是?A.批处理方式B.人机对话的交互方式C.模拟方式D.增量方式11、GIS 与机助制图的差异在于?A.是地理信息的载体B.具有存储地理信息的功能C.具有显示地理信息的功能D.具有强大的空间分析功能12、有关信息的论述错误的是 ___ ?A.信息具有传输性B.信息具有共享性C.信息具有适用性D.信息具有主观性13、下列哪些属于GIS产品的输出设备?A.键盘B.硬盘C.主机D.显示器14、下列GIS软件中哪一个不是ESRI公司的产品?A.ArcViewB.ArcSEDC.MapXtremeD.MapObject15、地理信息区别与其他信息的显著标志是 ___ ?A.属于属性信息B.属于共享信息C.属于社会经济信息D.属于空间信息16、以下不属于GIS输出设备的是?A.绘图仪B.打印机C.图形显示终端D.图形数字化仪第二章地理信息系统的数据结构1、对一幅地图而言，要保持同样的精度，栅格数据量要比矢量数据量A.大B.小C.相当D.无法比较2、有一点实体其矢量坐标为P（，），若网格的宽与高都是2，则P__ ?A.P （5，8）B.P （8，5）C.P （4，7）D.P （7，4）3、获取栅格数据的方法有___ ?A.手扶跟踪数字化法B.屏幕鼠标跟踪数字化法C.扫描数字化法D.人工读取坐标法4、矢量结构的特点是___ ?A.定位明显、属性隐含B.定位明显、属性明显C.定位隐含、属性明显D.定位隐含、属性隐含点栅格化的行列坐标为 __ ?5、下列栅格结构编码方法中，具有可变分辨率和区域性质的是___A. 直接栅格编码B. 链码C. 游程编码D. 四叉树编码6、用数字化仪数字化一条折线，合适的操作方式为___ ?A.点方式B.开关流方式C.连续流方式D.增量方式7、描述地理实体本身位置、形状和大小等的数据为___ ?A.属性数据B.几何数据C.关系数据D.统计数据8、在GIS数据中，把非空间数据称为?A.几何数据B.关系数据C.属性数据D.统计数据9、地理数据一般具有三个基本特征是___ ?A.空间特征、属性特征和时间特征B.空间特征、地理特征和时间特征C.地理特征、属性特征和时间特征D.空间特征、属性特征和拓扑特征10、存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系是___ ?A.拓扑邻接B.拓扑关联C.拓扑包含D.以上三者11、通过记录坐标的方式表示点、线、面地理实体的数据结构是?A.矢量结构B.栅格结构C.拓扑结构D.多边形结构12、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是A.增大栅格单元面积B.缩小栅格单元面积C.改变栅格形状D.减少栅格总数13、对同一幅地图而言，矢量结构与栅格结构相比___ ?A.图形精度高B.图形精度低C.图形精度相当D.无法比14、下列能进行地图数字化的设备是 ___ ?A.打印机B.手扶跟踪数字化仪C.主机D.硬盘15、GIS 所包含的数据均与___ ?A.地理空间位置相联系B.非空间属性相联系C.地理事物的质量特征相联系D.地理事物的类别相联系16、存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系属于____ ?A.拓扑邻接B.拓扑包含C.拓扑关联D.以上都不是17、栅格结构的特点是___ ?A.定位明显，属性隐含B.定位明显，属性明显C.定位隐含，属性明显D.定位隐含，属性隐含18、下列既是获取矢量数据的方法，又是获取栅格数据的方法是 ___ ?A.手扶跟踪数字化法B.扫描仪法C.数据结构转换法D.分类影象输入法19、矢量数据量与表示地物精度之间的关系是___ ?A.数据量越大，精度越高B.数据量越小，精度越高C.数据量越大，精度越低D.以上三者都有可能20、栅格结构与矢量结构相比____ ?A.数据结构复杂，冗余度小B.数据结构复杂，冗余度大C.数据结构简单，冗余度小D.数据结构简单，冗余度大21、下列栅格数据编码方法中，接近矢量结构，不具有区域性质的编码方法是____ ?A.四插树编码B.块码C.游程编码D.链码22、矢量结构与栅格结构相比____ ?A.结构紧凑，冗余度小B.结构紧凑，冗余度大C.结构松散，冗余度小D.结构松散，冗余度大23、在GIS中，明确定义空间结构关系的数学方法称为?A.邻接关系B.关联关系C.包含关系D.拓扑关系24、下列给出的方法中，哪种可获取矢量数据___ ?A.手扶跟踪数字化法B.扫描法C.遥感信息提取D.手工网格法25、在多边形矢量编码方法中，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系的编码方法是__ ?A.多边形环路法B.树状索引编码法C.拓扑结构编码法D.四叉树编码法26、决定了栅格数据的精度A.网格边长B.网格数C.顶点数D.像元27、以下哪种不属于数据采集的方式___ ?A.手工方式B.扫描方式C.投影方式D.数据通讯方式28、在GIS数据中，把非空间数据称为?A.几何数据B.关系数据C.属性数据D.统计数据29、在地理数据采集中，手工方式主要是用于录入___ ?A.属性数据B.地图数据C.影象数据D.DTM 数据30、栅格数据表示地物的精度取决于___ ?A.栅格尺寸的大小B.编码方法C.地物的大小D.数字化方法31、为了唯一标示每个记录，必须有记录的标识符，这个标识符是___ ?A.代码B.主关键字C.辅关键字D.记号32、对于游程长度编码而言，图形程是度与压缩比的关系式 __ ?A.图形越简单，压缩比越高B.图形越简单，压缩比越低C.图形越复杂，压缩比越高D.二者间无关系33、__ 是数据组织的基本对象。

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。