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文檔簡介

空間對象的屬性大致可分為幾類? 空間對象的屬性可分為兩類:一是空間要素屬性,是指與空間(時間)位置相關的屬性,主要包括:空間對象的位置、事件發生的時間、大小、形狀、速度;二是非空間要素屬性,也稱描述屬性,是指與空間位置無關或無直接關系的屬性:如顏色、大小、質地等等。2、空間對象的分類?(1)按空間維數分類,大致可分為四類:①0維空間對象:有位置無長度的對象;②1維空間對象:有長度的對象;③2維空間對象:有面積的空間對象;④3維空間對象:具有體積的空間對象;(2)根據空間對象的連續性,可分為兩類:連續型的空間對象:在空間中連續分布的對象;離散型的空間對象:在空間中不連續分布的對象。3、空間實體之間存在哪些空間關系?空間實體之間存在復雜的空間關系,主要可包括:距離關系;方位關系;拓撲關系;空間相關;空間關聯;空間配置;空間過程;空間尺度等。4、GIS的概念數據模型有哪些類?①空間場模型:如:空氣中污染物的濃度、海水的溫度、土壤的水分含量等。②空間要素模型:是目前GIS系統中數據組織的基本方式包括:點要素、線要素、面要素。③空間網絡模型:包含了五種要素:網絡邊、節點、站點中心和轉向點。④格網模型:是將空間對象用一系列規則或不規則的小單元進行表示。⑤三維數據模型:是用于表達真實世界中的三維空間對象。5、GIS空間數據的組織形式?通常是以圖層的方式進行組織:(1)按專題分層:每個圖層對應一個專題,該專題只包含一類特定的數據,如地貌層、水系層等。(2)按時間分層:把不同時間或不同時期的數據作為不同的數據層。適用于空間對象隨時間發生變化的情況。6、空間分析的含義、目的、主要內容和常用方法?含義:空間分析是基于地理對象的位置和形態特征的空間數據分析技術,其目的在于提取和傳輸空間信息。目的:①描述與認知空間數據分布特征;②解釋空間現象與空間模式的形成機理;③調控在地理空間上發生的事件;④預測預報。主要內容:空間位置、空間分布、空間形態、空間距離、空間關系、空間過程。常用方法:①基于地圖的空間圖形分析;②空間動力學分析;③空間信息分析。7、什么是空間模式和空間過程?8、空間信息的查詢方式有哪些? (1)基于圖形和屬性的互查主要有:①按屬性信息的要求來查詢定位空間位置;②根據對象的空間位置查詢有關的屬性信息。(2)基于對象間的空間關系查詢(3)基于空間關系查詢(4)簡單的點線面相互關系拓撲查詢包括:①面面查詢、②面線查詢、③面點查詢、④線面查詢、⑤線線查詢、⑥線點查詢、⑦點線查詢;(5)基于空間關系和屬性特征查詢。9、空間疊加分析概念、分類和用途?概念:在統一空間參照系統條件下,每次將同一地區兩個地理對象的圖層進行疊合,以產生空間區域的多重屬性特征,或建立地理對象之間的空間對應關系。分類:(1)根據疊加的目的和結果可分為:①空間合成疊加;②空間統計疊加;用途:解決地理變量的多準則分析、區域多重屬性的模擬分析,地理特征的動態變化分析,以及圖幅要素更新、區域信息提取等。10、多邊形疊合的常用方式?①合并;②相交;③識別;④擦除;⑤更新11、緩沖區概念、建立和類型? 概念:緩沖區是指空間對象的一種影響或服務范圍。建立:①線性模型、②二次模型、③指數模型。類型:①點緩沖區,通常是以點為圓心、以一定距離為半徑的圓包括:單點、點群、分級點;②線緩沖區,通常是以線為中心軸線,距中心軸線一定距離的平行條帶多邊形,包括:單線、多線、分級線;③面緩沖區,為向外或向內擴展一定距離而生成新的多邊形,包括:單一面、多個面、分級面。12、緩沖區分析及應用? 概念:是指根據分析對象的點、線、面實體,自動建立其周圍一定距離的帶狀區,用以識別這些實體或者主體對鄰近對象的輻射范圍或者影響程度,是解決鄰近度問題的空間分析工具之一。應用:在交通、林業、資源管理、城市規劃中有著廣泛的應用。例如:商業網點的服務半徑、消防站的監測范圍。13、區域和分類區的含義?14、在GIS軟件中如何了解柵格數據的相關信息,如投影、范圍、屬性值及其分布等? ArcGIS中查看圖層屬性,了解柵格數據的相關信息;通過直方圖了解柵格單元數值的分布情況;柵格單元的屬性可以通過查詢按鈕獲取;離散柵格可以通過常規的方式查詢屬性表。15、柵格數據的查詢如何實現?16、局部運算含義、特性、包含的主要函數?局部運算的應用?含義:局部運算是指輸出圖層某一位置的值由輸入的一個或多個圖層同一位置的值通過代數規則運算得到;特性:①柵格數據分析中的單個單元運算;②對應柵格單元運算,不涉及位置運算;③不受鄰域單元影響;④產生新的柵格地圖;包含的主要函數:三角函數、對數函數、指數和冪函數、統計函數;應用:是柵格數據分析的核心,用途較廣,如:露天煤礦的挖掘開采量、工程建設中的土石方量計算、水庫的容量;土壤流失中的坡長、坡度因子計算;土壤流失量的計算;在生態研究中還可用于建立動物出現概率與環境因素之間的局部回歸關系,以此分析動物的棲息規律等。17、鄰域運算含義、要素、特性及常用函數?領域運算的應用? 含義:輸出圖層某一位置的值可由輸入柵格數據層同一位置鄰域內的值通過代數規則運算產生。要素:中心點、鄰域大小與類型、鄰域運算函數。特性:鄰域運算一般在單個圖層上進行。常用函數:統計函數。應用:①生態研究,統計鄰域內物種數;②圖像處理,計算數據平滑、邊緣增強、鄰域內最大/小值;③地形分析,計算坡度、坡向和表面曲率18、區域運算含義、函數和作用? 含義:區域運算,也稱分區統計,以一個數據集為基礎(區域圖層)在它所包含的不同類別中對另一個數據集(數據圖層)進行統計。函數:統計函數。作用:19、柵格分析的距離類型?1)直線距離:是從一個柵格單元中心到另一個柵格單元中心的距離;2)成本距離:一般情況下,成本可以是所耗費的時間、資金等。20、柵格分析的距離函數類型?1)直線距離函數:用于量測每一柵格單元到最近源的直線距離,表示每一柵格單元中心到最近源所在柵格單元中心的距離;2)成本距離加權函數:通過成本距離加權功能可以計算出每個柵格到距離最近、成本最低源的最少累加成本。3)方向函數:表示從每一單元出發,沿著最低累計成本路徑到達最近源的路線方向。21、ArcGIS中常用的密度制圖模型?1)核函數密度制圖:在核函數密度制圖中,落入搜索區內的點具有不同的權重,靠近格網搜尋區域中心的點或線會被賦以較大的權重,隨著其與格網中心距離加大權重降低。它的計算結果分布較平滑;2)簡單密度制圖:在簡單密度制圖中,落在搜尋區域內的點或線有同樣的權重,先對其進行求和,然后用其合計總數除以搜索區域的大小,從而得到每個點的密度值。空間插值的概念、理論假設和目標?概念:對一組已知空間數據,可以是離散點的形式,也可以是分區數據的形式,要從這些數據中找到一個函數關系式,使該關系式最好地逼近已知的空間數據,并能根據該函數關系式推求出區域范圍內其它任意點(未采樣區域)值。理論假設:空間兩點屬性值的差異與兩點距離之間的關系服從地理學第一定律,即空間位置上越靠近的點,越可能具有相似的特征值;而距離越遠的點,其特征值相似的可能性越小。主要目標:(1)對不足或缺失數據的估計。由于觀測臺站分布的密度及分布位置的原因,不可能任何空間地點的數據都能實測得到,需要用到插值,以了解區域內觀測變量的完整空間分布;(2)數據的網格化。規則格網能夠更好地反映連續分布的空間現象,并對他們的變化作出模擬.對已知觀測臺站的觀測數據進行空間內插,便可得到格網化數據;(3)內插等值線。以等值線的形式直觀地顯示數據的空間分布;(4)對不同分區未知數據的推求。23、空間插值的一般流程、應用?一般流程:①數據顯示:頻率分布等;②數據檢查:異常值監測;③模型擬合:參數優化;④模型診斷;⑤模型比較:結果驗證應用:①自然科學及社會學科的數據處理,尤其在水文、氣象、生態、環境、地質等地學學科以及社會、經濟等領域得到了廣泛的應用;②數字地面模型是地學研究中重要的分析工具之一,它的生成便依賴于空間插值方法;③氣象氣候學中,氣象要素(如降水、溫度、太陽輻射等)在空間尺度上連續分布的數據,對各類模型的研究有著重要意義。而各種氣象要素的觀測站分布往往是稀疏不均勻的,在各個臺站觀測的點數據基礎上,要推算出空間面上氣象要素的分布,空間插值方法是有力的工具;④生態學上,空間插值可以用來估算生物種群的分布情況;⑤地質學上,空間插值方法是探礦及礦藏分布情況的有力分析工具,可以對土壤及所含各種元素的分布情況作出估算;⑥為環境污染情況及擴散的分析提供輔助手段;⑦此外,空間插值方法在社會、經濟等方面也得到了很好的應用,也滲透到了其它的學科,如醫學上通過空間插值構建復雜性動態腦地形圖,對一些腦疾病患者腦電數據進行分析等。列舉出2種空間插值方法的分類?按實現的數學原理分為:確定性插值、地統計插值。根據是否能保證創建的表面經過所有的采樣點分為:精確性插值、非精確性插值。(3)根據所用數據的范圍分為:整體插值方法、局部插值方法全局和局部離群值?如何尋找?全局離群值:對于數據集中所有點的值,具有很高或很低值的觀測樣點。局部離群值:在數據集中,對于其周圍點的值,具有很高或很低值的觀測樣點。尋找工具:直方圖、半變異/協方差函數云圖、Vonoroi圖IDW插值的優、缺點?優點:此種方法簡單易行,直觀并且效率高,在已知點分布均勻的情況下插值效果好,插值結果在用于插值數據的最大值和最小值之間缺點:①IDW不能得到大于樣本最大值或小于樣本最小值的估計。②對于屬性值明顯高于或者低于周圍背景值的建模點,與之臨近的區域都受到該點的影響,從而導致類似同心圓一樣的圖案環繞在建模點周圍,形成類似“牛眼睛”的空間結構。全局多項式插值適用的情況?①當一個研究區域的表面變化緩慢,即這個表面上的樣點值由一個區域向另一個區域的變化平緩時,可以采用全局多項式插值法利用該研究區域內的樣點對該研究區進行表面插值;②檢驗長期變化的、全局性趨勢的影響時,一般采用全局多項式插值法,在這種情況下應用的方法通常被稱為趨勢面分析。局部多項式插值及其適用情況?概念:局部多項式插值將一個復雜的表面進行分解,并用每個小平面的中心值來預測研究區中每一點的值,從而擬合出更為準確、真實表面的一種插值方法。適用情況:局部多項式插值適用于建立平滑表面和確定變量的小范圍的變異,特別是數據集中含有短程變異時,插值法生成的表面就能描述這種短程變異。因此,局部多項式插值法產生的表面更多地用來解釋局部變異。徑向基函數插值的適用情況和不適用情況?適用情況:對大量點數據進行插值計算,同時要求獲得平滑表面的情況。將徑向基函數應用于表面變化平緩的表面,如表面上平緩的點高程插值,能得到令人滿意的結果。不適用情況:在一段較短的水平距離內,表面值發生較大的變化(局部強變異),或無法確定采樣點數據的準確性,或采樣點數據具有很大的不確定性時,徑向基函數插值的方法并不適用。徑向基函數法與IDW的區別?IDW插值法無法計算出高于或低于樣點的預測值,表面不平滑;而徑向基函數法可以計算出高于或低于樣點的預測值,表面平滑。IDW插值法對于屬性值明顯高于或者低于周圍背景值的建模點,與之臨近的區域都受到該點的影響,從而導致類似同心圓一樣的圖案環繞在建模點周圍,形成類似“牛眼睛”的空間結構。而徑向基函數生成的表面不僅能夠反映整體變化趨勢而且可以反映局部變化,沒有了反距離的“牛眼”結構,比較平滑。地統計分析理論基礎包括哪些?地統計分析理論基礎包括:前提假設、區域化變量、變異分析、空間估值。什么叫區域化變量,及其兩個性質?概念:當一個變量呈現為一定的空間分布時,稱之為區域化變量,它反映了區域內的某種特征或現象。性質:①在局部的某一點,區域化變量的取值是隨機的;②對整個區域而言,存在一個總體或平均的結構,相鄰區域化變量的取值具有該結構所表達的相關關系。即區域化變量的兩大特點是隨機性和結構性。常用的地統計插值方法?克里格插值方法的基本形式?克里格插值方法克里格插值方法的基本形式為:Z(s)=μ(s)+ε(s)s表示不同的位置點;Z(s)是s處的變量值,即克里格估計量,它可分解為確定趨勢值μ(s)和自相關隨機誤差ε(s)。克里格方法的優點和局限性?優點:①建立在空間隨機場結構分析的基礎之上,在計算可以充分利用空間隨機場中的結構性信息,降低估計的不確定性;②充分考慮了已知點與待估計點之間的空間相關性;③在進行克里格插值時,可根據待估點與已知點間的方位關系選用不同方向的變異函數,而估計結果反映了空間隨機場的各向異性;④可以給出估計方差的大小,在一定程度上對估計結果的精度進行評價。局限性:①克里格插值為局部估計方法,對估計值的整體空間相關性考慮不夠,它保證了數據的估計局部最優,卻不能保證數據的總體最優,因為克里格估值的方差比原始數據的方差要小。因此,當樣點較少且分布不均時可能會出現較大的估計誤差,特別是在樣點之外的為采樣區誤差可能更大。②克里格插值法為光滑內插方法,為減小估計方差而對真實觀測數據的離散性進行了平滑處理,雖然可以得到由于光滑而更美觀的等值線圖,但一些有意義的異常帶也可能被光滑作用而“光滑”掉了。所以,有時克里格方法被稱為一種“移動光滑窗口”。35、空間分析模型的類型?空間分析建模的一般步驟? 類型:①空間分布模型:用于研究空間對象的空間分布特征;②空間關系模型:用于研究基于空間對象的位置和屬性特征的空間實體之間的關系;③空間相關模型:用于研究實體位置和屬性集成下的關系,尤其是實體群(類)之間的關系;④預測、評價與決策模型:a、用于研究空間對象的動態發展,根據過去和現在推斷未來,根據已知推測未知;b、預測空間對象的發展趨勢,并做出判斷和評價,形成決策方案,用以指導行動一般步驟:①明確分析的目的和評價準則;②準備分析數據;③進行空間分析操作;④進行結果分析;⑤解釋、評價結果(如有必要,返回步驟1);⑥結果輸出(地圖、表格和文檔)36、空間決策支持及其一般過程? 空間決策支持是應用空間分析的各種手段對空間數據進行處理變換,以提取出隱含于空間數據中的某些事實與關系,并以圖形和文字的形式直接地加以表達,為人類活動的空間行為決策提供科學、合理的支持。一般過程:a、確定目標:根據用戶的要求,確定用戶的最終實現目標,并對目標性質進行分類,確定目標的初步認識。b、建立模型:建立分析的運作模型及定量模型。c、尋求空間分析手段:結合以上分析結果,逐步分解細節,尋求空間分析手段,對各種可能的分析手段進行分析,確定可行性的分析過程;d、結果評價:驗證空間分析結果的合理性。例1:道路拓寬改建過程中的拆遷指標計算?1、主要內容利用建立緩沖區、拓撲疊加和特征提取,計算道

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