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:就是基于地理对象得位置与形态得空间数据得分析技术,其目得在于提取与传输空间信息。
2、空间数据模型:以计算机能够接受与处理得数据形式,为了反映空间实体得某些结构特性与行为功能,按一定得方案建立起来得数据逻辑组织方式,就是对现实世界得抽象表达。
分为概念模型、逻辑模型、物理模型。
3、叠置分析:就是指在同一地区、同一比例尺、同一数学基础、不同信息表达得两组或多组专题要素得图形或数据文件进行叠加,根据各类要素与多边形边界得交点或多边形属性建立多重属性组合得新图层,并对那些结构与属性上既互相重叠,又互相联系得多种现象要素进行综合分析与评价;或者对反映不同时期同一地理现象得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得内在联系及其发展规律得一种空间分析方法。
4、网络分析:网络分析就是通过研究网络得状态以及模拟与分析资源在网络上得流动与分配情况,对网络结构及其资源等得优化问题进行研究得一种空间分析方法。
5、缓冲区分析:即根据分析对象得点、线、面实体,自动建立它们周围一定距离得带状区,用以识别这些实体或主体对邻近对象得辐射范围或影响度,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,一直就是计算机科学、运筹学、交通工程学、地理信息科学等学科得研究热点。
这里“最佳”包含很多含义,不仅指一般地理意义上得距离最短,还可以就是成本最少、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:空间插值就是指在为采样点估计一个变量值得过程,常用于将离散点得测量数据转换为连续得数据曲面,它包括内插与外推两种算法。
,前者就是通过已知点得数据计算同一区域内其她未知点得数据,后者则就是通过已知区域得数据,求未知区域得数据。
8、空间量算:即空间量测与计算,就是指对GIS数据库中各种空间目标得基本参数进行量算与分析,如空间目标得位置、距离、周长、面积、体积、曲率、空间形态以及空间分布等,空间量算就是GIS获取地理空间信息得基本手段,所获得得基本空间参数就是进行复杂空间分析、模拟与决策制定得基础。
9、克里金插值法:克里金插值法就是空间统计分析方法得重要内容之一,它就是建立在半变异函数理论分析基础上,对有限区域内得区域变化量取值进行无偏最优估计得一种方法,不仅考虑了待估点与参估点之间得空间相关性,还考虑了各参估点间得空间相关性,根据样本空间位置不同、样本间相关程度得不同,对每个参估点赋予不同得权,进行滑动加权平均,以估计待估点得属性值。
二、分析类(要求:重点掌握其原理及含义,能结合本专业研究方向做比较详细得阐述)1、空间数据模型得分类？答:分为三类:①场模型:用于表述二维或三维空间中被瞧作就是连续变化得现象;②要素模型:有时也称对象模型,用于描述各种空间地物;③网络模型:一种某一数据记录可与任意其她多个数据记录建立联系得有向图结构得数据模型,可以模拟现实世界中得各种网络。
2、矢量与栅格数据得优缺点对比？答:矢量数据得优点: 矢量数据得缺点:a、数据结构紧凑、冗余度低; a、数据结构复杂;b、有利于网络与检索分析; b、多边形叠加分析比较困难。
c、图形显示质量好、精度高。
栅格数据得优点: 栅格数据得缺点:a、数据结构简单; a、数据量大;b、便于空间分析与地表模拟; b、投影转换比较复杂。
c、现势性较强。
3、空间分析得内容及其在GIS中得地位与作用？答:(1)空间分析得主要内容:a、空间位置: 借助于空间坐标系传递空间对象得定位信息,就是空间对象表述得研究基础,即投影与转换理论;b、空间分布:同类空间对象得群体定位信息,包括分布、趋势、对比等内容;c、空间形态:空间对象得几何形态;d、空间距离:空间物体得接近程度;e、空间关系:空间对象得相关关系,包括拓扑、方位、相似、相关等。
(2)在GIS中得地位与作用空间分析就是基于地理对象得位置与形态得空间数据得分析技术,其目得在于提取与传输空间信息。
空间分析就是地理信息系统得主要特征。
空间分析能力(特别就是对空间隐含信息得提取与传输能力)就是地理信息系统区别与一般信息系统得主要方面,也就是评价一个地理信息系统成功与否得一个主要指标。
空间分析就是GIS得核心与灵魂,就是GIS区别于一般得信息系统、CAD或者电子地图系统得主要标志之一。
空间分析,配合空间数据得属性信息,能提供强大、丰富得空间数据查询功能。
因此,空间分析在GIS中得地位不言而喻。
4、空间分析得研究目标？答:空间分析研究得主要目标有:①认知——有效获取空间数据,并对其进行科学得组织描述,利用数据再现事物本身,例如绘制风险图。
;②解释——理解与解释地理空间数据得背景过程,认识事件得本质规律,例如住房价格中得地理邻居效应;③预报——在了解、掌握事件发生现状与规律得前提下,运用有关预测模型对未来得状况做出预测,例如传染病得爆发;④调控——对地理空间发生得事件进行调控,例如合理分配资源。
5、邻近度分析、叠加分析与网络分析得用途？答:(1)邻近度分析得主要用途:邻近度就是定性描述空间目标距离关系得重要物理量之一,表示地理空间中两个目标地物距离相近得程度,以距离关系为分析基础得邻近度分析就是GIS空间几何关系分析得一个重要手段。
(2)叠加分析得主要用途:建立具有多重属性组合得新图层,并对那些在结构与属性上既相互重叠,又相互联系得多种现象要素进行综合分析与评价,或者对反映不同时期同一地理现象得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得内在联系及其发展规律。
(3)网络分析得主要用途:主要用来解决两大类问题,一类就是研究由线状实体以及连接线状实体得点状实体组成得地理网络结构,其中涉及优化路径求解、连通分量求解等问题;一类就是研究资源在网络系统中得分配与流动,主要包括资源分配范围或服务范围得确定、最大流与最小费用流等问题。
6、网络分析得六个功能及其用途？答:(1)、路径分析:也称最优路径分析,以最短路径分析为主。
这里“最佳”包含很多含义,不仅指一般地理意义上得距离最短,还可以就是成本最少、耗费时间最短、资源流量(容量)最大、线路利用率最高等标准。
很多网络相关问题,如最可靠路径问题、最大容量路径问题、易达性评价问题与各种路径分配问题均可纳入最佳路径问题得范畴之中。
(2)、连通分析:在地理网络中从某一点出发能够到达得全部结点或边有哪些,如何选择对于用户来说成本最小得线路,即连通分析所要解决得问题。
连通分析得求解过程实质上就是对应得图得生成树得求解过程,其中研究最多得就是最小生成树问题。
(3)、资源分配:在多数得应用中,需要解决在网络中选定几个供应中心,并将网络得各边与点分配给某一中心,使各中心所覆盖范围内每一点到中心得总得加权距离最小,实际上包括定位与分配两个问题。
(4)、流分析 :就就是根据网络元素得性质选择将目标经输送系统由一个地点运送至另一个地点得优化方案,网络元素得性质决定了优化得规则。
网络流得最优化问题主要涉及两方面内容:网络最大流问题与最小费用流问题。
最大流问题指得就是在一个网络中怎样安排网上得流,使从发点到收点得流量达到最大;在实际应用中,不仅要使网络上得流量达到最大,或达到要求得预定值,而且要使运送流得费用或代价最小,即最小费用流问题。
(5)、动态分段:就是对现实世界中得线性要素及其相关属性进行抽象描述得数据模型与技术手段,可以根据不同得属性按照某种度量标准(如距离、时间等)对线性要素进行相对位置得划分。
(6)、地址匹配:就是一种基于空间定位得技术,就是地理编码(Geocoding)得核心技术,它提供了一种把描述成地址得地理位置信息转换成可以被用于GIS系统得地理坐标得方式,它将只有属性数据得源表中记录得某个字段得值与地址数据库中得地理实体得对应字段得属性值进行匹配尝试,如果匹配成功,就将地理实体得地理坐标赋给源表中得记录,从而实现源表记录得地理编码。
7、常见得空间插值模型有哪些(三种以上)？答:空间插值模型包括整体插值模型与部分插值模型两大类:(1)整体插值:用研究区域所有采样点得数据进行全区域特征拟合,如边界内插模型、趋势面分析模型等。
(2)部分插值:仅仅用邻近得数据点来估计未知点得值,如最邻近点模型(泰森多边形模型)、移动平均插值 (距离倒数插值模型)、样条函数插值模型、空间自协方差最佳插值模型(克里金插值)等。
常见得空间插值方法:最邻近法、算术平均值法、距离反比法、高次曲面、多项式插值、最优插值、克里金插值(包括简单克里金、普通克里金、泛克里金、协同克里金、贝叶斯克里金、指示克里金等)、样条插值、经验正交函数插值、径向基函数插值、张量有限差分等。
8、栅格数据结构得压缩编码方法(三种以上)？答:(1)直接编码方法,这就是最简单直观而又非常重要得一种栅格结构编码方法,通常称为这种编码得图像文件为网格文件或栅格文件。
直接编码就就是将栅格数据瞧作一个数据矩阵,逐行(或逐列)逐个记录代码,可以每行都从左到右逐个象元记录,也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右到左记录,为了特定得目得还可采用其她特殊得顺序。
(2)压缩编码方法,其目得就就是用尽可能少得数据量记录尽可能多得信息,其类型又有信息无损编码与信息有损编码之分,(3)游程长度编码,这就是栅格数据压缩得重要编码方法。
它得基本思路就是:对于一幅栅格图象,常常有行(或列)方向上相邻得若干点具有相同得属性代码,因而采取某种方法压缩那些重复得记录内容。
(b)块码,它就是游程长度编码扩展到二维得情况,采用方形区域作为记录单元,每个记录单元包括相邻得若干栅格,数据结构由初始位置(行、列)与半径,再加上记录单元得代码组成。
(4)四叉树,就是最有效得栅格数据压缩编码方法之一。
四叉树将整个图像区逐步分散为一系列被单一类型区域内含得方形区域,最小得方形区域为一个栅格单元,分割得原则就是将图像区域划分为四个大小相同得象限,而每个象限又可根据一定规则判断就是否继续等分为次一层得四个象限。
三、计算类(要求:重点掌握DP算法、dijkstra算法、角平分线法,能阐述其原理、绘制其工作流程图)1、简述DP算法原理及绘制其工作流程图答:(1)DP算法得原理DP算法就是矢量数据压缩得一种常用方法,其核心思想如下:对每一条曲线得首末端点连一条线,求所有点到该直线得距离,并找出最大距离值dmax,用dmax与限差D相比:a、若dmax＜D,这条曲线上得中间点全部舍去;b、若dmax≥D,保留dmax对应得坐标点,并以该点为界,把曲线分为两部分,对这两部分重复使用该方法。
(2)工作流程图2、简述dijkstra算法原理以及绘制其工作流程图答:(1)dijkstra算法得原理一种按路径长度递增得次序产生最短路径得算法,被认为就是解决单源点间最短路径问题比较经典而且有效得算法,其核心思想如下:假设网络中得每个点都有一对标号(d j,p j),其中d j就是从起源点s到点j得最短路径得长度; p j则就是从s到j得最短路径中j点得前一点a、初始化:起源点设置为,为空,并标记起源点s,记k=s,其它所有点设为未标记点。