安徽理工大学空间分析与决策支持复习

空间对象的属性大致可分为几类? 空间对象的属性可分为两类：一是空间要素属性，是指与空间（时间）位置相关的属性，主要包括：空间对象的位置、事件发生的时间、大小、形状、速度；二是非空间要素属性，也称描述属性，是指与空间位置无关或无直接关系的属性：如颜色、大小、质地等等。2、空间对象的分类？（1）按空间维数分类，大致可分为四类：①0维空间对象：有位置无长度的对象；②1维空间对象：有长度的对象；③2维空间对象：有面积的空间对象；④3维空间对象：具有体积的空间对象；（2）根据空间对象的连续性，可分为两类：连续型的空间对象：在空间中连续分布的对象；离散型的空间对象：在空间中不连续分布的对象。3、空间实体之间存在哪些空间关系？空间实体之间存在复杂的空间关系，主要可包括：距离关系；方位关系；拓扑关系；空间相关；空间关联；空间配置；空间过程；空间尺度等。4、GIS的概念数据模型有哪些类？①空间场模型：如：空气中污染物的浓度、海水的温度、土壤的水分含量等。②空间要素模型：是目前GIS系统中数据组织的基本方式包括：点要素、线要素、面要素。③空间网络模型：包含了五种要素：网络边、节点、站点中心和转向点。④格网模型：是将空间对象用一系列规则或不规则的小单元进行表示。⑤三维数据模型：是用于表达真实世界中的三维空间对象。5、GIS空间数据的组织形式？通常是以图层的方式进行组织：（1）按专题分层：每个图层对应一个专题，该专题只包含一类特定的数据，如地貌层、水系层等。（2）按时间分层：把不同时间或不同时期的数据作为不同的数据层。适用于空间对象随时间发生变化的情况。6、空间分析的含义、目的、主要内容和常用方法？含义：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。目的：①描述与认知空间数据分布特征；②解释空间现象与空间模式的形成机理；③调控在地理空间上发生的事件；④预测预报。主要内容：空间位置、空间分布、空间形态、空间距离、空间关系、空间过程。常用方法：①基于地图的空间图形分析；②空间动力学分析；③空间信息分析。7、什么是空间模式和空间过程？8、空间信息的查询方式有哪些？ （1）基于图形和属性的互查主要有：①按属性信息的要求来查询定位空间位置；②根据对象的空间位置查询有关的属性信息。（2）基于对象间的空间关系查询（3）基于空间关系查询（4）简单的点线面相互关系拓扑查询包括：①面面查询、②面线查询、③面点查询、④线面查询、⑤线线查询、⑥线点查询、⑦点线查询；（5）基于空间关系和属性特征查询。9、空间叠加分析概念、分类和用途？概念：在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。分类：（1）根据叠加的目的和结果可分为：①空间合成叠加；②空间统计叠加；用途：解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的模拟分析，地理特征的动态变化分析，以及图幅要素更新、区域信息提取等。10、多边形叠合的常用方式？①合并；②相交；③识别；④擦除；⑤更新11、缓冲区概念、建立和类型？ 概念：缓冲区是指空间对象的一种影响或服务范围。建立：①线性模型、②二次模型、③指数模型。类型：①点缓冲区，通常是以点为圆心、以一定距离为半径的圆包括：单点、点群、分级点；②线缓冲区，通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形，包括：单线、多线、分级线；③面缓冲区，为向外或向内扩展一定距离而生成新的多边形，包括：单一面、多个面、分级面。12、缓冲区分析及应用？ 概念：是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立其周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或者主体对邻近对象的辐射范围或者影响程度，是解决邻近度问题的空间分析工具之一。应用：在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。例如：商业网点的服务半径、消防站的监测范围。13、区域和分类区的含义？14、在GIS软件中如何了解栅格数据的相关信息，如投影、范围、属性值及其分布等？ ArcGIS中查看图层属性，了解栅格数据的相关信息；通过直方图了解栅格单元数值的分布情况；栅格单元的属性可以通过查询按钮获取；离散栅格可以通过常规的方式查询属性表。15、栅格数据的查询如何实现？16、局部运算含义、特性、包含的主要函数？局部运算的应用？含义：局部运算是指输出图层某一位置的值由输入的一个或多个图层同一位置的值通过代数规则运算得到；特性：①栅格数据分析中的单个单元运算；②对应栅格单元运算，不涉及位置运算；③不受邻域单元影响；④产生新的栅格地图；包含的主要函数：三角函数、对数函数、指数和幂函数、统计函数；应用：是栅格数据分析的核心，用途较广，如：露天煤矿的挖掘开采量、工程建设中的土石方量计算、水库的容量；土壤流失中的坡长、坡度因子计算；土壤流失量的计算；在生态研究中还可用于建立动物出现概率与环境因素之间的局部回归关系，以此分析动物的栖息规律等。17、邻域运算含义、要素、特性及常用函数？领域运算的应用？ 含义：输出图层某一位置的值可由输入栅格数据层同一位置邻域内的值通过代数规则运算产生。要素：中心点、邻域大小与类型、邻域运算函数。特性：邻域运算一般在单个图层上进行。常用函数：统计函数。应用：①生态研究，统计邻域内物种数；②图像处理，计算数据平滑、边缘增强、邻域内最大/小值；③地形分析，计算坡度、坡向和表面曲率18、区域运算含义、函数和作用？ 含义：区域运算，也称分区统计，以一个数据集为基础（区域图层）在它所包含的不同类别中对另一个数据集（数据图层）进行统计。函数：统计函数。作用：19、栅格分析的距离类型？1）直线距离：是从一个栅格单元中心到另一个栅格单元中心的距离；2）成本距离：一般情况下，成本可以是所耗费的时间、资金等。20、栅格分析的距离函数类型？1）直线距离函数：用于量测每一栅格单元到最近源的直线距离，表示每一栅格单元中心到最近源所在栅格单元中心的距离；2）成本距离加权函数：通过成本距离加权功能可以计算出每个栅格到距离最近、成本最低源的最少累加成本。3）方向函数：表示从每一单元出发，沿着最低累计成本路径到达最近源的路线方向。21、ArcGIS中常用的密度制图模型？1）核函数密度制图：在核函数密度制图中，落入搜索区内的点具有不同的权重，靠近格网搜寻区域中心的点或线会被赋以较大的权重，随着其与格网中心距离加大权重降低。它的计算结果分布较平滑；2）简单密度制图：在简单密度制图中，落在搜寻区域内的点或线有同样的权重，先对其进行求和，然后用其合计总数除以搜索区域的大小,从而得到每个点的密度值。空间插值的概念、理论假设和目标？概念：对一组已知空间数据,可以是离散点的形式,也可以是分区数据的形式,要从这些数据中找到一个函数关系式,使该关系式最好地逼近已知的空间数据,并能根据该函数关系式推求出区域范围内其它任意点（未采样区域）值。理论假设：空间两点属性值的差异与两点距离之间的关系服从地理学第一定律，即空间位置上越靠近的点，越可能具有相似的特征值；而距离越远的点，其特征值相似的可能性越小。主要目标：(1)对不足或缺失数据的估计。由于观测台站分布的密度及分布位置的原因,不可能任何空间地点的数据都能实测得到,需要用到插值,以了解区域内观测变量的完整空间分布；(2)数据的网格化。规则格网能够更好地反映连续分布的空间现象,并对他们的变化作出模拟.对已知观测台站的观测数据进行空间内插,便可得到格网化数据；(3)内插等值线。以等值线的形式直观地显示数据的空间分布；(4)对不同分区未知数据的推求。23、空间插值的一般流程、应用？一般流程：①数据显示：频率分布等；②数据检查：异常值监测；③模型拟合：参数优化；④模型诊断；⑤模型比较：结果验证应用：①自然科学及社会学科的数据处理，尤其在水文、气象、生态、环境、地质等地学学科以及社会、经济等领域得到了广泛的应用；②数字地面模型是地学研究中重要的分析工具之一,它的生成便依赖于空间插值方法；③气象气候学中，气象要素(如降水、温度、太阳辐射等)在空间尺度上连续分布的数据,对各类模型的研究有着重要意义。而各种气象要素的观测站分布往往是稀疏不均匀的，在各个台站观测的点数据基础上,要推算出空间面上气象要素的分布,空间插值方法是有力的工具；④生态学上，空间插值可以用来估算生物种群的分布情况；⑤地质学上,空间插值方法是探矿及矿藏分布情况的有力分析工具,可以对土壤及所含各种元素的分布情况作出估算；⑥为环境污染情况及扩散的分析提供辅助手段；⑦此外，空间插值方法在社会、经济等方面也得到了很好的应用,也渗透到了其它的学科,如医学上通过空间插值构建复杂性动态脑地形图,对一些脑疾病患者脑电数据进行分析等。列举出2种空间插值方法的分类？按实现的数学原理分为：确定性插值、地统计插值。根据是否能保证创建的表面经过所有的采样点分为：精确性插值、非精确性插值。（3）根据所用数据的范围分为：整体插值方法、局部插值方法全局和局部离群值？如何寻找？全局离群值：对于数据集中所有点的值，具有很高或很低值的观测样点。局部离群值：在数据集中，对于其周围点的值，具有很高或很低值的观测样点。寻找工具：直方图、半变异/协方差函数云图、Vonoroi图IDW插值的优、缺点？优点：此种方法简单易行，直观并且效率高，在已知点分布均匀的情况下插值效果好，插值结果在用于插值数据的最大值和最小值之间缺点：①IDW不能得到大于样本最大值或小于样本最小值的估计。②对于属性值明显高于或者低于周围背景值的建模点，与之临近的区域都受到该点的影响，从而导致类似同心圆一样的图案环绕在建模点周围，形成类似“牛眼睛”的空间结构。全局多项式插值适用的情况？①当一个研究区域的表面变化缓慢，即这个表面上的样点值由一个区域向另一个区域的变化平缓时，可以采用全局多项式插值法利用该研究区域内的样点对该研究区进行表面插值；②检验长期变化的、全局性趋势的影响时，一般采用全局多项式插值法，在这种情况下应用的方法通常被称为趋势面分析。局部多项式插值及其适用情况？概念：局部多项式插值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。适用情况：局部多项式插值适用于建立平滑表面和确定变量的小范围的变异，特别是数据集中含有短程变异时，插值法生成的表面就能描述这种短程变异。因此，局部多项式插值法产生的表面更多地用来解释局部变异。径向基函数插值的适用情况和不适用情况？适用情况：对大量点数据进行插值计算，同时要求获得平滑表面的情况。将径向基函数应用于表面变化平缓的表面，如表面上平缓的点高程插值，能得到令人满意的结果。不适用情况：在一段较短的水平距离内，表面值发生较大的变化（局部强变异），或无法确定采样点数据的准确性，或采样点数据具有很大的不确定性时，径向基函数插值的方法并不适用。径向基函数法与IDW的区别？IDW插值法无法计算出高于或低于样点的预测值，表面不平滑；而径向基函数法可以计算出高于或低于样点的预测值，表面平滑。IDW插值法对于属性值明显高于或者低于周围背景值的建模点，与之临近的区域都受到该点的影响，从而导致类似同心圆一样的图案环绕在建模点周围，形成类似“牛眼睛”的空间结构。而径向基函数生成的表面不仅能够反映整体变化趋势而且可以反映局部变化，没有了反距离的“牛眼”结构，比较平滑。地统计分析理论基础包括哪些？地统计分析理论基础包括：前提假设、区域化变量、变异分析、空间估值。什么叫区域化变量，及其两个性质？概念：当一个变量呈现为一定的空间分布时，称之为区域化变量，它反映了区域内的某种特征或现象。性质：①在局部的某一点，区域化变量的取值是随机的；②对整个区域而言，存在一个总体或平均的结构，相邻区域化变量的取值具有该结构所表达的相关关系。即区域化变量的两大特点是随机性和结构性。常用的地统计插值方法？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为：Z(s)=μ(s)+ε(s)s表示不同的位置点；Z(s)是s处的变量值，即克里格估计量，它可分解为确定趋势值μ(s)和自相关随机误差ε(s)。克里格方法的优点和局限性？优点：①建立在空间随机场结构分析的基础之上，在计算可以充分利用空间随机场中的结构性信息，降低估计的不确定性；②充分考虑了已知点与待估计点之间的空间相关性；③在进行克里格插值时，可根据待估点与已知点间的方位关系选用不同方向的变异函数，而估计结果反映了空间随机场的各向异性；④可以给出估计方差的大小，在一定程度上对估计结果的精度进行评价。局限性:①克里格插值为局部估计方法，对估计值的整体空间相关性考虑不够，它保证了数据的估计局部最优，却不能保证数据的总体最优，因为克里格估值的方差比原始数据的方差要小。因此，当样点较少且分布不均时可能会出现较大的估计误差，特别是在样点之外的为采样区误差可能更大。②克里格插值法为光滑内插方法，为减小估计方差而对真实观测数据的离散性进行了平滑处理，虽然可以得到由于光滑而更美观的等值线图，但一些有意义的异常带也可能被光滑作用而“光滑”掉了。所以，有时克里格方法被称为一种“移动光滑窗口”。35、空间分析模型的类型？空间分析建模的一般步骤？ 类型：①空间分布模型：用于研究空间对象的空间分布特征；②空间关系模型：用于研究基于空间对象的位置和属性特征的空间实体之间的关系；③空间相关模型：用于研究实体位置和属性集成下的关系，尤其是实体群(类)之间的关系；④预测、评价与决策模型：a、用于研究空间对象的动态发展，根据过去和现在推断未来，根据已知推测未知；b、预测空间对象的发展趋势，并做出判断和评价，形成决策方案，用以指导行动一般步骤：①明确分析的目的和评价准则；②准备分析数据；③进行空间分析操作；④进行结果分析；⑤解释、评价结果（如有必要，返回步骤1）；⑥结果输出（地图、表格和文档）36、空间决策支持及其一般过程？ 空间决策支持是应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换，以提取出隐含于空间数据中的某些事实与关系，并以图形和文字的形式直接地加以表达，为人类活动的空间行为决策提供科学、合理的支持。一般过程：a、确定目标：根据用户的要求，确定用户的最终实现目标，并对目标性质进行分类，确定目标的初步认识。b、建立模型：建立分析的运作模型及定量模型。c、寻求空间分析手段：结合以上分析结果，逐步分解细节，寻求空间分析手段，对各种可能的分析手段进行分析，确定可行性的分析过程；d、结果评价：验证空间分析结果的合理性。例1：道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算？1、主要内容利用建立缓冲区、拓扑叠加和特征提取，计算道