地理建模与空间分析期末试题整理

一、信息、地理信息的概念及特点信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事物、现象等内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。

特点：客观性、适用性、传输性、共享性等。

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实用的知识，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。

特点：•空间分布性属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。

•具有多维结构的特征即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，而各个专题型实体型之间的联系是通过属性码进行的，这就为地理系统各圈层之间的综合研究提供了可能。

•时序特征十分明显可以按照时间尺度将地理信息划分为超短期的(如台风、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低温)、中期的(如土地利用、作物估产)、长期的(如城市化、水土流失)、超长期的(如地壳变动、气候变化)等。

•具有丰富的信息GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息二、什么是GIS？它有什么特点？GIS是一种空间信息系统，是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）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。

特点：数据的空间定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力。

三、对GIS的理解GIS的物理外壳是计算机化的技术系统GIS的操作对象是空间数据GIS的技术优势在于它的空间分析能力GIS与地理学、测绘学联系紧密四、地理信息系统研究内容GIS的基础理论、GIS的技术系统、GIS的应用方法五、地理信息系统的分类据研究范围分：全球性地理信息系统和区域性地理信息系统据研究内容分：专题地理信息系统和综合地理信息系统据使用的数据模型分：矢量、栅格和混合型地理信息系统六、地理信息系统的构成和功能构成：即硬件系统、软件系统、地理空间数据、系统管理操作人员和应用模型。

1.硬件系统计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，是GIS的物理外壳。

2. 软件系统GIS运行所需的软件系统如下：（1）计算机系统软件（2）地理信息系统软件和其他支持软件（3）应用分析程序3.系统开发、管理与使用人员人是GIS中的重要构成因素，地理信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处都离不开人的作用。

4. 地理空间数据（操作对象）地理空间数据是以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。

5.GIS应用模型是为某一特定的实际工作而建立的运用GIS的解决方案，其构成和选择也是系统应用的重要因素。

数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析与统计、产品制作与显示、二次开发和编程七、空间分析的概念、分类空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。

就字面解释，空间分析可分为“空间数据的分析”和“数据的空间分析”。

分类：（1）按照空间数据的形式划分矢量数据空间分析：矢量叠合分析、矢量临近性分析、网络分析等栅格数据空间分析：DTM分析、栅格叠合分析、栅格统计分析等（2）Goodchild 提出的空间分析框架咨询式分析：空间集合分析和空间查询。

产生式分析：DTM分析、空间叠合分析、空间临近性分析、网络分析和空间统计分析。

(3)根据作用的数据性质不同，可以分为：基于空间图形数据的分析运算；基于非空间属性的数据运算；空间和非空间数据的联合运算。

八、简述空间数据的主要模型空间数据通常分为栅格模型和矢量模型两种基本的表示模型。

在栅格模型中，地理空间作为一个整体被划分为规则的格网，空间位置由格网的行、列所表示。

格网的大小反映了数据的分辨率。

矢量模型地理空间作为一个空域，地理要素根据其空间形态特征分为点、线、面等。

点用一空间坐标对（X,Y）表示；线由一串坐标对(X1,Y1）,…,(Xn,Yn)表示；面是由一串或几串有序的且首尾坐标相同的坐标对（X1,Y1）, …,(Xn,Yn)及面标识表示。

九、简述空间数据的特征几何特征、属性特征、拓扑特征十、地图投影选择1）制图区域的地理位置、形状和范围制图区域的位置、形状、大小都直接影响地图投影的选择，任何一幅地图都希望变形减小到最小程度，这就要求投影的等变形线基本符合制图区域的轮廓，以保证制图中心地区和靠近中心的地区变形较小。

例如制图区域是圆形或两极地区和东、西半球图多采用方位投影；南北延伸的国家，如智利，易采用横轴圆柱投影或多圆锥投影；东西延伸且位于中纬度地区的国家，如中国，采用正轴圆锥投影。

赤道附近的东西延伸国家易采用正轴圆柱投影。

不同比例尺地图对精度的要求不同，导致投影选择也不相同。

地形图：高斯-克吕格中小比例尺的省或自治区图：正轴圆锥投影3）地图内容地图内容不同对地图投影要求也不一样。

如经济图一般多采用等积投影，因为等积投影能进、行地面要素面积的正确对比，从而有利于掌握经济要素的分布情况。

如分布图、人口图、地质图、土壤图等。

航海图、航空图、军用图、气象图等多采用等角投影；因为等角投影能正确的表示方向，如风、洋流等。

地图的用途不一样对投影的要求也不同。

如中小学教学用图常要求图上各种变形都不太大，因此多采用任意投影，给学生较完整的地理概念。

常用地图投影在开始GIS建库之前搞清所采用的地图投影非常重要。

原因：存在投影变形，或是形状、面积、方向不同的投影有不同的变形某种投影决定了它适宜某种应用。

比例尺表明了地图数据的详细（精确）程度，因此不同比例尺地图往往需要采用不同的地图投影方式。

比例尺分级系统：大比例尺：大于或等于1:10万中比例尺：1:10万-1：100万小比例尺：小于或等于1:100万投影应用：世界地图的投影：保证全球整体变形不大，多圆锥投影，任意伪圆柱投影等。

半球地图的投影：东西半球有横轴等面积（等角）方位投影；南北半球有正轴等面积（等角、等距离）方位投影。

各大洲地图的投影：各洲都选用了斜轴等面积方位投影，此外，亚洲和北美洲（彭纳投影）、欧洲和大洋州（正轴等圆锥投影）、南美洲（桑逊投影）。

我国各种地图投影：全国地图（各种投影，lambert投影居多）、分省区地图（各种投影，高斯－克吕格投影最多）、大比例尺地形图（高斯－克吕格投影）。

十一、数据变换的含义（包括哪些操作）数据变换是指对数据进行诸如放大、缩小、翻转、移动、扭曲等几何位置、位置、形状和方位的改变等操作。

1.翻转（Flip）：是指将栅格数据沿着通过数据中心点的水平轴线，将数据进行上下翻转2.镜像（Mirror）：是指将栅格数据沿着通过数据中心点的垂直轴线，将数据进行左右翻转3.重设比例尺（Rescale）：是指将栅格数据按照指定比例分别沿 X 轴和 Y 轴放大或缩小4.旋转（Rotate）：是指将栅格数据沿着指定的中心点旋转指定的角度。

5.移动（Shift）：是指将栅格数据分别沿 X 轴和 Y 轴移动指定的距离6.扭曲（Warp）：是指将栅格数据通过输入的控制点进行多项式变换。

十二、缓冲区分析的概念、三要素、类型1.缓冲区分析的概念缓冲区分析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，是解决临近度问题的空间分析工具之一。

2.缓冲区主要的类型（1）基于点要素的缓冲区：通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆（2）基于线要素的缓冲区：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。

（3）基于面要素的缓冲区：向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。

3.缓冲区分析三要素①主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类。

②邻近对象：表示受主体影响的客体，例如行政界线变更时所涉及的居民区、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等。

③对象的作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。

十三、叠置分析的概念、数学基础、分类1.叠置分析的概念空间叠置分析(Spatial OverlayAnalysis)是指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置，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。

2.叠置分析的数学基础叠置分析的数学基础（空间逻辑运算）。

为讨论方便将空间图层A，B，C定义为二值图象1、空间逻辑并（或）运算；A∪B =X X∈A 或 X∈ B2、空间逻辑交（与）运算；A∩B = X X∈A 且 X∈B3、空间逻辑差运算；A - B =X X∈A 且 X∈B4、空间包含3.叠置分析的分类点面叠置分析线面叠置分析面面叠置分析（1）点与多边形叠加点与多边形的叠置是确定一个图层上的点落在另一图层的哪个多边形内，以便为图层上的点建立新的属性。

（2）线与多边形叠加线与多边形的叠置是将线状要素层或网状要素层和多边形叠置，对线和多边形求交运算，根据每个线要素同多边形的关系，以形成新的空间目标集、新的属性表，得到线与多边性联合的属性表。

（3）多边形与多边形叠加多边形与多边形的叠置是指将两个不同图层的多边形要素相叠加，根据两组多边形的交点来建立多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特征的统计分析。

4.在ARCGIS里常用方法图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新。

（1）图层擦除。

图层擦除是指输入图层根据擦除图层的范围大小，将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除，最后得到剩余的输入图层的结果（2）识别叠加识别叠加是指输入图层和另外一个图层进行识别叠加，在图形交迭的区域，识别图层的属性将赋给输入图层在该区域内的地图要素，同时也有部分的图形的变化在其中。

（3）交集操作交集操作是得到两个图层的交集部分，并且原图层的所有属性将同时在得到的新的图层上显示出来。

（4）均匀差值在矢量的叠置分析中也有为了获得两个图层去掉它们之间的公共部分，而只需要剩下的部分，同时对原有图层的空间上的分布也进行一定区域内的调整，新生成的图层的属性也是综合两者的属性而产生的。

(5）图层合并图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持来自输入地图和叠加地图的所有地图要素(6）修正更新修正更新是指首先对输入的图层和修正图层进行几何相交的计算，然后输入的图层被修正图层（一般为多边形）覆盖的那一部分的属性将被修正图层而代替。

十四、网络分析1.网络分析的含义网络分析是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网络上的流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网络资源等的优化问题的一种方法。

地理信息系统中的网络分析是对地理网络，城市基础设施网络（如各种网线，电缆线，电力线，电话线，供水线，排水管道等）进行地理化和模型化，基于它们本身在空间上的拓扑关系、内在联系、跨度等属性和性质来进行空间分析，通过满足必要的条件得到合理的结果。