总复习-空间分析&区域模型

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空间分析复习题.doc

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一、填空题(每空1分,共3()分)1.Goodchild将GIS空间分析分为两大类:______ 式分析和______ 式分析。

2•点、线、面目标可以是线状分布,也可以是面域分布,其分布方式分为_____________ 和 _____________ 两种O3.空间邻近分析包括_____________ 和______________ o4.当前的空间分析技术正朝着__________ 、_________ 、________ 方向发展。

5.广义地讲,空间关系分为___________ 、__________ 、____________ 和—________ 、____________ 五种。

6.常用的面与面之间距离指标有_________ 、__________ 、__________ 三种。

7.拓扑关系的判别方法可分为_________ 、__________ 、____________ 三种。

8.最常见的一种叠置分析误差表现为________________ o9.资源分配实际上包括___________ 和____________ 两个问题。

10.ArcGIS中的网络分析师(Network Analyst)扩展模块提供了_____________ 、________ 、__________ 、_________ 等四种网络分析功能。

11・坡度有两种表示方法,即_____________ 和__________ 。

12. VRML的英文全称是_______________________________________________ o二、名词解释(每小题4分,共20分)1.缓冲区:2.弯曲度3.分布密度:4.山体阴影:5.可视性分析:三、简答题(每小题6分,共30分)1.简述三角网生长法构建Delaunay三角网的基木步骤。

答:2.简述建立规则DEM的基本步骤。

答:3.简述利用不规则DEM计算地形表而积的基本原理。

《GIS空间分析原理与方法》考试复习资料

《GIS空间分析原理与方法》考试复习资料

《GIS空间分析原理与方法》期末复习资料第一章地理空间数据分析与GIS1、什么是地理空间数据分析?它是通过研究地理空间数据及其相应分析理论、方法和技术,探索、证明地理要素之间的关系,揭示地理特征和过程的内在规律和机理,实现对地理空间信息的认知、解释、预测和调控。

2、什么是地理系统数学模拟?其模拟的一般过程是?建立地理系统数学模型的过程称为地理系统的数学模拟(简称地理模型)。

地理系统数学模拟的一般过程是:①从实际的地理系统或其要素出发,对空间状态、空间成分、空间相互作用进行分析,建立地理系统或要素的数学模型;②经验检查,若与实际情况不符,则要重新分析,修改模型;若大致相符,则选择计算方法,进行程序设计、程序调试和上机运算,从而输出模型解;③分析模型解,若模型解出错,则修改模型;若模型解正确,则对成果进行地理解释,提出切实可行的方案。

3、地理空间数据挖掘的体系结构?地理空间数据挖掘是数据挖掘的一个研究分支,其实质是从地理空间数据库中挖掘时空系统中潜在的、有价值的信息、规律和知识的过程,包括空间模式与特征、空间与非空间数据之间的概要关系等。

地理空间数据挖掘的体系结构由以下四部分组成:(1)图形用户界面(交互式挖掘);(2)挖掘模块集合;(3)数据库和知识库(空间、非空间数据库和相关概念);(4)空间数据库服务器(如ESRI/Oracle SDE,ArcGIS以及其他空间数据库引擎)。

4、什么是地理空间数据立方体?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维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。

5、地理空间统计模型的分为几类,它们的定义分别是什么?地理空间统计模型大致可分为三类:地统计、格网空间模型和空间点分布形态。

(1)地统计:是以区域化变量理论为基础,以变差函数为主要工具,研究空间分布上既具有随机性又具有结构性的自然现象的科学。

空间分析复习重点

空间分析复习重点

空间分析的概念空间分析: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。

包括空间数据操作、空间数据分析、空间统计分析、空间建模。

空间数据的类型空间点数据、空间线数据、空间面数据、地统计数据属性数据的类型名义量、次序量、间隔量、比率量属性:与空间数据库中一个独立对象(记录)关联的数据项。

属性已成为描述一个位置任何可记录特征或性质的术语。

空间统计分析陷阱1)空间自相关:“地理学第一定律”—任何事物都是空间相关的,距离近的空间相关性大。

空间自相关破坏了经典统计当中的样本独立性假设。

避免空间自相关所用的方法称为空间回归模型。

2)可变面元问题MAUP:随面积单元定义的不同而变化的问题,就是可变面元问题。

其类型分为:①尺度效应:当空间数据经聚合而改变其单元面积的大小、形状和方向时,分析结果也随之变化的现象。

②区划效应:给定尺度下不同的单元组合方式导致分析结果产生变化的现象。

3)边界效应:边界效应指分析中由于实体向一个或多个边界近似时出现的误差。

生态谬误在同一粒度或聚合水平上,由于聚合方式的不同或划区方案的不同导致的分析结果的变化。

(给定尺度下不同的单元组合方式)空间数据的性质空间数据与一般的属性数据相比具有特殊的性质如空间相关性,空间异质性,以及有尺度变化等引起的MAUP效应等。

一阶效应:大尺度的趋势,描述某个参数的总体变化性;二阶效应:局部效应,描述空间上邻近位置上的数值相互趋同的倾向。

空间依赖性:空间上距离相近的地理事物的相似性比距离远的事物的相似性大。

空间异质性:也叫空间非稳定性,意味着功能形式和参数在所研究的区域的不同地方是不一样的,但是在区域的局部,其变化是一致的。

ESDA是在一组数据中寻求重要信息的过程,利用EDA技术,分析人员无须借助于先验理论或假设,直接探索隐藏在数据中的关系、模式和趋势等,获得对问题的理解和相关知识。

常见EDA方法:直方图、茎叶图、箱线图、散点图、平行坐标图主题地图的数据分类问题等间隔分类;分位数分类:自然分割分类。

空间分析复习资料

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一、名词解释(七选五)1、地理信息地理信息是指与空间地理分布有关的信息,它表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征,联系和规律的数字、文字、图形、图象等的总称。

2、空间插值空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面,以便与其他空间现象的分布模式进行比较。

3、TIN根据点集将区域划分为相等的三角面网络,能按地形特征点表示数字高程。

4、重分类即基于原有数值,对原有数值重新进行分类整理从而得到一组新值并输出。

5、DEM数字高程模型。

它是用一组有序数值以阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。

6、泰森多边形用多边形内所包含的惟一一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,该多边形称为泰森多边形。

7、分类区统计分类区统计即以一个数据集为基础在它所包含的不同类别中对另一个被分类的数据进行统计。

二、简答题1、什么是空间分析?空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术方法,通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息。

2、矢量数据叠置分析的概念,在ArcGIS软件里有哪些操作?叠加分析是指将同一地区、同一比例尺、同一数学基础,不同信息表达的两组或多组专题要素的图形或数据文件进行叠加,根据各类要素与边界的交点或属性建立具有多重属性组合的新图层,并对在结构和属性相互重叠,相互联系的多种现象要素进行综合分析;从而深入揭示各种现象要素的内在联系及其发展规律的一种空间分析方法。

叠加分析操作包括擦除、标识、相交、空间连接、交集取反、联合、更新。

3、什么是探索性空间数据分析,其主要应用是什么?是利用统计学原理和图形图表相结合对空间数据的性质进行分析、鉴别,用以引导确定性模型的结构和解法的一种技术。

包括检查数据是否有错误、获得数据的分布特征、对数据规律的初步考察。

4、什么是邻域分析,分析窗口的类型有哪些?是通过空间点周围的邻点,或某特定位置及方向范围内的邻点,对其进行分析的一种方法。

提供了4种窗口:长方形、环形、即圆形、即楔形。

空间分析试题

空间分析试题

空间分析试题文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]空间分析复习资料空间分析复习资料 (1)一、名词解释 (2)2、网络结构模型 (2)3、空间数据模型: (2)4、叠置分析 (2)5、网络分析: (2)6、栅格数据的聚类分析 (2)8、坡度 (2)9、坡向 (3)12、空间插值 (3)13、虚拟现实 (3)16、再分类 (3)17、空间变换 (3)18、路径分析 (4)※20、栅格结构 (4)21、矢量结构 (4)二、简答题 (4)1、空间数据模型的分类 (4)2、场模型的特征 (5)※4、试比较矢量与栅格数据的优缺点 (5)5、基于栅格结构的空间变换有哪几种方式 (5)6、简述空间分析的定义,空间分析在GIS中的地位和作用 (6)7、空间分析的内容包含哪几个方面 (6)12、地理空间数据立方体 (6)13、联机分析处理技术 (7)14、地理空间数据挖掘典型方法 (7)15、空间分析的研究对象 (8)16、空间分析的研究目标 (8)17、我国常用的坐标系统,有什么区别 (9)18、地理空间问题可分为哪四类 (10)19、尺度的涵义 (10)20、无级比例尺GIS (11)21、尺度变换方法有哪几个 (12)22、阐述邻近度分析、叠加分析和网络分析的用途 (12)23、网络分析功能有哪六个方面各个方面有什么用途 (13)24、常见的克里格插值模型有哪几个 (14)25、三维景观分析有哪些内容 (15)三、问答题 (15)※1、三维GIS所研究的内容以及实现的主要功能包括哪些 (15)※3、地理信息系统与一般管理信息系统有什么区别和共同点 (16)4、栅格数据结构有哪些编码方法,并分别对这几种方法作出简述。

(17)四:实例分析题 (18)一、名词解释※1、空间分析: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。

2、网络结构模型:在网络模型中,地物被抽象为链、节点等对象,同时要关注其间连通关系。

2021届全国高考地理专题复习:空间格局的观察、概括、归纳

2021届全国高考地理专题复习:空间格局的观察、概括、归纳

任务一:空间格局的观察、概括、归纳
影响任务难度的因素: 对情境是否熟悉,具体任务的难度,地图
等材料承载信息的复杂性。
(2015)读 2015 年 5 月某日 12 时海
平面等压线分布图(图 1,单位:百帕),
回答 1~2 题。
1.此时出现大风、降温、雨雪天气的地点

A.a B.b C.c D.d
观察
描述
思维
评价
思维 分析
一、位置
二、分布
一、位置
二、分布
学会认识地理位置的“方法论
• 观察及描述地理位置: 寻找参照物;描述与选定的参照物之间的空间关系——通常从
方位、距离、邻接关系去描述。 • 分析或评价地理位置:
由位置出发,分析一个区域与热力、水分之间的关联性; 由位置出发,分析一个区域与经济事物之间的关联性,等等。 关注一地与国际性的、或是具有区际意义的经济中心、交通中 心、金融中心、信息中心(或是原料与燃料基地、市场)等的空间 关系。
简述甘肃省地理位置的特点。
①大致位于32°N-43°N,92°E-109°E之间, 地处亚热带到中温带的过渡地带; ②深居内陆,地处湿润区到干旱区的过渡地 带; ③地处青藏高原、黄土高原和内蒙古高原的 结合部,东部季风区、西北干旱半干旱区和 青藏高寒区三大自然区交汇处; ④地处西北地区重要的交通走廊(丝绸之路、 亚欧大陆桥)要道,毗邻新疆、青海、四川、 陕西、宁夏、内蒙古并和蒙古国接壤,蒙、 维、藏、回等少数民族聚居区结合部。
空间位置:分析问题的逻辑起点
空间位置与地表热力、水分之间的关联性,通常是分析的“主 维度”。
纬度位置——所处的热量带——自然环境特征;影响自然环境 结构向不同的方向演化:呈现怎样的地带性规律。

空间分析 复习资料

空间分析 复习资料

空间分析复习资料导读:空间分析源于60年代地理和区域科学的计量革命,在开始阶段,主要是应用定量(主要是统计)分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式。

后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。

实际上自有地图以来,人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。

如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积,乃至利用地图进行战术研究和战略决策等,都是人们利用地图进行空间分析的实例,而后者实质上已属较高层次上的空间分析。

地理信息系统集成了多学科的最新技术,如关系数据库管理,高效图形算法,插值,区划和网络分析,为空间分析提供了强大的工具,使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简单易行。

目前绝大多数地理信息系统软件都有空间分析功能。

空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一,它特有的对地理信息(特别是隐含信息)的提取、表现和传输功能,是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。

空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。

根据作用的数据性质不同,可以分为:(1)基于空间图形数据的分析运算;(2)基于非空间属性的数据运算;(3)空间和非空间数据的联合运算。

空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库,其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析,代数运算等数学手段,最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题,提取和传输地理空间信息,特别是隐含信息,以辅助决策。

本章介绍GIS中实现空间分析的基本功能,包括空间查询与量算,缓冲区分析、叠加分析、路径分析、空间插值、统计分类分析等,并描述了相关的算法,以及其中的计算公式。

1.空间查询与量算查询和定位空间对象,并对空间对象进行量算是地理信息系统的基本功能之一,它是地理信息系统进行高层次分析的基础。

在地理信息系统中,为进行高层次分析,往往需要查询定位空间对象,并用一些简单的量测值对地理分布或现象进行描述,如长度,面积,距离,形状等。

空间分析与应用-复习题

空间分析与应用-复习题

《空间分析与应用》复习题一、名词解释1、空间分析:是以地理事物的空间位置和形态特征为基础,以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征,提取与产生新的空间信息的技术和过程。

2、空间聚类分析:是将地理空间实体或地理单元集合依照某种相似性度量原则划分为若干个类似地理空间实体或地理单元组成的多个类或簇的过程。

类中实体或单元彼此间具有较高相似性,类间实体或单元具有较大差异性。

3、坡长:是指在地面上一点沿水流方向到其流向起点间的最大地面距离在水平面上的投影长度,是水土保持的重要因子,水力侵蚀的强度依据坡长来决定,坡面越长,汇集的流量越大,侵蚀力就越强。

4、平面曲率:是过地面上某点的水平面沿水平方向切地形表面所得到曲线在该点的曲率值,它描述的是地表曲面沿水平方向的弯曲、变化情况。

5、地表粗糙度:反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标,一般定义为地表单元的曲面面积与其在水平面上的投影面积之比,公式:R = S 曲面/S水平,实际应用中,当分析窗口为3*3时,可采用近似公式求解:R = 1/cos(S),其中S- 坡度。

6、地理空间分析:是以地理事物的空间位置和形态特征为基础,以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征,提取与产生新的空间信息的技术和过程。

7、地理空间认知:是指在在日常生活中,人类如何逐步理解地理空间,进行地理分析和决策,主要包括地理信息的知觉、编码、存储、以及和解码等一系列心理过程。

8图论中的路径:一个图的路径是顶点vi和边ei的交替序列卩=v0e1v1e2 , vn-1envn如果v0 = vn ,称路径是闭合的,否则称为开的;路径中边的数据称为路径的长;若路径卩的边e1,e2, en均不同,则卩称为链;若它的所有顶点都不同,称为路;一条闭合的路称为回路。

9、增广链:设f是一个可行流,卩是从vs到vt的一条链,若卩满足前向弧都是非饱和弧,反向弧都是都是非零流弧,则称卩是(可行流f的)一条增广链。

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三、探索性空间数据分析
1. 2. 3. 4. 概述 茎叶图 箱线图&五数总结 核密度估计(Kernel Density Estimation, KDE)
1. 概述
三种类型的数据分析
Classical
Problem Data Model Analysis Conclusions
EDA
• 核密度估计(KDE) 是估计一个随机变量概率密度 函数(pdf)的非参数方法。 • If x1, x2, ..., xn ~ ƒ is an independent and identicallydistributed(i.i.d) sample of a random variable, then the kernel density approximation of its probability density function is
Exploratory Data Analysis(EDA)
“Exploratory data analysis is an attitude, NOT a bundle of techniques” (Tukey 1977). “Let data speak for themselves”
可变面元问题:尺度效应
x = 均值,n=9
x=(10+5+5+15+10+10+5+15+5)/n=8.88;
x=8.47; n=3
x=9.33; n=3
可变面元问题:区划效应 原 始 数 据 左 右 平 均 上 下 平 均
O’Sullivan&Unwin(2003),p.31
3.3 边界效应
1. 概述
• 点模式分析由植物学家和生态学家在1930s 应用。但是,随后许多不同领域也开始应用 点模式分析,如考古学、流行病学、天文学 和犯罪学。 • 一般来说,点模式分析可以用来描述任何类 型的事件数据(incident data)。因为每一事 件都可以抽象化为空间上的一个位置点。
空间点模式的三种基本分布
Number of observations)
Outliers
Hinge (1.5 times IQR)
75th percentile Median 25th percentile IQR
Hinge (1.5 times IQR) Variable name: Percent students
4. 核密度估计(Kernel Density Estimation, KDE)
空间分析与区域模型 总复习
1. 2. 3. 4. 名词解释(20 ± ) 简答题(30 ± ) 做图题(30± ) 论述题(20± )
“空间分析”总复习
一.绪论 二.空间基础&量测 三.探索性空间数据分析 四.空间点数据分析 五.空间格数据分析 六.空间插值与地统计 七.空间回归 八.地图代数
一 绪论
点模式的三种基本空间分布
随机
均匀
聚集
2. 空间点模式分析方法 2.1 基于密度的方法:测度一阶效应
① 样方分析 (Quadrat Analysis) ② 样方分析的统计检验 ③ 核密度估计 (Kernel Density Estimation)
2.2 基于距离的方法:测度二阶效应
① 最近邻距离 (Nearest Neighbor Distance) ② 最近邻距离的统计检验 ③ G 函数 (G Function) ④ F 函数 (F Function) ⑤ K 函数 (K Function)
2. 空间分析的框架
属性数据
数据库
空间数据
图示
可视化
GIS 数据库管理系统
模式描述
探索性分析
统计软件
假设检验
模型构建
基于Anselin和 Getis(1992)提出的 一般框架,GIS环 境下空间分析模块 的关系见右图。参 照GIS输入、存储、 分析和输出等功能, GIS环境下空间分 析可进一步细分为 选择、操作、探索 和确认4种。
0. 1. 2. 3. 空间分析概念 空间数据与属性数据的类型 空间分析的框架 空间统计陷阱
0. 空间分析概念
空间分析( Spatial Analysis) :没有统一定义。
• 空间分析是对数据的空间信息、属性信息或二者 共同信息的统计描述或说明。 --Goodchild(1987) • 空间分析是对于地理空间现象的定量研究,其常 规能力是操纵空间数据成为不同的形式,并且提 取潜在信息。 --Openshaw(1997)&Bailey and Gartell(1995) • 空间分析是结果随着分析对象位置变化而改变的 一系列方法。 --Longley et al.(2001, p.278) • 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。 —郭仁忠
3. 箱线图&五数总结 箱线图(boxplot)也称箱须图(boxwhisker plot)需要五个数,称为五数总结: ① 最小值 ② 下四分位数:Q1 ③ 中位数(median) ④ 上四分位数:Q3 ⑤ 最大值 The inter-quartile range :IQR = Q3 - Q1
Box plot
Problem Data Analysis Model Conclusions
Bayesian
Problem Data Model Prior Distribution Analysis Conclusions
来源:NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, /div898/handbook/
均匀
Number of Points Quadrat Per # Quadrat (xi -xa )^2 1 2 0 2 2 0 3 2 0 4 2 0 5 2 0 6 2 0 7 2 0 8 2 0 9 2 0 10 2 0 20 0 Variance Mean Var/Mean 0.000 2.000 0.000
3 5 2 1 3
1 0 1 3 1
2 2 2 2 2
2 2 2 2 2
0 0 10 0 0
0 0 10 0 0
x
随机
Quadrat # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Number of Points Per Quadrat (xi -xa )^2 3 1 1 1 5 9 0 4 2 0 1 1 1 1 3 1 3 1 1 1 20 20 2.222 2.000 1.111
Tukey was an American statistician, born in New Bedford, Massachusetts, and obtained a B.A. in 1936 and M.Sc. in 1937, in chemistry, from Brown University, before moving to Princeton University where he received a Ph.D. in mathematics.
3. 空间统计分析陷阱(基本问题)
3.1 空间自相关(Spatial autocorrelation)
地理学第一定律: everything is related to everything else, but near things are more related than distant things (Tobler,1970).
2.1 基于密度的方法 ①样方分析-两种方式 利用所有点:
样方的形状、大小、方向对 结果有影响 – 如果样样本量的作用 – 可以描述一个没有完全数 据的空间点过程

样方分析步骤
a). 研究区域中打上网格,建议方格大小为:
QuadratSize = 2A /n
2 3 5 6 6 6 8 9 9 4 5 6 7 8 9 2 4 9 8
茎叶图制作方法
① 选择适当的数字为茎,通常是起首数字, 茎之间的间距相等; ② 每列标出所有可能叶的数字,叶子按数值 大小依次排列;
③ 由第一行数据,在对应的茎之列,顺序记 录茎后的一位数字为叶,直到最后一行数 据,需排列整齐(叶之间的间隔相等)。
A:研究区域面积,n:点的个数。
b). 确定每个网格中点的个数。 c). 计算均值(Mean)、方差(Var)和方差均值 比:VMR=Var/Mean
– 对于均匀分布,方差=0,因此VMR的期望值= 0; – 对于随机分布,方差=均值,因此VMR的期望值= 1; – 对于聚集分布,方差大于均值。因此VMR的期望值 >1 。
随机分布:任何一点在任何一个位置发生的概率 相同,某点的存在不影响其它点的分布。又称 泊松分布(Poisson distribution)。
均匀分布:个体间保持一定的距离,每一个点尽 量地远离其周围的邻近点。在单位(样方)中个体 出现与不出现的概率完全或几乎相等。 聚集分布:许多点集中在一个或少数几个区域, 大面积的区域没有或仅有少量点。总体中一个 或多个点的存在影响其它点在同一取样单位中 的出现概率。
1.2 属性数据的类型
属性(Attribute):与空间数据库中一个独 立对象(记录)关联的数据项。属性已成 为描述一个位置任何可记录特征或性质的 术语。 • • • • 名义(Nominal)量 次序(Ordinal)量 间隔(Interval)量 比率(Ratio)量
Stevens S. S. On the Theory of Scales of Measurement[J]. Science, 1946, 103(2684): 677-680.
1. 空间/属性数据的类型 1.1 空间数据的类型
• • • • 空间点数据(Point Data) 空间线数据(Line Data Network) 空间面数据(Areal Data) 地统计数据(Geostatistical Data)
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