空间分析复习

1.?Godchild将GIS空间分析分为两大类：查询式分析和生成式分析。?
2.点、线、面目标可以是线状分布，也可以是面域分布，空间对象分布类型主要有线状分布和面状分布两种，分布方式主要有离散和连续两种。?其分布方式分为离散和连续两种。?
3.?空间邻近分析包括缓冲区分析和泰森多边形。? 4.?当前的空间分析技术正朝着智能化、专业化、网格化方向发展。? 5.?广义地讲，空间关系分为度量关系、方位、拓扑和相似、相关五种。?
6．拓扑关系的判别方法可分为直接计算、模型分析、组合推理、属性挖掘四种。?
7．最常见的一种叠置分析误差表现为碎屑多边形。? 8．资源分配实际上包括定位和分配两个问题。?
9．ArcGIS中的网络分析师（Network?Analyst）扩展模块提供了路径分析、连通分析、资源分配、流分析等四种网络分析功能。? 10．坡度有两种表示方法，即坡度数和坡度百分比。?
11．VRML的英文全称是vitual?Reality?Modeling?Language?（虚拟现实建模语言）。?
12．常用的空间邻近分析方法有顺序法和区域法两种。?
13．点集的离散度可以进一步对分布中心和分布密度两个指标进行补充。?
14．常用的面与面之间距离指标有最短距离、最大距离、重心距离、边界距离四种。?
15．理论上讲，4I-模型和9I-模型可以分别描述2.5方、2.9方种拓扑关系。拓扑关系一般可分为相离关系、邻接关系、相交关系、包含关系和重合关系五种。
?16．矢量缓冲区算法主要有角分线法和凸角圆弧法两种。
?17．最小生成树求解方法主要有避圈法和破圈法两种
?18.?自相关分为时间自相关和空间自相关两种。?
?最佳路径分析包括最短路径分析、最大可靠路径分析、最大容量路径分析三种。
?20．栅格叠置分析运算分为代数运算和逻辑运算两种。?
时空变化分析方法主要有快照差分法、时间戳法和更新日志法三种。
?22．散点图分为离散散点图、平滑线散点图和折线散点图三种。?
根据分布密度的不同，多个点对象的分布形式可分为均一模式、规则模式、随机模式和簇状模式四种。?
在理论上讲，9I-模型可以确定2.9方种线线关系。
方向关系描述的方式主要有定性和定量关系。
?26．缓冲区分为静态缓冲区、动态、特殊类型三种。?
最佳游历方案主要有包括弧段最佳游历方案求解和节点最佳游历方案求解两种。
28．在动态分段模型中，事件分为点事件、线事件和连续事件三种。
?29．相关分析分为单相关分析、偏相关分析和复相关分析三种。?
30?GIS空间分析的方法：1)?确定性空间分析?2)?探索性空间数据分析?3)?时空数据分析?4)?专业模型

集成分析?5)?智能化的空间分析?6)?可视化空间分析
空间分析的意义：gis的高费用可以从分析、决策、建模中获得补偿。
Gis与空间分析的关系：相同：两者都可以处理具有空间坐标的信息。不同：1.gis侧重空数的输入、处理、和可视化，即描述空间现象以及属性特征的相互关系。2.空分侧重于是数值计算。
名词解释?
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。指分析具有空间坐标或相对位置的数据和过程的理论和方法，其目的在于提取并传输空间数据中隐含的空间信息。
?编辑距离：表示为从一个字符串变换到另一个字符串的最少插入、删除、替换操作的数目。是一种常用的字符串距离衡量方法，在确定两个字符串的相似性时，有广泛的应用。编辑距离越大，字符串相似度越低。
?叠置分析：是将包含感兴趣的空间要素对象的多个数据层进行叠加，产生一个新要素图层。该图层综合了原来多层实体要素所具有的空间或属性特征。
.空间叠合分析是叠臵分析是指同一地区、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臵，根据各类要素与多边形边界的交点或多边形属性建立具有多重属性组合的新图层，并对那些在结构和属性上既相互重叠，又相互联系的多种现象要素进行综合分析和评价；或者对反映不同时期同一地理现象的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的内在联系及其发展规律的一种空间分析方法。?
视觉信息的叠置分析：是一种直观的叠置分析方法，它是将不同图层的信息内容叠置显示在屏幕或结果图件上，从而产生多层复合信息，以便判断各个图层信息的相互关系，获得更为丰富的目标之间的空间关系。
邻近度：描述了地理空间中两个地物距离相近的程度。?缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。
?统计地图：以地图为底本，利用点、线、面、形象或标志来比较各地域某种统计指标数值大小的图形。因为这种图形可以有效地表现空间资料，故又称作空间数列图或地理数列图。
?最小生成树：给定网络G={V,E,W},设T={V，E1}为G的一个生成树，令W(T)=∑W(e),?e∈E1,称为T的权。图G中权最小的生成树就是图G的最小生成树，简称最小树。?
Voronoi图：设平面上的一个离散点集P?=?{P1,?P2,?…,?Pn}，?其中任意两个点都不共位，即Pi≠Pj，且任意四点不共圆，则任意离散点Pi的泰森多边形是一个点的集合，可定义为??{:(,)(,)|,,,iijijij
TxdxPdxPPPPPPd????为欧式距离｝
探索性数据分析：指对已有的数据（特别是调

查或观察得来的原始数据）在尽量少的先验假定下进行探索，通过作图、制表、方程拟合、计算特征量等手段探索数据的结构和规律的一种数据分析方法。?
空间自相关：是指不同空间位置上的观测对象在同一属性上的相关性，是空间单元属性值聚集程度的一种度量。?
最小费用最大流：在满足最小费用的前提下，使容量网络中通过的流量尽可能最大化
?缓冲区：指空间对象的一种影响范围或服务范围。?
弯曲度：指线实体的实际长度与其起点和终点间的直线距离之比。?
分布密度：是两个比率尺数据的比值，其分子为分布对象的计量，分母为分布区域的计量。山体阴影：是指光源从某个特定角度照射表面时，所产生的明暗效果。?
可视性分析：指从一个或多个位置所能看到的地形范围或与其他地形点之间的可见程度。?
Hausdorff距离：是描述两组点集之间相似程度的一种量度，它是两个点集之间距离的一种定义形式。?
图的最小生成树：在图的多个生成树中，将其中所有边的权值之和为最小的树称为该图的最小生成树。?最大容量路径：在所有从Vs和Vt的路中，求一条容量最大的路P0。
?最小割：所有割集中，容量最小者称作该容量网络的最小割。?
变差系数：又离势系数、离差系数，即一组数据的标准差与其平均数之比，用来衡量数据相对变化的程度。
?偏相关分析：是在控制其他变量影响情况的下，分析多个变量中的两个变量之间相关关系的一种方法，又称净相关分析或部分相关分析。?
简答题?
1.?简述三角网生长法构建Delaunay?三角网的基本步骤。?
1）找出离散点集中相距最短的两点A和B，连接成一条初始基线。2）在这条基线附近找第三点C，使点集中的其他任何点都位于△ABC的最小外接圆外；3）以该三角形的任意条边作基线，用同样的方法形成其他三角形。4）一直到到所有的参考点都参与构造了狄洛尼（Delaunay）三角网为止。?
2.?简述常用属性数据统计图的基本形式：????1）柱形图：是用竖直长方形的高度来表示和比较同一类别数据大小的统计图。2）直方图：是柱形图的一种特例，它是用长方形条的高度表示频数分布的图形。3）条形图：与柱形图略有不同，条形图是用水平长方形的长度来表示和比较同一类别数据大小、或百分比的统计图。4）饼状图：简称饼图，是一种显示和说明一个数据序列中各项的大小与各项总和的比例统计图。5）折线图：是用折线段的升降来说明数据随时间或类别的变化趋势的一种统计图。6）面积图：将数据显示为一组由线条连接的点，线条以下为填充区域。7）散点图：是表示两个变量之间关系的图

，又称相关图，用于分析两测定值之间相关关系，并且有直观简便的优点。8）统计地图?
3．请简述空间分析的基本步骤。1）明确分析目标和分析要求；2）准备空间分析的数据；3）执行空间分析操作；4）准备表格分析的数据；5）执行属性表分析；6）获得分析结果；7）评价分析结果是否正确；8）修改分析过程；9）输出专题图和报表。?
.4.?空间分析的主要内容? 1、空间位置：?借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。2、空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。3、空间形态：空间对象的几何形态4、空间距离：空间物体的接近程度5、空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等
缓冲区分析动态、静态的含义：在静态缓冲区内，空间物体与邻近对象只呈现单一的距离关系，缓冲区内各点影响度相同，即不随距离空间物体的远近而有所改变（均质性）。在动态缓冲区内，空间物体对邻近对象的影响度随距离变化而呈现不同强度的扩散或衰减（非均质性）。
?5.?两种数据结构及其比较：?矢量数据结构：?
优点：?
（1）表示地理数据的精度较高；?（2）严密的数据结构，数据量小；?
（3）用网络连接法能完整地描述拓扑关系；?（4）图形输出精确美观；?
（5）图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现。?缺点：?
（1）数据结构复杂；?
（2）矢量多边形地图或多边形网很难用叠置方法与栅格图进行组合；?（3）显示和绘图费用高，特别是高质量绘图、彩色绘图和晕线图等；?（4）数学模拟比较困难；?
（5）技术复杂，多边形内的空间分析不容易实现。?栅格数据结构：?优点：?
（1）数据结构简单；?
（2）空间数据的叠置和组合十分容易方便；?（3）各类空间分析都很易于进行；?（4）数学模拟方便；?（5）技术开发费用低。?缺点：?
（1）图形数据量大；?
（2）用大像元减少数据量时，可识别的现象结构将损失大量信息；?
（3）地图输出不精美；4）难以建立网络连接关系；
10.?空间分析的一般模型：要求掌握。?
1、空间分布分析模型；用于研究地理对象的空间分布特征。主要包括：空间分布参数的
描述，如分布密度和均值、分布中心、离散度等；空间分布检验，以确定分布类型；空间聚类分析，反映分布的多中心特征并确定这些中心；趋势面分析，反映现象的空间分布趋势；空间聚合与分解，反映空间对比与趋势。?
2、空间关系分析模型；用于研究基于地理对象的位置和属性特征的空间物体之间的关系。包括距离、方

向、连通和拓扑等四种空间关系。其中，拓扑关系是研究得较多的关系；距离是内容最丰富的一种关系；连通用于描述基于视线的空间物体之间的通视性；方向反映物体的方位。?
3、空间相关分析模型；用于研究物体位置和属性集成下的关系，尤其是物体群（类）之间的关系。在这方面，目前研究得最多的是空间统计学范畴的问题。统计上的空间相关、覆盖分析就是考虑物体类之间相关关系的分析。?
4、预测、评价与决策模型；用于研究地理对象的动态发展，根据过去和现在推断未来,根?
数?据?模?属?性?据已知推测未知，运用科学知识和手段来估计地理对象的未来发展趋势，并作出判断与评?价，形成决策方案，用以指导行动，以获得尽可能好的实践效果。
5．请简述无拓扑多边形裁剪算法的基本步骤。?
1）求A与B的边界交点，将交点（设为K个）分别加入A和B，新多边形为A′={A0,?A1,A2,?…,Am+k};?B′={B0,?B1,??B2,?…,Bn+k};?2）建立交点表I={I0,?I1,?I2,?…,Ik}，记录交点类型及其在A′、B′顶点中的位置;?3）在交点表I中取出一个入点Ii，在A′找到Ii位置并沿顺时针方向追踪A′的顶点表，直到遇到下一个交点Ij,?将追踪得到的顶点序列加入C中；4）在B′中找到Ij的位置，并沿顺时针方向追踪B′的顶点表，直到遇到下一个交点,?将追踪得到的顶点序列加入C中；5）跳至A′，重复3、4步，直到回到起始点，得到B裁剪A所得的内侧多边形C?′。若由出点出发，重复第3步、第4步(逆时针)追踪则会得到外侧多边形C。?
6．有拓扑多边形裁剪算法?
1）将R的所有弧段与裁剪多边形的弧段求交；?
2）根据交点重组R的所有多边形与裁剪多边形，并维护原有拓扑关系；?3）对每个多边形建立交点、弧段混合表；?4）遍历所有多边形，反复执行第5至第8步；?
5）从交点、弧段混合表中取出一个点（入点或出点），在被裁剪多边形中按弧段方向追踪，直到遇到下一个交点，将追踪得到的弧段序列加入裁剪结果多边形中。?
6）跳至裁剪多边形相应位置，按弧段表方向（对出点应是反方向）追踪，直到遇到下一个交点，将追踪所得的弧段序列加入裁剪结果多边形中；?
7）至被裁剪多边形相应位置，重复5、6步，直到回到起始交点处，完成一个多边形的追踪。?8）当多边形的交点、弧段混合表中的所有点均追踪完毕，完成此多边形的裁剪重构。?
7．请简述中心服务范围确定和中心资源分配范围确定的区别与联系。??
中心服务范围的确定问题：即确定网络中一个服务中心在给定的时间或距离内能够到达的区域。?仅考虑中心的服务目标（阻值），而不考虑中心的服务数据（资源量）。

中心服务范围是唯一确定的，中心点为服务范围内的点有提供服务的可能。中心资源分配范围的问题：即确定网络中一个服务中心能够为各需求点提供服务的区域。不仅考虑中心的服务目标（阻值），而且考虑中心的服务数量（资源量）。中心资源分配范围可能有多种，分配范围内的需求点能够得到中心提供的服务。?
连通分析两种方法步骤：1.?避圈法，也称Kruskal算法，主要由如下步骤组成：1）先将图中各边按权的大小由小到大进行排序；2）按照排定的顺序由小到大逐步选取边e1，e2等，并使得所选边不构成回路，直到选够|V|-1条边为止。2.?破圈法，也称管梅谷算法，主要步骤有：1）先从图中任选一个树T1；2）过任意两个不相邻的点加上一条边e1，形成一个圈。去掉此圈中的最大权边，得到一个新树T2；3）T2代替T1，重复第②步的做法，再检查剩余的边，直到检查完毕为止。
9.?空间插值?
内插?:?在已观测点的区域内估算未观测点的数据的过程；?
外推?:?在已观测点的区域外估算未观测点的数据的过程??--?预测。
?一、边界内插?
????首先假定边界内的变化则是均匀的、同质的。边界内插的方法之一是?泰森多边形法?。?
泰森多边形法的基本原理是：未知点的最佳值由最邻近的观测值产生。
???二、趋势面分析（多项式回归分析技术）?
基本思想是用多项式表示线面，按最小二乘法原理对数据点进行拟合。?
三、局部内插：利用局部范围内的已知采样点的数据内插出未知点的数据。?
1?、线性内插?????2?、双线性多项式内插??????3?、双三次多项式（样条函数）内插?四、移动平均法：?在局部范围（或称窗口）内计算n个数据点的平均值.（加权移动平均法）?空间数据插值：?
1.?离散空间：空间具有跳跃特征（土地利用类型），重要变化发生在边界上，边界内的变化
则是均匀的，同质的，即在各个方面都是相同的。????
邻近元法：?以最相邻近图元的特征值表征未知图元的特征值。????
2.?连续空间：空间具有渐变特征，内插技术必须采用连续的空间渐变模型实现这些连续变
化，可用一种平滑的数学表面加以描述。（整体拟合、技术局部拟合技术）?
基本提取：按照属性或窗口，找出所需要的数据?
查询检索：相邻分析检索、相关分析检索、叠臵分析检索、边沿匹配检索?
布尔处理：指根据用户规定的布尔标准所进行的限定性的多重属性的查询和数理统计。?内插主要有：点的内插算法、区域的内插算法?
10.25.?GIS中常用的内插方法：)最近距离法;?
又称为泰森多边形法，其原理是先将已知的离散点连接成三角形（一般是Delaunay三角形），对这些

三角形的每条边做垂直平分线，多条垂直平分线将研究区域划分为若干个多边形，离散点位于每个多边形中，它的值可以用来确定所在多边形区域的数据值；2）反距离加权法；认为某未知点的数据值是其周围临近已知点的数据值综合贡献的结果，其贡献程度与距离成反比。3）多项式拟合曲面法；也叫多项式拟合曲面法。即根据已知采样点的数据值拟合一个多项式函数，用该函数来表达连续分布的地理空间，从而得到未知点的数据4）克里金插值法；又称为空间自协方差最佳内插法。是在空间相关范围分析的基础上，用相关范围内的采样点来估计未知点的方法。?5）三角网线性插值法三角网插值法是一种严密的插值器，它的工作路线与手工绘制等值线相近。
17.?DEM和DTM的定义：要求熟记；?
DEM?(Digital?Elevation?Model)（狭义）：是对地球表面高程的数字化表达，它既记录地球表面地理对象的平面坐标，还记录了其高程值；它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为：z=f(x，y)。??DTM（?Digital?Terrain?Model?）：数字地面模型，是对地表各种形态的属性信息的数字描述。其中的地面特性可以是高程值，即DEM，同时还可以是土地利用类型、植被覆盖度和人口密度?
18.?常见的DEM表达形式：；?
等高线模型;等高线通常被存储成一个有序的坐标点序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。2)规则格网DEM模型（GRID）规则格网法是把DEM表示成高程矩阵，此时，DEM来源于直接规则矩形格网采样点或由不规则离散数据点内插产生。;3)不规则三角网模型（TIN）表示法利用所有采样点取得的离散数据，按照优化组合的原则，把这些离散点(各三角形的顶点)连接成相互连续的三角面?
19.?DEM的应用：要求了解并掌握；?
1）在地图制图与地学分析中的应用；三维立体制图、三维景观、数码城市和虚拟现实（VR）、绘制地面晕渲图、DEM的土石方计算可视性分析：?判断点与点之间的通视性，从而可以确定一个点目标的通视区域和某区域内通视点的位置。可以划分出可视区域和不可视区域。可视域分析：显示了在一个区域内从一个或多个观察点可以观察到的区域范围?剖面分析：?常常可以以线代面，研究区域的地貌形态、轮廓形状、地势变化、地质构造、斜坡特征、地表切割强度等。?
2）非地形特性的应用；可以将DEM中的各种技术移植到非高程数据的地学建模与分析上。即凡是在二维地理空间上连续分布并逐步变化的各种非高程数据属性如重力、气压、降水、工农业产值等，都可依据DEM的建立方法建立各自的数字

模型。?
3）产业化和社会化服务。随着GIS、数字地球等空间信息技术的发展，数字高程模型成为空间信息系统的重要组成部分，是各种地学分析应用的最为重要的基础数据。随着各行各业对DEM数据的需求日益增加，高精度、高分辨率的DEM产品逐步产业化、商业化。?
DEM最主要的三种表示模型是：规则格网模型，等高线模型和不规则三角网模型。
2?DEM的主要表示模型?
2.1规则格网模型:规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个数值。对于每个格网的数值有两种不同的解释。第一种是格网栅格观点；第二种是点栅格观点。?格网DEM的缺点:不能准确表示地形的结构和细部;数据量过大?
2.2?等高线模型?
等高线模型表示高程，高程值的集合是已知的，每一条等高线对应一个已知的高程值，这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型。
?2.3?不规则三角网（TIN）模型?
规则格网DEM缺陷：1）在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余；?
2）难以表达复杂地形的突变现象；?
3）在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。?
不规则三角网优点：减少规则格网方法带来的数据冗余；；在计算效率方面又优于纯粹基于
等高线的方法。