叠置分析的原理和应用
GIS软件基本操作总结
第一章G I S软件简介1、ESRI：美国环境系统研究所2、桌面GIS 包括：ArcMap、ArcCatalog 、ArcToobox、ArcScene 以及ArcGlobe3个功能级别：ArcView、ArcEditor和ArcInfo3、三代地理模型：CAD、Coverage、Geodatabase4、ArcGIS 三种文件：shapefile、coverage、personal geodatabase第二章ArcGIS应用基础1、窗口内容表（TOC）显示：数据组、数据层、地理要素及其显示状态。
2、快捷菜单功能（右键功能）：①数据组操作快捷菜单；②数据层操作快捷菜单；③地图输出操作快捷菜单；④窗口工具设置快捷菜单。
3、选择工具：交互选择,属性选择, 位置选择,图形选择。
4、在ArcMap中通过一个共同字段关联表的两种方法：合并关联5、ArcCatalog中3种浏览地图的方式：内容、预览、描述。
第三章空间数据的采集与组织1、地理数据库的概念：地理数据库是为了更好的管理和使用地理要素数据，而按照一定的模型和规则组合起来的存储空间数据和属性数据的容器。
对象类要素类要素数据集三者是地理数据库的基本组成项2、建立地理数据库的一般过程：（5步）a)地理数据库设计：数据格式、投影、数据对象组织方式、数据修改规则等。
b)地理数据库建立：Arc Catalog中提供三种方法：①从头开始建立一个新的地理数据库没有任何可装载的数据，已有数据只能部分满足数据库设计②移植已经存在数据到地理数据库已存在多种格式的数据：Shapefile、Coverage、INFO Table等，可通过ArcCatalog转换并输入到地理数据库中。
③用CASE工具建立地理数据库可以用CASE工具建立新的定制对象，或从UML图中产生地理数据库模式c)建立地理数据库的基本组成项：关系表、要素类、要素数据集。
d)向地理数据库各项加载数据：建立新的对象或调用已存在的的数据。
邻域运算定义
2
2
4.9 3.5 4.2
1
1
1 2
26
2
4 3
2
5 7
1
1 6 4
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3 1
3
1基本空间分析 3 4 GIS
32008-1176胡 嘉 骢BNUEP
地 理 信 息 系 统
基于栅格数据的叠置分析
成本距离的计算： 目标：最小累计成本路径 方法：循环迭代 最小累计成本计算示例： 源点格网矩阵 成本格网矩阵 连接格网矩阵 指派格网矩阵 输出格网矩阵
U
U
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GIS基本空间分析
2008-11
胡 嘉 骢
BNUEP
地 理 信 息 系 统
基于栅格数据的叠置分析
二、栅格数据的空间变换——局部运算（点运算）
叠置分析
应用举例：通用土壤流失方程 A = R K L S C P ，其中，A：平均土壤流失量；R：降雨强度；K：土壤可蚀性；L：坡长 S：坡度；C：耕作因子；P：水土保持措施因素
12
GIS基本空间分析
2008-11
胡 嘉 骢
BNUEP
地 理 信 息 系 统
基于栅格数据的叠置分析
叠置分析
距离 0—500米 500—1000米 1000—1500米 >1500米
得分 0（不必建设） 1 2 3（必须建设）
人口密度 0 - 50 50 - 100 100 - 200 200 - 300
二、栅格数据的空间变换——邻域运算
叠置分析
邻域运算的运用——地形分析
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GIS基本空间分析
2008-11
胡 嘉 骢
BNUEP
地理信息系统教程课后答案
第一章1、什么是GIS？它具有什么特点？答：地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统特点有：○1具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；○2以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。
○3具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位。
○4由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。
○5地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵确是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。
信息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真2、GIS与其它信息系统有什么区别答：第一，GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。
第二，GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。
管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMS。
第三，GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。
arcgis栅格数据空间分析实验报告
实验五栅格数据的空间分析一、实验目的理解空间插值的原理，掌握几种常用的空间差值分析方法。
二、实验内容根据某月的降水量，分别采用IDW、Spline、Kriging方法进行空间插值，生成中国陆地范围内的降水表面，并比较各种方法所得结果之间的差异，制作降水分布图。
三、实验原理与方法实验原理：空间插值是利用已知点的数据来估算其他临近未知点的数据的过程，通常用于将离散点数据转换生成连续的栅格表面。
常用的空间插值方法有反距离权重插值法（IDW）、样条插值法（Spline）和克里格插值方法（Kriging）。
实验方法：分别采用IDW、Spline、Kriging方法对全国各气象站点1980年某月的降水量进行空间插值生成连续的降水表面数据，分析其差异，并制作降水分布图。
四、实验步骤⑴打开arcmap，加载降水数据，行政区划数据，城市数据，河流数据，并进行符号化，对行政区划数据中的多边形取消颜色填充页脚内容1⑵点击空间分析工具spatial analyst→options，在general标签中将工作空间设置为实验数据所在的文件夹⑶点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字rain，像元大小设置为10000页脚内容2点击空间分析工具spatial analyst→options，在extent标签中将分析范围设置与行政区划一致，点击spatial an interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小10000点击空间分析工具spatial analyst→options在general标签中选province作为分析掩膜，点击spatial analyst→interp raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000页脚内容3求三者最大值与最小值的差值，并转化为整形数据，进行符号化，分为三类页脚内容4⑷采用样条差值点击spatial analyst→interpolate to raster→spline，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置点击空间分析工具spatial analyst→options，在extent标签中将分析范围设置与行政区划一致，点击spatial an interpolate to raster→spline，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000点击空间分析工具spatial analyst→options在general标签中选province作为分析掩膜，点击spatial analyst→interp raster→spline，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000页脚内容5求三者最大值与最小值的差值，并转化为整形数据，进行符号化，分为三类⑸采用页脚内容6点击spatial analyst→interpolate to raster→kriging，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置点击空间分析工具spatial analyst→options在general标签中选province作为分析掩膜，点击spatial analyst→interpolate →kriging，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000页脚内容7求三者最大值与最小值的差值，并转化为整形数据，进行符号化，分为三类页脚内容8结果为三次插值求平均，分为4类制作降水量分布图，添加图名，图框，指北针，图例，比例尺页脚内容9五、实验总结1、栅格数据空间分析可以运用到哪些领域？栅格数据结构简单、直观、非常利于计算机操作和处理，是GIS常用的空间基础数据格式，基于栅格数据的空间分析是GIS空间分析的基础，也是GIS空间分析模块（Spatial Analyst）的核心内容。
资源环境学院考研真题
荷兰气候学家a·h·thiessen提出了一种根据离散分布的气象站的降雨量来计算平均降雨量的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。
用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，并称这个多边形为泰森多边形。
8.遥感图像空间分辨率九.试述大气对遥感图像信息的影响spot卫星是法国空间研究中心（cnes）研制的一种地球观测卫星系统。
“spot”系法文systemeprobatoired’observationdelatarre的缩写，意即地球观测系统。
spot-1号卫星于1986年2月22日发射成功。
卫星采用近极地圆形太阳同步轨道。
轨道倾角93.7°，平均高度832公里（在北纬45°处），绕地球一周的平均时间为101.4分钟。
轨道是“定态”（phased）的，重复sar是一种脉冲雷达技术，具有较高的分辨率，可以获得区域目标的图像。
辐照度（ee，e）是一种物理参数，是在某一指定表面上单位面积上所接受的辐射能量。
单位：瓦特/平方米。
4.缓冲区分析简答题10、监督分类五.试述虚拟地理环境的关键技术4.论述遥感图像进行主成分分析后图像重新组合的波段的特点。
地球椭球体又称“地球椭圆体”和“地球扁球体”。
代表地球大小和形状的数学曲面。
以长半径和扁率表示。
因它十分迫近于椭球体，故通常以参考椭球体表示地球椭球体的形状和大小。
椭圆绕其短轴旋转所成的形体，并近似于地球大地水准面。
大地水准面的形状即用相对于参考椭球体的偏离来表示。
通常所说地球的形状和大小，实际上就是以参考椭球体的半长径、半短径和扁率来表示。
1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐的数据为：半长径6378140米，半短径6356755米，扁率1∶298.257。
嵌入式操作系统（embeddedoperationsystem，eos）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用与工业控制和国防系统领域。
GIS_Practice1_5th
地理学与遥感科学学院 2009 年秋 GIS 理论与实践
上机讲义 穆晓东 muxiaodongbnu@
时间权重的逐点路径获得 注：总共花费的时间为 29.67800003523 minutes。
4. 阻强问题
这里的阻强是指网络中的点状要素或线状要素因为某些突发事件（如交通事故）而不可运行时，原来 获得的最短路径就需要进行修正，具体操作步骤如下： (1) 修路时，即某个路段不可运行。可在网络中设置阻强，对其进行表达。 方法有两种：
全部是 None，这种情况下进行的最短路径分析是完全按照这个网络自身的长短来确定。
地理学与遥感科学学院 2009 年秋 GIS 理论与实践
上机讲义 穆晓东 muxiaodongbnu@
(4) 在 Track Task 文本框中选择 Find path。单击 solve 按钮 。显示最短路径，这条路径的总成本 显示在状态栏中。
地理学与遥感科学学院 2009 年秋 GIS 理论与实践
上机讲义 穆晓东 muxiaodongbnu@
1. 主干道噪音缓冲区的建立
在交通网络图层（network.shp）上右键选择 open Attribute Table，打开属性表。 单击 Option，选择 select by Attribute，打开 Attribute of network 对话框。
4. 名胜古迹的影响范围建立
点击缓冲区按扭，打开缓冲区生成对话框，参数如下： A. The features of a layer: famous place B. 确定缓冲区距离单位：Metres C. 选择第一种缓冲区建立方法(At a specified distance): 500 D. 选择缓冲区边界类型：（Dissolve barriers between）:Yes E. 指定缓冲区文件的存放路径和名称 F:\data5\house\result\Buffer_ of_famous_place.shp 名胜古迹高中的覆盖范围缓冲区如图：
地层划分对比的沉积学方法及原理
– 一种是直接来源于海水本身原地生成的沉积物； – 一种是来源于海水范围之外的陆源异地生成的沉积
的。
11
在陆表海沉积二元论的指导下，根据陆表海的 物理、化学和生物特征以及总机械能量的分析 得出两条基本的结论，即穿时普通性原理。
（4）重矿物法
沉积岩中矿物按其相对密度可以分为两类： 相对密度大于2.9的叫重矿物，小于2.9的叫轻矿 物。
重矿物如锆英石、磷灰石、电气石、金红石、 钛铁矿等。在不同的地层层位内重矿物组合和含 量是变化的。
在同一物源区的前提下，它可作为地层划分 对比的依据。我国中、新生界以陆相为主，一个 沉积区往往受到多个物源的影响，地层对比成效 不很明显，一般情况下不常使用此法。
海相沉 积旋回模式： 由海进至海 退组成的完 整旋回（等 时面为一理 想的等时界 面）。
陆相沉积 （河湖沉 积）造成 的沉积旋 回还显示 出级别性。
四、地层的划分和对比
（一）、基本概念 1、地层划分（Subdivision）：根据地层各种属性 和特性，按照地层的原始顺序，系统地把一个地区 的地层划分为各种地层单位。 2、地层对比（Correlation）：根据地层各种属性 和特征,对不同地区的地层单位进行比较，找出这 些地层单位的相应关系和分布规律。在地层学的意 义上是表示地层特征和地层位置的相当。 3、地层划分与对比：确定地层的相对新老关系及 其分布规律。
– 如果能量的迁移是在缓慢的过程中完成的，则形成 的异地岩石单位侧向可以追溯，就是穿时的。
– 如果能量的迁移突然，这时，在过渡区内就不复存 在这种岩石，则岩石单位不能追溯。于是，所有非 火山形成的、异地生成的和侧向连续的陆表海沉积 的岩石单位，以及在无间断的连续剖面中位于其上 或其下的相邻异地生成岩岩石单位，都必然是穿时 的。
《地理信息系统原理》试卷
《地理信息系统原理》期中考试试卷考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟班号学号姓名得分一、名词解释（每小题3分，共24分）1、数据结构2、数据字典3、四叉树结构4、拓扑关系5、缓冲区分析6、叠置分析7、LBS8、地图投影二、简答题（每小题9分，共63分）1、举例说明四种矢量空间数据压缩的方法。
2、举例说明五种空间分析的方法。
3、实际工作中，应如何对矢量和栅格数据结构进行有效的选择？4、分别写出线裁剪技术中编码裁剪法（又称Cohen-Sutherland直线裁剪法）的基本思路和步骤。
5、我国常用的地图投影有哪些？分别适用于多大比例尺？6、请举例说明GIS数据编辑的主要内容。
7、请运用GIS的基本理论，并结合地球科学的主要研究内容，谈谈地理信息系统的主要功能和组成结构。
三、综合题（共13分）有一栅格数据文件按行方向由左到右、自上而下直接栅格编码表示为：0，0，8，5；0，8，8，2；0，8，2，2；0，8，2，2。
分析并回答下列问题：（1）表示点状地物、线状地物、面状地物的代码分别是多少？（2）假设方向代码分别表示为：东=0，东北=1，北=2，西北=3，西=4，西南=5，南=6，东南=7。
写出面状地物的链式编码。
（3）按行方向写出一种游程编码方案。
（4）按行方向写出块码编码方案。
（5）按四叉树分解最多能分解几次？《地理信息系统原理》期中考试答案一、名词解释1、Delaunay三角形是由与相邻Voronoi多边形共享一条边的相关点连接而成的三角形。
2、数据字典（Data Dictionary）是以数据库中数据基本单元为单位，按一定顺序排列，对其内容作详细说明的数据集。
数据字典中存放着系统中所有数据的定义。
3、四叉树结构是一种压缩数据结构，它把地理空间定量划分为可变大小的网格，每个网格具有相同性质的属性。
4、拓扑关系（Topology）表示点、线、网、面实体之间的空间关系。
5、缓冲区分析指根据数据库的点、线、面实体基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的空间分析方法。
拓扑关系在GIS中的应用
浅析拓扑关系推理在GIS中应用摘要：拓扑关系是在语义层次上最重要的一种空间关系，拓扑推理的研究主要有两类基本的方法：基于区域连接的RCC方法和基于点集的“n-交集”模型。
GIS空间推理的关键问题是如何利用存贮在数据库中的基本数据信息并结合相关的空间约束来获取所需的未知空间信息。
而对拓扑关系的推理，是GIS空间推理、查询与分析的基础，直接影响GIS的发展与应用。
结合人类的认知模式，并结合时空、模糊、层次等拓扑关系来进行GIS的空间推理，使模型的描述方式更符合人们对拓扑信息的表达和认知方式，并走向网络化和大众化，是空间拓扑推理的发展趋势。
Abstracts: Topology is one of the most important spatial relationships in the semantic level. There are two basic approaches in topological reasoning: region-based methods of RCC and "n-intersection" model based on points. One of the key problems in GIS spatial reasoning is how to use the basic data in the database with relevant space constraints information so as to obtain the required spatial information. What’s more, the topological reasoning is the foundation of GIS spatial reasoning, querying and analysis which has a direct impact on the development and application of GIS. It is useful to combine spatial reasoning with time and space, fuzzy, hierarchical topology for GIS and other spatial reasoning methods in a human cognitive pattern making the model easily to be understood in the expression of the topology information and cognitive styles. It is a trend moving Topological reasoning towards networking and popularity.关键字：拓扑关系，空间推理，空间查询，空间分析引言：近年来空间关系理论已在地理信息系统、智能导航、机器人、计算机视觉、影像理解、图片数据库和CAD/CAM 等领域引起普遍关注。
地理信息系统原理复习整理
地理信息系统是一种特定的、十分重要的空间型信息系统，是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、处理、存储、管理、分析(计算)、显示和描述的技术系统。
(李建松, 2006)地理信息系统处理的对象是多种类型的地理空间实体数据及其关系地理信息系统的四个特征：1）GIS的外壳是计算机化的技术系统，它由若干相互关联的子系统构成；（2）地理信息系统操作的对象是空间数据；（3）地理信息系统的技术优势在于它的数据综合、模拟和空间分析评价能力；4）地理信息系统的成功应用强调组织体系和人的因素的作用。
地理信息系统主要由五个部分组成：1）硬件系统；2）软件系统；3）地理空间数据库；4）空间分析模型；5）人员(系统管理人员、系统开发人员和数据处理及分析人员)。
理信息系统五大功能：1、位置问题：解决在特定的位置有什么或是什么的问题。
2、条件问题：解决符合某些条件的地理实体在哪里的问题。
3、变化趋势问题：利用综合数据分析，识别已发生或正在发生的地理事件或现象，或某个地方发生的某个事件随时间变化的过程。
4、模式问题：分析已发生或正在发生事件的相关原因。
5、模拟问题：某个地区如果具备某种条件，会发生什么的问题。
元数据：关于数据的数据，提供关于空间数据、空间数据库等的内容、格式、质量指标、说明信息等引导使用的信息。
元数据的主要作用：帮助数据生产者有效管理和维护空间数据，建立数据文档；提供数据生产者对数据产品的说明信息，便于用户查询利用空间数据；提供通过计算机网络查询数据的方法和途径，便于数据交换和传输；帮助用户了解数据的质量信息，对数据的使用作出正确判断；提供空间数据互操作的基础。
元数据的内容：对数据库的描述；对数据质量的描述；对数据处理信息的说明；对数据转换方法的说明；对数据库的更新、集成方法等的说明。
工作区：在GIS的数据组织中，通常将若干幅地图形成的区域当成一个工作单元，称之为工作区(workspace)。
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叠置分析的原理和应用
1. 叠置分析的原理
叠置分析是一种用于研究不同信号或数据集之间关系的方法。
它通过在同一图
像或图表中叠加不同数据集的可视化表示，以直观地比较它们之间的差异和相似性。
叠置分析的原理主要包括以下几个方面：
1.1 数据准备
在进行叠置分析之前，需要准备待比较的数据集。
这些数据集可以是不同时间
点的数据，不同区域的数据，或者是不同的实验条件下得到的数据等。
这些数据集应该以相同的格式和单位进行记录和整理，以确保比较的准确性。
1.2 可视化表示
叠置分析的核心在于将不同数据集的可视化表示进行叠加。
这可以通过使用折
线图、柱状图、饼图等不同类型的图表来实现。
在将数据集叠加时，需要确保它们在同一坐标系下呈现，并使用合适的颜色或图案进行区分。
1.3 数据解读
通过观察叠置图表，可以直观地比较不同数据集之间的差异和相似性。
通常，
较高的叠置表示数据集之间的关联性较强，而较低的叠置则表示差异较大。
根据具体的研究问题，可以进一步分析叠置图表中的趋势、峰值、谷值等特征，从而对数据集之间的关系进行进一步解读。
2. 叠置分析的应用
2.1 趋势分析
叠置分析可以用于比较同一指标在不同时间点的变化趋势。
通过在同一折线图
中叠加不同时间点的数据，可以直观地观察到指标随时间的变化情况。
这对于分析市场趋势、人口变化趋势等具有重要意义。
2.2 流程比较
在工业生产过程中，叠置分析可以用于比较不同流程的效果和差异。
通过在同
一柱状图中叠加不同流程的数据，可以直观地观察到每个流程的性能表现。
这有助于找出最佳生产流程并进行优化。
2.3 竞争分析
叠置分析还可以用于比较竞争对手之间的差异和优势。
通过在同一饼图中叠加
竞争对手的市场份额数据，可以直观地观察到各个竞争对手在市场上的地位。
这有助于企业找到自身的优势并制定竞争策略。
2.4 市场调研
叠置分析可以用于比较不同市场调研结果之间的差异。
通过在同一条形图中叠
加不同市场调研数据，可以直观地观察到不同市场之间的需求差异。
这对于制定市场推广策略具有重要意义。
2.5 效果评估
通过叠置分析，可以评估不同策略或措施的效果差异。
通过在同一图表中叠加
不同策略实施前后的数据，可以直观地观察到策略的效果。
这对于评估政策的成效、项目的收益等具有重要意义。
综上所述，叠置分析作为一种直观比较数据集之间关系的方法，具有广泛的应
用领域和重要的意义。
通过合理运用叠置分析，我们可以从多个维度来观察数据集之间的关系，并通过数据解读为决策提供支持。