空間分析原理及應(yīng)用1.doc

1、空間分析原理及應(yīng)用1,密,封,線,內(nèi),請,不,要,答,題,一、名詞解釋（ 142=28）1. 空間位置分析 : 指通過空間坐標(biāo)系中坐標(biāo)值來確定空間物體的地理位置。2. 空間分布分析 : 空間分布反映了同類空間物體的群體定位信息。3. 空間距離分析：空間物體的接近程度。4. 空間關(guān)系 : 空間對象的相關(guān)關(guān)系，包括拓?fù)?、方位、相似、相關(guān)等。5. ArcToolbox：空間處理工具的集合，它包含了Arcgis地理處理的大部分的分析工具和數(shù)據(jù)管理工具。6. 成本加權(quán)分配：通過成本距離加權(quán)函數(shù)，計算出每個柵格到距離最近、成本最低源的最少累加成本。7. 網(wǎng)格：將柵格圖像按一定的數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行劃分得到的最小像

2、素單元。8. 克里格插值：又稱空間局部插值法，是以變異函數(shù)理論和結(jié)構(gòu)分析為基礎(chǔ)，在有限區(qū)域內(nèi)對區(qū)域化變量進(jìn)行無偏最優(yōu)估計的一種方法，克里格插值是一種基于統(tǒng)計學(xué)的插值方法。9. 地圖代數(shù)：地圖代數(shù)是以一尺度空間內(nèi)柵格點集的變換和運算來解決地理信息的圖形符號可視化及空間分析的新型理論和方法，是作用于不同數(shù)據(jù)層面上的基于數(shù)學(xué)運算的疊加運算。10. 重分類：即基于原有數(shù)值，對原有數(shù)值重新進(jìn)行分類整理從而得到一組新值并輸出。11. 空間數(shù)據(jù)：空間數(shù)據(jù)是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數(shù)據(jù)，它可以用來描述來自現(xiàn)實世界的目標(biāo)，它具有定位、定性、時間和空間關(guān)系等特性。12. 空間

3、分析：空間分析是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息。13. 表面分析：主要通過生成新數(shù)據(jù)集，諸如等值線，坡度，坡向，山體陰影等派生數(shù)據(jù)，獲得更多的反映原始數(shù)據(jù)集中所暗含的空間特征，空間格局等信息。,密,封,線,內(nèi),請,不,要,答,題,14. 等值線：將表面上相鄰的具有相同的值的點連接起來的線，如地圖上的等高線、氣溫圖上的等壓線。二、簡答題（ 84=32）1 、 簡述 GIS 空間關(guān)系答：空間關(guān)系是指各空間實體之間的空間關(guān)系，包括拓?fù)淇臻g關(guān)系，方位和相似等關(guān)系。2 、 簡述空間關(guān)系描述及主要方法答：空間關(guān)系是指各空間實體之間的空間關(guān)系，包括拓?fù)淇臻g關(guān)系，

4、方位和相似等關(guān)系。(1) 拓?fù)潢P(guān)系的描述和方法：采用單純形數(shù)據(jù)模型，用九交矩陣工具詳細(xì)地研究了三維空間中點 (0- 單純形 ) 、線 (1- 單純形 ) 、面 (2- 單純形 ) 和體 (3- 單純形 ) 間的拓?fù)潢P(guān)系，獲得了九交矩陣所對應(yīng)的幾何圖形。用集合論研究了拓?fù)潢P(guān)系的定性推理，得到了組合推理表。 (2) 方向關(guān)系的描述和方法：建立了三維空間方向關(guān)系的描述模型，并對單方向關(guān)系的推理進(jìn)行了詳細(xì)研究，導(dǎo)出了組合推理表，給出了單方向關(guān)系的推理規(guī)律。(3) 距離關(guān)系的描述和方法：建立了三維空間距離關(guān)系的定性描述系統(tǒng)，引入了區(qū)間數(shù)工具，根據(jù)區(qū)間數(shù)的運算以及定性距離滿足的三個約束條件，導(dǎo)出了在不同情

5、況下定性距離推理結(jié)果的通項公式。3 、 簡述柵格數(shù)據(jù)的聚類分析答：柵格數(shù)據(jù)的聚類是根據(jù)設(shè)定的聚類條件對原有數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行有選擇的信息提取而建立新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。柵格數(shù)據(jù)的聚合分析是根據(jù)空間分辨率和分類表，進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的合并或轉(zhuǎn)換以實現(xiàn)空間地域的兼并。柵格數(shù)據(jù)的聚類聚合分析處理法在數(shù)字地形模型及遙感圖像處理中應(yīng)用中應(yīng)用十分普遍。例如，由數(shù)字高程模型轉(zhuǎn)換為數(shù)字高程分級模型便是空間數(shù)據(jù)的聚合，而從遙感數(shù)字圖像信息中提取其一地物的方法則是柵格數(shù)據(jù)的聚類。4 、 簡述柵格數(shù)據(jù)的追蹤分析答：所謂柵格數(shù)據(jù)的追蹤分析指對于特定的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)，由某一點或多個起點，按照一定的追蹤線索追蹤目標(biāo)或者追蹤軌跡信息提

6、取的空間分析方法。柵格所記錄的是地點的海拔高程值，根據(jù)地面流水必然向最大坡降方向流動的基本追蹤線索，可以得出在以上兩個點位地面水流的基本軌跡。此外，追蹤分析方法在掃描圖件的矢量化、利用數(shù)字高程模型自動提取等高線、污染源的追蹤分析等方面都發(fā)揮著十分重要的作用。5 、 簡述分區(qū)統(tǒng)計答：以一個數(shù)據(jù)集的分類為基礎(chǔ)，對另一個數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)值統(tǒng)計分析，包括計算數(shù)值的取值,密,封,線,內(nèi),請,不,要,答,題,范圍、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差等等。6 、 簡述重分類答：重分類即基于原有數(shù)值，對原有數(shù)值重新進(jìn)行分類整理從而得到一組新值并輸出。根據(jù)用戶不同的需要，重分類一般包括四種基本分類形式：新值替代（用一組新值取代

7、原來值），舊值合并（將原值重新組合分類），重新分類（以一種分類體系對原始值進(jìn)行分類），以及空值設(shè)置（把指定值設(shè)置空值）。7、 西安80 坐標(biāo)系答：該坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系，橢球短軸Z 軸平行于地球質(zhì)心指向地極原點JYD1968.0的方向；大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺子午面，X 軸在大地起始子午面內(nèi)與Z 軸垂直指向經(jīng)度0 方向， Y 軸與 Z 、X 軸成右手坐標(biāo)系。8、WGS 84 坐標(biāo)系答： WGS-84(World Geodetic System其坐標(biāo)系的幾何定義是：原點在地球質(zhì)心，方向， X 軸指向 BIH 1984.0的零子午面和，1984 年)是美國國防部研制確定的大地坐標(biāo)系，Z

8、 軸指向 BIH 1984.0定義的協(xié)議地球極(CTP)CTP 赤道的交點， Y 軸與 Z 、X 軸構(gòu)成右手系。三、論述題 (4 10=40)1、請論述arcgis基于柵格數(shù)據(jù)的空間分析功能答：基于柵格數(shù)據(jù)的空間分析是 gis 空間分析的基礎(chǔ)，也是 A 人才 gis 空間分析模塊的核心內(nèi)容。 ArcGis 的空間分析和建模工具集，允許用戶從 gis 的數(shù)據(jù)中快速獲取所需信息，應(yīng)以多種方式進(jìn)行分析操作，包括距離制圖、密度制圖、表面生成、表面分析、統(tǒng)計分析、重分類、柵格計算等等。2 、請論述最短路徑分析方法及其應(yīng)用答：應(yīng)用：路徑分析：也稱最優(yōu)路徑分析，以最短路徑分析為主。這里“最佳”包含很多含義

9、, 不僅 指一般地理意義上的距離最短，還可以是成本最少、耗費時間最短、資源流量（容量）最大、線路利用率最高等標(biāo)準(zhǔn)。很多網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問題，如最可靠路徑問題、最大容量路徑問題、易達(dá)性評價問題和各種路徑分配問題均可納入最佳路徑問題的范疇之中。方法： ARCGIS 中實現(xiàn)最佳路徑分析，首先利用其空間分析工具將高程數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度分析生成坡度數(shù)據(jù)以及對高程數(shù)據(jù)進(jìn)行起伏度分析生成起伏度數(shù)據(jù)，然后對流域數(shù)據(jù)、坡度、起伏度,密,封,線,內(nèi),請,不,要,答,題,數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類得到相同的等級范圍，再按照這些影響最佳路徑因子的重要程度設(shè)置權(quán)重，最后按照權(quán)重合并這些數(shù)據(jù)得到成本數(shù)據(jù)集。然后基于成本數(shù)據(jù)集計算柵格數(shù)據(jù)中各單元到

10、起始點的成本距離和方向成本數(shù)據(jù)集。最后利用終點數(shù)據(jù)及成本距離和方向成本數(shù)據(jù)集得到最佳短路徑圖。3 、請論述網(wǎng)絡(luò)分析功能及用途答：網(wǎng)路分析是基于幾何網(wǎng)絡(luò)的特征和屬性，利用距離、權(quán)重和規(guī)劃條件進(jìn)行分析得到結(jié)果并且應(yīng)用在實際中，包括路徑分析，地址匹配，資源分配。網(wǎng)路分析是對地理網(wǎng)（如交通網(wǎng)路）、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如各種網(wǎng)線、電纜線、電力線、電話線、供水線、排水管道等）進(jìn)行地理分析和模型化過程，通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動和分配情況，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其資源等的優(yōu)化問題。網(wǎng)絡(luò)分析的理論是圖論和運籌學(xué)，它從運籌學(xué)的角度去研究、統(tǒng)籌、決策，安排各要素的運行，使其能充分的發(fā)揮作用或達(dá)到所

11、預(yù)想的目標(biāo)。，4 、請論述三維景觀分析功能及應(yīng)用答：在應(yīng)用 GIS 進(jìn)行三維景觀規(guī)劃以前，國內(nèi)的景觀規(guī)劃主要采用CAD 技術(shù)。這種軟件具有制圖精確、成圖效果好等特點，但不具備空間查詢與分析等功能，因此規(guī)劃成果難以用于輔助分析。而GIS 的三維景觀分析功能能夠解決空間分析的功能。三維分析功能包括三維模塊加載；顯示和創(chuàng)建3D Shapefile；TIN 創(chuàng)建與二維顯示；三維透視觀察；三維分析的表面分析。 GIS 的空間分析功能建立在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，包括：景觀基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃項目數(shù)據(jù)庫等。對于景觀建模存在的問題，通過對三維景觀建立、查詢、空間分析、三維漫游等地理信息系統(tǒng)功能的軟件

12、，滿足城市景觀的查詢、分析等功能。應(yīng)用方面：（ 1）工程填挖方分析與計算是預(yù)算工程建設(shè)的工作量與投資的重要依據(jù)，準(zhǔn)確快速地計算填挖方量具有重要的實用價值。傳統(tǒng)的填挖方計算效率較低，工作量大，不能有效利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，在計算機(jī)上實現(xiàn)較困難，而且計算結(jié)果精度低，相互間差別大。如果通過三維分析模塊，就能將地面的三維模型和建筑主體的三維模型疊加運算完成，結(jié)果快速準(zhǔn)確。（ 2）規(guī)劃中通常要用到天際線分析，這是保護(hù)城市景觀必不可少的步驟。天際線，又 稱城市輪廓或全景，通俗說，天際線就是你站在城市中一個地方，向四周環(huán)顧，天地相,密,封,線,內(nèi),請,不,要,答,題,交的那一條輪廓線就是天際線。天際線亦被作為城

13、市整體結(jié)構(gòu)的色彩、規(guī)模和標(biāo)志性建 筑。傳統(tǒng)天際線分析的方法，規(guī)劃師需要讓工作人員在實際規(guī)劃位置，按照要求放起一 個制定高度的熱氣球，然后從各觀測點拍攝系列照片，然后把照片帶回辦公室逐一分析。 如果需要對規(guī)劃建筑的位置和高度進(jìn)行調(diào)整，則需重復(fù)上述步驟，顯然費時費力。我們 現(xiàn)在已經(jīng)在 ArcGIS 三維中很好的實現(xiàn)了這一功能，系統(tǒng)按照要求構(gòu)筑的天際線輪廓一 目了然，用戶能夠準(zhǔn)確的判斷出，規(guī)劃方案是否符合要求，應(yīng)該做什么樣的調(diào)整。（3）日照分析在城市規(guī)劃中也非常有用，比如規(guī)劃中的建筑是否嚴(yán)重影響周邊建筑的光照，影響的區(qū)域有多大，如何調(diào)整建筑的高度，才不會影響周邊建筑的采光。 ArcGIS 提 供的日照分析功能可以很好的完成此項工作，同時分析出陰影影響的程度，生成統(tǒng)計圖表。（ 4）我們需要在事故現(xiàn)場設(shè)置一處指揮部，最好能觀察到事故的進(jìn)展情況。這時候如果我們使用可視域分析 ，則可迅速確定出最佳的位置。（ 5）如果我們需要了解現(xiàn)場的情況，或者模擬某個災(zāi)害蔓延的過程，則可以將視頻與三維場景進(jìn)行疊加。（ 6）除此之外，環(huán)境專家、林業(yè)部門和土木工程師可使用三維分析去了解和塑造地形， 以便考慮雨水徑流和洪水等事件。礦業(yè)公司、地理學(xué)家及研究人員可使用三維分析的各 項功能去深入了解地表以下的地質(zhì)實體，例如斜井和地下巖層的三維交匯。當(dāng)?shù)卣?軍事組織可利用三維分析詢問有關(guān)人造結(jié)構(gòu)