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文檔簡(jiǎn)介
1、 第一章 緒論一、專業(yè)術(shù)語(yǔ):1.數(shù)據(jù)是指對(duì)某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料,包括數(shù)值、字符、圖像、圖形、聲音、視頻等。在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)按符號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。2.信息 狹義信息論的定義:兩次不定性之差,即指人們獲得信息前后對(duì)事物認(rèn)識(shí)的差別。廣義信息論的定義:指主體(人、生物、機(jī)器)與客體(環(huán)境、其他人、生物或機(jī)器)之間相互聯(lián)系的一種形式,是主體和客體之間的一切有用的消息或知識(shí),是表征事物性質(zhì)、特征和狀態(tài)的一種普遍形式。3.地理信息系統(tǒng):是計(jì)算機(jī)硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和人的有機(jī)組合,用來(lái)有效地獲取、存儲(chǔ)、更新、處理、分析和顯示所有與地理(空間)有關(guān)的各類信息二、基礎(chǔ)部分1. 地理特征和現(xiàn)象的數(shù)據(jù)描述包
2、括 空間位置,屬性特征及時(shí)域特征三部分。2. GIS的基本功能:1、數(shù)據(jù)采集、編輯和處理2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理3、空間信息的處理和變換4、空間信息的瀏覽和查詢5、信息顯示和輸出6、空間分析和空間模擬7、二次開發(fā)功能3. GIS的基本組成部分:計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用模型管理與應(yīng)用人員。4.介紹幾款常用的工具型GIS平臺(tái):介紹幾款常用的工具型GIS平臺(tái):ESRI (ARCGIS、Arc view)美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所公司ESRI Inc.產(chǎn)品。ArcGIS提供了用于地理數(shù)據(jù)的自動(dòng)輸入、處理、分析和顯示的強(qiáng)大功能MapInfo Professional, Map 。
3、;MAPINFO Inc.桌面型GIS,由于其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),空間分析功能相對(duì)較弱。但由于造價(jià)低,在國(guó)市場(chǎng)占有率較高。AutoCAD Map 3D 。創(chuàng)建與管理空間數(shù)據(jù)的主要的工程GIS平臺(tái)。通過(guò)使用強(qiáng)大的AutoCAD®工具使工作流程化,提高工作效率。SuperMap:科學(xué)院超圖公司。GEOSTAR:測(cè)繪大學(xué)GIS研究中心。MAPGIS:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)()信息工程學(xué)院三、拓展部分1.談?wù)勀銓?duì)地理信息系統(tǒng)的理解:1地理信息系統(tǒng)是傳統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學(xué)科,因此它明顯的體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特征,這些交叉學(xué)科的基礎(chǔ)理論同樣構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論體系;2地理信息系統(tǒng)通常是指計(jì)
4、算機(jī)化的信息系統(tǒng),需要得到計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)的支持。地理信息系統(tǒng)中,信息的流動(dòng)及信息流動(dòng)的結(jié)果,完全由計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的交換來(lái)仿真;3.處理的對(duì)象為地理空間信息。地理信息系統(tǒng)用于處理地球表層這一特定空間各種地理現(xiàn)象的信息。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)組織均以地理坐標(biāo)為參照系,地理信息系統(tǒng)中還必須考慮各地理要素的空間關(guān)系;4.地理信息系統(tǒng)的核心組成是地理數(shù)據(jù)庫(kù),包括屬性數(shù)據(jù)庫(kù),圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和遙感影像數(shù)據(jù)庫(kù),地理信息系統(tǒng)提供在統(tǒng)一的平臺(tái)綜合處理這些信息的能力,這是地理信息系統(tǒng)不同于其他信息系統(tǒng)的重要一點(diǎn)。5.地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的制圖功能,完全可以代檢查傳統(tǒng)制圖和一般意義上的機(jī)助制圖技術(shù),地理信息系統(tǒng)可以根
5、據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)各種地圖、圖表、文字等信息;6. 地理信息系統(tǒng)必須具有空間分析功能,正是空間分析功能,是地理信息系統(tǒng)區(qū)別于機(jī)助制圖系統(tǒng),也正是空間分析功能賦予地理信息系統(tǒng)以強(qiáng)大的生命力;7.空間模擬:地理信息系統(tǒng)是整個(gè)地球或部分區(qū)域的資源、環(huán)境在計(jì)算機(jī)中的縮影。地理信息系統(tǒng)可以依據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用模型,快速模擬自然過(guò)程的演變和過(guò)程,取得地理預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果;8. 通過(guò)GIS選擇優(yōu)化方案,避免不合理的決策,解決與資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和人口有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用課題,構(gòu)成決策支持系統(tǒng)。2簡(jiǎn)述GIS與其他學(xué)科的關(guān)系 :數(shù)學(xué):主要有幾何學(xué)和圖論等; 統(tǒng)計(jì)學(xué):統(tǒng)計(jì)方法是GIS空間分析的基本方法,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)也利于GI
6、S空間數(shù)據(jù)不確定性和誤差檢驗(yàn);其它相關(guān)應(yīng)用學(xué)科:如城市規(guī)劃,土地管理等。第三章 空間數(shù)據(jù)模型一、專業(yè)術(shù)語(yǔ):1拓?fù)潢P(guān)系是指基本要素點(diǎn)、線、面和體之間具有鄰接、關(guān)聯(lián)和包含關(guān)系。在平面拓?fù)涞幕A(chǔ)上加上“上下”構(gòu)成三維拓?fù)洹?概念模型地理空間中地理事物和現(xiàn)象的抽象概念集,是地理數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋,從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的角度來(lái)看,他是系統(tǒng)抽象的最高層.3對(duì)象模型,對(duì)象模型,也稱作要素模型,將研究的整個(gè)地理空間看成是一個(gè)空域,地理現(xiàn)象和空間實(shí)體作為獨(dú)立的對(duì)象分布在該空域中。4場(chǎng)模型,也稱作域模型,是把地理空間中的現(xiàn)象作為連續(xù)的變量或體來(lái)看待,如大氣污染程度、地表濕度、地形高度等。5矢量數(shù)據(jù)模型,用歐幾里得(Eucli
7、d)幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、多邊形及其組合表示地理實(shí)體空間位置和分布特征的一種數(shù)據(jù)組織形式。6柵格數(shù)據(jù)模型,柵格數(shù)據(jù)模型指將分析空間劃分成多個(gè)規(guī)則的網(wǎng)格單元(多為矩形區(qū)域,也偶有表示為三角形或六邊形的),然后給各個(gè)格網(wǎng)單元賦以相應(yīng)空間對(duì)象的屬性值,用這多個(gè)格網(wǎng)單元組成的規(guī)則格網(wǎng)(GRID)來(lái)表示地理現(xiàn)象的空間位置和屬性特征。比較適宜用場(chǎng)模型抽象表達(dá)的空間對(duì)象。7.TIN模型使用彼此相鄰而不重疊的三角形組成的表面,由于每個(gè)三角形頂點(diǎn)的xyz坐標(biāo)已知,所以通過(guò)在一個(gè)三角形表面使用簡(jiǎn)單的線性插值和多項(xiàng)式插值,可以估計(jì)任何位置的表面值;二、基礎(chǔ)部分1. 主要的空間關(guān)系有哪些?1.空間拓?fù)潢P(guān)系2.順序空間關(guān)系
8、3.度量空間關(guān)系2. 地理空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系主要包括?拓?fù)溧徑?拓?fù)潢P(guān)聯(lián),拓?fù)浒?. 舉例說(shuō)明決定柵格單元代碼的主要方式:中心點(diǎn)法 a) 處理方法: 用處于柵格中心處的地物類型或現(xiàn)象特性決定柵格代碼 b) 常用于具有連續(xù)分布特性的地理要素,如降雨量分布、人口密度圖等。 面積占優(yōu)法c) 處理方法:以占柵格區(qū)域面積比例最大的地物類型或現(xiàn)象特性決定柵格單元的代碼 d) 面積占優(yōu)法常用于分類較細(xì),地物類別斑塊較小的情況 重要性法 e) 處理方法:根據(jù)柵格不同地物的重要性,選取最重要的地物類型決定相應(yīng)的柵格單元代碼 f) 重要性法常用于具有特殊意義而面積較小的地理要素,特別是點(diǎn)、線狀地理要素,如城鎮(zhèn)、
9、交通樞紐、交通線、河流水系等,在柵格中代碼應(yīng)盡量表示這些重要地物 百分比法 i. 處理方法:根據(jù)柵格區(qū)域各地理要素所占面積的百分比數(shù)確定柵格單元的代碼 ii. 適用于地物面積具有重要意義的分類體系 4. Delaunay三角網(wǎng)具有以下特性:1)其Delaunay三角網(wǎng)是唯一的;2)三角網(wǎng)的外邊界構(gòu)成了點(diǎn)集P的凸多邊形“外殼”;3)沒(méi)有任何點(diǎn)在三角形的外接圓部,反之,如果一個(gè)三角網(wǎng)滿足此條件,那么它就是Delaunay三角網(wǎng)。4)如果將三角網(wǎng)中的每個(gè)三角形的最小角進(jìn)行升序排列,則Delaunay三角網(wǎng)的排列得到的數(shù)值最大,從這個(gè)意義上講,Delaunay三角網(wǎng)是“最接近規(guī)則化”的三角網(wǎng)。第四章
10、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、專業(yè)術(shù)語(yǔ):1空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是空間邏輯數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)中的組織關(guān)系和編排方式2矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是對(duì)矢量數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織,通過(guò)記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點(diǎn)、線、多邊形等地理實(shí)體,坐標(biāo)空間設(shè)為連續(xù),允許任意位置、長(zhǎng)度和面積的精確定義3柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網(wǎng)格陣列,每個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)象元或象素由行、列定義,并包含一個(gè)代碼表示該象素的屬性類型或量值,或僅僅包括指向其屬性記錄的指針。4拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu),具有拓?fù)潢P(guān)系的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5鏈?zhǔn)骄幋a,該編碼方法將數(shù)據(jù)表示為由某一原點(diǎn)開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。6游程,是指柵格矩陣相鄰?fù)禆鸥竦臄?shù)
11、量。7常規(guī)四叉樹,常規(guī)四叉樹:除了記錄葉結(jié)點(diǎn)之外,還要記錄中間結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)之間借助指針聯(lián)系,每個(gè)結(jié)點(diǎn)需要用六個(gè)量表達(dá):四個(gè)葉結(jié)點(diǎn)指針,一個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針和一個(gè)結(jié)點(diǎn)的屬性或灰度值8線性四叉樹,只存貯最后葉結(jié)點(diǎn)的信息。包括葉結(jié)點(diǎn)的位置(莫頓碼值)、深度和本結(jié)點(diǎn)的屬性或灰度值二維行程編碼,9矢量-柵格一體化結(jié)構(gòu),通過(guò)同時(shí)記錄多邊形邊界和邊界中間包含的柵格地址,實(shí)現(xiàn)既保持矢量數(shù)據(jù)的特征又具有柵格數(shù)據(jù)的性質(zhì)。10.TIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它不僅要存儲(chǔ)每個(gè)點(diǎn)的高程,還要存儲(chǔ)其平面坐標(biāo)、節(jié)點(diǎn)連接的拓?fù)潢P(guān)系,三角形及鄰接三角形等關(guān)系。11圖像二值化是在一個(gè)設(shè)定的灰度闕值的基礎(chǔ)上,對(duì)掃描獲得的灰度圖像(如256級(jí)灰度)進(jìn)行0
12、或1的簡(jiǎn)化處理,即有無(wú)判斷。二、基礎(chǔ)部分1. 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按其是否明確表示地理實(shí)體間的空間關(guān)系分為實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2. 拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括:索引式結(jié)構(gòu),雙重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu),鏈?zhǔn)诫p重獨(dú)立編碼結(jié)構(gòu)等。3. 主要的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方式有:鏈碼、游程長(zhǎng)度編碼、塊碼、四叉樹、二維行程編碼4. 采用四叉樹編碼時(shí),為了保證四叉樹分解能不斷地進(jìn)行下去,要求圖像必須為2n×2 n尺寸的柵格陣列。5. 四叉樹結(jié)構(gòu)按其編碼的方法不同分為常規(guī)四叉樹和線性四叉樹6. 主要的三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有 八叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和四面體格網(wǎng)7. 多邊形矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換的主要算法有: 部點(diǎn)擴(kuò)散算法、射線算法和掃描算法
13、、邊界代數(shù)算法 8. 柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的目的有三:數(shù)據(jù)入庫(kù);數(shù)據(jù)壓縮;矢量制圖;9. 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):定位明顯,屬性隱含。三、拓展部分1. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:1.除結(jié)點(diǎn)外,每個(gè)空間對(duì)象都是由更基本的對(duì)象組成的。只有點(diǎn)的坐標(biāo)是被實(shí)際存儲(chǔ)的,其他復(fù)雜空間對(duì)象的坐標(biāo)信息實(shí)際上是邏輯構(gòu)成的。任一復(fù)雜對(duì)象能分解為一組結(jié)點(diǎn)及其拓?fù)潢P(guān)系的定義。2.這樣,一個(gè)圖層中存儲(chǔ)的全部坐標(biāo)信息就是結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),建立其他對(duì)象只是建立對(duì)這些坐標(biāo)的引用。雖然建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要額外的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),但對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)卻沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余的問(wèn)題。3.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼是某些空間分析的基礎(chǔ)。2. 鏈碼(Chain Codes)優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):鏈?zhǔn)?/p>
14、編碼對(duì)多邊形的表示具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)壓縮能力,且具有一定的運(yùn)算功能,如面積和周長(zhǎng)計(jì)算等,探測(cè)邊界急彎和凹進(jìn)部分等都比較容易,比較適于存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)。缺點(diǎn):對(duì)疊置運(yùn)算如組合、相交等則很難實(shí)施,對(duì)局部修改將改變整體結(jié)構(gòu),效率較低,而且由于鏈碼以每個(gè)區(qū)域?yàn)閱挝淮鎯?chǔ)邊界,相鄰區(qū)域的公共邊界被重復(fù)存儲(chǔ)會(huì)產(chǎn)生冗余。3. 游程長(zhǎng)度編碼優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)壓縮效率較高,且易于進(jìn)行檢索,疊加合并等操作,運(yùn)算簡(jiǎn)單,適用于機(jī)器存儲(chǔ)容量小,數(shù)據(jù)需大量壓縮,而又要避免復(fù)雜的編碼解碼運(yùn)算增加處理和操作時(shí)間的情況缺點(diǎn):對(duì)于圖斑破碎,屬性和邊界多變的數(shù)據(jù)壓縮效率較低,甚至壓縮后的數(shù)據(jù)量比原始數(shù)據(jù)還大。4. 對(duì)幾種常見柵格壓縮編碼方法進(jìn)行評(píng)
15、價(jià);1.鏈碼的壓縮效率較高,已經(jīng)近矢量結(jié)構(gòu),對(duì)邊界的運(yùn)算比較方便,但不具有區(qū)域的性質(zhì),區(qū)域空間分析運(yùn)算困難 。2.游程長(zhǎng)度編碼既可以在很大程度上壓縮數(shù)據(jù),又最大限度地保留了原始柵格結(jié)構(gòu),編碼解碼十分容易。但對(duì)破碎數(shù)據(jù)處理效果不好。3.塊碼和四叉樹編碼具有區(qū)域性質(zhì),又具有可變的分辨率,有較高的壓縮效率,但運(yùn)算效率是其瓶頸。其中四叉樹編碼可以直接進(jìn)行大量圖形圖像運(yùn)算,效率較高,是很有前途的方法。 5 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較::柵格數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;(2)空間數(shù)據(jù)的疊置和組合十分容易方便;(3)各類空間分析都很易于進(jìn)行;(4)數(shù)學(xué)模擬方便;(5)技術(shù)開發(fā)費(fèi)用低。缺點(diǎn):(1)圖形數(shù)據(jù)
16、量大;(2)用大像元減少數(shù)據(jù)量時(shí),可識(shí)別的現(xiàn)象結(jié)構(gòu)將損失大量信息;(3)地圖輸出不精美(4)難以建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系;5)投影變換花的時(shí)間多。矢量模型:優(yōu)點(diǎn):(1)表示地理數(shù)據(jù)的精度較高;(2)嚴(yán)密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)量小;(3)用網(wǎng)絡(luò)連接法能完整地描述拓?fù)潢P(guān)系;(4)圖形輸出精確美觀;(5)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、綜合都能實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn):1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜;(2)矢量多邊形地圖或多邊形網(wǎng)很難用疊置方法與柵格圖進(jìn)行組合;(3)顯示和繪圖費(fèi)用高,特別是高質(zhì)量繪圖、彩色繪圖和暈線圖等;(4)數(shù)學(xué)模擬比較困難;(5)技術(shù)復(fù)雜,多邊形的空間分析不容易實(shí)現(xiàn)。6 在GIS 建立過(guò)程中矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的
17、選擇;1.從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看柵格結(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)都有一定的局限性。一般來(lái)說(shuō),大圍小比例尺的自然資源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)等區(qū)域問(wèn)題的研究,城市總體規(guī)劃階段的戰(zhàn)略性布局研究等使用柵格模型比較合適;城市分區(qū)或詳細(xì)規(guī)劃、土地管理、公共事業(yè)管理等方面應(yīng)用矢量模型比較合適。2.從數(shù)據(jù)來(lái)源來(lái)看對(duì)于一個(gè)與遙感相結(jié)合的地理信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō),柵格結(jié)構(gòu)是必不可少的,因?yàn)檫b感影像是以像元為單位的,可以直接將原始數(shù)據(jù)或經(jīng)處理的影像數(shù)據(jù)納入柵格結(jié)構(gòu)的地理信息系統(tǒng);而對(duì)地圖數(shù)字化、拓?fù)錂z測(cè)、矢量繪圖等,矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)又是必不可少的。7 柵格數(shù)據(jù)模型和TIN數(shù)據(jù)模型的比較:1對(duì)地理空間的劃分:TIN 模型為不規(guī)則三角形;而柵格模型為
18、規(guī)則格網(wǎng);2空間對(duì)象的表示:柵格數(shù)據(jù)模型既可以描述連續(xù)變化的地理現(xiàn)象,又可以表示離散的地理現(xiàn)象(點(diǎn)、線、面),而TIN模型只能表示聯(lián)系變化的地理現(xiàn)象;但TIN 能精確地表示曲面類型地理現(xiàn)象的形狀以及特殊的地形要素,比如山脊、山峰等,而柵格模型不能精確表示;3表面模型的精度:柵格使用統(tǒng)一的CELL大小來(lái)表示,在地形平坦的地方,存在大量的數(shù)據(jù)冗余,而TIN具有隨坡度變化而不同的點(diǎn)密度,在坡度變化大的地區(qū)點(diǎn)密度較高;4柵格模型適合進(jìn)行空間一致性分析、近鄰分析、離散度分析及表面最低成本分析,TIN模型適合進(jìn)行坡度、坡向、體積計(jì)算和視線分析等8 柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換的一般步驟:1)多邊形邊界提?。海?/p>
19、二值化,平滑,細(xì)化)2)邊界線追蹤 3)拓?fù)潢P(guān)系生成4)去除多余點(diǎn)及曲線圓滑 第五章 空間數(shù)據(jù)組織與管理第六章 空間數(shù)據(jù)的采集與處理一、專業(yè)術(shù)語(yǔ)柵格數(shù)據(jù)重采樣進(jìn)行空間分析時(shí),用來(lái)分析的數(shù)據(jù)資料由于來(lái)源不同,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同柵格大小問(wèn)題,這時(shí)為了便于分析,就需要做同一柵格大小的轉(zhuǎn)換處理,即柵格數(shù)據(jù)的重采樣過(guò)程??臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量指空間數(shù)據(jù)對(duì)特定用途的分析和操作適用的程度。即數(shù)據(jù)質(zhì)量是指數(shù)據(jù)適用于不同應(yīng)用的能力空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,指在空間數(shù)據(jù)采集和分析過(guò)程中,對(duì)這些步驟和過(guò)程的一些指標(biāo)和參數(shù)予以規(guī)定,對(duì)可能引入誤差的步驟和過(guò)程加以控制,對(duì)檢查出的誤差和錯(cuò)誤進(jìn)行糾正,以達(dá)到提高空間數(shù)據(jù)質(zhì)量和提高空間分析應(yīng)用水
20、平的目的。準(zhǔn)確度,指測(cè)量值、計(jì)算值或估計(jì)值與真實(shí)值(或可視為真實(shí)值的值)的接近程度,用誤差來(lái)表示;不確定性,表示真實(shí)值不能被精確測(cè)量或肯定的程度;精度,指數(shù)據(jù)表示的精密程度,亦即數(shù)據(jù)表示的有效位數(shù)一致性,指對(duì)同一現(xiàn)象或同類現(xiàn)象在表達(dá)上一致程度, 包括數(shù)據(jù)容、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、屬性的一致性,也包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的一致性;數(shù)據(jù)完整性,指具有同一準(zhǔn)確度和精度的空間數(shù)據(jù)在圍、容及結(jié)構(gòu)等方面的完整程度;相容性,指不同來(lái)源的數(shù)據(jù)在同一個(gè)應(yīng)用中匹配的程度;數(shù)據(jù)質(zhì)量間接評(píng)價(jià)法,指通過(guò)外部知識(shí)或信息(元數(shù)據(jù),地理相關(guān)分析)進(jìn)行推理來(lái)確定空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量的方法。 元數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。二、基礎(chǔ)部分1. 野外數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)機(jī)動(dòng)性
21、高,精度高,成本高2. 在數(shù)字化后的地圖上,經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤有以下幾種:偽節(jié)點(diǎn)、懸掛節(jié)點(diǎn)、碎屑多邊形、不正規(guī)多邊形3. GIS軟件提供的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換方法一般有仿射變換、相似變換、二次和高次變換等。4. 柵格數(shù)據(jù)重采樣主要包括三種方法:最鄰近法采樣(NEAREST),雙線性采樣(BILINEAR)和三次卷積采樣(CUBIC)。5. 實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)共享大體上有四種方案:數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方案、數(shù)據(jù)直接訪問(wèn)方案、數(shù)據(jù)互操作方案和開放式數(shù)據(jù)庫(kù)互接模式。6. 矢量數(shù)據(jù)壓縮的幾種方法:間隔取點(diǎn)法、垂距法和偏角法、分裂法7. 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法主要有:直接評(píng)價(jià)法和間接評(píng)價(jià)法8. 常見的空間數(shù)據(jù)的誤差類型有:邏輯誤差、幾
22、何誤差、屬性誤差、時(shí)間誤差9. 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的主要方法:傳統(tǒng)的手工方法、元數(shù)據(jù)方法、地理相關(guān)法三、拓展部分簡(jiǎn)述GIS主要的數(shù)據(jù)源及其特點(diǎn):地圖:各種類型的地圖是GIS最主要的數(shù)據(jù)源,因?yàn)榈貓D是地理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)描述形式。遙感影像數(shù)據(jù):遙感影象是GIS中一個(gè)極其重要的信息源。通過(guò)遙感影象可以快速、準(zhǔn)確地獲得大面積的、綜合的各種專題信息,航天遙感影象還可以取得周期性的資料,這些都為GIS提供了豐富的信息。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)常常也是GIS的數(shù)據(jù)源。如人口數(shù)量、人口構(gòu)成、國(guó)民生產(chǎn)總值等等。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù):各種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)特別是一些GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)、地籍測(cè)量數(shù)據(jù)常常是GIS 的一個(gè)很準(zhǔn)確和很現(xiàn)勢(shì)的資料
23、。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù):目前,隨著各種專題圖件的制作和各種GIS系統(tǒng)的建立,直接獲取數(shù)字圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的可能性越來(lái)越大。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)也成為GIS信息源不可缺少的一部分。各種文字報(bào)告和立法文件:對(duì)于一個(gè)多用途的或綜合型的系統(tǒng),一般都要建立一個(gè)大而靈活的數(shù)據(jù)庫(kù),以支持其非常廣泛的應(yīng)用圍。1. 空間數(shù)據(jù)采集與處理的基本流程1數(shù)據(jù)源的選擇2采集方法的確定3數(shù)據(jù)的編輯與處理4數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)5數(shù)據(jù)入庫(kù)2. 數(shù)據(jù)源的選擇條件1是否能滿足項(xiàng)目或系統(tǒng)功能的需要2所選數(shù)據(jù)源是否是已有使用經(jīng)驗(yàn)3系統(tǒng)成本,數(shù)據(jù)源的選擇對(duì)與系統(tǒng)整體的成本控制至關(guān)重要3. 空間數(shù)據(jù)采集的主要方法1野外數(shù)據(jù)采集:平板測(cè)量、全野外數(shù)字測(cè)量、GPS、
24、全野外數(shù)字測(cè)圖:全站儀+PDA 2.地圖數(shù)字化:跟蹤數(shù)字化方式、掃描矢量化方式4. 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的目的在于分析和了解空間數(shù)據(jù)誤差的性質(zhì)、類型、大小和來(lái)源以及產(chǎn)生原因,對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和處理結(jié)果中的不確定性因素進(jìn)行模擬和估計(jì),從而了解空間數(shù)據(jù)的可靠性和可信度。在此基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。5. 元數(shù)據(jù)的作用1幫助用戶了解和分析數(shù)據(jù)2空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制3在數(shù)據(jù)集成中應(yīng)用4數(shù)據(jù)存貯和功能實(shí)現(xiàn)第七章 第八章 空間分析一、專業(yè)術(shù)語(yǔ):空間分析,就是對(duì)空間對(duì)象的形態(tài)特征、空間分布、空間關(guān)系和空間行為進(jìn)行描述,解決地理理論的空間格局或空間關(guān)系問(wèn)題,并進(jìn)行空間現(xiàn)象的解釋和預(yù)測(cè)。幾何量算,是指對(duì)空間信息的自動(dòng)化量
25、算,是地理信息系統(tǒng)所具有的重要功能,也是進(jìn)行其它空間分析的定量化基礎(chǔ) 。再分類,就是根據(jù)不同的需要對(duì)原始數(shù)據(jù)再次進(jìn)行分類和提取的過(guò)程.疊加分析,將有關(guān)主題層組成的數(shù)據(jù)層面,進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新數(shù)據(jù)層面的操作,其結(jié)果綜合了原來(lái)兩層或多層要素所具有的屬性。柵格計(jì)算,柵格數(shù)據(jù)分析中的單個(gè)單元運(yùn)算; 對(duì)應(yīng)柵格單元運(yùn)算,不涉及位置運(yùn)算; 不受鄰域單元影響;產(chǎn)生新的柵格地圖;緩沖區(qū),地理空間目標(biāo)的一種影響圍或服務(wù)圍。緩沖區(qū)分析,緩沖區(qū)分析是研究根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)、線、面實(shí)體,自動(dòng)建立其周圍一定寬度圍的緩沖區(qū)多邊形實(shí)體,從而實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴(kuò)展的信息分析方法,是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間操作功能之一
26、。窗口分析,(鄰域變換)是指在計(jì)算新圖層圖元值時(shí),不僅考慮原始圖層上相應(yīng)圖元本身的值,而且還要考慮與該圖元有鄰域關(guān)聯(lián)的其他圖元值的影響。網(wǎng)絡(luò)分析,是指依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系(結(jié)點(diǎn)與弧段拓?fù)?、弧段的連通性),通過(guò)考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間及屬性數(shù)據(jù),以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ),對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面研究的一種分析計(jì)算。地理網(wǎng)絡(luò),由一系列相互連通的點(diǎn)和線組成,用來(lái)描述地理要素(資源)的流動(dòng)情況。鏈,網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的管線,如街道、河流、水管等,其狀態(tài)屬性包括阻力和需求。障礙,禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動(dòng)的點(diǎn)。拐角點(diǎn),出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)鏈中的分割結(jié)點(diǎn)上,狀態(tài)屬性有阻力,如拐彎的時(shí)間和限制節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)中鏈的結(jié)點(diǎn),如港口、車站、電站等,其狀態(tài)屬
27、性包括阻力和需求等。結(jié)點(diǎn)中又有下面幾種特殊的類型。中心,是接受或分配資源的位置,如水庫(kù)、商業(yè)中心、電站等站點(diǎn),在路徑選擇中資源增減的結(jié)點(diǎn)阻強(qiáng):指資源在網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)中的阻力大小,如所花的時(shí)間、費(fèi)用等。它是描述鏈與拐角點(diǎn)所具有的屬性。二、基礎(chǔ)部分1. GIS中提供的空間查詢方式主要有基于空間關(guān)系的查詢和基于屬性數(shù)據(jù)的查詢2. 非均質(zhì)空間的距離在量算時(shí)要考慮其他的因素,如耗時(shí),費(fèi)用,通達(dá)度,路況等等,這時(shí)就需要給各個(gè)不同的方向賦予不同的權(quán)重,計(jì)算成本距離3. 形狀量算的主要參數(shù)有:歐拉函數(shù),形狀系數(shù)和凸度數(shù)4. 疊置分析根據(jù)操作形式的不同可以分為:圖層擦除(Erase)、識(shí)別疊加(Identify)、交
28、集操作(Intersect)、對(duì)稱識(shí)別(symmetrical difference)、圖層合并(Union)和修正更新(Updata)。5. 線要素緩沖區(qū)的建立是以線要素的邊線作為參考線,來(lái)做其平行線,并考慮其端點(diǎn)處建立原則,即可建立緩沖區(qū)。常用的端點(diǎn)處建立原則有:角平分線法和凸角圓弧算法。6. 窗口分析中的3要素分別是:中心點(diǎn),分析窗口大小與類型,運(yùn)算方式。7. 窗口分析中圖層根據(jù)窗口分析類型運(yùn)算,依據(jù)不同的運(yùn)算方式獲得新的圖層。其中常用 的統(tǒng)計(jì)運(yùn)算類型有:平均值統(tǒng)計(jì)、最大值統(tǒng)計(jì)、最小值統(tǒng)計(jì)、中值統(tǒng)計(jì)、求和統(tǒng)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)等8. 窗口分析中圖層根據(jù)窗口分析類型運(yùn)算,依據(jù)不同的運(yùn)算方式獲得新
29、的圖層。其中常用 的測(cè)度運(yùn)算類型有:圍統(tǒng)計(jì)、多數(shù)統(tǒng)計(jì)、少數(shù)統(tǒng)計(jì)、種類統(tǒng)計(jì)等9. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集常通過(guò)設(shè)置高程字段來(lái)表達(dá)線要素的高度起伏關(guān)系。10. ArcGIS支持的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型有:幾何網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集三、拓展部分1. 空間查詢特性: 回答用戶的簡(jiǎn)單問(wèn)題;不改變空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù);不產(chǎn)生新的空間實(shí)體和數(shù)據(jù)2. 數(shù)據(jù)再分類的方式:圖層擦除(Erase)、識(shí)別疊加(Identify)、交集操作(Intersect)、對(duì)稱識(shí)別(symmetrical difference)、圖層合并(Union)和修正更新(Updata)。;3. 簡(jiǎn)述緩沖區(qū)的主要應(yīng)用:求交通沿線和河流沿線的地物特征;公共設(shè)施的服務(wù)半徑;水
30、庫(kù)建設(shè)引起的搬遷;鐵路公路以及河道對(duì)所經(jīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性;城市的噪音污染源所影響的一定空間圍;根據(jù)污染源求敏感區(qū)圍;4. 空間分析的基本步驟: 1.確定問(wèn)題并建立分析的目標(biāo)和要滿足的條件2.針對(duì)空間問(wèn)題選擇合適的分析工具3.準(zhǔn)備空間操作中要用到的數(shù)據(jù)。 4.定制一個(gè)分析計(jì)劃然后執(zhí)行分析操作。5.顯示并評(píng)價(jià)分析結(jié)果5. 簡(jiǎn)述窗口分析中的3個(gè)要素:中心點(diǎn) ;鄰域大小與類型 ;鄰域運(yùn)算函數(shù) ;中心點(diǎn):在單個(gè)窗口中的中心點(diǎn)可能就是一個(gè)柵格點(diǎn),或者是分析窗口的最中間的柵格點(diǎn),窗口分析運(yùn)算后的數(shù)值賦予它。6. 舉例說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)分析的應(yīng)用:1 路徑分析: 最短路徑分析和最低消費(fèi)路徑,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)最優(yōu)路徑多目標(biāo)點(diǎn)訪
31、問(wèn)。2 資源分配 :資源分配主要是優(yōu)化配置網(wǎng)絡(luò)資源的問(wèn)題,資源分配的目的是對(duì)若干服務(wù)中心進(jìn)行優(yōu)化,劃定每個(gè)中心的服務(wù)圍,把所有連通鏈都分配到某一中心,并把中心餓資源分配給這些鏈以滿足要求,篩選出租價(jià)布局和布局中心位置。資源分配網(wǎng)絡(luò)模型由中心點(diǎn)(分配中心或收集中心)及其屬性和網(wǎng)絡(luò)組成。分配有兩種形式,一種是由分配中心向四周分配,另一種是由四周向收集中心分配。7. 分析窗口的大小與類型:依據(jù)的單個(gè)窗口中的柵格分布狀況。第九章 DEM與數(shù)字地形分析專業(yè)術(shù)語(yǔ):1.DEM:是表示區(qū)域D上地形三維向量的有限序列2.DTM:就是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá),是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述3坡度
32、:水平面與地形面的夾角。4坡向:法線在水以平面投影與正北方向之夾角5曲率:剖面曲率與平面曲率之差6平面曲率:與最大坡度方向呈直角方向的估算值7剖面曲率:沿最大坡度方向的估值8地形起伏度:指在所指定的分析窗口所有柵格中最大高程與最小高程的差。Max-min9地形粗糙度:地表單元的曲面面積與其在水平面上的投影的面積的比。10地表切割深度:地面的某點(diǎn)的鄰域圍的平均高程與最小高程的差?;A(chǔ)部分1. 國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)的框架數(shù)據(jù)包括:數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字正射影像圖(Digital OrthoimageMap,DOM)、數(shù)字線劃圖(Digital Line Graphic, DLG)
33、 。2. 格網(wǎng)DEM轉(zhuǎn)換為TIN的算法主要有:保留重要點(diǎn)法、啟發(fā)丟棄法3. 三角形穿越等高線是指滿足DT三角剖分準(zhǔn)則的三角形與等高線相交,會(huì)導(dǎo)致TIN所模擬的地形在高處被消掉,而低洼處被填平引起地形的扭曲??朔@類情況的辦法是將等高線作為TIN的特征約束條件,從而形成 約束TIN。4. 主要的地形因子包括:坡度,坡向,曲率,地形起伏度,地形粗糙度,地表切割深度等等。5. 實(shí)際應(yīng)用中坡度有兩種表達(dá)方式:坡度百分?jǐn)?shù)(percent of slope)、坡度(degree of slope):6. 坡度變率在一定程度上可以很好反映剖面曲率信息,坡度變率表征了地表面高程相對(duì)于水平面變化的二階導(dǎo)數(shù),又可
34、稱為坡度之坡度。7. 坡向變率則比較好的反映平面曲率信息,坡向變率又可稱為坡向之坡度,可以很好的反映等高線的彎曲程度。8. 基于DEM計(jì)算宏觀地形因子時(shí),關(guān)鍵是確定分析半徑的大小。9. 通視分析是對(duì)地形進(jìn)行最優(yōu)化處理,如設(shè)置雷達(dá)站、電視臺(tái)的發(fā)射站、道路選擇、航海導(dǎo)航等,軍事上如布設(shè)陣地、設(shè)置觀察哨所、鋪架通信線路等。包括兩類通視線分析和可視域(viewshed)分析拓展部分1.DEM的主要表示模型規(guī)則格網(wǎng)模型 等高線模型不規(guī)則格網(wǎng)模型2簡(jiǎn)述構(gòu)建Delaunay三角形網(wǎng)的通用算法逐點(diǎn)插入算法: 1構(gòu)造初始三角形。2將點(diǎn)集中的其它散點(diǎn)依次插入,如插入點(diǎn)P,在三角形鏈表中找出其外接圓包含插入點(diǎn)P的三
35、角形(稱為該點(diǎn)的影響三角形),刪除影響三角形的公共邊,將插入點(diǎn)同影響三角形的全部頂點(diǎn)連接起來(lái),從而完成一個(gè)點(diǎn)在Delaunay三角形鏈表中的插入。3根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則對(duì)局部新形成的三角形進(jìn)行優(yōu)化(如互換對(duì)角線等)。將形成的三角形放入Delaunay三角形鏈表。4循環(huán)執(zhí)行上述第2步,直到所有散點(diǎn)插入完畢。3簡(jiǎn)述DEM的主要數(shù)據(jù)來(lái)源:1地圖數(shù)字化是DEM的主要數(shù)據(jù)源2影像數(shù)據(jù):包括航空攝影和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),是大圍、高精度、高分辨率DEM建立的最有價(jià)值的數(shù)據(jù)源。3野外測(cè)量:野外測(cè)量可以獲得最精確的高程和平面數(shù)據(jù),但野外測(cè)量工作量大、周期長(zhǎng)、成本高,一般不適合大圍的DEM數(shù)據(jù)采集4舉例說(shuō)明坡度、坡向的主要應(yīng)用
36、:1坡度表明了該局部地表坡面的傾斜程度,坡度大小直接影響著地表物質(zhì)流動(dòng)與能量轉(zhuǎn)換的規(guī)模與強(qiáng)度,是制約生產(chǎn)力空間布局的重要因子。2根據(jù)坡度起伏變化,確定崩塌、泥石流區(qū)域或嚴(yán)重的土壤侵蝕區(qū),作為災(zāi)害防治與水土保持工作的基礎(chǔ)。3提取平坦區(qū)域,為大型商業(yè)中心或房屋建筑選址。1坡向是決定地表面局部地面接收和重新分配太陽(yáng)輻射量的重要因子之一,直接造成局部地區(qū)氣候特征的差異.2可以通過(guò)計(jì)算研究區(qū)域的每一點(diǎn)的太照量,從而測(cè)定每一點(diǎn)的生物量5簡(jiǎn)述數(shù)字高程模型的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展前景:首先,地學(xué)分析應(yīng)用。數(shù)字高程模型作為等高線地形圖的替代產(chǎn)品,其應(yīng)用圍幾乎涵蓋了地形圖應(yīng)用的所有領(lǐng)域,既是科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的
37、規(guī)劃設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和有力工具,又是地學(xué)分析、生物學(xué)等區(qū)域性科學(xué)基本參數(shù)的提供和和研究成果的表達(dá)形式其次,非地形特性應(yīng)用。數(shù)字高程模型是在二維平面位置上疊加地形高程數(shù)據(jù),亦即DEM是地理空間定位的數(shù)據(jù)集合。因此,用來(lái)進(jìn)行數(shù)字高程模型建立的各種技術(shù)也可以移植到非高程數(shù)據(jù)的地學(xué)建模和分析上。第三,產(chǎn)業(yè)化和社會(huì)服務(wù)。隨著地理信息系統(tǒng)、數(shù)字地球等空間信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字高程模型成為空間信息系統(tǒng)的重要組成部分,是各種地學(xué)分析應(yīng)用的最為主要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。6基于DEM的流域地形分析的基本步驟:DEM無(wú)洼地DEM生成水流方向確定水流累計(jì)矩陣計(jì)算流域特征分特征地貌分析山脊線、山谷線提取 流域網(wǎng)絡(luò)提取 流域分割 流域參
38、數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算第十章 空間統(tǒng)計(jì)分析專業(yè)術(shù)語(yǔ):空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,著重于空間物體和現(xiàn)象的非空間特性的統(tǒng)計(jì)分析,而空間數(shù)據(jù)所描述的事物的空間位置在這些分析中不起制約作用。數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析,是直接從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面出發(fā),研究既具有隨機(jī)性又具有結(jié)構(gòu)性,或具有空間相關(guān)性和依賴性的自然現(xiàn)象。數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析,其核心就是認(rèn)識(shí)與地理位置相關(guān)的數(shù)據(jù)間的空間依賴、空間關(guān)聯(lián)或空間自相關(guān),通過(guò)空間位置建立數(shù)據(jù)間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。 空間統(tǒng)計(jì)分析的任務(wù)就是運(yùn)用有關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析方法,建立空間統(tǒng)計(jì)模型,從凌亂的數(shù)據(jù)中挖掘空間自相關(guān)和空間變異規(guī)律。偏度系數(shù):是刻畫數(shù)據(jù)在均值兩側(cè)的對(duì)稱程度的參數(shù)。峰度系數(shù):是刻畫數(shù)據(jù)在均值
39、兩側(cè)的集中程度的參數(shù)。塊金值,當(dāng)間隔距離h=0時(shí),(0)= C0,該值稱為塊金值或塊金方差(nugget variance)?;_(tái)值,當(dāng)采樣點(diǎn)間的距離h增大時(shí),半變異函數(shù)從初始的塊金值達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的常數(shù)時(shí),該常數(shù)值稱為基臺(tái)值。 sill=C0+C變程,當(dāng)半變異函數(shù)的取值由初始的塊金值達(dá)到基臺(tái)值時(shí),采樣點(diǎn)的間隔距離稱為變程。變程表示了在某種觀測(cè)尺度下,空間相關(guān)性的作用圍,其大小受觀測(cè)尺度 的限定。偏基臺(tái)值,基臺(tái)值與塊金值的差值: partial sill=C全局趨勢(shì),(空間趨勢(shì))反映了空間物體在空間區(qū)域上的變化的主題特征,它主要揭示了空間物體的總體規(guī)律,而忽略局部變異。全局空間自相關(guān):反映的
40、是整個(gè)研究區(qū)域?qū)傩允欠窬哂凶韵嚓P(guān)性。 局部空間自相關(guān):反應(yīng)特定的局部地點(diǎn)屬性是否具有自相關(guān)性。數(shù)據(jù)分級(jí),是根據(jù)一定的方法和標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)分成不同的級(jí)別,也就是把一個(gè)數(shù)據(jù)集劃分為不同的子集,在此過(guò)程中,還可以設(shè)置分級(jí)精度和分級(jí)數(shù)目等。空間插值,是進(jìn)行數(shù)據(jù)外推的基本方法?;蚓湓捳f(shuō)空間插值是一種由已知來(lái)推知未知的一種空間分析方法。 插,已有某研究區(qū)的某項(xiàng)數(shù)據(jù),根據(jù)這些觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)估算研究區(qū)位置點(diǎn)的數(shù)值的過(guò)程.外推,估算研究區(qū)外未知點(diǎn)的數(shù)據(jù)值得過(guò)程整體插值,用研究區(qū)所有采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行全區(qū)特征擬合。局部插值, 是僅僅用鄰近的數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)估計(jì)未知點(diǎn)的值?;A(chǔ)部分1. 空間統(tǒng)計(jì)分析包括空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)的空間
41、統(tǒng)計(jì)分析。2. 在使用任何統(tǒng)計(jì)分析分析方法分析和空間位置有關(guān)的數(shù)據(jù)之前,我們都必須先測(cè)度和檢驗(yàn)空間自相關(guān)的顯著性。3. 代表數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)量包括平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù),它們都可以用來(lái)表示數(shù)據(jù)的分布位置和一般水平。4. 列舉四種代表數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計(jì)量(最大值、最小值、分位數(shù)、極差、離差、平均離差、離差平方和、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、變差系數(shù)等)。5. 代表數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計(jì)量主要有 偏度系數(shù)和峰度系數(shù)。6. 探索性數(shù)據(jù)分析的基本分析工具包括 直方圖,QQPlot圖,方差變異分析工具,Voronoi圖。7. QQPlot圖分為 正態(tài)QQPlot圖(Normal QQPlot)和普通QQPlot圖(gen
42、eral QQPlot )8. 正態(tài)QQPlot圖(Normal QQPlot)主要用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。9. 普通QQPlot圖(general QQPlot )主要用來(lái)評(píng)估兩個(gè)數(shù)據(jù)集分布的相似性。10. Voronoi圖中多邊形值的分配方式和計(jì)算方法(簡(jiǎn)化,平均,模式,聚類,熵,中值,標(biāo)準(zhǔn)差)。11. 全局空間自相關(guān)系數(shù)反映的是研究區(qū)域所有區(qū)域單元的整體空間關(guān)系。Moran指數(shù)和Geary系數(shù)是最常用的兩種測(cè)度全局自相關(guān)的指標(biāo)。12. 局部空間自相關(guān)分析方法包括3種:空間聯(lián)系的局部指標(biāo)(LISA) 、G統(tǒng)計(jì)量 、Moran散點(diǎn)圖。 13. 模式分級(jí)法主要有:分位數(shù)分級(jí)、等間距分級(jí),
43、等面積分級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)、自然裂點(diǎn)法分級(jí)等。14. 常用的局部插值方法:最鄰近點(diǎn)法 /泰森多邊形法、反距離加權(quán)法IDW、樣條插值spline、克里金插值法kriging15. 常用的插值驗(yàn)證方法有:交叉驗(yàn)證和實(shí)際驗(yàn)證。拓展部分1. 簡(jiǎn)述空間統(tǒng)計(jì)分析的主要任務(wù),統(tǒng)計(jì)分析是空間分析的主要手段,貫穿于空間分析的各個(gè)主要環(huán)節(jié)。空間統(tǒng)計(jì)分析方法不僅僅限于常規(guī)統(tǒng)計(jì)方法,還包括利用空間位置的空間自相關(guān)分析。本章主要介紹常用統(tǒng)計(jì)量、數(shù)據(jù)特征分析(即探索性數(shù)據(jù)分析)、分級(jí)統(tǒng)計(jì)分析、空間插值和空間回歸分析5方面容。2. 數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析方法的關(guān)系,共同點(diǎn):都是在大量采樣的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)樣本的屬性值的
44、頻率分布、均值、方差等關(guān)系及其相應(yīng)規(guī)則分析,確定其空間分布格局與相關(guān)關(guān)系。不同點(diǎn):數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析既考慮到樣本的大小,又重視樣本空間位置及樣本間的距離??臻g數(shù)據(jù)具有空間依賴性(空間自相關(guān))和空間異質(zhì)性,扭曲了經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析的假設(shè)條件,使得經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析會(huì)產(chǎn)生虛假的解釋。經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析模型是在觀測(cè)結(jié)果相互獨(dú)立的假設(shè)基礎(chǔ)上建立的,但實(shí)際上地理現(xiàn)象之間大都不具有獨(dú)立性。3. 代表數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)量的選擇:代表數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)量包括平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù),它們都可以用來(lái)表示數(shù)據(jù)的分布位置和一般水平。4. 描述代表數(shù)據(jù)分布形態(tài)的統(tǒng)計(jì)量及其分布圖:代表數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計(jì)量主要有 偏度系數(shù)和峰度系數(shù)。偏度系數(shù)的三種情形 正態(tài)正偏態(tài)負(fù)偏態(tài)標(biāo)準(zhǔn)峰度系數(shù)的三種情形5. 繪制變異函數(shù)曲線圖和協(xié)方差函數(shù)圖,并做簡(jiǎn)要說(shuō)明:簡(jiǎn)要說(shuō)明:6. 簡(jiǎn)述產(chǎn)生離群值的兩種情況及處理方式:全局離群值,局部離群值; 離群值的出現(xiàn)可能是真實(shí)異常值,也可能是由于不正確的測(cè)量或記錄引起的。
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