下面是小编为大家整理的GIS空间分析期末重点(精品).doc【完整版】,供大家参考。
1、 空间分析：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，以解决实际问题。
本质特征：
（ 1 ）
探测空间数据中的模式 （ 2）研究空间数据间的关系并建立立相应的空间 数据模型 （ 3）
提高适合于所有观察模式处理过程的理解（4）改进发生地理空间事件的预测 能力和控制能力。
研究对象: :空间分析主要通过对空间数据和空间模型的联合分析来挖掘空间目标的潜在信 丿息、。研究目标：认知、解释、预报、调控。
2、 GIS 中的地理空间是指经过投影变换后，在笛卡儿坐标系中的地球表层特征空间。
GIS 中地理空间一般被定义 为绝对空间和相对空
间两种形式。
绝对空间是具有属性描述的 空间几何位置的集合，由一系列不同位置的空间坐标组成； 相对空间是具有空间属性特征的 实体集合，由不同实体之间的空间关系构成。
地理空间的特性：多维的、具有可分性、具有尺度特征。
3、 地球椭球体：以一个接近地球整体形状的旋转椭球代替真实的地球形体，这个旋转椭球 为参考椭球 目前我国常用的国家大地坐标系 （ 1954 年北京坐标系和
1980
年西安坐标系 ）
均为参心 坐标系。：
L954 年北京坐标系高程是以 1956 年青岛验潮站的黄海平均海水面为基准。
常用椭球面上坐标系统：国家大地坐标系 高斯平面直角坐标系和 UTM 坐标系 WGS-84 世界大地坐标系独立坐标系 GIS 中地图投影的选择：
（ 1）
地图投影选择的一般原则：
GIS 所采用的投影系统应与本国 的基本地图系列 所采用的投影系统一致；各比例尺 GIS
中的投影系统应与相应比例尺主要信 息源地图的投影一致；各地区的 GIS
投影系统应与该地区所使用的投影系统一致；一般选择 1-3 种投影系统以保证地理定位框架的统一。
（2）
我国
GIS
采用的地图投影：我国常用的 基木比例尺地形图，如 1 ：
100 万、1 ：
50 万、1 ：
25 万、1：
10 万、1 ：
5 万、1 ：
2.5 万、1 ：
1 万和 1 ：
5000,除 1:100 万外均采用高斯克吕格投影。
4、 地理空间数据特征：
时空特征、多维结构、多尺度性、不确定性、海量性特征。
地理空间问题：空间分布与格局、资源配置与规划、空间关系与影响、空间动态与过程。
5、 几何数据的量测尺度：
空间量测尺度与空间维、空间量测尺度与空间量测精度。
属性数据的量测尺度 ft
粗略至详细大致可分为命名量、次序量、间隔量及比率量等四个层 次。
基本的几何量测的参数包括对点、线、面空间目标的位置、中心、重心、长度、面积、
体积和曲率等的量测和计算。
地理空间目标形态量测参数：线状地物：
曲率和弯曲度； 面状地物：简单的图形概括、 空间完整性（对多边形形态进行量测时需要考虑两个方面：一是以空洞区域和碎片区域确定 该区域的空间完整性；二是多边形边界特征描述问题）。空间完整性是空洞区域内空洞数量 的度量，通常使用欧拉函数量测。
欧拉函数是关于碎片程度及空洞数量的一个数值量测法。
间
2 6、 【夬 断分布类型】
才
1
传统理论研究中空间分 U 的基本类型：
2
3
4
5
6
7
分布
类型
沿线状 要 沿线状要素 连 素的 离散 续分布 点
面域 上 的 离散点 线状分 布
离散的 面状分布 连续的 面 状分 布 空间连
续分布
举例 城市分 河流流速流 城市 高速公 草场 人口普 地形、 布、火 ft 分布 量、高速公 路 车流量 分布 路或河
流沿线
分布、 农田分布 查区 域、 行 政区划 降水 空
里本类型的划分：
点 戈 Ar 里 公的，分加 河船，上车旁的站 IE
的只路 汽路布油 U 两林 道的树 街旁荫 上护，街 林、路 流防坝市的道汽 河的堤城逍荫公线 城镇的 一
人口 普查 区 比较内容
矢量结构
栅
格结构
分布 V 方式
分布” ,地的线
火山的 分布
域， 行政
区划
7^ 点模式的描述参数有分布密度、分布中心、分布轴线、离散度、样方分析、最近邻分析 等。
分布轴线是一条拟合直线，描述了离散点群的总体走向，而点群相对于轴线的距离则反映 了离散点群在点群走向上的离散程度。
离散度是 反应分布对象聚集程度的空间分布参数，它是分布中心和分布轴线的补充。
线模式的空间分布 线模式的空间分布【有
哪几种描述方法】线划要素同点要素一样在地面上占有一定的空间， 并表现出一定的结构和模式。线划要素在空间中的分布，有些是具体分布，有些是抽象分布, 由于线划要素本身属于一维空间体，与点要素相比增加了长度和方向，因此其空间分布也较 点状空间分布复杂。
区域模式的空间分布模式主要包括离散区域分布和连续区域分布两种模式。
& & 地理信息系统中空间表达的内容和形式：
数据结构模型、空间参考系统、时空尺度与比 例尺、图形表达。空间数据格式转换的意义：
空间数据获取的手段、GIS 空间数据处理的重要任务、实现数 据共享的方法之 一。
空间数据格式类型：
矢量数据结构、栅格数据结构。
矢量与栅格数据的比较【特征、优缺点】：
矢量方式表达的地理数据位置精度较高，具有 显式地建立目标的空间关系的能力，适合于实体对象的几何转换及拓扑关系描述，且图形输 出效率较高，但叠加分析的算法复杂，空间分析效率低；栅格表达方式具有叠加分析的算法 简单、空间分析效率高的优点，但无法满足拓扑关系分析的要求，且图形表达精度不能令人 满意，对图形的输出效率也很低。在实际应用中，需要对所表示的实体进行分析，选取合适 的组合表达方式。
数据结构
复杂 简单 数据量
小
大
图形精度
高
低
图形运算、搜索
复杂、高效 简单、低效 软件与硬件技术
不一致 一致或接近
矢 量数据向栅格数据的转换：
（ 1 ）
线对象的栅格化：八方向栅格化、全路径栅格化（ 2）面 对像的栅格化：
内部点扩散算法、复数积分算法、射线算法、打描算法、边界代数算法。
9、 地理空间坐标转换的意义：
GIS 实现多源数据无缝集成的基础、GIS 空间分析的基础、GIS 输出显示成果的需要。
地理空间坐标转换的方法【看书】：
（ 1）坐标系统转换方法：仿射变换、相似变换（2）
地图投影转换方 法：①解析变换法：变换方法：正解变换法、反解变换法、综合变换法；变 换法示例②数值变换法。
（ 3）
数值-解析变换法 10 、从广义来讲， 尺度是实体、模式或过程在空间或时间上的基准尺寸。从 研究者和被研
究对象特征的角度，尺度是指研究某一现象或事件时采用的空间或时间单位，或某一现象或 过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。
地理信息科学中所谈及的"尺度"既可指研究范围（如地理分布范围大小），也表示详细程 度（如地理分辨率的层次和大小）以及时间长短与频率。
尺度变换方法：空间数据自动综合、小波变换、层次细节 （ LOD）技术。
GIS 中 的无级比例尺数据处理技术是指以一个大比例尺单精度空间数据库为基础数据源， 在一定空间区域内，空间对象的信息量随比例尺变化而自动增减，使 GIS 空间数据压缩和复 现与比例尺自适应的信息处理技术。无级比例尺数据处理技术的实质是数字制图综合（也称 制图概括），即研究制图综合的本质特征及空间地理信息随比例尺变化的信息量增减规律。
常见图形表达形式：
剖面图、图解分析图、玫瑰图表、块状图。
11 、 邻近度 是定性描述空间目标距离关系的重要物理量之一，表不地理空间中两个目标地物 距离相近的程度。例如•… 缓冲区是指为了识别某一地理实体或空间物体对其周围地物的影响度而在其周围建立的 具有一定宽度的带状区域。
缓冲区分析则是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形，然后将这一图 层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需结果的一种空间分析方法。
缓冲区分析的应用：
缓冲区作为一个独立的数据层可以参与叠加分析，常应用到道路、河 流、居民点、工厂（污染源）等生产生活设施的空间分析，为不同工作需要（如道路修整、 河道改建、居民区拆迁、污染范围确定等）提供科学依据。结合不同的专业模型，缓冲区分 析能够在景观生态、规划、军事应用等领域发挥更大的作用。例如，利用缓冲区分析和相邻 缓冲区的景观结构总体变异系数方法对自然保护区进行自然景观和人为影响景观的分割研 究。在虚拟军事演练系统中，缓冲区分析方法是对雷达群的合成探测范围和干扰效果进行研 究的一种非常有效的手段。
缓冲区实现有两种 基本算法：
矢量方法和栅格方法。
矢量方法使用较广，产生时间较长 , 相对比较成熟， 具体的几何算法是中心线扩张法，又称加宽线法或图形加粗法，通过以中心 轴线为核心做平行曲线，生成缓冲区边线，再对生成边线求交、合并，最终生成缓冲区边界。
栅格方法以数学形态学扩张算法为代表，采用由实体栅格和八方向位移 I 得到的 n 方向栅格 像元与原图作布尔运算来完成，由于栅格数据量很大，特别是上述算法运算量级很大，当 I 较大时实施有一定困难，且距离精度也尚待提高。
角分线法。凸角圆弧法。
泰森多边形定义：
为了能根据离散分布的气象站降雨量数据来计算某地平均的降雨量，荷兰 气候学家 A.H.Thiessen 提出了一种新的计算方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作三角 形各边的垂直平分线，每个 遥感影像格式
要求比较高 不高 图形输出
显示质量好、精度高，但成本比较高
输出方法快速，质量低，成本比较低廉
数据共享
不易实现 容易实现 拓扑和网络分析
容易实现 不易实现
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 内所包含的惟一一个气象站的降雨强度来表不这个多边形区域内的降雨强度，该多边形称为 泰森多边形 （ Thiessen Polygons 或 Thiessen Tesselations, 又称Voronoi 或 Dirichlet 多边形）。
泰森多边形特性：
①每个泰森多边形内仅含有一个控制点数据；②泰森多边 形内的点到 相应控制点的距离最近；③位于泰森多边形边上的点到其两边控制点的距离相等；④在 判断一个控制点与其他哪些控制点相邻时，可直接根据泰森多边形得出结论，即若泰森多边 形是 n 边形，则与 n 个离散点相邻。
12、 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彳丁叠加，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。
空间要素图形叠加【举例分析】：
点与多边形的叠加；线与多边形的叠加；多边形与多边 形的叠加。基于不同的运算方式和叠加形式， 栅格叠加变换包括：局部变换、邻域变换、分带变换、 全局变换。
13、 网络数据模型组成包括：链，节点（障碍、拐点），中心，站点。
网络分析功能：路径分析、连通分析、资源分配、流分析、动态分段、地址匹配。
最短路径算法：
Dijkstra
算法基本思想：假设每个点都有一对标号 （ d”Q ）
,其中 0 是从起 源点 s 到点 j j
的最短路径的长度（从顶点到其本身的最短路径是零路（没有弧的路），其 长度等于零）；血则是从 s 到/的最短路径中 j j
点的前 一点。基本过程：
①初始化。起源 点设置为 ds
= 0,
Ps
为空, 并标记起源点 s,记 k k
= s, 其他所有点设为未标记点。②检验从 所有已标记的点 k k
到其直接连接的未标记的点_/的距离，并设置 dj=
min Ldj,
d+l
l, 其中， 血为从点 k 到 j 的直接连接距离。③选取下一个点。从所有未标记的结点中，选取®中最 k k
kj
小的一个 d,=
min [d”所有未标记的点 j j
],点/就被选为最短路径中的一点，并设为已 标记的点。④找到点/的 前一点。从已标记的点中找到直接连接到点/的点 j*, 作为前一点， 记为i i
= =
j*⑤
标记点 i。如果所有点已标记
，
则
算
法
完
全
推
出
，
否
则
记 k k
= =
i,
重
复
步
骤
②③④
。
带权的有向图
连通分析：最小生成树算法：
（ 1 ）
克罗斯克尔 （ Kruskal ）算法：构造最小生成树的步骤：① 先把图 G 中的各边按权数从小到大重新排列，并取权数最小的一条边为生成树 7•中的边；© 在剩下的边中，按顺序取下一条边，若该边与生成树中已有的边构成回路，则舍去该边，否 则选择进入生成树中；③重复步骤 2,直到有 m-1 条边被选进 7■中，这 m-l 条边就是图 G 的最小生成树。
最小生成树之一 最小生成树之二 （ 2）
Prim
算法基木思想是：假设 N N
= （ V,E ）
是连通网，生成的最小生成树为 T= （ V,TE ）, , 求丁
的步骤如下：①初始化：
U U
={u }, 0
TE={ （ p} ； ②在所有 uWU, v^V- -U U 的边 （ u, iz）
WE 中， 找一条权最小的边 （ Uo, % ）
, TE+{
（u , v ）
}^TE, {v}+U^U ； ③如果 U = V, 则算法结束， 否则 0 0 0 0
重复步骤 2 ； ④最后得到最小生成树 T=<V, 花〉，其中 TE
为最小生成树的边集。
终
点
从源点 l/o 到各终点的距离值和最短路径的求解过程 / = 1 i = 2
z = 3 z = 4 / = 5 岭
OO 00 00 00 OO V V
2 2
10 （Vo,込）
V V
3 3
OO 30 （1/。, 厶）
100 （I/。, 60 （I/。, V V
I/3）
2l
50 （% ,岭,内）
）
V,
30 （I/。, I/4）
V V
5 5
1/ ）
100 （ 14,1/5）
90 （I/。,岭,I/5 ）
60 （I/。,岭,叫,£）
5
Vj
v v
2 2
v.
s s
{ Vo, V V
} }
{ Vo, V , V
} }
2 2
2 2
4 4
{ Vo, 匕 3,巾} { Vo,内, ％ , W, l/s }
(a)
(b)
<c)
<d)
(e)
图
2 求带权图最小生成树的过程
14、资源分配：定位是指已知需求源的分布，确定在哪里布设供应点最合适的问题；分配指 的是已知供应点，确定其为哪些需求源提供服务的问题。
选址问题(定位问题)：【中心点、中位点的求算】