专业课复习资料：空间分析

一、空间分析的常用方法有哪些？这些方法可以解决哪些空间问题？

①量算分析：了解地理特征的几何参数，如坐标、距离、长度等

②统计分析：对空间数据进行分类、统计、综合评价

③空间查询分析：按照一定条件，寻找符合条件的空间实体及其相应属性

④叠加分析：对多个数据图层进行逻辑运算产生空间区域属性特征，建立空间对应关系

⑤缓冲区分析：为某项分析或决策提供依据

⑥网络分析：能够优化网状事物的建立、运行、资源分配、路径选择等

二、简述空间数据、空间分析与地理信息系统三者之间的关系：

①空间数据时GIS的核心，是空间分析与地理信息系统的操作对象与管理内容

②空间数据与空间分析：（1）空间数据为空间数据提供数据基础，其表示形式影响空间分析方法的选择（2）空间分析的结果产生新价值的空间数据

③空间分析和地理信息系统：（1）空间分析是GIS的核心功能之一，为GIS提供了思想精髓（2）GIS推动了空间分析的发展与应用，为空间分析提供良好的平台支撑

三、 空间分析有哪些内容

①要素特征与空间关系分析

②时空动态变化分析

③空间网络分析

④邻近性分析与距离分析

⑤表面生成与表面分析

四、 空间分析的概念是什么？空间分析的发展经历了哪些阶段？

概念：

空间分析是对空间信息的获取和对空间问题的求解。获取空间信息是解决空间问题的必要手段。现代意义的空间分析是指在计算机技术的支撑下提取地理对象的位置、属性、关系等方面的信息，以支持特定的空间决策问题。

阶段：

①地图与空间分析②计量地理与空间分析③统计学与空间分析

五、 什么是空间数据？它由哪些部分组成？具有什么特征？

空间数据：

空间数据是指具有地理实体空间特征的数据，主要包括：空间位置、拓扑关系。

组成：

主要由位置、属性、时间组成。

特征：

空间性、时序性、专题性、数据的海量性

六、请举例说明柱状图、直方图、折线图、散点图、饼状图在空间数据分析中的应用

①柱状图：通常有利于较少数据集的分析，直观反映不同对象的数据差异，例如：以北京及周边城市的地区GDP为纵轴制作柱状图可反映地区经济总量差异。

②直方图：通常用于反映属性数据的分布趋势。以某年某城市的空气质量指数分区间为横轴，以个区间的城市数量为纵轴制作直方图可反映该地区城市的总体空气质量。

③折线图：可反映一种属性随着另一种属性连续变化的发展动态及趋势。采用某城市某年某月的空气质量指数分区间可以直观找出空气质量最好和最差的日期，了解全月空气质量变化情况。

④散点图：通常有利于大量数据点的分析。以某地区各地级市的汽车保有量为横轴、城市GDP为纵轴，可反映汽车保有量与城市GDP的正相关性。

⑤饼状图：可以表示属性数据的一个属性特征在众多属性数据中所占的比重。以某城市圈的所有城市GDP为分类变量制作饼状图。从图中可以明显找出经济体量最大的城市。

七、比较像元统计、邻域统计和分区统计之间的差异

①像元统计是基于栅格局域运算针对数值型栅格数据进行统计的一种方法。

②邻域统计是邻域运算的一个重要方面，它利用邻域内的像元值进行统计。

③分区统计是以一个数据层的各个类型区为基础，对另一个数据层的同一类型的像元进行数值统计

八、什么是空间查询？简要说明GIS中常用的空间查询方法

空间查询：

空间查询是一种由地理数据库与空间数据库支持的一种特殊查询，是地理信息系统的基本功能之一，也是GIS进行其他空间分析的基础。

空间查询方法：

基于空间特征的查询、基于属性特征的查询、基于空间位置的查询、基于空间关系的查询

九、DEM有哪些表达模型？请比较各种表达模型的优缺点

表达模型：

等高线模型、规则格网模型、不规则三角网模型

对比分析：

等高线模型更为直观形象、占用内存较小，但是地形分析时较难实现。

后两者相反。

十、我国常用的坐标系统有哪些？各自有何特点？

①北京1954坐标系：以克拉索夫斯基椭球为基础，原点位于前苏联。克拉索夫斯基相对大地水准面，自西向东有较大的系统性倾斜。

②西安1980坐标系：采用1975国际大地测量协会推荐的参考椭球，原点位于西安。只能提供二维坐标，不能提供高精度三维坐标椭球定位没有顾及到占中国全部国土面积近三分之一的海域范围。

③国家2000坐标系：原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。更加科学、原点位于地球质量中心的三维国家大地坐标系

④WGS-84坐标系：坐标原点为地球质心

十一、对比矢量数据结构和栅格数据结构的特点，并简要说明空间分析时如何选择数据结构

对比：

	优点	缺点
矢量数据结构	①数据结构严密，冗余量小数据量小 ②空间拓扑关系清晰，易于网络分析 ③图形显示质量好、精度高	①数据结构处理算法复杂 ②数学模拟困难 ③空间分析技术困难 ④显示与绘图成本高
栅格数据结构	①数据结构简单，易于算法实现 ②各类空间分析、地理现象模拟容易 ③成本低廉	①图形数据量大 ②难以建立空间网络连接关系 ③投影变化实现困难 ④图形数据质量低，地图输出不精美

说明：

①在进行空间叠加分析和空间数据共享时选择矢量数据

②研究区域为空间较大尺度的自然资源分布、农业区分布和林业区分布时选择栅格数据

十二、画图说明多边形矢量数据之间不同叠加方法之间的差异

十三、网络工具有哪些组成要素和属性？

基本要素：

包括链、节点、站点、中心、拐点和障碍等

网络属性：

通常包括资源需求量、资源总量和阻碍强度

十四、栅格运算有哪几种模式？各有何特点？

模式：

有局域运算、邻域运算、分区运算三种基本的栅格运算模式

特点：

①根据输入栅格数量的不同，局域运算针对一个或同一位置(局域)的多个像元进行的运算分析。

②邻域运算是以设定的邻域范围内的若干像元(往往包括目标像元本身)为对象的运算，运算结果将在输出栅格中赋予目标像元所在位置的像元。

③分区运算是指在对区域进行类型划分的基础上，在每个类型内对某一属性进行的栅格运算，运算结果赋予输出栅格或输出为表格。

十五、什么时DTM与DEM？它们之间有什么不同？

DTM与DEM：

DTM:数字地面模型,是对地表各种形态的属性信息的数字描述。

DEM:数字高程模型,是对地理空间中地理对象表面高程的数字化表达。

不同：

 十六、空间分析模型按照内容特征来分有哪些？试分别举例说明它们可以解决哪些空间问题？

①空间分布分析模型，用于研究地理对象的空间分布特征

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

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)关系。

④预测、评价与决策模型，用于研究地理对象的动态发展。