⑴ 描述地理空间的两种基本方法的异同
地理空间数据包括空间数据(spatial data)和属性数据(attribute data)。前者描述地理事物的空间几何特性的数据(如:x,y,z。如果是矢量拓扑的还有拓扑数据)。后者描述空间要素特性的数据(如:一个点所代表的意义……)。说白了就是普通事物数据加上它的坐标。存储于不同的数据库或同一数据库不同层的数据的总和。详见地理信息系统教材。《introction to infromation systems》thrid edition很给力。看看就知道了
⑵ 什么是地理空间信息
地理空间数据包括空间数据(spatial data)和属性数据(attribute data)。前者描述地理事物的空间几何特性的数据(如:x,y,z。如果是矢量拓扑的还有拓扑数据)。后者描述空间要素特性的数据(如:一个点所代表的意义……)。说白了就是普通事物数据加上它的坐标。存储于不同的数据库或同一数据库不同层的数据的总和。详见地理信息系统教材。《introction to infromation systems》thrid edition很给力。看看就知道了
⑶ 简述地理空间信息的描述方法有哪些
经纬,行政,海陆位置
⑷ GIS空间分析方法是什么
地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能,这是区别于计算机地图制图系统的显着特征之一。利用空间信息分析技术,通过对原始数据模型的观察和实验,用户可以获得新的经验和知识,并以此作为空间行为的决策依据。
空间信息分析的内涵极为丰富。作为GIS的核心部分之一,空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。
叠置分析(Overlay Analysis)
覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作,其结果将原来要素分割生成新的要素,新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。也就是说,覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系,还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。覆盖叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析,进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。
1)多边形叠置
这个过程是将两层中的多边形要素叠加,产生输出层中的新多边形要素,同时它们的属性也将联系起来,以满足建立分析模型的需要。一般GIS软件都提供了三种多边形叠置:
(1)多边形之和(UNION):输出保留了两个输入的所有多边形。
(2)多边形之积(INTERSECT):输出保留了两个输入的共同覆盖区域。
(3)多边形叠合(IDENTITY):以一个输入的边界为准,而将另一个多边形与之相匹配,输出内容是第一个多边形区域内二个输入层所有多边形。
多边形叠置是个非常有用的分析功能,例如,人口普查区和校区图叠加,结果表示了每一学校及其对应的普查区,由此就可以查到作为校区新属性的重叠普查区的人口数。
2)点与多边形叠加
点与多边形叠加,实质是计算包含关系。叠加的结果是为每点产生一个新的属性。例如,井位与规划区叠加,可找到包含每个井的区域。
3)线与多边形叠加
将多边形要素层叠加到一个弧段层上,以确定每条弧段(全部或部分)落在哪个多边形内。
网络分析(Network Analysis)
对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型,它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何按排,并使其运行效果最好,如一定资源的最佳分配,从一地到另一地的运输费用最低等。其基本思想则在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。这类问题在生产、社会、经济活动中不胜枚举,因此研究此类问题具有重大意义。
网络中的基本组成部分和属性如下:
(1)链(Links),网络中流动的管线,如街道,河流,水管等,其状态属性包括阻力(Impedence)和需求(Demand)。
(2)障碍(Barriers),禁止网络中链上流动的点。
(3)拐角点(Turns),出现在网络链中所有的分割结点上,状态属性有阻力,如拐弯的时间和限制(如不允许左拐)。
(4)中心(Centers),是接受或分配资源的位置,如水库、商业中心、电站等,其状态属性包括资源容量,如总的资源量;阻力限额,如中心与链之间的最大距离或时间限制。
(5)站点(Stops),在路径选择中资源增减的站点,如库房、汽车站等,其状态属性有要被运输的资源需求,如产品数。
网络中的状态属性有阻力和需求两项,实际的状态属性可通过空间属性和状态属性的转换,根据实际情况赋到网络属性表中。
1)路径分析
(1)静态求最佳路径:由用户确定权值关系后,即给定每条弧段的属性,当需求最佳路径时,读出路径的相关属性,求最佳路径。
(2)动态分段技术:给定一条路径由多段联系组成,要求标注出这条路上的公里点或要求定位某一公路上的某一点,标注出某条路上从某一公里数到另一公里数的路段。
(3)N条最佳路径分析:确定起点、终点,求代价较小的N�条路径,因为在实践中往往仅求出最佳路径并不能满足要求,可能因为某种因素不走最佳路径,而走近似最佳路径。
(4)最短路径:确定起点、终点和所要经过的中间点、中间连线,求最短路径。
(5)动态最佳路径分析:实际网络分析中权值是随着权值关系式变化的,而且可能会临时出现一些障碍点,所以往往需要动态地计算最佳路径。
2)地址匹配
地址匹配实质是对地理位置的查询,它涉及到地址的编码(Geocode)。地址匹配与其它网络分析功能结合起来,可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。所需输入的数据,包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询地址的属性值。
3)资源分配
资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性和网络组成。分配有两种方式,一种是由分配中心向四周输出,另一种是由四周向中心集中。这种分配功能可以解决资源的有效流动和合理分配。其在地理网络中的应用与区位论中的中心地理论类似。在资源分配模型中,研究区可以是机能区,根据网络流的阻力等来研究中心的吸引区,为网络中的每一连接寻找最近的中心,以实现最佳的服务。还可以用来指定可能的区域。
资源分配模型可用来计算中心地的等时区,等交通距离区,等费用距离区等。可用来进行城镇中心,商业中心或港口等地的吸引范围分析,以用来寻找区域中最近的商业中心,进行各种区划和港口腹地的模拟等。
缓冲区分析(Buffer Analysis)
缓冲区分析是针对点、线、面实体,自动建立其周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形。缓冲区的产生有三种情况:一是基于点要素的缓冲区,通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆;二是基于线要素的缓冲区,通常是以线为中心轴线,距中心轴线一定距离的平行条带多边形;三是基于面要素多边形边界的缓冲区,向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。
缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一,它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。例如:湖泊和河流周围的保护区的定界,汽车服务区的选择,民宅区远离街道网络的缓冲区的建立等。
空间统计分析(Spacial Analysis)
1)常规统计分析
常规统计分析主要完成对数据集合的均值、总和、方差、频数、峰度系数等参数的统计分析。
2)空间自相关分析
空间自相关分析是认识空间分布特征、选择适宜的空间尺度来完成空间分析的最常用的方法。目前,普遍使用空间自相关系数——
MoranI指数,其计算公式如下:
其中:N表示空间实体数目;xi表示空间实体的属性值;x是xi的平均值;Wij=1表示空间实体i与j相邻,Wij=0表示空间实体i与j不相邻I的值介于1与I之间,I=1表示空间自正相关,空间实体呈聚合分布;I=1表示空间自负相关,空间实体呈离散分布;I=0则表示空间实体是随机分布的。Wij表示实体i与j的空间关系,它通过拓扑关系获得。
3)回归分析
回归分析用于分析两组或多组变量之间的相关关系,常见回归分析方程有:线性回归、指数回归、对数回归、多元回归等。
4)趋势分析
通过数学模型模拟地理特征的空间分布与时间过程,把地理要素时空分布的实测数据点之间的不足部分内插或预测出来。
5)专家打分模型
专家打分模型将相关的影响因素按其相对重要性排队,给出各因素所占的权重值;对每一要素内部进行进一步分析,按其内部的分类进行排队,按各类对结果的影响给分,从而得到该要素内各类别对结果的影响量,最后系统进行复合,得出排序结果,以表示对结果影响的优劣程度,作为决策的依据。
专家打分模型可分二步实现。第一步——打分:用户首先在每个feature的属性表里增加一个数据项,填入专家赋给的相应的分值;第二步——复合:调用加权符合程序,根据用户对各个feature给定的权重值进行叠加,得到最后的结果。
⑸ 简述地理事物及地理现象在地理信息系统中的表达方法
简单的几句话,是不能解释地理信息系统概念的.这里仅仅是泛泛的介绍.首先,GIS是一种计算机系统,它具备一般计算机系统所具有的功能,如采集、管理、分析和表达数据等功能.其次,GIS处理的数据都和地理信息有着直接间接的关系.地理信息是有关地理实体的性质、特征、运动状态的表征和一切有用的知识,而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示,包括空间位置、属性特征(简称属性)及时域特征三部分.空间位置数据描述地物或现象所在位置;属性数据有时又称作非空间数据,是属于一定地物或现象、描述其特征的定性或定量指标;时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段.由此,可以简单地定义地理信息系统为用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统.地理信息系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统.依照其应用领域,地理信息系统可分为土地信息系统、资源管理信息系统、地学信息系统等;根据其使用的数据模型,可分为矢量、栅格和混合型信息系统;根据其服务对象,可分为专题信息系统和区域信息系统等等.
与一般的管理信息系统相比,地理信息系统具有以下特征:(1)地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据,并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用,从而提供了认识地理现象的一种新的思维方法;而管理信息系统则只有属性数据库的管理,即使存储了图形,页往往以文件形式等机械形式存储,不能进行有关空间数据的操作,如空间查询、检索、相邻分析等,更无法进行复杂的空间分析.(2)地理信息系统强调空间分析,通过利用空间解析式模型来分析空间数据,地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计.
地理信息系统理解的歧意
目前,对地理信息系统的定义还存在分歧.这种分歧起因于地理信息系统本身诞生历史不长、发展速度很快、应用领域广泛等因素.因此,地理信息系统的定义可能基于系统具备的功能,也可能基于应用或其它方面.
David J.Cowen(1988)在分析现有地理信息系统定义的基础上,将其归结为以下四类:
(l)面向数据处理过程的定义.认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析与输出等子系统组成.过程定义本身很清楚,强调数据的处理流程,但其外延太广泛,不利于将地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统分开.
(2)面向专题应用的定义.在面向过程定义的基础上,按其分析的信息类型来定义地理信息系统,如土地利用信息系统、矿产资源管理信息系统、投资环境评估信息系统、城市交通管理信息系统等.应用定义有助于描述地理信息系统的应用领域范畴.
(3)工具箱定义.这种定义基于软件系统分析的观点,认为地理信息系统包括各种复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法.工具箱定义系统地描述了地理信息系统软件应具备的功能,为软件系统的评价提供了基本的技术指标.
(4)数据库定义.在工具箱定义的基础上,更加强调分析工具和数据库间的联接.一个通用的地理信息系统可看成是许多特殊的空间分析方法与数据管理系统的结合.
另外,从地理信息系统在实际应用中的作用与地位来看,目前对地理信息系统的认识可归纳为三个相互独立又相互关联的观点.一是地图观点,强调地理信息系统作为信息载体与传播媒介的地图功能,认为地理信息系统是一种地图数据处理与显示系统,在此,每个地理数据集可看成是一张地图,通过地图代数实现数据的操作与运算,其结果仍然表现为一张具有新内容的地图.测绘及各种专题地图部门非常重视地理信息系统的快速生产高质量地图的能力.第二种观点称为数据库观点,多为具有计算机科学背景的用户所接纳,强调数据库系统在地理信息系统中的重要地位,认为一个完整的数据库管理系统是任何一个
成功的地理信息系统不可缺少的部分.第三种观点则是分析工具观点,强调地理信息系统的空间分析与模型分析功能,认为地理信息系统是一门空间信息科学.第三种观点普遍地为地理信息系统界所接受,并认为这是区分地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统的唯一特征.
综上所述,地理信息系统可定义为:由计算机系统、地理数据和用户组成的,通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析,生成并输出各种地理信息,从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识,为工程设计和规划、管理决策服务.
地理信息系统与地图学及电子地图
地图作为记录地理信息的一种图形语言形式,最为古老,久负盛誉.从历史发展看,地理信息系统脱胎于地图,并成为地图信息的又一种新的载体形式,它具有存储、分析、显示和传输的功能,尤其是计算机制图为地图特征的数字表示、操作和显示提供了成套方法,为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持;同时,地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一.但二者间有着一定的差别:地图强调的是数据分析、符号化与显示,而地理信息系统则注重于信息分析.同时,地图学理论与方法对地理信息系统的发要的影响,并成为地理信息系统发展的根源之一.
地理信息系统与制图系统的关系存在两种看法.其一,计算机辅助制图系统是地理信息系统的一部分;其二,地理信息系统是机助制图系统之上的超结构(Superconstructure).从地理信息系统的发展过程可以看出,地理信息系统的产生、发展与制图信息系统存在着密切的联系,两者的相通之处是基于空间数据库的空间信息的表达、显示和处理.
从系统组成和功能上,一个地理信息系统拥有机助制图系统的所有组成和功能,并且地理信息系统还有数据处理的功能.但随着电子制图系统(Electronic
manning
system,EMS)的出现和发展,出现了电子图集.与传统地图集相比,电子地图集有许多新的特征:①声、图文和数据多媒体集成,把图形的直观性、数字的准确性、声音的引导性和亲切感相结合,充分利用了读者的各种感官;②查询检索和分析决策功能,能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索;③图形动态变化功能,从开窗缩放、创览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等;④具有良好的用户界面,使读者介入地图的生成过程;⑤多级比例尺之间的相互转换,由于计算机屏幕幅面的限制和计算机潜在的计算功能和巨大的存贮能力,要求具有多级比例尺不同程度的制图综合功能.与地理信息系统相比,由于电子制图系统具有电子地图集的功能,因此它所拥有的表达与显示空间信息的功能更强.好的电子制图系统应具有地理信息系统的所有功能,并且具有在电子媒体上应用各种不同的格式来创建、存贮和表达资料信息的能力.
⑹ 地理信息系统设计主要有哪几种方法各自有何特点
地理信息系统的设计方法主要有:
原型法:简单实用,适用于小型的GIS工程设计。
结构化生命周期法:分阶段实施,文档驱动,上一阶段的结束是下一阶段的开始,方法成熟,但灵活性不够,适用于需求明确,大中型GIS工程设计。
面向对象方法:阶段划分不明显,阶段之间无缝迭代,需要多次反复进行,是当前GIS设计发展的方向。
以上是几种常用的设计方法,在具体的GIS工程设计中可能会几种设计方法交互使用,以期达到最好的设计效果。
详细内容可参阅吴信才或李满春编着的《GIS设计和实现》等相关书籍。
⑺ 地理信息怎么描述
地理信息是指与空间地理分布有关的信息,它表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征,联系和规律的数字、文字、图形、图象等的总称。地理信息属于三维空间信息。
⑻ GIS空间分析有哪些类型并对每种类型做简单介绍
GIS的空间分析总体上来分可以分为专题图的空间分析,网络分析,DTM分析
一、专题图的空间分析包括:叠加分析,包含查询分析,缓冲分析。
1.叠加分析则主要有
1)视觉信息叠加:视觉信息叠加是将不同侧面的信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上,以便研究者判断其相互空间关系,获得更为丰富的空间信息。
2)点与面叠加:点与多边形叠加,实际上是计算多边形对点的包含关系。
3)线与面叠加:是比较线上坐标与多边形坐标的关系,判断线是否落在多边形内。
4)面与面叠加:多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作,其结果将原来多边形要素分割成新要素,新要素综合了原来两层或多层的属性。常用的面叠加主要有相交,相减,判别,求并集等。
2.包含分析查询:包含分析确定要素之间是否存在着直接的联系,即矢量点、线、面之间是否存在在空间位置上的联系,这是地理信息分析处理中常要提出的问题,也是在地理信息系统中实现图形——属性对位检索的前提条件与基本的分析方法。
3.缓冲区分析:缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体,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信息分析方法。
二、网络分析:网络分析是运筹学模型中的一个基本模型,它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排,并使其运行效果最好,如一定资源的最佳分配,从一地到另一地的运输费用最低等。其基本思想则在于人类活动总是趋于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。
三、DTM分析:DEM (数字高程模型)和 DTM(数字地形模型) 主要用于描述地面起伏状况,可以用于提取各种地形参数,如坡度、坡向、粗糙度等,并进行通视分析、流域结构生成等应用分析。因此,DEM 在各个领域中被广泛使用。DEM 是建立 DTM 的基础数据,其它的地形要素可由 DEM 直接或间接导出,称为 “ 派生数据 ” ,如坡度、坡向。
⑼ 什么是空间分析方法有哪些
空间分析是为了解决 地理空间问题而进行的数据分析与 数据挖掘,是从GIS目标之间的 空间关系中获取派生的信息和新的知识,是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析是GIS的核心和灵魂,是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。
当前空间分析研究主要有3个主要专业研究: 地理学、测绘学和建筑学。
空间分析的基本方法有:空间信息量算、空间信息分类、缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间统计分析。最常用的就是缓冲区分析,空间查询,路径分析。具体怎么用,建议看看Arcgis的教程,或者推荐你去华夏论坛学习