GIS应用模型的建立
基于gis地学应用模型的建模步骤和方法
基于gis地学应用模型的建模步骤和方法
基于GIS地学应用模型的建模步骤和方法主要包括以下几个步骤：
1.收集研究数据和信息。
在建立GIS地学应用模型之前,需要收集和整理相关的研究数据和信息。
这些数据和信息可能包括地形地貌、气候信息、土地利用类型、人口密度、交通网络、水资源分布等等。
2.建立空间数据库。
需要建立空间数据库,包括地理数据和属性数据。
地理数据可以是卫星影像、DEM、河流分布、道路数据等,属性数据可以是人口数据、农业数据、土地利用类型数据等。
3.确定分析对象和分析指标。
在建立GIS地学应用模型之前,需要确定分析对象和评估的指标。
例如,可以分析城市缓和效应和增温程度,可以通过分析NDVI指数来确定城市绿地覆盖率。
4.建立地学应用模型。
在建立地学应用模型时,可以使用各种建模工具和方法,如统计分析、空间分析和马尔可夫模型等。
建立模型至少需要以下几个过程：
- 空间数据预处理：包括数据清理、拓扑关系检查、数据转换、数据重投影、数据加密等。
- 空间数据分析：使用空间分析工具分析地学数据,找出其中的规律和关系。
- 模型建立：根据分析结果,运用统计学、机器学习等方法建立地学应用模型。
- 模型评估：对所建模型进行评估,检验其可靠性和适用性。
5.模型应用和验证。
通过模型应用和验证,可以对建立的地学应用模型进行测试和调整,并得到有效的应用结果。
需要注意的是,在进行GIS地学应用模型建模时,需要遵循科学的方法,选取合适的数据、方法和工具,使得所建立的模型具有可靠性和可解释性。
地理空间分析与建模ppt下载
并非所有的GIS软件都提供回归模型计算
回归模型示例
积雪量模拟
SWE = a + b X Col+ c X Row + d X Height
松鼠生活环境适宜性模型
Y = 0.002*H + 0.228*Slope + 0.685*C1 +0.433*C2 + 0.481*C3 + 0.009*AspectEW
地下水评价污染分析（续）
土地利用
土壤类型
灌溉用地、野生动物栖息地等：50 1类 50
非灌溉用地：20
2类 49
城市与居民区：99（不纳入本模型） 3类 48.8
4类 45.2
评价方程
3 X 土壤得分 + 土地利用得分 + 埋置深度得分
5类 43.8 6类 40.8 7类 38.8
概率分布：p=1/(1+exp(-Y))
灰狼适宜生存环境与空间分布
Logit(p)=-6.5988 + 14.6189*R （R为道路密度） 出现狼的概率: p=1/(1+elogit(p))
过程模型
关于现实世界环境过程的知识综合成一 组用于定量分析该过程的关系或方程
提供判断或内在解释能力 方程可能比较复杂 输出结果可用于进行预测
水的埋置深度 净补给 蓄水层介质 土壤介质 地形 渗流带影响 导水率
每个参数评分，并加权计算
例：地下水评价污染分析
因素：土壤特征、埋置深度、土地利用 评分系统 0 - 50
埋置深度
1 - 25： 50 26 - 50：35 51 - 100：20 101 - 150：10
• 经验模型：通过数理统计方法和观测实验建立的模型； 如适宜性分析模型
GIS数据用于制图生产信息模型的建立与实现
Ｅｓａ ｌ ｈ ｅ ｔａ ｄ Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆＩ ｆ ｒ ａ ｉｎ Ｍ ｏ ｅ ｏ ｒｏ ｒ ｐ ｉ ｔ ｂ ｉ ｍ ｎ ｎ ａｉａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｏ ｍ ｔｏ ｄ ｌｆ ｒ Ｃａ ｔ ｇ ａ ｈ ｃ ｓ Ｐｒ ｄ ｔｏ ｏ ＧＩ ｔ ｂ ｓ ｓ ｏ ｕｃｉｎ Ｆｒ ｍ Ｓ Ｄａ ａ ａ ｅ
ｃ ｒｏ ｒ ｐ ｃ ｐ ｏ ｕｃｉｎ ｂａ ｅ ｎ ＧＩ ａ ａ ｓ ｅ ． Ｔ ｉ ｄｅ ｙ ｂ ｅ ｎ ｃ ｒｏ ｒ ｐ ｃ ｐ ｏ ｕｃｉｎ． ａ ｔｇ ａ ｈｉ ｒ ｄ ｔ ｓ ｄ ｏ Ｓ ｄ ｔｂａ ｓ ｈ ｓｍｏ ｌｍａ ｅ ｕｓ ｄ ｉ ａ ｔｇａ ｈｉ ｒ ｄ ｔｏ ｏ
维普资讯
第３ Ｏ卷 第 １期
２ｏ 年 ２ 月 ０７
测 绘 与 空 间地 理 信 息
Ｇ ＭＡＴ Ｃ ＆ Ｓ ＡＴ Ａ ＮＦ ＭＡ ＯＮ Ｅ ＨＮＯＬ ＥＯ ＩＳ Ｐ Ｉ Ｌ ｌ ｏＲ Ｔｉ ＴＣ ＯＧＹ
Ｖｏ． ０， ｏ １ １３ Ｎ ．
Ｆｅ ．，２０ ７ ｂ ０
ＧＵＯ ｉ Ｌ ，Ｗ ＥＩＦ ｎ ． ｕ ｎ 一，ＹＡＯ Ｈｕ — ｎ ｅ ｇｙ ａ ｉｍｉ
（ ．ｎ ｔ ｕｅｏ ｕ ｖ ｙｎ ｎ ｐ ｉｇ，Ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉｅｓｔ １ Ｉ ｓｉ ｔ ｆＳ ｒ ｅ ｉｇ ａ ｄ Ｍａ ｐ ｎ ｔ ｎ ｏ ｍａｉ ｇｎ ｅｉ ｇＵｎｖ ｒｉ ｏ ｙ，Ｚｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ２，Ｃｈｎ ；２ Ｉ ｔ ｕ ｅｏ ｅ ｇ ｈ ｕ４ ０ ５ ｉ ａ ． ｎ ｉ ｔ ｆ ｓ ｔ
关的信息并生成不 同的图件 ， 如资源分布图 、 土地利用 图等。２ 世 纪 ９ ０ ０年代初 ， 国 自然资源研究 院经过试 德 验分析 ， 在制图中引入了 Ｇ Ｓ Ｉ 软件 ， 将制 图、 信息管理和 分析结合起来 ， 不仅提高 了制 图过程 的 自动化程度 ， 又
GIS应用概述
7
模型分 类
理论依据
应用领域
模型
理论
物理或化学原理 地表径流 运动方程
经验 数理统计+观测实验 水土流失 统计、回归
混合
用理论原理确定的确 定性变量+用经验确定
的不确定性变量
资源分配
运输方程
②按照研究对象的瞬时状态和发展过程，分 为：静态、半静态、动态模型
模型分类 静态
半静态 动态
应用目的 分析地理现象及要素相互作用的格局
地理信息系统原理及应用
1
GIS应用概述
• 一、GIS应用模式 • 二、GIS应用系统的开发方式 • 三、GIS应用项目 • 四、GIS应用模型
2
一、GIS应用模式
GIS应用按照其应用模式，可以分为两类： （1）科学研究工具 （2）办公服务系统
3
二、GIS应用系统的开发方式
建立某单位的地理信息系统，可以采用三种方式： （1）通过购买，在组织中实施； （2）请软件开发商来开发； （3）由组织内部的人员开发；
GIS技术相结合，从各类数据
开始，一步步地将数据转换为
问题的答案，必要时还需要进
行反馈和修改。
9
②构建途径
用宏语言开发模型建造
如：ARCINFO 的 AML语言
建
GIS外部的
用其它应用领域的软件开发模
途
模型建造
型，然后与GIS连接
径
前两种方法的结合，即既利用
混合型的模
GIS提供的分析功能模块，同
型建造
时根据需要开发其它所需的分
析功能。
10
地理信息系统原理及应用
11
评价应用目标的变化影响 预测研究目标的时间、空间动态演变及趋势
(GIS)第六章__地理信息系统的应用模型
三、应用实例——XX省XX市土地定级信息 系统
第三节 适宜性分析模型
适宜性分析是指土地针对某种特定开发活动的分析,这些 开发活动包括农业应用、城市化选址、作物类型布局、道路 选址、选择重新造林的最适宜的土地等.
因此,建立适宜性分析模型,首先确定具体的开发活动,其 次选择其影响因子,然后评价某一地域的各个因子对这种开发 活动的适宜程度,以作为土地利用规划决策的依据.
➢ 评价过程 ➢ 评价对象生态条件调查.评价对象玉米属于禾本科,为一年
生草本,其主导生态条件例如：性喜高温,需水量大,要求 土壤肥沃和土层疏松,其根系伸展要求防止土壤侵蚀等. ➢ 确定评价对象的影响因素和因子.根据将玉米作物生长有 关的生态条件与土地质量相比照,除了温度可通过季节调 节外,其他影响因评价素对和象因的影子响如因图素和所因示子：体系
第六章 地理信息系统 的应用模型
主要内容
第1节 GIS应用模型概述 第2节 土地定级估价模型 第3节 适宜性分析模型 第4节 发展预测模型（自学） 第5节 区位选择模型（自学） 第6节 交通规划模型（自学） 第7节 地球科学模拟模型（自学） 本章重点：一般的GIS应用模型及其构建过程和方法
第一节 GIS应用模型概述
〔三应用模型建模的方法——制图建模
➢ 通过作用于原始数据和派生数据的一组顺序的、交互的空间分析操作 命令,对一个空间分析过程进行的实现模拟.
➢ 制图建模的结果是一个应用模型,它是对空间分析过程及其数据的一种 图形或符号表示,目的是帮助分析人员组织和规划所要完成的分析过程, 并逐步指定完成这一分析过程所需的数据.制图建模也可用于研究说明 文档,作为分析研究的参考和素材.
供水Q1
供肥Q2
供氧Q3
土壤侵蚀Q4
GIS应用模型总结
F1供水 水系图 数字化 缓冲区 土壤图 数字化 属性分级 供水 级别 1级 F2供肥 F3供氧 F4土壤侵蚀 因子1 距水源 （m） <100 因子2 土层厚度 （cm） >50
2级
叠置分析 供水分级 3级 4级
100 - 200
200 - 500 >500
特定开发活动的分析。
一、主要步骤：
（1）确定具体的开发活动 （2）选择其影响因子 （3）评判各个因子对这种开发活动的适宜程度 （4）提供规划决策依据
第一步：确定具体的开发活动
开发的目的及意义
国内外研究现状
技术路线
预期成果
第二步：选择主要影响因素及因子
通过对开发活动的分析、论证后，确定：
影响因素：项目评价目标所涉及的因素。 参评因子：影响每个因素的因子 因子属性：每个因子所涉及的属性 第三步：选择某种评判方法，对各个因子进行适宜程度评价 第四步：将评价结果（方案）提交用户，供用户选择。
1) 准备进行分析的数据
本例需要涉及三类信息： 土地利用图； 土壤类型图； 地下水管道分布图
2) 进行空间操怍
首先对地下水管线建立300M的缓冲区； 对土地利用类型图和土壤类型图进行合并的叠加运算； 然后将对地下水管道建立的缓冲区图层与合并的图层进 行相交叠加运算，产生一幅新图，此图包括所有位于下 水管线300M范围内的土壤类型信息和土地利用类型信 息。 进行空间查询，选择土地利用类型为灌木林地和适宜开 发的土壤类型的地块。
对玉米地进行土地适宜性评价，通过评价将研究区分成四种
适宜性等级，S1、S2、S3、S4 S1 (最适宜) S2 (次适宜)
GIS导论试卷(1)
GIS试卷（1）一、名词解释题15%（每小题3分，共15分）1．地理数据：地理数据是对与地球表面位置相关的地理现象和过程的客观表示。
是一种较复杂的数据类型，涉及到空间特征、属性特征及它们之间关系的描述，人们常把地理数据称为空间数据。
地理数据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、属性特征及时态特征三部分。
2．网络分析一组相互连接的线状实体构成网络，网络分析只对线状实体而言。
这些线状实体表示了某种资源、物质或信息在地理空间上流动的通道。
对地理网络（交通网）、城市基础设施网络（电力线、电话线、给排水管线等）进行地理分析和模块化，是GIS网络分析的目的。
3．拓扑结构4．游程编码通过记录行或列上相邻的若干属性相同点的代码的代码，可实现游程长度编码。
5．DIME文件双重独立地图编码文件，它由美国人口普查局建立起来的为人口普查目的而设计的拓扑编码方法，是一种把几何度量信息（直角坐标）和拓扑逻辑信息结合起来的系统。
二、填空题20%（每空1分，共20分）1．GIS的基本组成一般包括（软件），（硬件），（数据），（人员），（方法）五部分。
2．GIS的操作对象是（地理实体），它具有描述地理实体的（空间），（属性），（时间）特征。
3．数据库作为一个复杂系统，主要由（空间数据库），（空间数据库管理系统），（空间数据库运用系统）三个基本部分构成4．面向对象方法具有（抽象）（封装）（多态）等三特性；四种（分类）（概括）（聚集）（联合）核心技术；5. 我国的国家基本比例尺地形图（除1：100万外）均采用( 高斯-克吕格投影）投影。
三、选择题10%（每小题1分，共10分）1 世界上第一个地理信息系统产生于（C ）A 中国B美国C加拿大D澳大利亚2.计算最短路径的经典算法是（ C ）。
A.Huffmann；B.Freeman；C.Dijkstra；D.Morton3.空间集合分析主要完成（C）A地形分析B缓冲区分析C逻辑运算D叠置分析4.湖泊和河流周围保护区的定界可采用（C ）A空间聚集B统计分析C缓冲区分析D叠加分析5．建立空间要素之间的拓扑关系属于（A ）功能A空间分析B图形分析C空间查询D 地图整饰6. One would normally begin with ________ in a GIS project:（）A、data displayB、database constructionC、data analysisD、data exploration7．Map projection is a process of converting from（）A、three-dimensional to two-dimensional coordinatesB、two-dimensional to three-dimensional coordinatesC、two-dimensional to two-dimensional coordinatesD、none of the above8．When converted from DMS to DD units, 46030’00’’ will read:（）A、46.3°B、46.5°C、46.7°D、none of the above9．Which transformation method is most commonly used in GIS?（）A、Equiarea transformationB、Similarity transformationC、Affine transformationD、Topological transformation 10．Each polygon in a polygon coverage should have ___label(s):（）A、zeroB、oneC、twoD、three四、简答题25%（每小题5分，共25分）1．试比较矢量、栅格两种数据结构的优缺点？矢量数据的优缺点：优点为数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；缺点为数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难。
数学建模在地理信息系统中的应用
数学建模在地理信息系统中的应用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理空间数据与非空间数据结合起来进行管理、分析与展示的计算机系统。
它在城市规划、环境管理、资源调度等领域中发挥着重要的作用。
而数学建模作为一种系统性的分析和解决问题的方法，在GIS 中也得到了广泛的应用。
本文将介绍数学建模在GIS中的应用，并讨论相关实例和研究成果。
一、地理数据建模在GIS中，地理空间数据是不可或缺的一部分。
数学建模在地理数据的处理和分析过程中发挥重要作用。
比如，对某一地区的人口分布进行建模。
我们可以利用统计学的方法，根据历史数据和其他指标，建立一个数学模型来预测未来的人口分布。
这样做可以帮助政府机构制定合理的城市规划和社会管理措施。
二、地理空间分析GIS的核心任务之一是地理空间分析，用以揭示地理现象的内部联系和空间分布规律。
数学建模在地理空间分析中发挥了重要作用。
例如，在交通规划中，我们可以通过建立一套交通流量模型来优化道路网的布局和交通流动方案。
这样可以提高交通效率、缓解交通拥堵、改善城市交通环境。
三、地理信息智能化近年来，智能化已经成为GIS发展的重要趋势。
而数学建模是实现智能化的关键技术之一。
例如，我们可以结合地理数据和其他相关数据，利用机器学习的方法，建立一个预测模型来预测地区未来的土地利用情况。
这样可以帮助政府机构科学规划土地利用、合理分配资源。
四、地理风险评估地理风险评估是GIS的重要应用之一。
数学建模在地理风险评估中的应用可以帮助我们更好地预测地质灾害、气候变化等地理风险，从而采取相应的防控措施。
例如，通过建立一个地质灾害模型，我们可以预测某一地区地质灾害的概率和受灾范围，进而制定相应的防灾措施。
五、地理信息可视化地理信息可视化是通过图表、地图等方式将地理信息以直观的形式展现出来。
数学建模在地理信息可视化中起到了重要支撑作用。
例如，我们可以通过地理数据的空间插值与插补来绘制出地形地貌等地理特征的等值线图。
测绘技术中的GIS数据库建立方法
测绘技术中的GIS数据库建立方法GIS（地理信息系统）是一种通过整合地理空间数据并进行分析、展示和管理的技术。
它在测绘领域中发挥着重要作用，帮助测绘人员更好地了解地理环境、地质数据以及各种地形要素。
建立GIS数据库是使用这一技术的关键步骤之一，下面将介绍几种常用的GIS数据库建立方法。
一、数据收集和整理首先，为了建立一套完整的GIS数据库，需要进行数据收集。
常见的数据来源包括遥感图像、GPS数据、地面测量数据以及其他相关的地理数据。
这些数据一般以数字形式存在，需要通过数据处理软件进行整理和组织。
例如，可以使用遥感图像处理软件对卫星图像进行解译和分类，提取出所需的地物要素，并转为矢量数据。
此外，各种测绘设备收集到的地面测量数据也需要进行数字化处理，以便与其他数据进行整合。
二、数据处理和建模在数据收集和整理完成后，需要进行数据的处理和建模，以适应GIS系统的要求。
数据处理包括数据格式转换、数据加工和数据裁剪等环节。
常见的数据处理软件有ArcGIS、MapInfo、ERDAS等，它们提供了强大的数据处理和分析功能。
通过这些软件，可以对数据进行投影变换、坐标系转换、数据格网化等操作，以保证数据的准确性和一致性。
建模是指将原始数据转化为一种适合GIS分析的数据模型。
常见的数据模型有栅格模型和矢量模型。
栅格模型是将地理空间划分为规则的单元格，每个单元格内存储一个特定的值。
这种模型适用于连续型数据，如高程数据、遥感图像等。
而矢量模型则是将地理要素表示为点、线、面等几何对象，适用于离散型数据，如道路、建筑物等。
建模过程需要根据具体要求选择合适的模型，并进行数据属性的设置和数据库的建立。
三、数据库设计和管理数据库设计是建立GIS数据库的重要环节，它决定了数据的组织结构和属性描述方式。
在设计过程中，需要考虑数据的可查询性、一致性和安全性等因素。
一般来说，GIS数据库可以按照地理空间数据和属性数据的关系进行划分。
地理空间数据包括地图要素的几何形状信息，属性数据则包括地图要素的属性描述信息。
gis应用模型的建立
GIS数据需要定期更新和维护，以确保数据的准确性和时效性，但 实际操作中往往面临数据缺失、不完整或不一致的问题。
数据质量评估与处理
建立完善的数据质量评估体系，对数据进行预处理、清洗和校验， 以提高数据质量。
计算性能问题
1 2 3
大数据处理
GIS涉及大量空间数据的处理和分析，对计算性 能要求高，需要高效、稳定的计算环境和算法。
自20世纪60年代地理信息系统（GIS）诞生以来，GIS应用模 型经历了从二维地图制作到三维建模、从静态分析到动态模 拟的发展过程。随着计算机技术和大数据的不断发展，GIS 应用模型的功能和性能不断提升，应用范围也不断扩大。未 来，随着人工智能和机器学习技术的引入，GIS应用模型将 更加智能化和自动化，能够更好地满足复杂地理空间数据的 处理和分析需求。
详细描述
通过虚拟现实技术，可以构建逼真的地理环 境，实现三维场景的实时渲染和交互操作。 增强现实技术则可以将虚拟信息与真实世界 相结合，提供更丰富、直观的地理信息展示 方式。这些技术的应用有助于提高GIS应用
模型的实用性和用户体验。
THANKS
感谢观看
集成测试
将各个模块集成测试，确 保整体运行正常。
优化调整
根据测试结果对模型进行 优化和调整，提高性能和 准确性。
模型部署与维护
部署环境准备
配置所需的硬件和软件环境。
模型部署
将模型部署到实际应用环境中。
持续维护更新
定期检查和维护模型，确保其持续稳定运行。
03
GIS应用模型的类型与实例
空间分布模型
详细描述
GIS应用模型能够将复杂的地理空间数据简化为易于理解的形式，帮助决策者快速了解地理空间分布和变化情况， 为制定科学合理的决策提供有力支持。通过GIS应用模型，可以更好地理解地理空间数据的内在规律和趋势，提 高决策的准确性和科学性。
bim+gis的应用工程案例
bim+gis的应用工程案例
BIM（建筑信息模型）和GIS（地理信息系统）的结合在工程领域有许多应用案例。
首先，BIM和GIS的结合可以在城市规划和土地利用方面发挥重要作用。
通过将建筑信息模型和地理信息系统相结合，城市规划者可以更好地理解城市建筑物的分布、用途和相关地理信息，从而更好地规划城市发展和土地利用。
其次，在基础设施建设方面，BIM和GIS的结合也有许多应用案例。
例如，在道路建设中，BIM可以提供道路设计的三维模型，而GIS可以提供周边地理环境信息，结合起来可以更好地分析道路建设对周边环境的影响，提高道路设计的效率和质量。
另外，在建筑施工和运营管理方面，BIM和GIS的结合也有很多实际应用。
通过将建筑信息模型和地理信息系统相结合，可以实现对建筑物施工过程的实时监控和管理，提高施工效率和质量。
在建筑物运营管理方面，结合BIM和GIS可以实现对建筑物设备的实时监控和维护，提高建筑物的运营效率和节能环保水平。
此外，BIM和GIS的结合还可以在灾害管理和应急响应方面发挥重要作用。
通过将建筑信息模型和地理信息系统相结合，可以更
好地分析和评估灾害对建筑物和周边环境的影响，提高灾害管理和
应急响应的效率和准确性。
总的来说，BIM和GIS的结合在工程领域有着广泛的应用，可
以帮助工程师和规划者更好地理解和管理建筑物和周边环境的信息，提高工程设计、建设和管理的效率和质量。
arcgis模型构建 命名
arcgis模型构建命名
在ArcGIS 中构建模型时，对于命名可以遵循以下规则：
1. 保持一致性：如果想要使输出文件与输入文件名保持一致，可以使用中文版“%名称%”或英文版“%name%”。
2. 添加特定信息：如果想要在名称中加入特定信息，比如“NDVI”，可以将名称改为“NDVI%Value%”，这样每次输出的名称都会有所不同。
3. 设置输出路径：在选择输出路径时，如果不需要输出中间结果，可以将输出路径设置为“in_memory”，这样在文件夹中只会生成一个名为“in_memory”的文件，需要删除它以释放空间。
如果中间文件名不输入“in_memory”，随便输入一个名称效果一样，如输入“a”。
对于模型中的元素，如变量，如果需要重命名，可以选择该元素并右键单击，选择“重命名”，然后输入新名称。
例如，将裁剪要素这个默认名称重命名为研究区域或感兴趣区域。
以上规则有助于组织和管理模型和其输出结果，提高工作效率。
如需更多指导，可咨询资深GIS 专家或查阅GIS 论坛上其他用户的经验分享。
GIS应用模型的建立
可视化技术
地图符号化
01
将地理数据通过符号、颜色等视觉变量进行表达，形成易于理
解的地图。
三维可视化
02
利用计算机图形学技术，将二维地理数据转换为三维立体场景
，提供更直观的空间认知。
虚拟现实技术
03
通过计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户沉浸
知识表示与推理
将专家的知识以某种形式表示出来， 如规则、框架、语义网络等，并通过 推理机制实现知识的运用和问题的解 决。
基于统计学的建模方法
回归分析
通过建立自变量和因变量之间的 回归方程，探究它们之间的相关 关系，并预测因变量的变化趋势 。
时间序列分析
对按时间顺序排列的数据进行观 察和分析，揭示其随时间变化的 结构和规律，并预测未来发展趋 势。
GIS应用模型的数据来源
A
地图数据
通过数字化或扫描纸质地图获取基础地理信息 ，如地形、地貌、水系、交通等。
遥感数据
利用卫星或航空遥感技术获取地球表面的 图像信息，用于提取土地利用、植被覆盖 等空间特征。
B
C
测量数据
通过地面测量或GPS定位技术获取精确的空 间位置信息，如建筑物轮廓、道路走向等。
属性数据
GIS应用模型能够对空间 数据进行清洗、转换、 整合等处理，以满足分 析需求。
利用GIS应用模型可进行 空间数据的统计分析、 叠加分析、缓冲区分析 等，揭示空间数据的内 在规律和联系。
GIS应用模型能够为城市 规划、土地管理、环境 保护等领域的决策提供 科学依据和技术支持。
通过GIS应用模型，可将 空间数据和分析结果以 地图、图表等形式进行 可视化表达，便于理解 和交流。
地理信息系统题库及答案详解
地理信息系统题库及答案详解一、名词解释第一章导论1．数据：数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据，数据本身并没有意义。
2．信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供善于现实世界新的事实的知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
3．数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等等操作。
第二章地理信息系统的数据结构4．矢量数据：是面向地物的结构，即对于每一个具体的目标都直接赋有位置和属性信息以及目标之间的拓朴关系说明。
但在空间表达方面没有直接建立位置与地物的关系。
5．栅格数据：是面向位置的结构，平面上的任何一点都直接联系到某一个或某一类地物。
但对于某一具体的目标，没有直接聚集所有信息，只能通过遍历栅格矩阵逐一寻找，它也不能完整地建立地物之间的拓朴关系。
6．空间数据（或地理数据）：是指地理实体或现象的空间特征数据和属性特征数据的总称。
7．TIN数据结构：表示和存储曲面要素的基本要求是必须便于连续现象在任一点的内插计算，经常采用不规则三角网（Triangulated Irregular Network）来拟合连续分布现象的覆盖表面，称为TIN数据结构。
第三章空间数据处理8．数据变换：是指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正和地图投影转换等等，以实现空间数据的几何配准。
9．数据重构：指数据从一种格式到另一种格式的转换，包括数据转换、格式转换、类型替换等等，以实现空间数据在结构、格式和类型上的统一，多源和异构数据的联接和融合。
10．数据提取：是指对数据进行某种条件的取舍，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以适应不同用户对数据的特定要求。
11．投影转换：投影转换是指当系统使用来自不同地图投影的图形数据时，需要将该投影的数据转换为所需要投影的坐标数据；12．空间数据的内插：通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法就称为空间数据的内插。
六---应用模型
.
8
DEM数据
技术路线
坡度数据 50%
土壤质地数据
植被类型数据
25% 加权叠加
土壤侵蚀危险性分布图
.
25%
每个图层 分类打分
9
植被分布图
.
10
土壤质地分布图
.
11
DEM图（数据有问题）
.
12
开始创建模型
• 途径：利用ArcGIS系统内部的建模工 具。
• 步骤： 1 、在toolbox下新建工具soil2
.
3
• GIS应用模型建模的步骤：
（1）明确分析目的和评价原则 （2）准备分析数据 （3）空间操作分析 （4）结果分析 （5）解释评价结果 （6）结果输出
.
4
GIS应用模型建模的途径：
• 途径1：利用系统内部的建模工具，例如GIS软件提供 的宏语言（VBA）、用于函数库（API）、功能组件 （COM），开发所需要的空间分析模型。
.
6
选址分析模型举例
• 目的：国家森林公园候选地址 • 数据准备：公路铁路分布图（线状地物），森林类型分布
图（面状），城镇区划图（面状）
.
7
土壤侵蚀分析模型
• 目标：获取 “土壤侵蚀危险性分布图”
• 因子确定：坡度、土壤类型、植被覆盖
• 数据：矢量数据：研究区界线(Study Area)、植被 (Vegetation)， 栅格数据：土壤类型栅格(Soilsgrid) 、DEM图
可以自由缩放ModelBuilder中的流程图 • 4: 选择，用以选择模型中的数据图框，工具图框 • 5: 添加连接，将数据和工具连接起来 • 6: 运行选中的处理过程或整个模型
地理信息系统中的空间分析模型及应用研究
地理信息系统中的空间分析模型及应用研究地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种可以存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。
在GIS中，空间分析模型起着至关重要的作用。
空间分析模型是一种描述和模拟地理空间中现象相互关系和相互作用的理论和方法。
空间分析模型在GIS中应用广泛，并在各个领域发挥着重要的作用。
首先，空间分析模型可以帮助我们理解地理空间数据之间的关系。
通过分析空间数据的空间分布规律和相互关系，我们可以揭示地理现象的内在规律，从而为深入研究提供了基础。
例如，通过空间分析模型可以确定城市人口的分布和密度变化规律，为城市规划和管理提供科学依据。
其次，空间分析模型可以帮助我们预测和模拟地理空间现象的发展和变化。
通过建立动态的空间分析模型，我们可以模拟未来不同情景下地理现象的发展趋势，为决策提供参考。
例如，通过建立气候模型和土地利用模型，可以预测未来气候变化对农作物生长和水资源分布的影响，为农业决策和资源配置提供指导。
另外，空间分析模型也可以用于地理空间数据的整合和综合。
在GIS中，地理空间数据通常来自于不同的数据源和不同的空间分辨率，而且格式和结构也存在差异。
通过应用空间分析模型，可以将不同类型和格式的空间数据进行整合和融合，形成完整的地理信息数据库。
例如，空间插值模型可以将不完全的空间数据进行插值，得到均匀和连续的地理空间表面，提高数据的完整性和准确性。
在GIS中，常见的空间分析模型包括缓冲区分析、点模式分析、网络分析、地理加权回归等。
缓冲区分析是指基于地理空间对象的一定范围，通过创建一个以该对象为中心的圆或多边形区域，来分析该对象周围的地理现象的方法。
例如，在城市规划中，可以通过缓冲区分析来确定不同功能区域的界限和范围，为土地利用和交通规划提供支持。
点模式分析是指对地理空间中点分布的特征进行统计和分析的方法。
通过点模式分析，可以确定点的聚集程度、分布规律和空间关联性，并揭示地理现象的空间结构和模式。
GIS名词解释和简答
GIS名词解释和简答始数据集S，并取得尽量大的压缩比【游程编码结构】是栅格数据结构中的一种，游程长度编码是栅格数据压缩的重要编码方法。
基本思路：对于一幅栅格图像，常常有行(或列)方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。
其编码方案是，只在各行(或列)数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数，从而实现数据的压缩。
【四叉树数据结构】基本方法：将空间区域按照四个象限进行递归分割，直到子象元的数值单调为止。
【数据输入方法】矢量数据的输入与编辑，栅格数据的输入与编辑【空间数据融合】是一个多级、多层面的空间数据处理过程，主要完成对来自多个信息源的空间数据（包括不同的空间数据结构－如矢量与栅格，或相同空间数据结构不同的数据格式和文件组织形式－如不同GIS软件间的数据格式）进行。
方法：基于转换器的数据融合；基于数据标准的数据融合；基于公共接口的数据融合；基于直接访问的数据融合【遥感与GIS数据的融合】遥感数据具有周期性、动态性、数据获取的高效性；GIS具有高效的空间数据管理能力和灵活的数据分析功能。
所以，遥感与GIS空间数据融合是非常自然和合理的，数据的融合有利于增强多重数据的复合能力，改善遥感信息提取的及时性和可靠性；有利于遥感影像辅助GIS空间数据的获取与更新，有效地提高各类数据的使用率。
【遥感影像与数字地图的融合】正射的影像和数字地图可以融合成影像地图，并具有一定的数学基础和丰富的光谱信息和几何信息，以及其它属性信息（如地形和行政边界等），可视化效果好。
【遥感影像与DEM的融合】DEM具有精确的地形信息，可以用来对遥感影像进行几何纠正和配准，以消除栅格的漂移，参加分类。
【遥感影像与扫描图象的融合】地图扫描数据与遥感影像的配准叠合，有助于快速发现已发生变化的区域，并有助于GIS数据库的更新。
【数据库基本概念】是为一定目的服务的，以特定的数据存储形式相关联的数据集合，它是数据管理的高级阶段，是从文件管理系统发展而来的。
gis应用模型建模步骤和方法
gis应用模型建模步骤和方法GIS（地理信息系统）应用模型建模可有趣啦。
一、明确问题。
这就像是一场冒险的起点。
你得先搞清楚自己要解决啥问题。
比如说，你想研究城市里哪里适合建公园，那这个就是你的大目标。
这时候你得把问题想得特别具体，不能模模糊糊的。
像公园的规模大概多大，要靠近居民区呢还是商业区，这些细节都得在心里有数。
二、数据收集。
这就像为你的冒险找装备。
你要到处搜罗相关的数据。
GIS的数据来源可多啦，有地图数据，像是从测绘部门拿来的地形地图之类的。
还有各种统计数据，像人口密度数据，可能从人口普查那里得到。
要是研究环境相关的，环境监测站的数据也不能少。
这些数据就像一块块拼图，少了哪块可能都会影响最后的结果呢。
三、数据预处理。
拿到数据可不能直接用哦。
就像新衣服要先洗一洗才能穿一样。
数据可能会有错误或者不规范的地方。
比如说有的坐标系统不统一，这时候就得把它们都转化成一样的坐标系统。
还有数据可能有缺失值，你得想办法补上，或者判断这个数据是不是真的重要，如果不重要就可以舍弃。
四、选择合适的建模方法。
这可是个技术活。
有很多建模方法可以选呢。
如果是做预测类的，可能线性回归模型就比较合适；要是想做分类，像决策树模型就很棒。
这就好比做菜，不同的菜（问题）得用不同的烹饪方法（建模方法）。
你得根据自己的问题和数据特点来挑。
五、模型构建与运行。
把数据和建模方法都准备好，就可以开始构建模型啦。
就像搭积木一样，按照选定的方法把数据一块一块地组合进去。
然后让模型跑起来，这个过程可能有点像等待蛋糕出炉，有点小期待又有点小紧张。
六、模型评估与验证。
模型运行完了可不算完事儿。
你得看看这个模型做得好不好。
可以用一些评估指标，比如准确率、召回率之类的。
要是模型表现不好，就得回头看看是哪里出了问题，是数据有问题，还是建模方法选错了，然后再调整。
七、模型应用与优化。
如果模型通过了评估验证，那就可以把它用起来啦。
但是也不能就不管它了，就像汽车要定期保养一样，模型也要不断优化。
GIS应用模型的建立
具体步骤（部分操作）：
1）建缓冲区 将交通图层添加到新的Map中，点Layers的Properties，在 General栏中的Unit设置为meters
1）建缓冲区
2）空间叠置分析
3）查询 选择Selection菜单下的Select By Attributes，在弹出 的对话框中输入查询语句如下图
2)依附在大小适中的天然河流上，即等级为2的河流才适 合建公园。
3)公园选址要避免沼泽地，即土地利用图中非沼泽地的适 合建公园。
所需数据：
交通图
水系图（带有分级属性的水系图）
土地利用图
具体步骤： 1)对交通图中的公路分别建立0.8,0.2公里缓冲区 2）将两缓冲区进行空间叠置（擦除分析）得到公园候选区 域---zones 3）通过赋属性再分类，将土地利用图分成沼泽地及非沼泽 地两类（1为非沼泽地，0为沼泽地）； 4）合并土地利用图中属性相同的相邻多边形的边界，得到 Marsh层； 5) 将 Marsh 层和 zones 进行多边形空间叠置分析（相交分 析或裁剪分析），得到zones内的土地利用区域Zmarsh； 6)将Stream层与Zmarsh进行空间叠置（相交分析） 7）查询输出所选中的区域。查询“土地利用类型=‘1’ ” 且“河流等级=‘2’”的区域，该区域即为公园建立的 候选地址。
应用模型建模的方法——制图建模
可视化的GIS建模辅助工具
1)启动ArcToolbox； 2)右键单击Toolbox， 选择New toolbox，生 成Toolbox1 3)右键单击Toolbox1， 在New中选择Model， 则生成model;
可视化的GIS建模辅助工具
2 GIS应用模型举例
第6章 地理信息系统 的应用模型
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确定数值模型
设计数据处理流程
输出土壤侵蚀图
实例四：木材毁坏量回归预测模型
根据多年的统计数字和经验方程，本例是一个林场砍 伐木材时木材毁坏量回归预测模型。 模型的因变量有坡度，树径，树高，蓄积量，树木缺 矢量。公式如下：
Y 2 . 490 1 . 670 X 0 . 424 X 0 . 007 X 1 . 120 X 5 . 09 X 1 2 3 4 5
把预测结果与市镇中心
点坐标相联系 绘制人口密度等值线
专家系统
模拟专家的推理思维过程 知识库 推理机制 基本构成
用户 用户接口 知识获取 解释模块 推理机 数据库 知识库
专家系统的基本组成
用 户 专 家 专家知识 获取程序
知识库
用 户 控制模块
推 理 模 块
专家
（模式）
解释模块
农业气候区划信息系统 （ ACDIS） 是基于 GIS 工具平台， 建立起面对专业技术人员的专用工具，适用于农业气候资源 监测评价、气候资源管理与分析，小网格气候资源推算与空 间查询、省地县三级区划产品制作等。具体实现了以下功能： 1）地理基础信息管理：管理工作区的基础地理数据，如行政 区划，水系，交通数据等； 2）小网格资源信息管理：管理栅格格式的、与农业气候区划 有关的信息，包括各种DEM数据； 3）小网格资源推算与区划产品制作； 4）农业气候资源监测与评价； 5）农业气候区划成果演示。
全市公共设施的分布图
空间分析
从地块图中选取所有满足条件(1)(2)的地块
与公共设施层数据进行拓扑叠加
对叠加的结果进行邻域分析和特征提取，选择出满足 要求的地块 将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打印输出
地学模拟模型（P216）
模拟地理过程或现象
气候变迁, 沙漠化, 土地退 化, 沼泽化, 河道发育, 土 壤侵蚀, ...
要解决的问题及约束条件 计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑面积和房产价值 ； 道路拓宽改建的标准是： 道路从原有的20米拓宽到60米 ； 拓宽道路应尽量保持直线 ； 部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除 ； 所需资料 现状道路图； 区域内建筑物分布图；
拆迁赔偿计算
第6章 地理信息系统 的应用模型
主要内容
1 GIS应用模型的概述 1.1 定义 1.2 GIS应用模型分类 1.3 GIS应用模型的构建 2 GIS应用模型举例
1 GIS应用模型的概述
1.1 定义:
GIS应用模型是根据具体的应用目标和问题，借助GIS自身
的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息 世界中可操作的机理和过程。
分析目的： 确定植物的适种区域 评价准则： 坡度在15°-- 25°间 碱性土壤
交通线两侧500米范围内
数据源: DEM； 土壤分布图； 交通线图；
具体步骤:
(1)利用DEM生成坡度图，对坡度图进行重分类，将坡度图分为两类（1 为15°-- 25° ，0为其他坡度）
(2)通过赋属性再分类，将土壤分布图分成碱性及非碱性两类（1为碱性， 0为非碱性）； (3)合并土壤分类图中属性相同的相邻多边形的边界 ； (4)合并后的土壤分类图进行矢量转栅格；
辅助建设项目选址
需解决的问题和约束条件 需解决的问题： 为一个轻度污染工厂的可能建设位置选址。 约束条件： (1)地块建设用地面积不小于10000m2 ； (2)地块的地价不超过1万元/m2 ； (3)地块周围不能有幼儿园、学校等公共设施。
辅助建设项目选址
所需数据
全市所有地块信息的数据层
图上显示的即为满足条件的备选地址，即距公路0.2— 0.8km的区域（inside值为2表示），穿过非沼泽地 （type值为99），分类级别为2的河流（class为2）
实例:
设某药用植物的优势生长条件是：（1）地 面坡度在15°-- 25°间、（2）土壤为碱性土壤。 请利用GIS空间分析方法确定某流域交通线两 侧500米范围内的适种区域。
发展预测模型
定量预测 利用系统的多目标统计数据, 由一个或几个变量的值 来预测或控制另一个研究变量的取值 常用数学方法: 移动平均法 指数平滑法 趋势分析法 时间序列分析法 回归分析法 灰色系统模型
发展预测模型应用实例
人口发展预测模型 Pt = P0e (-) 预测结果表示
1 GIS应用模型的概述
1.2 GIS应用模型分类
1.2.1 按照表达对象不同，可分为 1）理论（数学）模型：应用数学分析方法建立的数学表达式， 反映地理过程本质的理化规律。 例如地表径流模型、海洋和大气环流模型等 2）经验模型：通过数理统计方法和大量观测实验建立的模型。 如水土流失模型、适宜性分析模型等 3）混合模型：既有基于理论原理的确定性变量，也有应用经 验加以确定的不确定性变量。 例如位置选择模型
分析目的： 对某林场砍伐木材时木材毁坏量进行预测。 约束条件： 预测公式模型 数据（公式中各因子）： 数字高程模型（坡度），树径，树高，蓄积量，树木缺矢量 具体步骤： 1）提取各因子 2）进行要素叠合运算（栅格运算）：注意权重
该模型可以表示成下面的形式：
数字 高程 模型
适宜性分析模型
用途: 土地利用规划 方法:
实例二：
某市准备建立一公园，请利用GIS空间分析方法确 定适合建立公园的区域.要求该公园必须相对安静 （离公路0.2公里之外）且交通方便（离公路0.8公 里之内）,公园最好依附在大小适中的天然河流上 （即河流分等级，河流分为1-3等，等级为2的河流 才适合建公园），要避免沼泽地.
分析目的： 确定建立公园的合适区域 评价准则： 1) 相对安静（离公路 0.2公里之外）且交通方便（离公路 0.8公里之内）
具体步骤：
1 将土地利用类型图和土壤类型图进行叠置分析(合并 分析或相交分析); 2 按给定距离建立距离为300米的排水管道缓冲区; 3 利用合并后的图层与排水管道缓冲区进行叠置分析 (裁剪分析); 4 SQL查询满足“土地利用类型=灌木林地”且“土 壤类型=湿地”的区域，所选择的区域即为适合建 立实验室的候选区域.
实例:
某一单位准备建立一个养殖试验室，请利用 GIS空间分析方法确定适合建立养殖试验室 的侯选区域.需参考的条件是,距离排水管道在 300米之内,是灌木林地(土地利用类型),且是 湿地(土壤类型).
分析目的: 解决养殖试验室的选址问题,即确定合适的区域 评价准则： ①土地利用类型为灌木林地； ②适宜开发的土壤类型为湿地； ③距离排水管道在300米之内。 所需数据 ：土地利用类型图、土壤类型图、排 水管网
具体步骤（部分操作）：
1）建缓冲区 将交通图层添加到新的Map中，点Layers的Properties，在 General栏中的Unit设置为meters
1）建缓冲区
2）空间叠置分析
3）查询 选择Selection菜单下的Select By Attributes，在弹出 的对话框中输入查询语句如下图
1 GIS应用模型的概述
1.2 GIS应用模型分类 1.2.2 按照瞬间状态和发展过程，可分为 静态模型 用于分析地理现象及要素相互作用的格局 半静态模型 用于评价应用目标的变化影响
动态模型
用于预测研究目标的时空动态演变及趋势
二 GIS应用模型的构建
1 应用模型建模的步骤： 1）明确分析目的和评价准则 2）准备分析数据 3）空间分析操作 4）结果分析 5）解译、评价结果 6）结果输出
确定具体的开发活动
选择影响因子
确定各影响因子的权重及度量方法 获取各因子取值
按适宜性模型计算各单元适宜程度的分值
划分适宜性等级
适宜性分析模型应用实例
评价对象: 玉米种植用地 评价方法: 基于GIS的土地质量评价 评价过程
生态条件调查 确定评价对象的影响因素 利用GIS生成影响因素数据 计算各因素权重和贡献函数值 适宜性评级 生成适宜性等级图
空间操作 选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓 冲区； 将缓冲区图与建筑物分布图进行拓扑叠加，此图包 括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑物信息； 统计分析 选择落入拆迁区内的楼层高为10层以上的建筑物， 将其排除掉，其余为拆迁建筑物 ； 对所需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算，包括建筑 物面积、房产价值。
分析目的： 确定建立森林公园的区域 评价准则： 距公路、铁路0.5km以外10km以内 城镇行政区划为非市区
森林分布为有林地
数据源: 公路及铁路分布图； 森林分布图； 城镇行政区划图；
具体步骤:
(1)通过赋属性再分类，将森林分布图分成林地及非林地两 类（1为林地 ，0为非林地 ）； (2)合并森林分类图中属性相同的相邻多边形的边界 ； (3)建立公路和铁路周围0.5km宽的缓冲区；
2)依附在大小适中的天然河流上，即等级为2的河流才适 合建公园。
3)公园选址要避免沼泽地，即土地利用图中非沼泽地的适 合建公园。
所需数据：
交通图
水系图（带有分级属性的水系图）
土地利用图
具体步骤： 1)对交通图中的公路分别建立0.8,0.2公里缓冲区 2）将两缓冲区进行空间叠置（擦除分析）得到公园候选区 域---zones 3）通过赋属性再分类，将土地利用图分成沼泽地及非沼泽 地两类（1为非沼泽地，0为沼泽地）； 4）合并土地利用图中属性相同的相邻多边形的边界，得到 Marsh层； 5) 将 Marsh 层和 zones 进行多边形空间叠置分析（相交分 析或裁剪分析），得到zones内的土地利用区域Zmarsh； 6)将Stream层与Zmarsh进行空间叠置（相交分析） 7）查询输出所选中的区域。查询“土地利用类型=‘1’ ” 且“河流等级=‘2’”的区域，该区域即为公园建立的 候选地址。