GIS建模原理与方法课后答案

《GIS建模原理与方法》习题集

第一章概论

1、名词解释：

模型模拟模式建模概念模型物理模型数学模型

模型：是对现实世界中的实体或现象的抽象或简化，是对实体或现象中的最重要的构成及其相互关系的表述。

模拟：是一种实验方法，是模型的构建和模型应用过程。模拟首先是针对特定的研究对象构建一个模型，然后利用该模型对研究对象进行各种实验，其目的是为了理解研究对象的行为，评估在一定的限制条件下研究对象的各种变化和不同对策所产生的结果。

模式：是一类事物的标准形式。

建模：建模是构造现实世界中与研究对象相关的模型的过程。

概念模型：是指利用科学的归纳方法，以对研究对象的观察、抽象形成的概念为基础，建立起来的关于概念之间的关系和影响方式的模型。

物理模型：又称实体模型，是现实世界在尺寸上缩小或放大后构成的相似体。

数学模型：是用数学方程（通常是一些代数方程和微分方程的组合）来描述现实世界结构和特性的模型。

2、模型的基本特征有哪些？

模型具有结构性、简单性、清晰性、客观性、有效性(复制有效、预测有效、结构有效)、可信性、易操作性的特征。

3、怎么理解模型的简约性？

简单性要求提供的模型在某种意义上是同类模型中最坚实的、最简单的，对问题提供了令人信服的解答。在模型的描述中，简单性表现为简洁性。在模型的形式中，简单性表现为简约性，即模型中应包含尽可能少的数学方程式，模型的维数应尽可能的低。

4、模型有哪些用途？

模型的用途：1.预测的工具2.理解的工具3.诊断的工具4.综合的工具5.管理与决策的工具。

5、建模的基本过程包括哪些内容？

建模的步骤：1.建立概念模型 2.建立定量模型即概念模型的数量化 3.模型检验4.模型的应用

第二章概念模型

1、名词解释：

原生数据次生数据测量级系统分析

原生数据是指那些原始观测、调查获得的数据

次生数据是原生数据经过处理而得到的数据

测量级：

系统分析：它是以系统理论、运筹学、信息论、控制论、计算机软件技术等为基础，研究在自然环境条件下受人控制和影响的有目的运行系统的机理。

2、什么是数据抹尾，基本的规则是什么？举例说明。

截去多余的数字，保留需要的位数，就叫做抹尾凑整。把一个数抹尾凑整简称抹尾，就是从数的左边算起，保留一定位数的数字，而把其余的数字都抹去。例如，把∏抹尾到四位、五位就是3.142和3.1416。

3、数据的测量尺度有哪些？主要特点是什么？

数据的测量尺度有名义尺度、次序尺度、间隔尺度和比例尺度。

名义尺度

次序尺度

间隔尺度

比例尺度

4、概念模型的表示方式有哪些？

概念模型的表示方法有九种，分别是文字概念模型、图片概念模型、箱子概念模型、输入/输出概念模型、矩阵概念模型反馈动态概念模型、流程图概念模型、符号概念模型、能量循环概念模型。

5、区分不同的变量测量尺度有什么意义？

尺度定义了数据包含的信息数量，可以进行操作和解释。

6、举例说明概念模型是如何建立的。

概念模型建立的步骤：1.定义概念2.定义变量及其测量尺度3.建立变量之间的关系4.确定变量之间的影响方式5.绘制概念模型图

第三章物理模型

1、名词解释：

物理模型思想模型量纲分析相似定律

物理模型：在阐述物质及其运动规律时，通常的方法是将研究对象加以抽象，从而揭示出物质的基本特征及其运动的基本规律，这种抽象的结果即为物理模型。

思想模型是在观察实验的基础上经过物理思维对研究对象的结构特征、演化过程、运动规律等所作的简化描述。思想模型按其与原型的相似性分为直观模型、概念原理模型。

量纲分析是在经验和实验的基础上利用物理定律的量纲齐次原则，确定各物理量之间的关系。

相似定律：各物理量比例常数所组成的相似指标等于1，或由相似现象各物理量组成的无量纲综合体为常数。

2、物理模型有哪些类型？

1）按照模型的表现，物理模型可分为实体模型和思想模型。思想模型分为理想对象模型、过程模型

2）按照建模的对象，分为理想对象模型和过程模型。

3、建立物理模型的方法有哪些？

物理模型是通过抽象建立物理对象，通过类比和假说建立物理过程，并进行实验模拟的过程。

抽象:是指从客观的、复杂的物理现象的全部联系和各种关系中抽取出出来、孤立出来的实际物体的简化形态的过程

类比:根据两个或两类对象的相同、相似方面来推断它们在其他方面也相同或相似的一种或然性推理形式。

假设: 以简接的实验和理论，将某种尚不清楚的实际物体形态假想为另一种通过理论构思的物理形态，通过一步一步的探讨深入实际

模拟实验:一种综合研究对象的物理属性和规律的实验方法

4、根据你的理解，地理学中量纲分析可应用在哪些方面？

第四章统计相关模型

1、名词解释：

样本采样误差假设检验众数数据变换变异系数

样本：是总体中要素的子集，用来推断总体的某些特征。

采样误差：是总体特征值与由样本得到的总体特征值之间的差异

假设检验：是判断样本数据是否支持假设的某些总体特征的特征值

众数：在指定的变量（数列，观察序列）中出现次数最多的数（频数最高的数）称为众数

数据变换：由于原始数据可能有强非对称性，存在孤立值，进行拟合时存在大而且不是偶然的残差等问题，通过改变表达方式，有时可以增强信息的显示，而这种改变不仅需要改变数值的单位，而且可能改变数据的基本的测量尺度。（是将数据从一种表示形式变为另一种表现形式的过程。）

变异系数又称离差系数，指标准差与均值的比值。变异系数越大，数据离散程度越高。

2、统计相关建模的的内容和步骤是什么？

统计建模是以计算机统计分析软件为工具，利用各种统计分析方法对批量数据建立统计模型和探索处理的过程，用于揭示数据背后的因素，诠释社会经济现象，或对经济和社会发展作出预测或判断。

统计相关建模的目的：1.变量间相关性研究2.形成科学的成因假设3.预测4.数据简化或结构化

建模的步骤：1.数据整理2.数据预处理3.模型计算4.模型检验5.模型解释和应用

3、描述性统计特征包括哪些内容？

所谓描述性统计分析，就是对一组数据的各种特征进行分析，以便于描述测量样本的各种特征及其所代表的总体的特征。描述单个变量的统计特征又称为描述性统计特征。它分为平均特征描述（常用的有期望和均值、中位数、众数）、变化特征描述（常用的有离差、方差、标准差、变异系数）、分布特征描述（常用的有峰度和偏度）

4、地理建模中数据变换的主要目的有哪些？

主要目的有：①使变量尽可能为正态分布；②统一变量的数据尺度；③是变量之间的非线性关系转换为线性关系；④用新的数目少的相互独立的变量代替相互联系的原始变量；⑤方便用简单自然的方式进行解释；⑥帮助理解数据的特征。5、简单相关分析与偏相关分析有什么区别？

6、因子分析的基本思路是什么？

因子分析是使用数学方法建立起来的关于变量之间组合关系的方法。该方法利用协方差结构来组合不同的因子，进而分析推断可能存在的地理过程。

因子分析的起点是变量之间的相关矩阵。通过分析相关关系矩阵，确定出重要因子及其数目。因子与变量的组合关系就是建立的因子模型。对于大部分地理数据，数据中蕴涵的信息可归结为少数几个因子来解释。变量与因子之间的相关系数用来确定因子的特性，解释因子的意义。最后，可以得到每个样本的因子得分，该得分被认为是不同因子作用的叠加结果。如果因子与过程相联系，那么，样本就是过程的具体表现。

7、因子分析的基本步骤是什么？