武汉大学遥感信息工程学院空间分析复习要点整理

1、请介绍国内外的某个空间分析研究组的研究工作，并谈谈自己的认识和思考。

2、什么是空间分析？

空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息(郭仁忠, 1997)。

3、分别从理论、算法和应用三个方面介绍空间分析理论、方法及应用？

空间分析的理论研究主要包括：空间关系理论、空间认知理论、空间推理理论、空间数据的不确定性分析理论等。

空间分析的方法包括：矢量数据的空间分析方法、栅格数据的空间分析方法、三维数据的空间分析方法、属性数据的空间统计方法。

空间分析理论和方法的应用领域有：卫生健康、水利、城市管理、地质灾害、交通、电力、环保、气候变化等领域。

4、请分别介绍地理学的第一语言、第二语言和第三语言？

第一语言为文字，第二语言为地图，第三语为GIS。

5、简述空间分析的第一个著名应用（霍乱病发病原因分析）如何利用空间分析方法完成具

体应用？

1854年8月到9月，英国伦敦霍乱病流行，政府始终找不到患者的发病原因，后来斯诺博士在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的1:6500的城区地图上，标出了每个霍乱病死者的居住位置，发现死者都集中在饮用布洛多斯托井水的地区和周围，从而得出发病原因为死者饮用了利用“布洛多斯托水泵吸水的井水。

6、简述空间分析与GIS的关系？空间分析在GIS中的地位和作用？

关系：空间分析是地理信息系统的核心和灵魂，是地理信息系统的主要特征，是评价一个地理信息系统的主要指标之一。

地位与作用：

1、空间分析是GIS的理论核心。空间分析作为地理信息系统领域的理论性和技术性都很强的分支，是提升GIS的理论性的重要突破口。

2、空间分析是GIS的功能核心。空间数据的采集、存储和管理为空间分析提供数据基础，而空间数据的描述是空间分析结果的表达。

7、简述空间分析与空间应用模型的关系？

一种观点认为空间应用模型是GIS的重要组成部分，它补充了GIS的空间分析能力。另一种观点认为空间分析是基本的、解决一般问题的理论和方法，空间模型是复杂(合)的、解决专门问题的理论和方法，两者应该区别开来。

8、拓扑空间关系和拓扑变换

拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系。

拓扑变换是指在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系，并且邻近的点还是邻近的点的情况下，对图形进行的弯曲、拉伸、缩小等任意变形。

9、简述V9I模型及其特点？

用空间目标的Voronoi区域作为其外部，对原9元组模型进行改进，建立了一种基于Voronoi 的新9元组模型，简称为V9I模型。

V9I模型既考虑了空间实体的内部和边界，又将Voronoi区域看作一个整体，能够克服原9元组模型的一些缺点，包括无法区分相离关系、难以计算目标的补等。

10、Voronoi图

Voronoi图：又叫泰森多边形或Dirichelet图，它由一组连接两邻点连线的垂直平分线组成的连续多边形组成。N个在平面上有区别的点，按照最邻近原则划分平面；每个点与它的最近邻区域相关联。

11、时空拓扑关系

当点、线、面目标之间的空间相邻、空间连通、空间包含等关系随时间发生变化时，往往与目标间的时间拓扑关系交织在一起，形成了一种新的时空拓扑关系(spatio-temporal topology)。

12、简述空间关系理论的应用？

GIS空间数据建模与空间数据库设计。Arc/Info用关系表法表达点、弧段和面块的空间关系；Voronoi图可用于动态建立拓扑关系来扩展MapInfo的功能。

空间分析在某种程度上是在处理空间实体之间的相互关系。点模式识别、叠置分析、网络分析、领域分析。

空间数据库的查询往往依赖于空间目标间的关系。Oracle中把9元组模型与SQL相结合，使查询功能扩展到空间域。

利用9元组进行空间推理也是空间关系理论的应用。用9元组模型组建空间关系的组合表，可建立检测拓扑关系一致性的推理机制。

13、地理空间认知

地理空间认知(geospatial cognition)：人类理解地理空间，进行地理分析和决策的一系列心理过程，包括：地理信息的知觉、编码、存储、以及解码等。

14、空间推理

空间推理是指利用空间理论和人工智能技术对空间对象进行建模、描述和表示，并据此对空间对象间的空间关系进行定性或定量分析和处理。

15、场模型

场模型的数学公式：z：s->z (s) 。z为可度量的函数，s表示空间中的位置。表示从空间域(甚至包括时间坐标)到某个值域的映射，用以表达在二维或三维空间中被视为连续变化的数据。

16、要素模型

地理实体是真实世界中不能再被细分为同一类现象的地理现象。地理要素模型只对地理实体的属性(包括空间属性和地理属性)及关系感兴趣。欧式空间中的三类地物要素对象包括点对象、线对象和多边形对象。

17、网络模型

网络模型把地物抽象为链和节点，同时关注其间的连通关系以及多个要素之间的影响和交互。现象的精确形状并不重要，重要的是现象之间的距离和阻力的度量。

18、简述常用的网络模型及其特点？

网络跟踪。用于研究网络中资源和信息的流向。在水文应用中，可用于计算河流中水流的体积和跟踪污染物向下游扩散的过程。

路径选择。解决在物资派发和邮递等服务中寻找最经济的路径，保证访问到所有站点，同时最快最省地完成行程的问题。

资源分配。反映现实世界网络中资源的供需关系模型。解决在空间中的一个或多个点间分配资源的问题。

地址编码与匹配，利用人们习惯的地址（如街道门牌号）信息确定它在地图上的确切位置的技术。

选址和分区分析。决定一个或多个服务设施的最优位置，保证服务设施可以以最经济有效的方式为它所服务的人群提供服务。

19、栅格数据的空间分析

聚类分析是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。

聚合分析是指根据空间分辨率和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。追踪分析指对于特定的栅格数据系统，由某一个或多个起点，按照一定的追踪线索进行目标