地理空间的三维建模和分析

国家高技术研究发展计划(863计划)地球观测与导航技术领域“地理空间的三维建模和分析软件及其应用示范”

重点项目申请指南

一、指南说明

国家863计划地球观测与导航技术领域重点项目“地理空间的三维建模和分析软件及其应用示范”针对三维空间建模与分析应用的重大需求，突破三维空间实体的高效建模、一体化数据管理、高性能空间分析和可视化等关键技术，研发具有自主知识产权的高性能、高可用性的三维空间信息可视化分析组件，集成开发自主产权的三维GIS软件平台，并结合典型城市进行系统集成、综合测试与应用示范，占领新一代地理信息系统技术的战略制高点，实现我国三维地理信息系统技术的创新和跨越式发展。

为公正、公平、公开地选择项目牵头单位，充分发挥相关企业、科研院所及高等院校的优势，集成全国三维空间建模分析与应用技术的优势力量开展本项目的工作，特此发布本重点项目申请指南。

二、指南内容

1．项目名称

地理空间的三维建模和分析软件及其应用示范

2．项目总体目标

设计可扩展的真三维GIS软件体系结构，研究地上与地下目标统一的三维空间数据模型与数据结构；研究高效的三维空间索引、海量数据并行存储管理、高可用性的人机协同交互等关键技术；研发多源数据建模、模型转换与模型简化工具、高性能的三维地理空间信息分析组件、三维信息无缝集成可视化组件，并建立相关的技术标准和规范草案；集成开发真三维GIS软件平台，显著提高我国地理信息软件的技术水平和国际竞争力；选择在地上和地下三维城市建模方面已有良好基础的典型城市进行应用示范，并对真三维GIS软件进行综合测试，积极探索地上与地下、室内与室外真三维城市空间信息应用的新模式，提高我国三维城市信息管理的技术水平与应用能力。

3．项目主要研究内容

（1）三维GIS软件系统总体框架与数据模型研究：建立可扩展的、高可用性的三维GIS软件体系结构，设计具有灵活扩展接口和二次开发平台的系统软件框架；发展地上下空间实体且顾及空间关系与语义关系的数据模型、符合地质体空间特性的三维地质模型与地下设施的多模式表达模型、综合表达空间与专题语义的多层次三维建筑模型；提出和制定多源、多尺度三维空间信息的集成表示研究及其技术规范与标准。

（2）三维空间数据存储与管理系统研究：研究基于文件系统和典型商业数据库管理系统的高效三维实体数据存储结构；发展大规模地上地下三维空间数据并行存储与管理、动态调度和应用缓存等关键技术；研究高效的三维空间索引和数据一致性维护技术。

（3）三维空间分析组件研发：研发具有高性能通用三维空间分析组件，

包括空间数据切割、三维表面叠置分析、三维缓冲空间分析、地上及地下三维网络分析、三维最短路径分析、地下设施的可视规划与冲突分析以及典型的三维空间分析应用功能（如室内外一体化三维寻径分析、视觉开放度分析、地质过程模拟分析、地质体的布尔运算和多种矢量剪切分析等）。

（4）三维空间建模与可视化研究：制定满足多源数据集成需要和可视化分析应用的建模技术标准与规范；研究地面物体、复杂地质结构和地下设施的高效精确建模方法与质量控制；研发多源数据三维集成建模工具与顾及感知和语义的三维复杂模型自动简化工具；研究地上与地下、室外与室内三维信息的无缝集成可视化、以用户为中心的三维自适应可视化、真三维立体显示与多通道融合等关键技术；多通道人机交互模型及多模态信息的整合和分解以及力/触觉交互技术与设备研究；发展自主三维空间信息可视化中间件。

（5）三维GIS软件平台研发：集成开发自主知识产权、面向大范围、多源、多尺度地上与地下三维空间数据一体化管理与可视化分析的真三维GIS软件平台，制定相应的三维GIS软件接口规范。

（6）三维GIS综合应用示范：选择典型大城市，建立城市基础地理信息、城市地物、地质地层与地下工程三维城市空间信息集成系统，研究开发面向城市规划设计、兼顾地上下环境的工程适宜性评价、选址分析、工程优化分析、地质灾害危害和风险性分析模型，实现面向城市管理的三维空间信息综合应用。

4．项目主要技术指标

●提出一种可伸缩、易于嵌入的真三维GIS体系结构和统一地上下目

标的三维数据模型，支持国际标准如KML,CityGML和常用的三维模型数据格式；

●三维数据管理支持主流商业数据库和文件系统两种数据管理模式，

三维空间数据管理系统能够管理与动态调度10万个以上三维静态目标；

●三维空间数据分析功能不少于50种，支持通用的三维空间分析及其

功能的动态组合，提供相应的三维空间分析组件；

●支持基于卫星与航空遥感影像、CAD和GIS、巷道测量、地质勘探、

断层、地下工程等数据的多细节层次三维数据建模与自适应可视化，在内存模式下，具有处理1000万个以上三角形面片的可视化能力，绘制帧率达到25帧以上；

●提出和制定自主的多源、多尺度三维空间信息集成表示与建模的技

术规范和标准；

●软件设计与编码规范，具有二次开发能力，三维GIS软件平台的功

能和性能通过国家相关测评中心的测评；

●城市三维空间信息集成管理与综合应用示范系统具有城市地面物

体、地下工程、地质等各种数据一体化管理能力,示范系统涉及的城市范围大于200平方公里；

●系统设计文件、研究技术报告和测试报告系统而完整。

5．项目支持年限；至2010年12月31日。

6．项目经费及组成

本项目拟支持的863专项经费控制额为2000万元，要求项目承担单位自筹或配套经费不少于1000万元。

三、注意事项

1．本项目指南公开发布，专家评审、公平竞争，加速成果的应用和产业化发展。申请者须仔细阅读申请指南和863计划及经费的有关管理办法，按照申请指南的要求进行申请。

2．本重点项目申请必须针对项目的总体目标和整体任务，编写《国家高技术研究发展计划（863计划）重点项目申请书》，针对项目部分研究内容的申请将视为无效申请。项目申请要提出项目分解方案（包括任务分解和经费预算分解），并提出项目课题设置及承担单位建议（分解的课题数原则上不超过10个）。项目申请团队由申请单位自行组成（同一申请单位只能参加一个申请团队），鼓励产学研结合，并明确项目牵头单位和申请负责人。

3．在项目申请的同时，需编制经费预算。预算编制应在专项经费控制额范围内，结合研究任务的实际需要，坚持目标相关性、政策相符性和经济合理性原则。项目申请单位财务部门会同申请负责人共同编制经费预算，并对预算编制的真实性负责。在编制经费预算之前，项目申请单位及申请负责人应认真学习《国家高技术研究发展计划（863计划）专项经费管理办法》及相关制度规定。

4．项目申请团队的条件和要求：

申请单位应符合的基本条件：在中华人民共和国境内登记注册一年以上、过去两年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录的企事业法人单位，包括大学、科研机构等事业法人；中方控股的企业法人。鼓励企业与科研院所、高校以产学研结合的方式联合申请。项目牵头单位须长期从事地理信息系统的研究工作，具有开发地理信息系统的经验，拥有稳定的研发队伍、相应规模的实验、验证环境和工程技术基础条件；应具有良好的前期研发基础，并具有相应的研发条件和技术人才；若有企业参与，与企业签订有知识产权协议或成果转让协议。

5．项目申请负责人和课题负责人应符合的基本条件：

（1）具有中华人民共和国国籍；

（2）年龄在55岁（含）以下（按指南发布之日计算）；

（3）具有高级职称或已获得博士学位；

（4）每年（含跨年度连续）离职或出国的时间不超过6个月；

（5）过去三年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录；

（6）项目申请负责人应为本领域学术或工程研究的带头人，具有该技术领域的研发背景和资历，具有较强的组织协调能力，能将主要精力用于项目组织协调与研究工作。

6．项目牵头单位与联合申请单位的关系：

多家单位联合申请时，以合作方式落实课题任务，形成有效的合作机制，项目牵头单位与联合申请单位之间须具有任务分工。项目牵头单位负

责项目的总体组织协调，督促检查项目实施情况，负责项目经费的管理与监督检查，协调处理项目执行过程中出现的问题，确保项目总体目标的实现。联合申请单位对项目牵头单位负责，接受项目牵头单位的总体指导和计划安排。项目牵头单位与联合申请单位应签订研究开发合作与知识产权分享等相关协议。

7．项目、课题负责人及主要参加人员不得违反以下限项规定：

为保证科研人员能够高质量地开展研究工作，国家科技计划实行限制申请及承担课题数量规定。每人同期只能主持1项国家主要科技计划（包括863计划、973计划、支撑计划）课题，作为主要参加人员同期参与承担的国家主要科技计划课题数（含负责主持的课题数）不得超过2项。申请者应按照上述要求进行申请，且在同一批发布的申请指南中只能申请1项863计划课题或项目。

8．项目申请经费不得高于项目申请指南规定的863专项经费控制额度，并应按照项目申请指南要求提供相应的配套经费及证明材料，否则不予受理。

9．申请者要遵守科学道德，以严谨的科学作风和实事求是的科学精神填写项目申请书，保证项目申请书的真实性，避免出现夸大和不准确的内容。同时，不得将研究内容相同或者近似的项目进行重复申请。863计划对申请者在申报过程中进行信用记录，对于故意在课题申请中提供虚假材料、信息的，一经查实，记入信用档案，并对单位在两年内取消其申报863计划资格、对个人在三年内取消其申报863计划资格。

10．申报程序和要求：

项目申请采取网上集中申报，申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行，网址为。网上申报后要求报送1式20份纸质申请书，要求签字盖章，其中至少2份原件。申请材料统一用A4纸打印或复印，左侧装订成册。请直接用申请书首页作为封面，不得采用胶圈、文件夹等带有突出棱边的装订方式。

11．其它有关申请的程序、要求和其他注意事项以及未尽事项参照《“十一五”国家高技术研究发展计划（863计划）申请指南》。

12．指南发布期为50天，申请受理的截止日期为2008年11月3日17时。

13．咨询联系人及联系方式：

联系人：张松梅，68539083

李加洪

电子邮件：songmei.

报送地址：科技部国家遥感中心（北京海淀区柳林馆南里甲8号

楼104房间）

科技部863计划地球观测与导航技术领域办公室

二00八年九月十二日

国土空间规划中地理信息大数据的应用分析

国土空间规划中地理信息大数据的应用分析 摘要：随着互联网的不断发展，地理信息大数据也高速发展，特别是熟轨迹数 据以及空间媒体数据，科学有序地进行国土空间规划工作，打造高效、开放、安 全的国土空间发展格局，对于城区建设、生态保护、交通轨道等多种行业发展甚 至是区域经济水平的提高至关重要。文章主要围绕地理信息大数据在国土空间规 划中的应用进行分析，以供参考。 关键词：国土空间规划;地理信息大数据;应用 信息化的时代背景之下，大数据在各行各业中都有着十分广泛的应用，尤其 是在大型数据的分析与处理方面作用明显。地理信息大数据也随着技术的升级而 不断发展，尤其是空间媒体数据中随着互联网的带动作用而呈现爆发式增长。地 理信息大数据的有效运用，促进了国土空间开发及利用水平的提高，也为国家经 济稳速发展做出了一定的贡献。 1、国土空间规划 国土空间是人们生存与发展过程的所需空间。国土空间规划的主要目的可分 为以下几点，第一，积极引导经济发展，有效促进传统落后的发展模式，进行优 化调整。第二，能够依靠宏观调控方式并借助相应的科学技术实现集约化资源处 理和合理利用。第三，实现空间资源的科学配置，合理调整产业布局，实现经济 结构优化目标。第四，在保证资源合理配置的基础之上，使得产业布局更具协调 性和科学性，规避以环境污染作为代价的错误发展形式，大力建设环境友好型社会。第五，充当空间规划指导者，积极协调经济发展、生态发展以及社会发展这 三方面的发展方向，努力实现环境宜人、空间高效、资源集约等优化目标。 国土空间规划是指，根据其所处历史条件、自然环境以及社会发展实际情况，站在有效保护、合理利用和开发的视角上，对国土空间进行适当的布局调整和综 合空间规划。当前，世界很多国家对于国土空间规划工作都给予了高度重视，提 升国土空间规划工作的科学合理性，能够更好的保证各国经济发展过程中出现的 生态环境恶化、资源短缺以及区域发展失衡等情况。为了确保社会稳定，实现可 持续发展目标，需不断提升国土空间规划的整体水平。 2、地理信息大数据 常规意义下的地理信息数据相对来说比较规范，对于精确性具有严格要求。 大数据地理信息的信息采集方式更加自由且丰富，例如消费记录、个人出行过程 记录、传感器应用、网络行为等都可作为地理信息大数据的信息采集方式，这些 方式具有实时性、多变性、非专业性以及全面性等特征。其所采集的信息数据包 括政务信息、环境信息、居民生活信息、社会动态信息、商业发展信息以及人口 流动信息等等。其信息数据量大，信息来源广泛，不具备可靠性和精准性，属于 半结构碎片化信息，具有多种数据格式。 想要合理利用大量的地理信息大数据，并进行合理储存和管理，必须建立相 应的信息数据平台，对于不同类型的信息数据分别进行储存、种类划分、分析、 管理，并且建立灵活性较强的可配置数据查询系统，此种系统要具备信息查询功能、数据统计功能，且能实现信息提取一体化，以降低大数据重复建设的概率。 3、国土空间规划中地理信息大数据的应用分析 3.1提供实时的基础数据 地理信息大数据管理平台一直处于运转状态，时刻进行地理空间信息数据的 收集整理工作，信息管理平台具备数据清理功能，能够有效处理时刻变化的信息

地理信息系统空间分析方法及其若干应用 吴静

地理信息系统空间分析方法及其若干应用吴静 发表时间：2018-01-16T10:06:49.090Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：吴静 [导读] 摘要：地理信息系统是一种特殊的具有特定性的空间信息系统，它能够提供地理空间共享以及地图服务，地理信息系统是60年代中期发展起来的，近年来获得了非常迅速的发展，由于其种类、数量非常多 四川省冶金地质勘查局测绘工程大队四川成都 610212 摘要：地理信息系统是一种特殊的具有特定性的空间信息系统，它能够提供地理空间共享以及地图服务，地理信息系统是60年代中期发展起来的，近年来获得了非常迅速的发展，由于其种类、数量非常多，加上发展变化非常快，因此对地理信息系统的定义也非常多，简单来说，地理信息系统就是利用计算机软硬件进行输入、输出及分析的系统，当前它已经在现代经济活动的方方面面得到了应用，人们对地理信息系统的了解也逐渐深入.基于此，本文着重针对有关地理信息系统空间分析的相关问题进行了分析。 关键词：信息系统；空间；分析方法；应用 近年来，计算机技术发展非常迅速，虽然地理信息系统的输入、存储和输出功能进展较快，但是空间分析功能的发展就显得比较落后。而空间分析是建立在空间目标位置和属性表达以及目标间复杂空间关系表达的基础上，若要提高空间分析能力，必须解决空间关系描述与表达，而空间关系的建立也是提高ＧＩＳ效率的一个关键。 1 空间拓扑关系描述 空间拓扑关系描述的是基本的空间目标点、线、面之间的邻接、关联和包含关系。ＧＩＳ传统的基于矢量数据结构的结点－段－边形，用于描述地理实体之间的连通性、邻接性和区域性。这种拓扑关系难以直接描述空间上虽相邻但并不相连的离散地物之间的空间关系。 目前，对于空间实体之间的拓扑关系的描述，主要有基于网络的拓扑模型和基于点集拓扑理论的拓扑模型，前者比后者具有直观、结构清晰、互导性强、便于组织存储等优点。基于点集拓扑的空间拓扑关系描述有三种方法：四元组、九元组和维６４２００８扩展法。基于点集拓扑的空间关系描述框架能够十分有效地描述有公共元素的空间目标间的拓扑关系，甚至能够根据交集的维数更进一步区分成为各种不同的形式，但是基于点集拓扑的空间关系描述框架无法描述分离开的、没有公共元素的目标间的拓扑空间关系，这正是其缺点所在。 2 地理信息系统空间分析方空间位置 2.1叠置分析 叠置分析是通过叠加至少两层地图要素而得到一个新的要素层，其结果是分割原要素并生成新要素，且新要素中包含原要素的全部属性。据此，叠置分析既可生成新的空间关系，还可联系输入数据层的属性并生成新的属性关系。总体而言，叠置分析是按数学模型计算分析新要素的属性，从而解决用户面临的问题。 在城市规划中，建设用地适宜性评价是一种典型的格栅叠置，其通过对用地评定因子图层进行标准化处理、重新分类及加权叠加，从而形成用地适宜性评价结果。对于灾害风险综合评估、城镇发展条件综合评价及生态敏感性综合评价等规划，都可采用多因子叠加分析法来实现叠置分析。在规划中，两期用地的演变亦可进行叠置分析，即：根据土地利用数据，叠置获得两期土地利用的变化图层，用以分析土地利用的变化；根据城市建设用地数据，叠置获得两期建设用地转化的图层，用以辅助规划评估或比选规划方案。此外，还应深入挖掘矢量数据中的叠置分析功能，其中矢量叠置蕴含一种拓扑关系及其包含至少两个矢量图层的并集、交集、属性的空间赋值与关联等功能，如建设量的分区统计便是矢量叠置的具体应用。 2.2相关分析 在同一空间范围内，任一小的空间单元都包含多项属性信息，而相关分析的研究内容是对应位置上的属性信息是否具有相关关系及这一相关关系的表现。在相关分析中，通常包括时间域、空间域，两者关注的焦点分别是不同时期同一属性的观测值、同一时期不同属性的观测值。在规划中，相关分析涉及较多的社会领域、自然领域。例如，犯罪高发地的成因分析研究的是在同一地區，犯罪率与家庭收入、教育水平、失业率、租住比例、新迁入居民比例及单亲家庭比例等属性的相关性。在规划中，还可运用相关分析来分析土地利用演变的驱动力。例如，在某一省域的区县范围内，先空间化处理社会经济统计指标，再从土地利用转化的角度开展主成分分析、相关分析、回归分析及因子分析，从而探明引起这一区域土地利用演变的驱动力。 3 空间拓扑关系的应用 3.1软件平台中的空间拓扑关系建立 软件平台中的空间拓扑关系的建立常为了拓扑检错和拓扑应用。拓扑检错是在建立好拓扑规则后，再打开些拓扑规则，根据错误提示进行修改。拓扑应用主要指的是为了提供空间分析的功能，比如线拓扑生成面、网络分析功能等。在软件平台中，拓扑关系的建立和使用的过程如下：获取图形文件，新建或打开。 对图形文件进行拓扑关系的建立，即根据需求调用特定的模块对其进行处理。 3.2根据所得的拓扑关系进行拓扑检错或拓扑应用 当然，拓扑关系的建立是可以在进行图形绘制的时候进行的，但是由于所需要的拓扑关系待定，就需要考虑所有的拓扑关系，而此时图形还在动态变化当中，因此在每次图形更新的时候都需要对其进行拓扑关系的建立，如此将严重影响图形绘制及拓扑关系的建立的效率。 以使用ＡｒｃＧＩＳ进行最短路径分析为例，其使用的拓扑关系是线文件的网络拓扑关系，这种关系在其它拓扑处理时使用很少，因此如果是在图形绘制时就建立网络拓扑关系，就会造成的时间上的浪费。而ＡｒｃＧＩＳ实行的机制就是首先在ＡｒｃＭａｐ中进行图形的矢量化，而后在ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ中建立其网络拓扑关系，最后再在ＡｒｃＭａｐ中进行最短路径分析。这种性质的，值得在软件平台设计时借鉴。 3.3二次开发中的空间拓扑关系建立 空间拓扑关系是ＧＩＳ中空间分析的基础，限制着其在空间分析方面的应用。目前大多数的应用软件都是通过二次开发实现的，这种软件开发的空间分析功能就不仅是建立在其使用平台的基础上，而且还要看其平台所提供的二次开发组件。例如ＥＳＲＩ公司所提供的Ｍ

GIS空间分析原理与方法

GIS空间分析原理与方法 学院：资源与环境学院 专业：地理信息系统 班级：2011010班 姓名：李松青 学号：201101014

GIS空间分析原理与方法 地理信息系统是地理空间数据处理、分析的重要手段和平台。在计算机软硬件的支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统的核心是功能是空间分析。空间分析使GIS超越一般空间数据库、信息系统和地图制图系统，不仅能进行海量空间数据中隐藏的模式、关系和趋势，挖掘出对科学决策具有指导意义的信息，从而解决复杂的地学应用问题，进行地学综合研究。以下是对本册内容的总结： 第一章地理空间数据源分析与GIS 本章简要回顾了20世纪50年代以来地理空间数据处理与建模领域，探讨了GIS 环境下空间分析的基本框架。 1.地理空间数据处理与建模 1.1数量地理学 讲述了数量地理学的发展、与传统地理学的比较及其地理分析模拟方法（地理系统分析，随机数学方法，地理系统数学模拟）。 1.2 地理信息系统 主要介绍了GIS的概念与功能 1.3 地理计算 介绍了地理计算的概念与地理计算的模型和方法 2.地理空间数据挖掘 2.1 地理空间数据挖掘概述 介绍了数据挖掘的概念、发展及其体系结构 2.2 地理空间数据立方体 介绍了数据立方体的基本思想与数据立方体概念所涉及的维度类型（非空间维度，空间-非空间维度，空间-空间维度），度量值（数值度量，空间度量）和成员属性 2.3 联机分析处理技术 介绍了OLAP概念以及与地理空间数据立方体的关系。 2.4 地理空间数据挖掘典型方法 地理空间数据挖掘主要方法有：地理空间统计方法，地理空间聚类方法，地理空间关联分析，地理空间分类与预测分析，异常值分析 3.GIS环境下的空间分析 3.1 空间分析概念 介绍了空间分析的概念与本质特征，空间分析的研究对象与目标

空间统计学模拟方法在城市重金属污染分析中的应用

生态环境 2008, 17(6): 1898-1902 https://www.sodocs.net/doc/ca16622860.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.sodocs.net/doc/ca16622860.html, 基金项目：建设部研究开发项目（06-K9-8） 作者简介：孙英君（1976年生），女，副教授，博士，主要研究方向为空间信息分析技术在城市建设中的应用。E-mail:qingdaosyj@https://www.sodocs.net/doc/ca16622860.html, 收稿日期：2008-06-11 空间统计学模拟方法在城市重金属污染分析中的应用 孙英君，丁宁，蔡菲，孟飞 山东建筑大学土木学院，山东 济南 250014 摘要：城市土壤重金属污染是城市化后噬待解决的一个重要问题。传统的土壤重金属污染分析方法——克里格方法，通过满足未采样点局部方差最小而获得土壤污染状况预测结果，算法本身会给估值结果带来光滑作用，并只能提供未采样点的局部不确定性。文章提出利用空间统计学的模拟方法，对土壤重金属污染状况进行研究，通过获取多幅模拟结果之间的差异来揭示研究区域土壤重金属污染的整体空间分布形态。文章以上海某区域6种重金属（Cu 、Pb 、Cd 、Cr 、Hg 和As)为研究对象，利用空间统计学模拟方法对其空间分布予以研究，给出每种重金属空间分布模拟结果。最后，文章以研究区域土壤环境背景上限值为标准，给出研究区域不同土壤重金属空间分布相应级别的不确定性分析结果。 关键词：模拟；地统计学；空间变异；重金属；不确定性 中图分类号：X14 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）05-1898-05 城市的土壤环境质量与人类健康息息相关，随着城市化进程的迅速发展，城市土壤重金属污染日趋引起人们的关注。研究者将汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、镍合称为重金属环境污染元素，尤其是铅、镉、汞、铜及其复合污染最为突出，其中镉、汞、铅等重金属是城市和工业发展过程中产生的典型的“污染元素”，给区域土壤资源的保护、利用与管理带来了严峻挑战[1]。据报道，中国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm 2，约占总耕地面积的1/5。土壤重金属污染导致严重的经济损失，如中国每年就因重金属污染而减产粮食1000多万t ，另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万t ，合计经济损失至少200亿元[2]。同时，土壤重金属污染也会导致重金属在植物体中积累，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。其次，土壤受到重金属污染会导致大气污染、地表水污染，地下水污染等生态环境问题。 因此开展土壤重金属空间结构特征的研究，特别是模拟土壤重金属的全局空间分布形态，定量化评价土壤重金属污染程度，及时有效地采取防护、修复措施，对减少城市重金属污染，提高人们的生活质量具有重要的意义。 1 土壤重金属空间结构及分布特征研究现状 已有一些研究者对城市重金属污染状况进行分析：Hu 等利用地统计学对北京市大兴区土壤重金属含量的空间分布特征进行了研究[3]；郑袁明、陈同斌等利用地统计技术对北京市近郊区土壤Ni 的 空间结构及分布特征进行了研究[4]；钟晓兰等以江苏省太仓市为例，运用地统计技术研究了长江三角洲地区土壤重金属污染的空间变异特征[5]；郑海龙等利用地统计学普通克里格插值方法对上海梅山刚体集团附近的土壤重金属空间变异进行研究[6]；李亮亮等通过克里格插值对葫芦岛市连山区、龙港区土壤重金属汞、铬、镍的空间分布进行单因子评价[7]。Pilar Burgos 等运用Kriging 方法对Seville ， Spain 地区的土壤修复前后重金属、微量元素的变化进行了分析[8]；M. Biasioli 等利用地统计方法及GIS 技术对大型城市发展对土壤重金属的影响加以分析[9]。Li 等利用克里格方法，结合GIS 技术对香港九龙6种重金属元素（Cd 、Cr 、Cu 、Ni 、Pb 和Zn ）的空间分布加以研究，并通过热点探测的方法进行污染源的求解[10]。 黄勇等对地统计学在土壤重金属研究中的应用做了综述及其展望[11]。总结起来，在土壤重金属空间结构及分布特征研究上，研究人员较多地基于GIS 技术与空间（地）统计学克里格系列插值方法对城市重金属污染状况进行分析：利用GIS 技术进行研究区域及其采样数据、空间分布插值结果的可视化表达；利用空间统计学的变异函数对采样数据的空间异质性予以分析，并通过理论变异函数的不同因子、系数来寻求异质性产生的原因（影响因子），最后给出克里格算法插值得到的某重金属空间分布结果。 2 存在的问题及解决方法 经过克里格插值得到的重金属空间分布结果不能够反映研究区域的真实状况，特别是当研究者

空间分析基本操作

实验空间分析基本操作 一、实验目的 1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。 2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。 3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。 二、实验准备 预备知识： 空间数据及其表达 空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。 在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。 有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。 空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。 空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。 空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。 空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。 空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。 空间分析步骤 根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。 空间分析的基本步骤: a)确定问题并建立分析的目标和要满足的条件 b)针对空间问题选择合适的分析工具 c)准备空间操作中要用到的数据。 d)定制一个分析计划然后执行分析操作。 e)显示并评价分析结果

《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》重点(自制)

第一章 1.地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2.地理信息系统的主要组成部分：硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。 3.GIS功能分为以下五个方面： ①数据采集与输入；②数据编辑与更新； ③数据存储与管理；④空间数据分析与处理； ⑤数据与图形的交互显示。 4.21世纪GIS应用新的发展趋势：网络GIS、组件式GIS、虚拟现实GIS、时态GIS、互操作GIS、3S集成。 5.对基于GIS的空间分析的理解不同的角度和层次： ①按空间数据结构类型；②按分析对象的维数； ③按分析的复杂性程度。 第二章 1.ArcGIS的基础模块：ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing。 2.Geoprocessing地理处理框架：具有强大的空间数据处理和分析工具，包括地理处理工具的集合和模型构建器。 第三章 1.空间数据采集：是指将现有的地图、外业观测成果、航空相片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以识别处理的数字形式。 2.数据组织：就是按照一定的方式和规则对数据进行归并、存储、处理的过程， 3.ArcGIS中主要有Shapefile、Coverage和Geodatabase三种数据组织方式。 4.地理数据库：是按照层次型的数据对象来组织地理数据。 5.要素类：是具有相同几何类型和属性的要素的集合，即同类空间要素的集合。 6.地理数据库建立的一般过程： ①地理数据库设计；②地理数据库建立； ③建立地理数据库的基本组成项；④向地理数据库各项加载数据； ⑤进一步定义地理数据库。 7.地理数据库的基本组成项：对象类、要素类和要素数据集 8.要素类的分类：简单要素类和独立要素类。 9.创建拓扑的优势：

空间分析

1.1 地理空间数据处理与建模地理空间数据分析是地理学和地理信息科学领域的重要研究内容地理空间数据分析包括：地理计算、数量地理学、地理信息系统1.2 地理空间数据挖掘数据挖掘是一个由数据库、人工智能、数理统计和可视化等多学科与技术交叉、渗透、融合形成的交叉学科。地理空间数据挖掘是数据挖掘的一个研究分支，其实质是从地理空间数据库中挖掘时空系统中潜在的、有价值的信息、规律和知识的过程，包括空间模式与特征、空间与非空间数据之间的概要关系等。地理空间数据立方体维度、度量值、成员属性联机分析处理技术 地理空间数据挖掘典型方法：地理空间统计方法、地理空间聚类方法、地理空间关联分析、地理空间分类与预测分析、异常值分析。 地理空间统计方法：地统计、格网空间模型、空间点分布形态地理空间聚类方法：分割法、层次法、基于密度的方法、基于网格的方法经典聚类法包括k-mean、k-meriod、isodata 地理空间关联分析的核心内容是挖掘空间关联规则，空间关联规则指明了空间谓词与非谓词间存在的关联性异常值分析：基于统计的异常值分析、基于距离的异常值探测、基于偏差的异常值探测1.3 GIS 环境下的空间分析GIS 环境下的空间分析方法分为如下六种：确定性分析、探索性分析、时空数据分析、专业模型集成分析、智能化的空间分析、可视化空间分析第四章空间表达变换分析面的栅格化：基于弧段数据的栅格化（带扫描算法）和基于多边形数据的栅格化（边界代数算法）基于图像处理的矢量化方法：二值化——细化——跟踪——创建拓扑基于窗口匹配的矢量化：双边界直接搜索算法、DBDF 地理空间坐标变换意义：1、GIS 实现多源数据无缝集成的基础，2、GIS 空间分析的基础，3、GIS 输出显示成果的需要坐标系统转换方法：相似变换、仿射变换第五章空间几何关系分析邻近度分析（缓冲区分析和泰森多边形分析）是定性描述空间目标距离关系的重要物理量之一，表示地理空间中两个目标地物距离相近的程度。矢量数据缓冲区建立方法：点要素缓冲区、线要素缓冲区、面要素缓冲区栅格数据缓冲区建立方法：推移或扩散 缓冲区实现有两种基本算法：矢量方法和栅格方法叠加分析数据类型：专题类型和影像数据叠加运算类型：局部运算、邻域运算、分带运算、全局运算邻域运算的应用：数据平滑、地形分析、滤波网络分析描述图与网络的方法：邻接矩阵、关联矩阵、邻接表

GIS空间分析复习提纲及答案

空间分析复习提纲 一、基本概念(要求：基本掌握其原理及含义，能做名词解释) 1、空间分析：是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。 2、空间数据模型：以计算机能够接受和处理的数据形式，为了反映空间实体的某些结构特性和行为功能，按一定的方案建立起来的数据逻辑组织方式，是对现实世界的抽象表达。分为概念模型、逻辑模型、物理模型。 3、叠置分析：是指在同一地区、同一比例尺、同一数学基础、不同信息表达的两组或多组专题要素的图形或数据文件进行叠加，根据各类要素与多边形边界的交点或多边形属性建立多重属性组合的新图层，并对那些结构和属性上既互相重叠，又互相联系的多种现象要素进行综合分析和评价；或者对反映不同时期同一地理现象的多边形图形进行多时相系列分析，从而深入揭示各种现象要素的内在联系及其发展规律的一种空间分析方法。 4、网络分析：网络分析是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况，对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方法。 5、缓冲区分析：即根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。其中包括点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区等。 6、最佳路径分析：也称最优路径分析，以最短路径分析为主，一直是计算机科学、运筹学、交通工程学、地理信息科学等学科的研究热点。这里“最佳”包含很多含义，不仅指一般地理意义上的距离最短，还可以是成本最少、耗费时间最短、资源流量（容量）最大、线路利用率最高等标准。 7、空间插值：空间插值是指在为采样点估计一个变量值的过程，常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，它包括内插和外推两种算法。，前者是通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数据，后者则是通过已知区域的数据，求未知区域的数据。 8、空间量算：即空间量测与计算，是指对GIS数据库中各种空间目标的基本参数进行量算与分析，如空间目标的位置、距离、周长、面积、体积、曲率、空间形态以及空间分布等，空间量算是GIS获取地理空间信息的基本手段，所获得的基本空间参数是进行复杂空间分析、模拟与决策制定的基础。 9、克里金插值法：克里金插值法是空间统计分析方法的重要内容之一，它是建立在半变异函数理论分析基础上，对有限区域内的区域变化量取值进行无偏最优估计的一种方法，不仅考虑了待估点与参估点之间的空间相关性，还考虑了各参估点间的空间相关性，根据样本空间位置不同、样本间相关程度的不同，对每个参估点赋予不同的权，进行滑动加权平均，以估计待估点的属性值。 二、分析类(要求：重点掌握其原理及含义，能结合本专业研究方向做比较详细的阐述) 1、空间数据模型的分类？ 答：分为三类： ①场模型：用于表述二维或三维空间中被看作是连续变化的现象； ②要素模型：有时也称对象模型，用于描述各种空间地物； ③网络模型：一种某一数据记录可与任意其他多个数据记录建立联系的有向图结构的数据模型，可 以模拟现实世界中的各种网络。

地理空间大大数据库原理期末考试地题目总卷

《地理空间数据库原理》课程期末考试卷 一、选择题（每题3分，共10题） 1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A） A. 传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性； B. 传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系； C. 传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂； D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。 2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C） A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。 B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。 C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。 D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数； 3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D)

面向空间大数据的GIS

面向空间大数据的GIS 摘要：大数据因具有巨大的研究发展潜力，已经得到了学术界和产业界的持续关注和利用。本文总结了目 前的大数据利用现状，以及大数据引发的科学研究新思维和新观念。空间数据作为大数据的主体数据集， 在泛在测绘、多源异构时空数据等方面给传统GIS的发展带来了巨大的挑战。面对挑战，文章总结了大数 据环境下GIS应该具备的基础特征，以及在空间数据挖掘和空间分析方面的研究进展。最后，文章从商业 模式、智慧城市、云计算、城市计算和大数据驱动的人类移动规律等方面展望了大数据背景下GIS的研究 热点和发展前景。 关键词：空间大数据， GIS，空间数据挖掘，空间分析, 云计算 1空间大数据 1.1 大数据倍受关注和利用 在学术界， 0’Reilly Media于2008年出版了《数据之美》，随后Nature、Science 等陆续刊登了大数据专辑，麦肯锡从经济和商业维度分析了大数据在不同行业的应用潜力。2012年，我国科技部发布的十二五国家科技计划信息技术领域2013年度备选项目征集指 南中把大数据研究列在了首位。在产业界，IBM、亚马逊、Google、甲骨文等信息技术巨头都纷纷推出了大数据解决方案和应用。在中国，百度、腾讯、淘宝、阿里巴巴等也采用了Hadoop处理大规模数据。大数据的研究与发展涉及国防安全、生活健康、气候变化、地质 调查、减灾防灾、智慧地球等众多领域。以美国为例，2012年3月，奥巴马政府率先在全 球宣布推出大数据的研究和发展计划，将大数据研发上升为国家意志，并投资2亿多美元 资助美国国家科学基金和美国地质调查局等6个联邦政府部门的大数据项目，以提高从大 量的、复杂的数据集合中获取知识的能力。 1.2 空间数据是大数据的基础 大数据具有体量巨大、多种多样、高速变化、真实质差等特点。在这些数据中，大约80％的数据与空间位置有关。空间数据描述了对象的具体地理位置和空间分布，包括空间 实体的位置及其空间关系等，涵盖从宏观、中观到微观的整个层次，可以是点的高程、道 路的长度、多边形的面积、建筑物的体积、像元的灰度等数值，也可以是空间关系等拓扑 结构。空间数据具有空间性、时间性、多维性、空间关系复杂等特性。用于采集空间数据 的设备包括红外、卫星、多光谱扫描仪、全站仪等各种宏观与微观传感器或设备，也包括 野外测量、人口普查、土地资源调查、地图扫描、地图数字化等空间数据获取手段，还可 能是计算机、GPS、RS和GIS等技术应用和分析空间数据的过程。遥感对地观测技术形成 了一个多层次、多角度、全方位和全天候的全球立体对地观测网，传感器的地面分辨率数 量级从千米到厘米，波段范围从紫外到超长波，探测深度从几米到万米，新型的高分辨率 卫星遥感数据如Quick Bird等已提供使用。空间数据基础设施积累了大量的城市电子地图数据库、工程地质信息数据库、用地现状信息数据库、市政红线数据库、建筑红线与用地 红线数据库、地籍数据库，以及土地利用及基本农田保护规划数据库等空间基础数据。此外，人类活动每时每刻还在采集和产生新的空间数据集[1,2]。

地理空间定位能力突破

地理空间定位能力突破 区域认知是地理学科的基本素养，地理空间定位是区域认知的前提。能力与素养的形成需要一个过程，每年都会有一些高三的同学追问老师：“不会定位怎么办？”地理空间定位能力并不能在短时间内形成，它的形成贯穿于高中三年地理学习的过程中，准确定位有利于我们对区域进行探究。 一、地理空间定位能力的内容及特点 1.怎样描述地理位置 地理位置一般用来描述地理事物时间关系和空间关系。按照地理位置的相对性和绝对性，有绝对位置（经纬度）和相对位置（参考点周围的地理事物）之分；按照地理位置的功能性质来分，可划分为经济地理位置、政治地理位置等不同的功能性位置。 例如：简述马尔代夫（图1）的地理位置特征。 答案：?R尔代夫地处低纬度（热带）；跨南、北半球；是印度洋中的岛国。 说明：描述地理位置的特征，并不是将所有的位置特征都描述出来，而是选择代表性的位置进行描述，在描述纬度位置时，可指出其所处的热量带。

2.地理空间定位能力的具体要求 （1）熟悉不同地理位置类型的观察与描述方法；（2）能正确读出一地的经纬度并确定该地在地球表面的位置；（3）能运用地图确定一地与特殊纬线的位置关系；（4）能运用地图确定一地所跨的纬度范围；（5）能运用地图来反映地表事物与山、河、湖、海洋等自然要素的相互关系；（6）能运用地图来反映地表事物与其外在的具有经济意义的物 质要素和环境（如铁路、港口、交通枢纽、城市、自然资源产地等）的空间关系；（7）能借助地图并用语言或略图表达地理事物的位置关系；（8）能运用地图分析地理位置的影响，并能结合区域位置推断出该区域自然要素、现象、原因；（9）能简要分析评价地理位置的优劣。 由此可见，地理学科对空间位置的把握并不是对位置的简单描述，而是基于对位置理解的一种新认知，这种认知是深入探究的基础。 二、分类例析 1.根据经纬度及国家轮廓进行直接定位 例1 （2014年高考全国新课标文综卷Ⅱ，第3～5题）总部位于江苏徐州（约34°N，117°E）的某企业承接了甲国（图2）价值7.446亿美元的工程机械订单。据此完成（1）～（2）题。 （1）甲国位于（）

地理信息系统空间分析以及应用探讨

地理信息系统空间分析以及应用探讨 发表时间：2018-06-04T17:23:48.057Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：钟石兰 [导读] 摘要：地理信息系统是60 年代中期发展起来的，近年来获得了非常迅速的发展，由于其种类、数量非常多，加上发展变化非常快，因此对地理信息系统的定义也非常多，简单来说，地理信息系统就是利用计算机软硬件进行输入、输出及分析的系统，当前它已经在现代经济活动的方方面面得到了应用，人们对地理信息系统的了解也逐渐深入。 南宁市国土测绘地理信息中心广西壮族自治区南宁 530002 摘要：地理信息系统是60 年代中期发展起来的，近年来获得了非常迅速的发展，由于其种类、数量非常多，加上发展变化非常快，因此对地理信息系统的定义也非常多，简单来说，地理信息系统就是利用计算机软硬件进行输入、输出及分析的系统，当前它已经在现代经济活动的方方面面得到了应用，人们对地理信息系统的了解也逐渐深入。本文分析了地理信息系统空间分析方法及其若干应用。 关键词：地理信息系统；空间分析方法；应用； 空间属性数据库是地理信息系统的核心，要想发挥数据库的作用，就必须展开空间分析、构建应用模型。衡量地理信息系统好坏，不仅要看数据库的数据质量及数据量，同时还要看空间分析功能是否实用、强大，灵活性是不是很高。通常情况下地理信息系统空间分析的专业性和综合性都非常强，其灵活性也很强，对地理信息系统空间分析进行正确理解及运用，可以将其真正的效能发挥出来，从最大程度对空间分析应用潜力进行挖掘。 一、地理信息系统空间分析方法 最初地理信息系统的研发，主要是为了加强我国自然土地资源的管理，为土地规划工作开展提供更多的便利。地理信息系统属于一种新兴的技术门类，经过长时间众多科研人员的不断努力，地理信息系统发展取得了非常可观的成就，涉及领域也在不断的扩展。人们对于地理信息系统也越来越为重视，该系统的应用性也得到了人们的认可。现阶段，地理信息系统的应用已经不仅仅是局限于土地学领域中，但是该系统仍然是人们开展地学研究最有利的工具。对于地理信息系统的认知，也不在仅仅是将其作为一种有效的工具和手段，而是上升到系统理论概念，以及人们对于世界认知思维模式的转变。地理信息系统对于促进地学研究发展有着积极的影响作用。想要将地理信息系统具有的重要作用充分显现出来，首先需要做的就是进行大型综合数据库的创建，并且添加相应的专家系统和多元化的应用模型，也就是我们经常说到的3s 一体化。随着科学技术的不断发展，我国地理信息系统也会朝着更高的层次进军。地理信息系统种类非常多，尤其是空间分析功能上差异很大，通常情况下地理信息系统空间分析的功能可以通过以下几方面体现：①基于空间特征的几何分析功能，以空间要素定位数据为主要基础，利用数据集合几何分析手段，对空间要素多重属性的特征进行确定；②基于数字图像的分析功能，可以将其看成是图像处理的子系统，其中包括图像增强、恢复及信息提取等功能；③网络分析功能，包括路径选择分析的优化、计算时间与距离、分析多边形叠置等；④地形分析功能，该功能是地学研究中极为常见的一种分析方法，利用该功能可以自动提取地形因子，绘制和分析地表形态自动分类等。 二、若干应用 1.空间位置 （1）叠置分析。叠置分析是通过叠加至少两层地图要素而得到一个新的要素层，其结果是分割原要素并生成新要素，且新要素中包含原要素的全部属性。据此，叠置分析既可生成新的空间关系，还可联系输入数据层的属性并生成新的属性关系。总体而言，叠置分析是按数学模型计算分析新要素的属性，从而解决用户面临的问题。在城市规划中，建设用地适宜性评价是一种典型的格栅叠置，其通过对用地评定因子图层进行标准化处理、重新分类及加权叠加，从而形成用地适宜性评价结果。对于灾害风险综合评估、城镇发展条件综合评价及生态敏感性综合评价等规划，都可采用多因子叠加分析法来实现叠置分析。在规划中，两期用地的演变亦可进行叠置分析，即：根据土地利用数据，叠置获得两期土地利用的变化图层，用以分析土地利用的变化；根据城市建设用地数据，叠置获得两期建设用地转化的图层，用以辅助规划评估或比选规划方案。此外，还应深入挖掘矢量数据中的叠置分析功能，其中矢量叠置蕴含一种拓扑关系及其包含至少两个矢量图层的并集、交集、属性的空间赋值与关联等功能，如建设量的分区统计便是矢量叠置的具体应用。 （2）相关分析。在同一空间范围内，任一小的空间单元都包含多项属性信息，而相关分析的研究内容是对应位置上的属性信息是否具有相关关系及这一相关关系的表现。在相关分析中，通常包括时间域、空间域，两者关注的焦点分别是不同时期同一属性的观测值、同一时期不同属性的观测值。在规划中，相关分析涉及较多的社会领域、自然领域。例如，犯罪高发地的成因分析研究的是在同一地区，犯罪率与家庭收入、教育水平、失业率、租住比例、新迁入居民比例及单亲家庭比例等属性的相关性。在规划中，还可运用相关分析来分析土地利用演变的驱动力。例如，在某一省域的区县范围内，先空间化处理社会经济统计指标，再从土地利用转化的角度开展主成分分析、相关分析、回归分析及因子分析，从而探明引起这一区域土地利用演变的驱动力。 2.空间分布 （1）度量地理分布。所谓度量地理分布，其是针对空间数据地理分布特性开展的测度分析，其研究的重点是紧凑度、重心及主流方向。在规划编制中，度量地理分布的典型应用是重心分析，即：在同一范围内，不同时期（不同）建设用地重心的变化；在不同范围内，建设用地重心分布的对比。倘若数据条件允许，可将设施规模、人口密度、开发强度等权重信息加入其中。 （2）密度分析。密度分析是先计算空间线、点数据在搜索半径范围内的集聚情况，再对线、点形式的空间数据进行定量化处理，从而得到连续的密度表面。通常而言，密度分析分为点、线及核密度，其中点、线密度是简单密度。在规划编制中，密度分析的应用较为普遍，其中密度指标包括交通设施、河网水系、经济、社会及人口等方面。在统计数据的条件下，密度分析的侧重点是提供空间插值，以细化数据及使无值区域获得模拟数值；在大数据条件下，密度分析可将数据的整体空间结构抽象出来。在密度分析的应用中，实际应用效果随数据精度、分析目标的改变而不同，同时在设置搜索半径时，应进行反复调整、比较和分析，以获得更为稳定的密度分布。密度分析的对象是点、线数据，则对于面状矢量数据或格栅数据，应先通过抽样将其变为点、线数据。例如，对于面状用地图层，应先抽样变为点图层，再从开发强度着手开展密度分析，用以体现不同功能用地具体的空间集聚核心。 （3）空间格局分析。对于空间格局分析，其关注的焦点是在点、线、面数据分布中，特定属性值是否具有空间集聚特性，且若具有这一特性，则需明确空间集聚的具体类型。在规划中，空间格局分析的具体应用形式包括：一是平均最近邻分析，其常用来判定开放空间内点事件存在的空间集聚情况，其中点事件包括灾害发生点、每一类营业网点等；二是多距离空间聚类分析，其常用来分析点事件在多尺

地理空间大数据服务自然资源调查监测的方向分析

地理空间大数据服务自然资源调查监测的方向分析 在自然资源管理体制发生变革、技术发展突飞猛进、国内外形势日新月异、技术大融合、业务大整合的背景下，将自然资源调查监测与地理空间大数据紧密的结合起来，从战略和全局高度研究和谋划创新发展，对自然资源管理具有重要的意义。文章将主要对地理空间大数据服务自然资源调查监测进行分析，并展望其发展方向。 标签：地理空间大数据；自然资源；调查监测 前言 为履行中央关于自然资源部统一行使全民所有自然资源资产所有者职责和统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责（简称“两统一”职责），2018年10月，自然资源部研究印发了《自然資源科技创新发展规划纲要》，提出了以“一核两深三系”为主体的自然资源重大科技创新战略，将构建地球系统科学核心理论支撑（“一核”），引领深地探测、深海探测国际科学前沿（“两深”），建立自然资源调查监测、国土空间优化管控、生态保护修复技术体系（“三系”）。在地理空间大数据架构下，按照自然资源调查监测的工作要求，能够建立全流程地理空间大数据技术体系。 1自然资源管理与调查监测 根据自然资源部的管理职责，自然资源管理工作主要包含以下4个方面：①开展自然资源统一调查评价监测；②开展自然资源统一确权登记；③建立空间规划体系并监督实施；④自然资源保护与国土空间生态修复。 其中，开展自然资源统一调查评价监测，任务包括制定自然资源调查监测制度、指标体系和统计标准；组织实施自然资源调查和监测；对自然资源调查监测成果进行汇交、管理、使用和发布等。 2地理空间大数据服务自然资源调查监测 2.1全天候立体化监测网 一方面建立基于传感器的“天基—空基—地基”地球观测数据一体化获取网络，另一方面，利用基础地理信息数据、常态化数据交换获得各类专题统计分析与调查数据和互联网上的众源地理空间数据，形成满足自然资源调查监测的全天候立体化监测网，提升对监测区域的全天候和众源数据获取能力。 2.2自然资源调查监测大数据仓库 面向众源、异构、动态性自然资源调查监测数据源的共建共享与集成应用，

地理空间大数据库原理期末考精彩试题总卷

实用文档 《地理空间数据库原理》课程期末考试卷 一、选择题（每题3分，共10题） 1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A） A. 传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性； B. 传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系； C. 传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂； D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。 2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C） A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。 B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。 C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。 D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数； 3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D) 文案大全． 实用文档

空间分析

1、什么是空间分析，其本质特征是使命 空间分析是对空间数据进行各种处理运算，从中获取信息和知识的过程 其本质特征包括：探测空间数据的模式，研究空间数据模式之间的关系，以建立相关的空间数据模型，理解其观察模式的处理过程，预测和控制所发生的地理空间事件。 2、空间分析的目的是什么，其研究对象具有什么特征。 ①认知——有效获取空间数据，并对其进行科学的组织描述，利用数据再现事物 本身，例如绘制风险图。； ②解释——理解和解释地理空间数据的背景过程，认识事件的本质规律，例如住 房价格中的地理邻居效应； ③预报——在了解、掌握事件发生现状与规律的前提下，运用有关预测模型对未 来的状况做出预测，例如传染病的爆发； ④调控——对地理空间发生的事件进行调控，例如合理分配资源。 研究对象是地理空间实体：有空间位置，空间形态，空间分布，空间关系，时空尺度。 3、主要方法：基于图形及几何特征的分析方法，空间数据的统计分析，空间模拟和建模。 4、与学科的关系 地理学及相关学科，遥感，地图学，地理信息系统，数学分析和建模，计算机科学与技术。 5、PPDAC:问题，规划，数据，分析。结论 为解决空间分析问题提供了一个框架，并强调形式化分析是流程的重要一步。 1、空间定义和地理空间定义：空间是对客观世界的一种抽象，通过空间参考系等特征来描述，当描述空间坐标为地理空间坐标系时，称为地理空间。 2、空间数据的质量涉及哪些方面 源误差：数据的固有误差和采集误差 处理误差：数据录入后进行数据处理过程中产生的误差。 使用误差：空间数据在使用过程中，缺少部分文件产生误差。 3、地理问题可归为哪几类 空间分布与格局问题 资源配置和规划问题 空间关系和影响问题 空间动态与过程问题 1、如何描述空间对象的空间位置，栅格和矢量的空间描述有何区别 用地理空间坐标系来描述， 在矢量数据结构中，由于其位置直接由坐标点来表示，所以位置是明显的，但属性是隐含的；在栅格数据结构中，每一个位置点都表现为一个单元（Cell或Pixel），属性是明显的，而位置是隐含的。 2、举例说明空间对象中心何空间对象的重心量测的意义 中心量测：在小比例尺地形图中城市以点表示 重心量测：重心移动的轨迹可以得到空间目标的变化情况何变化速度。如人口迁徙何土地类型变化。 3、矢量与栅格长度测量的差异