【正文】 參數(shù)和算法，構(gòu)建模型邏輯結(jié)構(gòu)框圖。③確定GIS空間操作項(xiàng)目和空間分析方法。④模型運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證、修改和輸出。用GIS求解問題的過程），研究如何根據(jù)給定條件自動(dòng)生成解決問題的整個(gè)操作過程。GIS應(yīng)用）：利用GIS軟件的宏語言發(fā)展各自所需的空間分析模型。②GIS外部的模型建造（松散耦合式）：基于應(yīng)用GIS 的空間數(shù)據(jù)庫和輸出功能，而模型分析功能則主要是利用其它應(yīng)用領(lǐng)域的軟件。③混合型的模型建造：上述兩者的結(jié)合。從應(yīng)用角度來考慮：適宜分析模型、考慮獨(dú)立狀態(tài)模型—分配模型、重力模型、改進(jìn)擴(kuò)散模型。一、適宜分析模型用途：土地利用步驟：確定具體的開發(fā)活子的權(quán)重及度量方法→獲取各因子取值→按適宜性模型計(jì)算各單元適宜程度的分值→劃分適宜性等級(jí)。選址應(yīng)用模型（以森林公園候選地址為例）：①森林公園候選地址。②所需數(shù)據(jù)：公路、鐵路分布圖（線狀地物），森林類型分布圖（面狀），城鎮(zhèn)區(qū)劃圖（面狀）。③解決方案：構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫，信息提取并建模。④依據(jù)應(yīng)用模型出圖，供決策者參考。道路拓寬規(guī)劃：①問題提出：道路拓寬改建過程中的拆遷指性評(píng)價(jià)模型：建模的關(guān)鍵在于適宜性評(píng)價(jià) 過程如區(qū)域農(nóng)業(yè)背景的數(shù)標(biāo)計(jì)算。②明確分析的目的和標(biāo)準(zhǔn)。③準(zhǔn)備進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)：涉及兩類信息，一類是現(xiàn)狀道路圖；另一類是分析區(qū)域內(nèi)建筑物分布圖及相關(guān)的信息。④GIS空間操作：選擇擬拓寬的道路，根據(jù)拓寬半徑，建立道路的緩沖區(qū)；將此緩沖區(qū)與建筑物層數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浏B加，產(chǎn)生一幅新圖，此圖包括所有部分或全部位于緩沖區(qū)內(nèi)的建筑物信息。⑤GIS統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)全部或部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的建筑物進(jìn)行選擇，凡部分落入拆遷區(qū)且樓層高于10層以上的建筑物，將其從選擇組中去除，并對(duì)道路的拓寬邊界進(jìn)行局部調(diào)整；對(duì)所有需拆遷的建筑物進(jìn)行拆遷指標(biāo)計(jì)算。⑥將分析結(jié)果以地圖或表格的形式打印輸出。建設(shè)用地適宜中指標(biāo)的選取、標(biāo)準(zhǔn)化和權(quán)重的確定以及如何將GIS和決策過程結(jié)合。以福州為例，根據(jù)各因子中不同影響因素對(duì)建設(shè)用地生態(tài)適宜性重要程度的不同，對(duì)其賦予不同的等級(jí)值。在GIS空間數(shù)據(jù)庫支持下，利用ArcView ，對(duì)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行單因素和綜合生態(tài)適宜性疊加分析，并對(duì)其生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，即最適宜、比較適宜、勉強(qiáng)適宜、不適宜、很不適等，形成單因子和綜合指標(biāo)的生態(tài)適宜性系列分級(jí)圖。亞熱帶農(nóng)作物種植區(qū)劃：①收集數(shù)據(jù)：據(jù)、影響農(nóng)作物生長的生態(tài)因子（積溫、光照、土壤pH值、降水量、年均溫、空氣相對(duì)濕度等）。②構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫。③建立指標(biāo)圖層，確定指標(biāo)等級(jí)（適宜、較適宜、一般適宜、不適宜）。④進(jìn)行GIS疊加分析適宜性（如下圖）。⑤生成結(jié)果圖，為決策者提供參考意見。《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點(diǎn)）陳詩吉（編）二、地學(xué)模擬模型用途：分析多種要素之間的關(guān)系，可模擬或預(yù)測(cè)某種地理過程或現(xiàn)象。以土壤侵蝕評(píng)價(jià)為例：①確定土壤侵蝕或水土流失的數(shù)值分析模型，即選擇影響土壤流失的主要環(huán)境數(shù)據(jù)，然后建立主要因子圖層，再利用地圖代數(shù)運(yùn)算，構(gòu)建土壤侵蝕地圖模型A＝RKLSCP。②繪制土壤侵蝕或水土流失數(shù)據(jù)處理流程圖，如下圖所示。其中，R為雨量—徑流侵蝕因子；K為土壤侵蝕因子；L為坡長因子；S為坡度因子；C為作物管理因子；P為侵蝕控制措施因子。③輸出土壤侵蝕圖。三、發(fā)展預(yù)測(cè)模型用途：運(yùn)用已有的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)提供的手段，對(duì)事物進(jìn)行科學(xué)的數(shù)量分析，探索某一事物在今后的可能發(fā)展趨勢(shì)，并作出評(píng)價(jià)和估計(jì)，以調(diào)節(jié)、控制計(jì)劃或行動(dòng)，如人口預(yù)測(cè)，資源預(yù)測(cè)、糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)以及社會(huì)發(fā)展預(yù)測(cè)等。預(yù)測(cè)方法：通常分為定性、定量、定時(shí)和概率預(yù)測(cè)。這種數(shù)量預(yù)測(cè)常用的數(shù)學(xué)方法有移動(dòng)平均數(shù)法、指數(shù)平滑法、趨勢(shì)分析法、時(shí)間序列分析法、回歸分析法以及灰色系統(tǒng)理論等模型的應(yīng)用。用GIS模型可以解決區(qū)域時(shí)空歷史變化的布局問題。福建人口規(guī)模、GDP、經(jīng)濟(jì)與人口關(guān)系以及空間聚類相關(guān)分析系列圖：①利用回歸分析方法，選用3個(gè)因子（GDP，第二、第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重，各行政區(qū)的土地面積），并 設(shè)Y＝總?cè)丝?，X1＝GDP，X2＝第二、第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重，X3＝各行政區(qū)的土地面積。建立人口與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)模型。②再選用三個(gè)因子（人均GDP、人口密度、城市化水平），并設(shè)：Y＝人均GDP，X1＝人口密度，X2＝城市化水平，指標(biāo)采用以10為底的對(duì)數(shù)進(jìn)行無量綱處理后，建立相關(guān)模型則為Y＝－＋＋。，說明該方程的回歸效果顯著。四、交通規(guī)劃模型用途：確定交通目標(biāo)與設(shè)計(jì)達(dá)到交通目標(biāo)的策略和行動(dòng)的過程，其目的是設(shè)計(jì)一個(gè)交通系統(tǒng)，以便為將來的各種用地模式服務(wù)。特點(diǎn)：①要進(jìn)行快速檢索。②跳躍性的數(shù)據(jù)處理。③構(gòu)建深入應(yīng)用的輔助決策模型。④注意與相關(guān)軟件的綜合集成。需解決的GIS問題主要有：空間布局問題、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算問題、動(dòng)態(tài)設(shè)置問題、區(qū)域分析問題、時(shí)空歷史變化的對(duì)照問題。交通規(guī)劃模型：①交通發(fā)生量預(yù)測(cè)模型：該模型采用因果分析法，綜合考慮影響交通量發(fā)生的各因素，用回歸分析法建造多因素相關(guān)回歸方程。②出行分布預(yù)測(cè)模型：包括出行方向、出行數(shù)量以及出行工具的空間分配，主要考慮以居民區(qū)為出發(fā)點(diǎn)的出行分布情況。③交通量最優(yōu)分配規(guī)劃：交通量在交通網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)分配。對(duì)于客流，往往采用最短路徑算法；對(duì)于貨流，一般采用線性規(guī)劃中的運(yùn)輸模型。構(gòu)建城市紅綠燈智能化模擬系統(tǒng)：紅綠燈調(diào)度系統(tǒng)有三種模式，即固定控制、實(shí)時(shí)選擇控制、實(shí)時(shí)生成控制。這里討論在單交叉口模擬“實(shí)時(shí)生成控制“交通量模型的實(shí)現(xiàn)。假設(shè)條件：通往交叉路口的車輛是隨機(jī)的，不考慮混車流的情況；交叉口處不發(fā)生交通事故；所有車輛服從紅綠燈調(diào)度控制；車輛在通過交叉路口的速度是相同的，綠燈時(shí)間內(nèi) 的車輛必須順利通過交路口。應(yīng)用模型：第i相位的有效綠燈時(shí)間Ti＝T0＋△，目標(biāo)函數(shù)，其模糊控制流程如圖。《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點(diǎn)）陳詩吉（編）第七章GIS可視化及其產(chǎn)品輸出第一節(jié)地理信息可視化理論一、可視化定義可視化是將符號(hào)或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖形、圖像的技術(shù)。它的過程是一種轉(zhuǎn)換，它的目的是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可顯示的圖形、圖像，從而全面且本質(zhì)地把握住地理空間信息 的基本特征，便于最迅速、形象地傳遞和接收它們?？臻g信息的可視化是一門基于科學(xué)計(jì)算可視化、地圖學(xué)、GIS和人類認(rèn)知科學(xué)等，為識(shí)別、解釋、表現(xiàn)和傳輸目的而直觀表示空間環(huán)境信息的工具、技術(shù)和方法的學(xué)科?？臻g信息可視化的特征主要體現(xiàn)在交互性、信息載體的多維性、信息表達(dá)的動(dòng)態(tài)性、媒體信息的集成性。二、地理信息可視化理論數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)以及ViSC概念的提出，推動(dòng)了地圖認(rèn)知、信息傳輸理論的發(fā)展，也促使我們對(duì)地理你信息可視化理論進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)。多維與動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)是地學(xué)可視化最新的發(fā)展趨勢(shì)。目前代表的觀點(diǎn)主要有：①Taylor的現(xiàn)代地圖學(xué)認(rèn)知論（可視化三角形）、②MacEachren的空間表達(dá)論（可視化立方體）、③DiBiase的科學(xué)探索工具論、④Kraak的探索論、⑤龔建華等人的認(rèn)知與交流融合論。第二節(jié)地理信息可視化技術(shù)一、地理信息可視化的概念和形式地理信息可視化是指將地圖學(xué)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、虛擬顯示技術(shù)和圖像處理技術(shù)相結(jié)合，將地學(xué)信息輸入、處理、查詢、分析以及預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用圖形符號(hào)、圖形、圖像，并結(jié)合圖表、文字、表格、視頻等可視化形式顯示，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。地理信息可視化的形式主要有地圖、多媒體地學(xué)信息、三維仿真地圖、虛擬現(xiàn)實(shí)等。它們都可以是GIS的界面。地理信息可視化技術(shù)方法：①幾何圖形法：通過把三維圖形透視變換映射成二維圖形，用折線、曲線、網(wǎng)格線等幾何圖形表示數(shù)值的大小。②色彩、灰度表示法：用色彩、灰度來描述不同區(qū)域的數(shù)值。③多媒體表示法：用圖像、聲音、動(dòng)畫等多媒體聯(lián)合表示地學(xué)研究中的特殊現(xiàn)象。④虛擬現(xiàn)實(shí)可視化：指由計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備組成的高級(jí)人機(jī)交互系統(tǒng)，以視覺為主，也結(jié)合聽、觸、嗅甚至味覺來感知的環(huán)境，使人們有如進(jìn)入真實(shí)的地理空間環(huán)境之中并與之交互作用。二、地理信息可視化過程空間信息與可視化的關(guān)系是密切的。首先，從GIS數(shù)據(jù)庫中檢索出的要素、特征及定位信息。其次，通過預(yù)處理后，從符號(hào)庫讀取符號(hào)信息，從字符庫讀取漢字及字符信息，從色彩庫讀取色彩信息，即符號(hào)化步驟。第三，面向不同的應(yīng)用領(lǐng)域輸出各種形式的可視化圖形（包括地圖）。三、電子地圖電子地圖是以地圖數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以數(shù)字形式存儲(chǔ)于計(jì) 算機(jī)外存儲(chǔ)器上，并能在屏幕上實(shí)時(shí)顯示的可視地圖（有時(shí)也稱為“屏幕地圖”）。電子地圖與紙質(zhì)地圖相比，最顯著的特征是數(shù)據(jù)的存貯與數(shù)據(jù)的顯示相分離，由此產(chǎn)生電子地圖的一系列新特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)性、交互探究性、超媒體結(jié)構(gòu)。電子地圖設(shè)計(jì)仍要遵循傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖的設(shè)計(jì)原則，但隨著電子地圖設(shè)計(jì)環(huán)境、應(yīng)用環(huán)境的改變，又具備了如下一些新的特點(diǎn)：地圖符號(hào)視覺變量的擴(kuò)展；多任務(wù)單圖幅由單任務(wù)多圖幅取代；制圖與讀圖過程的融合。第三節(jié)動(dòng)態(tài)現(xiàn)象可視化一、動(dòng)態(tài)地圖概念動(dòng)態(tài)地圖是對(duì)實(shí)體世界運(yùn)動(dòng)變化現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)可視化表達(dá)，隨著時(shí)間的延展，實(shí)體位置移動(dòng)、形狀改變、屬性變化，這一過程通過地圖表達(dá)出來便是動(dòng)態(tài)地圖。面向動(dòng)態(tài)變化現(xiàn)象可視化表達(dá)的動(dòng)態(tài)電子地圖是一種新型的可視化，它強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)、在線、多維特征，對(duì)正在發(fā)生的變化或已經(jīng)發(fā)生的變化通過動(dòng)畫、動(dòng)態(tài)符號(hào)、模擬飛行等形式可視化顯示，以期揭示現(xiàn)象的時(shí)空演變規(guī)律、分析現(xiàn)象的時(shí)態(tài)特征。二、動(dòng)態(tài)地圖符號(hào)為了表達(dá)動(dòng)態(tài)特征，需要對(duì)地圖符號(hào)的參量進(jìn)行擴(kuò)展，引入動(dòng)態(tài)特征描述。定義四個(gè)動(dòng)態(tài)參量：發(fā)生時(shí)長、變化速率、變化次序、節(jié)奏。三、動(dòng)態(tài)電子地圖分類根據(jù)變化的主體，動(dòng)態(tài)地圖可視化的內(nèi)容可分為專題性質(zhì)變化（如排放污水環(huán)境質(zhì)量超標(biāo)、航標(biāo)燈熄滅）、空間位置移動(dòng)變化（如運(yùn)鈔車行進(jìn)、洪水淹沒面擴(kuò)展、森林大火蔓延、熱帶氣旋移動(dòng)）。根據(jù)運(yùn)行平臺(tái)，電子地圖系統(tǒng)可分為多目標(biāo)遠(yuǎn)程監(jiān)控、當(dāng)前目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控。根據(jù)動(dòng)態(tài)電子地圖的時(shí)態(tài)特性可分為對(duì)正在發(fā)生變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)已經(jīng)發(fā)生變化的過程再現(xiàn)、對(duì)將要發(fā)生變化的模擬推演。根據(jù)用戶感知的變化內(nèi)容的真實(shí)性，動(dòng)態(tài)電子地圖可分為實(shí)際變化的感知、靜態(tài)現(xiàn)象的模擬感知。第四節(jié)GIS輸出GIS不僅是一個(gè)可操作的信息處理系統(tǒng)，同時(shí)可以輸出 多種形式的信息產(chǎn)品。GIS輸出主要有傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖（集）、以數(shù)字形式存貯的電子地圖（集）以及統(tǒng)計(jì)表、文本、圖表、數(shù)字模型等非地圖形式的信息產(chǎn)品。第八章GIS設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用第一節(jié)GIS的設(shè)計(jì)開發(fā)簡(jiǎn)介一、工具型GIS和應(yīng)用型GIS GIS開發(fā)一般具有兩個(gè)方面的含義：①從底層開發(fā)一個(gè)通用的工具型GIS。②借助通用的GIS開發(fā)平臺(tái)（多為商業(yè)化GIS）進(jìn)行二次開發(fā)，完成專用GIS的開發(fā)任務(wù)；或從底 22《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》復(fù)習(xí)資料（要點(diǎn)）陳詩吉（編）23 層根據(jù)應(yīng)用目的開發(fā)一個(gè)專用的GIS。應(yīng)用型GIS的特點(diǎn)：①區(qū)域性：一般都針對(duì)特定的地理區(qū)域，或者說與特定的地理區(qū)域相聯(lián)系。②目的性：一般都具有更為明確的應(yīng)用目的和使用對(duì)象。核心應(yīng)用模型：應(yīng)用型GIS，特別是專業(yè)性的GIS，一般以一個(gè)或到幾個(gè)核心應(yīng)用分析模型作為系統(tǒng)的核心應(yīng)用模型。這些應(yīng)用模型，有的是GIS常規(guī)的應(yīng)用分析方法或模型，但更多的是以這些常規(guī)的應(yīng)用分析方法或模型為基礎(chǔ)，結(jié)合本專業(yè)的新理論和新技術(shù)而建立的專業(yè)應(yīng)用由于模型。專業(yè)用戶界面：應(yīng)用型GIS一般都結(jié)合專業(yè)的應(yīng)用問題并針對(duì)特定的用戶群體建立完全專業(yè)化和用戶化的系統(tǒng)界面。二、三種開發(fā)方法簡(jiǎn)介從軟件編程角度來看，目前GIS平臺(tái)開發(fā)方法主要有三種。宏語言開發(fā)借助于GIS工具軟件所提供的開發(fā)語言，進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)與開發(fā)，并利用這些宏語言，以原GIS工具軟件為平臺(tái)開發(fā)出針對(duì)不同應(yīng)用對(duì)象的應(yīng)用程序。這種方法對(duì)開發(fā)者來說自主性比較差，對(duì)用戶的多方需求也難以實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立開發(fā)在VB、C或C＋＋等環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)的“獨(dú)立開發(fā)”，從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結(jié)果的輸出，所有的算法都由開發(fā)者獨(dú)立設(shè)計(jì)，在一定操作系統(tǒng)平臺(tái)上編程和調(diào)試，以便實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。此方法對(duì)開發(fā)者來說雖自主性很強(qiáng)，但需要開發(fā)者有較高的計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，而且耗時(shí)多。集成開發(fā)通過通用軟件開發(fā)工具或是可視化開發(fā)工具（如Delphi、Visual C＋＋、Visual Basic、Power Builder等）作為平臺(tái)，進(jìn)行二次集成開發(fā)。第二節(jié)GIS開發(fā)的系統(tǒng)工程方法一、GIS工程的概念運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理、方法研究地理信息系統(tǒng)建設(shè)開發(fā)的方法、工具和管理的一門工程技術(shù)，稱為“GIS工程”。GIS工程的目標(biāo)在于研究一套科學(xué)的工程方法，并與此相適應(yīng)，發(fā)展一套可行的工具系統(tǒng)，解決GIS建設(shè)中的最優(yōu)問題。二、GIS工程開發(fā)階段劃分及任務(wù)制定GIS工程的建設(shè)從計(jì)劃立項(xiàng)到產(chǎn)品運(yùn)行涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)，參照其他系統(tǒng)的研制過程，用工程化的方式有效地管理GIS建設(shè)的全過程，可分為六個(gè)階段，即可行性研究、用戶需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行與維護(hù)。這六個(gè)階段可看作是GIS工程建設(shè)的生命周期。三、GIS工程開發(fā)中的組織管理組織機(jī)構(gòu)組織機(jī)構(gòu)可分為三個(gè)層次：高層是領(lǐng)導(dǎo)小組，中層是總體技術(shù)組，底層是各種工作組。開發(fā)進(jìn)程管理（1）開發(fā)人員的配置：開發(fā)人員可分為三類，即高級(jí)技術(shù)人員、一般技術(shù)人員、管理人員。工程建設(shè)的不同階段對(duì)各類人員的數(shù)量要求是不一樣的。一般地說，在系統(tǒng)實(shí)施階段人員需求量大于系統(tǒng)規(guī)劃階段，這也是大多數(shù)城市在建設(shè)GIS時(shí)多采取技術(shù)承包的原因。（2）開發(fā)階段的縱向協(xié)調(diào)：GIS工程建設(shè)的生命周期是有序的，前后階段具有銜接性、依賴性，各階段的工作要不時(shí)地反饋協(xié)調(diào)。（3）各子系統(tǒng)開發(fā)的橫向協(xié)調(diào)：在實(shí)際建設(shè)實(shí)施中要作管理上的協(xié)調(diào)，對(duì)共享數(shù)據(jù)格式、傳遞數(shù)據(jù)形式、功能調(diào)用需要各開發(fā)組不時(shí)集中討論協(xié)商。（4）取得用戶的密切配合：最好能吸收專業(yè)用戶中熟悉業(yè)務(wù)的專職人員直接參與系統(tǒng)開發(fā)，尤其是在系統(tǒng)建設(shè)前期階段。文檔管理文檔建設(shè)要與開發(fā)階段相配套，作為階段性成果，一個(gè)階 段結(jié)束時(shí)相應(yīng)的文檔也應(yīng)提交出來，并作為下一階段的指