福师大地理信息系统课后答案

提示1：克里格法是一种空间插值的地理统计方法，前提假设某种属性的空间变化既不是完全随即也不是完全确定。其中普通克里金估算是使用半方差图模型来拟合现实。趋势面分析是利用每个可利用的控制点来构建一个方程或一个模型，然后再用该模型来估算未知数值。模型属于多项式方程。

提示2：（1）收集数据，（2）选用GIS软件操作实现广义克里格法和趋势面分析两种空间插值方法。（3）观察比较图形显示的不同。

20.如果给你一幅显示一个城区居民住宅分布图，每个住宅的居住人口数已知，要为一家银行新设分行选址，你该使用空间插值还是密度估算？为什么？

用密度估算。因为密度估算是根据点状的实体分布估算它们在一个区域内各地的分布密度。而空间插值方法用于估算连续性面状的实体在每一点的值。根据城区居民住宅人口的点状分布，估算人口密度。密度估算产生一个面，可以栅格数据或等值线的形式输出。依据人口密度新设分行选址。

第6章GIS应用模型

1.给定某一海域的海面观测点分布地图及每个点的海面日平均温度观测数据，现需要计算该海域内某一天的海面温度等值线分布及温度变化梯度分布，请利用GIS的功能给出求解方法和步骤

提示：（1）收集海域（如闽南）海面观测点的日平均温度数据（或模拟数据）以及影响海温的数据；（2）选用GIS软、硬件；（3）GIS空间分析，如内插等；（4）构建模型等

2.为建重大水利工程。若根据蓄水前后的水位计算淹没区范围、淹没耕地面积及淹没区移民数量，你需要哪些基本数据？并结合GIS的功能给出详细的技术方案和实现过程。

提示：（1）收集水库背景数据、周边土地利用数据；（2）选用GIS软、硬件；（3）GIS空间分析方法应用，如叠加、缓冲等；（4）构建模型。

3.设某项应用为核电站选址，要求核电站临近海湾，交通便捷，地形坡度小于5度，地质条件安全，并避开居民区。请试以GIS方法，设计该位置选择的应用模型，用框图表示其运行过程，并说明其有关的操作和算法。

提示：（1）收集区域内及周围背景数据，尤其是地质、气候、土地利用、人口分布等数据；（2）建核电站的要求；（3）选用的GIS软件（4）数据处理方法（5）GIS空间叠加、缓冲功能、邻域分析等；（3）构建模型。

4.图6.11（《地理信息系统导论》教材P190）为等高线多边形图及其属性表，属性表中Hight字段表示高程；图6.12（同P190)为某河道下游土地利用及其属性表，字段Landuse表示土地利用类型，其中R1、R2表示住宅用地，C表示非住宅用地，Class字段表示地基损失参数，其中A=75%,B=25%,C=50%，Value表示该地块资产总值。V_a字段表示资产密度。若在某次洪水中，500们以下的住宅用地受淹没，

请详细描述利用ArcView的空间叠加分析，计算淹没损失的步骤。

提示:（1）淹没损失=淹没面积×地块财产密度；(2)地块估计损失=地块财产密度×叠合后的多边形面积×损失系数；(3)地块损失密度=地块财产密度×损失系数；提示3：应用GIS空间分析方法和建模。

5.图6.13（a）（《地理信息系统导论》教材P191）为某城市道路交通图，1、2、3、4、5、6为公共汽车沿程停靠站，其中1为起点站，6为终点站。图6.13（b）(同P191)为道路单行限制图，其中站点1、站点3所在的路段为碧云路，站点2、站点4所在的路段为锦绣路。其中锦绣路为由南向北的单行线，碧云路为由北向南的单行线，请分别写出在ArcView中不受单行限制时的最佳路径计算步骤与受单行限制时的最佳路径计算步骤。

提示：(1)分析原理参见《地理信息系统导论》第6章网络最佳路径分析。对于不受限制时可以提出距离最短的或时间最短的等几种方案；对于限制时，就要考虑行驶的方向性。（2）选用软件ArcView3.3

6.设有以下数据源：地形图、航空像片、土壤普查资源、降雨强度分布图、土地利用现状图，要求： ①写出该信息源涉及地区>25°以上坡耕地可退耕地的面积与分布工程方案。

②如果地面的侵蚀模数可表达为E=(A+B)C×lnD×E,其中A为坡度；B为植被盖度；C为土地利用参数（梯田=0.7；坡耕地=1.5；其他=0.8）；D为土壤抗蚀参数（武成黄土=1；马兰黄土=2；离土黄土=2.6；全新世黄土=3.1）；E为降雨侵蚀力（0～1），编程求算该地区总侵蚀量。 提示：（1）参见《地理信息系统导论》教材第6章案例。（2）依要求构建相关模型

第7章 GIS可视化及其产品输出

1.简述可视化的概念。

可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术，它的过程是一种转换，它的目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，从而全面且本质地把握住地理空间信息的基本特征，便于最迅速、形象地传递和接收它们。

可视化（Visualization）概念源自科学计算可视化(Visualization in Science Computing，简称ViSC），是由美国学者McCormick等人提出。对“科学计算可视化”概念，定义为：“一种计算方法，它将符号转化为几何图形，便于研究人员观察模拟和计算”。就是说，可视化是一种工具，用来解释输入到计算机里的图像数据和从复杂的多维数据中生成图像，它主要研究人和计算机如何一致地感受、使用和传输视觉信息（McCormick，1987）。从表述的内容来看，该定义主要从计算机科学的角度出发，侧重于复杂数据的计算机图形处理和表示，同时将人和计算机对视觉信息的感知行为作为研究对象，运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。

2.地理信息可视化概念和形式如何？

“科学计算可视化”概念提出以来，在地学相关学科受到了重视，产生了众多特定领域的可视化专业性概念。地理（或空间）信息可视化是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形

式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。采用声音及触觉、嗅、味等多种媒体方式可以使空间信息的传递、接收更为形象、具体和逼真，但是暂时看来，有的对地理空间信息意义并不大，如嗅、味、触媒体渠道，而声音、音频媒体方式也主要起辅助作用，因而有的学者把可听、可嗅、可味、可触也归入可视化，狭义的理解上应不属可视化范畴。目前，我们把它列入可视化范畴。

地理信息可视化是将地理信息数据转换为人们容易理解的图形图像方式。随着计算机、图形、图像技术的飞速发展，人们现在已经可以用丰富的色彩、动画技术、三维立体显示及仿真等手段,形象地表现各种地形特征。详见《地理信息系统导论》P207中图7.12。 地理信息可视化技术方法主要有以下几种。 （1）几何图形法 （2）色彩、灰度表示法

用色彩、灰度来描述不同区域的数值，例如数字图像法、 区域填充渲染、地貌晕渲法等，如《地理信息系统导论》图7.5所示。

（3）用图像、声音、动画等多媒体

联合表示地学研究中的特殊现象，如地震爆发、冰山漂移、海底扩张、污染物扩散。多媒体信息主要指“综合、形象地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。 （4）虚拟现实可视化

指“由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级人机交互系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用”。

3.用实例阐述地理信息可视化的过程。

空间信息与可视化的关系是密切的。首先从GIS数据库中检索出要素、特征及定位信息；通过预处理后，从符号库读取符号信息，从字符库读取汉字及字符信息，从色彩库读取色彩信息，这就是符号化步骤；接着就可面向不同应用领域输出各种形式的可视化图形（包括地图）。地理信息可视化过程如《地理信息系统导论》P198中图7.6所示。

4.电子地图与纸质地图比较有哪些优势？

电子地图与纸质地图相比,最显著的特征是数据的存贮与数据的显示相分离,由此产生电子地图的一系列新特点：动态性、交互探究性、超媒体结构。电子地图设计仍要遵循传统纸质地图的设计原则,但随着电子地图设计环境、应用环境的改变,又具备了如下一些新的特点。 （1）地图符号视觉变量的扩展 （2）多任务单图幅由单任务多图幅取代 （3）制图与读图过程的融合

目前动态地图基本上是以电子地图形式出现的，其主要特征是逼真而又形象地表现出地理信息时空变化的状态、特点和过程，也即是运动中的特点。动态地图可以直观而又逼真地显示地理实体运动变化的规律和特点。表示地理实体的运动状态和特点，可采用各种方法及组合。

（1）利用传统的地图符号和颜色等表示方法，例如采用传统的视觉变量---大小、色相、方位、形状、位置、纹理和密度，组成动态符号，结合定位图表，分区统计图表法以及动线法来表示。

（2）采用定义了动态视觉变量的动态符号来表示

基于动态视觉变量：视觉变量的变化时长、速率、次序及节奏，可设计相应一组动态符号，并加上相应电子地图手段：闪烁、跳跃、色度、亮度变化反应运动中物的矢量、数量、空间和时间变化特征。 （3）采用连续快照方法作多幅或一组地图。

这是采用一系列状态对应的地图来表现时空变化的状态，这一方法在状态表现方面是较为全面的；但对变化表达不够明确，同时数据冗余量较大。 （4）地图动画

其制作方法与上一方法是一样的，仅仅是它适当地在空间差异中内插了足够密度的快照，使状态差异由突变变为渐变。这一方法弥补了上一方法中变化表达不够明确，时间维上拓扑关系模糊的缺点，是动态地图表现较为丰富的形式，缺点是数据量大。

5.GIS输出的电子产品有哪些？

GIS不仅是一个可操作的信息处理系统，同时可以输出多种形式的信息产品。主要有：传统的纸质地图(集)、以数字形式存贮的电子地图(集)以及统计表、文本、图表、数字模型等非地图形式的信息产品。

第8章 GIS设计方法及应用

1.结合你的专业领域（水土流失、洪水灾害、土地利用、环境资源、人口预测等），叙述基于GIS 地学的应用模型的建模步骤和方法。

提示：（1）收集研究区背景空间数据；（2）构建空间数据库（3）；建立应用模型

2.用实例说明构建应用型GIS的方法。 参见《地理信息系统导论》第6章和第8章案例