GIS建模原理與方法課后答案

J工= /ZA//第一章概論1、 名詞解釋：模型模擬模式建模概念模型物理模型數(shù)學(xué)模型模型：是對現(xiàn)實世界中的實體或現(xiàn)象的抽象或簡化，是對實體或現(xiàn)象中的最重要的構(gòu)成及其相互尖系的表述。模擬：是一種實驗方法，是模型的構(gòu)建和模型應(yīng)用過程。模擬首先是針對特定的研究對象構(gòu)建一個模型，然后利用該模型對研究對象進行各種實驗，其目的是為了理解研究對象的行為，評估在一定的限制條件下研究對象的各種變化和不同對策所產(chǎn)生的結(jié)果。模式：是一類事物的標）隹形式。建模：建模是構(gòu)造現(xiàn)實世界中與研究對象相矢的模型的過程。概念模型：是指利用科學(xué)的歸納方法，以對研究對象的觀察、抽象形成的概念為基礎(chǔ)，建立起來的尖于概念之間的尖系和影響方式的模型。物理模型：又稱實體模型，是現(xiàn)實世界在尺寸上縮小或放大后構(gòu)成的相似體。數(shù)學(xué)模型：是用數(shù)學(xué)方程（通常是一些代數(shù)方程和微分方程的組合）來描述現(xiàn)實世界結(jié)構(gòu)和特性的模型。2、 模型的基本特征有哪些？模型具有結(jié)構(gòu)性、簡單性、清晰性、客觀性、有效性（復(fù)制有效、預(yù)測有效、結(jié)構(gòu)有效）、可信性、易操作性的特征。3、 怎么理解模型的簡約性？簡單性要求提供的模型在某種意義上是同類模型中最堅實的、最簡單的，對問題提供了令人信服的解答。在模型的描述中，簡單性表現(xiàn)為簡潔性。在模型的形式中，簡單性表現(xiàn)為簡約性，即模型中應(yīng)包含盡可能少的數(shù)學(xué)方程式，模型的維數(shù)應(yīng)盡可能的低。4、 模型有哪些用途？模型的用途：1預(yù)測的工具2理解的工具3診斷的工具4綜合的工具5管理與決策的工具。5、 建模的基本過程包括哪些內(nèi)容？建模的步驟：1■建立概念模型2建立定量模型即概念模型的數(shù)量化3模型檢驗?zāi)Ｐ偷膽?yīng)用第二章概念模型1、 名詞解釋：原生數(shù)據(jù)次生數(shù)據(jù)測量級系統(tǒng)分'析原生數(shù)據(jù)是指那些原始觀測、調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)次生數(shù)據(jù)是原生數(shù)據(jù)經(jīng)過處理而得到的數(shù)據(jù)測量級：系統(tǒng)分析：它是以系統(tǒng)理論、運籌學(xué)、信息論、控制論、計算機軟件技術(shù)等為基礎(chǔ)，研究在自然環(huán)境條件下受人控制和影響的有目的運行系統(tǒng)的機理。2、 什么是數(shù)據(jù)抹尾，基本的規(guī)則是什么？舉例說明。截去多余的數(shù)字，保留需要的位數(shù)，就叫做抹尾湊整。把一個數(shù)抹尾湊整簡稱抹尾，就是從數(shù)的左邊算起，保留一定位數(shù)的數(shù)字，而把其余的數(shù)字都抹去。例如，把n抹尾到四位、五位就是3.142和3.1416。3、 數(shù)據(jù)的測量尺度有哪些？主要特點是什么？數(shù)據(jù)的測量尺度有名義尺度、次序尺度、間隔尺度和比例尺度。名義尺度次序尺度間隔尺度比例尺度4、概念模型的表示方式有哪些？概念模型的表示方法有九種，分別是文字概念模型、圖片概念模型、箱子概念模型、輸入/輸出概念模型、矩陣概念模型反饋動態(tài)概念模型、流程圖概念模型、符號概念模型、能量循環(huán)概念模型。5、 區(qū)分不同的變量測量尺度有什么意義？尺度定義了數(shù)據(jù)包含的信息數(shù)量，可以進行操作和解釋。6、 舉例說明概念模型是如何建立的。概念模型建立的步驟：1定義概念2定義變量及其測量尺度3建立變量之間的尖系4確定變量之間的影響方式5繪制概念模型圖第三章物理模型物理模型：在闡述物質(zhì)及其運動規(guī)律時，通常的方法是將研究對象加以抽象，從而揭示出物質(zhì)的基本特征及其運動的基本規(guī)律，這種抽象的結(jié)果即為物理模型。1、名詞解釋：物理模型思想模型 量綱分析相似定律思想模型是在觀察實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過物理思維對研究對象的結(jié)構(gòu)特征、演化過程、運動規(guī)律等所作的簡化描述。思想模型按其與原型的相似性分為直觀模型、概念原理模型。量綱分析是在經(jīng)驗和實驗的基礎(chǔ)上利用物理定律的量綱齊次原則，確定各物理量之間的尖系。相似定律：各物理量比例常數(shù)所組成的相似指標等于1，或由相似現(xiàn)象各物理量組成的無量綱綜合體為常數(shù)。乙、物理模型有哪些類型？1） 按照模型的表現(xiàn)，物理模型可分為實體模型和思想模型。思想模型分為理想對象模型、過程模型2） 按照建模的對象，分為理想對象模型和過程模型。3、 建立物理模型的方法有哪些?物理模型是通過抽象建立物理對象，通過類比和假說建立物理過程，并進行實驗?zāi)M的過程。抽象：是指從客觀的、復(fù)雜的物理現(xiàn)象的全部聯(lián)系和各種矢系中抽取出出來、孤立出來的實際物體的簡化形態(tài)的過程類比：根據(jù)兩個或兩類對象的相同、相似方面來推斷它們在其他方面也相同或相似的一種或然性推理形式。假設(shè)：以簡接的實驗和理論，將某種尚不清楚的實際物體形態(tài)假想為另一種通過理論構(gòu)思的物理形態(tài)，通過一步一步的探討深入實際模擬實驗：一種綜合研究對象的物理屬性和規(guī)律的實驗方法4、 根據(jù)你的理解，地理學(xué)中量綱分析可應(yīng)用在哪些方面？第四章統(tǒng)計相尖模型1、 名詞解釋：樣本采樣誤差假設(shè)檢驗眾數(shù)數(shù)據(jù)變換變異系數(shù)樣本：是總體中要素的子集，用來推斷總體的某些特征。采樣誤差：是總體特征值與由樣本得到的總體特征值之間的差異假設(shè)檢驗：是判斷樣本數(shù)據(jù)是否支持假設(shè)的某些總體特征的特征值眾數(shù)：在指定的變量（數(shù)列，觀察序列）中出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)（頻數(shù)最高的數(shù)）稱為眾數(shù)數(shù)據(jù)變換：由于原始數(shù)據(jù)可能有強非對稱性，存在孤立值，進行擬合時存在大而且不是偶然的殘差等問題，通過改變表達方式，有時可以增強信息的顯示，而這種改變不僅需要改變數(shù)值的單位，而且可能改變數(shù)據(jù)的基本的測量尺度。 （是將數(shù)據(jù)從一種表示形式變?yōu)榱硪环N表現(xiàn)形式的過程。）變異系數(shù)又稱離差系數(shù)，指標準差與均值的比值。變異系數(shù)越大，數(shù)據(jù)離散程度越高。2、 統(tǒng)計相尖建模的的內(nèi)容和步驟是什么？統(tǒng)計建模是以計算機統(tǒng)計分析軟件為工具，利用各種統(tǒng)計分析方法對批量數(shù)據(jù)建立統(tǒng)計模型和探索處理的過程，用于揭示數(shù)據(jù)背后的因素，詮釋社會經(jīng)濟現(xiàn)象，或?qū)?jīng)濟和社會發(fā)展作出預(yù)測或判斷。統(tǒng)計相尖建模的目的：1變量間相尖性研究2形成科學(xué)的成因假設(shè)3預(yù)測4數(shù)據(jù)簡化或結(jié)構(gòu)化建模的步驟：1數(shù)據(jù)整理2數(shù)據(jù)預(yù)處理3模型計算4模型檢驗5模型解釋和應(yīng)3、 描述性統(tǒng)計特征包括哪些內(nèi)容？所謂描述性統(tǒng)計分析，就是對一組數(shù)據(jù)的各種特征進行分析，以便于描述測量樣本的各種特征及其所代表的總體的特征。 描述單個變量的統(tǒng)計特征又稱為描述f生統(tǒng)計特征。它分為平均特征描述（常用的有期望和均值、中位數(shù)、眾數(shù)）、變化特征描述（常用的有離差、方差、標）隹差、變異系數(shù)）、分布特征描述（常用的有峰度和偏度）4、 地理建模中數(shù)據(jù)變換的主要目的有哪些？主要目的有：①使變量盡可能為正態(tài)分布；②統(tǒng)一變量的數(shù)據(jù)尺度；③是變量之間的非線性尖系轉(zhuǎn)換為線性尖系；④用新的數(shù)目少的相互獨立的變量代替相互聯(lián)系的原始變量；⑤方便用簡單自然的方式進行解釋；⑥幫助理解數(shù)據(jù)的特征。5、 簡單相尖分析與偏相尖分析有什么區(qū)別？6、 因子分析的基本思路是什么？因子分析是使用數(shù)學(xué)方法建立起來的尖于變量之間組合尖系的方法。 該方法利用協(xié)方差結(jié)構(gòu)來組合不同的因子，進而分析推斷可能存在的地理過程。因子分析的起點是變量之間的相尖矩陣。通過分析相矢尖系矩陣，確定出重要因子及其數(shù)目O因子與變量的組合尖系就是建立的因子模型。對于大部分地理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中蘊涵的信息可歸結(jié)為少數(shù)幾個因子來解釋。變量與因子之間的相尖系數(shù)用來確定因子的特性，解釋因子的意義。最后，可以得到每個樣本的因子得分，該得分被認為是不同因子作用的疊加結(jié)果。如果因子與過程相聯(lián)系，那么，樣本就是過程的具體表現(xiàn)。7、 因子分析的基本步驟是什么？因子分析的基本步驟：1選擇檢驗參數(shù)2選擇因子提取的方法和公因子數(shù)3選擇因子旋轉(zhuǎn)方法4.選擇因子得分計算方法8、 地理建模中因子分析的主要應(yīng)用和主要目的？因子分析的應(yīng)用：（1）進行數(shù)據(jù)降維；（2）指示成因推理的方向；（3）分解疊加的過程。因子分析的主要目的：（1）形成科學(xué)的成因假設(shè)；（2）檢驗已有的成因觀點；（3）確立地理成因模式。9、 回歸分析的主要內(nèi)容有哪些？回歸分析的步驟：1） 根據(jù)樣本觀察值對計量經(jīng)濟學(xué)模型參數(shù)進行估計，求得回歸方程2） 對回歸方程，參數(shù)估計值進行顯著性檢驗3）利用回歸方程進行分析，評價及預(yù)測內(nèi)容有：①回歸方程；方程的檢驗；方程確認；方程比較10、 回歸方程需要檢驗的內(nèi)容是什么？回歸方程需要檢驗的內(nèi)容包括：①相矢系數(shù)；②方程顯著性檢驗；③回歸系數(shù)的顯著性檢驗；④其他檢驗（標準化殘差的正態(tài)分布檢驗、因變量與解釋變量的線性尖系檢驗、方差齊次性檢驗、解釋變量對Y的影響檢驗、序列自相尖檢驗、共線性檢驗）。11、 地理建模中解決復(fù)雜地理數(shù)據(jù)處理問題的基本原則和對策是什么？①數(shù)據(jù)處理與專業(yè)知識相結(jié)合；建模與復(fù)證相結(jié)合；③多種計算方法并用相互印證；④減少噪聲干擾。第五章模糊數(shù)學(xué)模型1、 名詞解釋：模糊集合隸屬度模糊聚類分析模糊識別模糊集合：對于論域U上的一個集合A，如果元素與集合的尖系用元素x到區(qū)間〔0,1〕的函數(shù)u（X）描述，那么，A為模糊集合。隸屬度：若對論域（研究的范圍）U中的任一元素X，都有一個數(shù)A（X） （0,1｝與之對應(yīng)，則稱A為U上的模糊集，A（x）稱為x對A的隸屬度。（隸屬函數(shù)的取值和反應(yīng)處于過渡狀態(tài)事物的傾向程度。通過隸屬度來解決元素與集合之間的屬于矢系。）模糊聚類分析的實質(zhì)就是根據(jù)研究對象本身的屬性來構(gòu)造模糊矩陣，在此基礎(chǔ)上根據(jù)預(yù)定的隸屬度來確定其分類尖系。模糊識別是指用于識別的模型是模糊的，或者是有待識別的對象是模糊的。（依據(jù)對象的模糊信息，以模糊數(shù)學(xué)原理為工具進行的識別，稱為模糊識別。）2、 確定隸屬函數(shù)的基本原則有哪些？（1）表示隸屬度函數(shù)的模糊集合必須是凸模糊集合；（2）隸屬度函數(shù)通常是對稱和平衡的；（3）隸屬度函數(shù)要符合人們的語言順序，避免不恰當?shù)闹丿B。3、 簡述模聚類的主要步驟。（1） 建立模糊尖系矩陣（①計算相似系數(shù)矩陣；②計算模糊相似矩陣）；（2） 進行模糊聚類；（確定閾值；劃分類別；繪制聚類圖。）4、 簡述模糊識別的基本步驟。（1）特征抽??；（2）建立模式的隸屬函數(shù)；（3）進行識別。5、 簡述應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)模型解釋地理學(xué)問題的重要意義。1）地理學(xué)問題的模糊性：鑒于地理學(xué)學(xué)科研究的深度與精度的限制，在某一地理學(xué)問題中完全運用精確數(shù)學(xué)方法建立確定性的白箱模型是很罕見的。2） 模糊數(shù)學(xué)模型是描述和解決帶有模糊性問題的數(shù)學(xué)工具，對存在著大量模糊性問題的地理學(xué)，模糊數(shù)學(xué)能夠更好解釋。3） 在地理學(xué)中模糊數(shù)學(xué)模型主要用于分類和綜合評判問題。4） 局限性：由于地理學(xué)研究的復(fù)雜性和綜合性要求廣博的知識，隨著廣度的增加，廣與深的矛盾就越加突出，限制了地理學(xué)研究的深度，同時也使模糊數(shù)學(xué)在地理學(xué)問題中的應(yīng)用受到了限制。

第六早動態(tài)數(shù)據(jù)分'析模型1、 名詞解釋：動態(tài)數(shù)據(jù)平穩(wěn)隨機過程白噪聲灰色模型自回歸動態(tài)數(shù)據(jù)，指觀察或記錄下來的一組按時間先后順序排列起來的屬性數(shù)據(jù)序列。平穩(wěn)隨機過程：當隨機過程的統(tǒng)計特征不隨時間而變化時，那么該過程就是平穩(wěn)隨機過程。白噪聲：零均值、常數(shù)方差、序列無尖的過程成為白噪聲?；疑Ｐ妥曰貧w：若時間序列Xt可以表示成它的先前值和一個沖擊值的函數(shù)，則稱此模型為自回歸模型2、 動態(tài)數(shù)據(jù)建?？杀刃栽瓌t的具體要求有哪些？1）同一時間序列，屬性值所屬時間應(yīng)當統(tǒng)一；2)2)3)4)5)屬性內(nèi)容應(yīng)一致；計算方法要一致；計量單位要一致；3、簡述動態(tài)數(shù)據(jù)的構(gòu)成及構(gòu)成模型。1） 趨勢變動：指動態(tài)數(shù)據(jù)在較長持續(xù)期內(nèi)展現(xiàn)出來的總趨勢，也稱長期趨勢。2） 季節(jié)變動：指由于自燃性季節(jié)因素或人為習慣季節(jié)因素的影響，動態(tài)數(shù)據(jù)隨季節(jié)更替而呈現(xiàn)的周期性變動。3） 循環(huán)變動：指動態(tài)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)以若干年為周期、上升與下降交替出現(xiàn)的循環(huán)往復(fù)運動。4） 隨機變動：指動態(tài)數(shù)據(jù)由于偶然性因素影響而表現(xiàn)出的不規(guī)則運動。5） 動態(tài)數(shù)據(jù)的構(gòu)成分析：加法模型：假定四種變動因素相互獨立，動態(tài)數(shù)據(jù)各時期發(fā)展水平是各個構(gòu)成因素的總和。乘法模型：假定四種變動因素之間存在著交互作用，動態(tài)數(shù)據(jù)各時期發(fā)展水平是各個構(gòu)成因素的乘積。4、 動態(tài)數(shù)據(jù)分解分析的作用主要包括哪些方面？動態(tài)數(shù)據(jù)的分解分析是動態(tài)數(shù)據(jù)分析的核心內(nèi)容，其作用主要包括：第一，分析和測定有矢構(gòu)成要素的數(shù)量表現(xiàn)，可以更好地認識和掌握現(xiàn)象變化發(fā)展的規(guī)律f生。第二，將所測定的某一構(gòu)成因素數(shù)值從動態(tài)數(shù)據(jù)中分離出去，便于分析動態(tài)數(shù)據(jù)中其他因素;第三，為動態(tài)數(shù)據(jù)的預(yù)測奠定基礎(chǔ)。5、 簡述動態(tài)數(shù)據(jù)分析中的主要建模步驟。1） 分析動態(tài)數(shù)據(jù)的特征；2） 分解動態(tài)數(shù)據(jù)；3） 數(shù)據(jù)預(yù)處理；4） 建模；5） 模型確認。6、 什么是白噪聲？在動態(tài)數(shù)據(jù)分析中有什么作用？白噪聲：零均值、常數(shù)方差、序列無矢的過程稱為白噪聲。作用：J常用的確定T土時間序列分析方法有哪些？1） 趨勢外推的數(shù)學(xué)模型通過分析過去的時間序列的發(fā)展趨勢，建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測未來事物的發(fā)展，稱為趨勢外推。常見的趨勢模型：線性模型、拋物線模型、指數(shù)曲線、龔帕茲曲線、生長曲線等。首先從時間序列中提取趨勢信息，再由趨勢信息確立數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)2） 移動平均法為了從表面雜亂無章的數(shù)據(jù)中提取目標變化趨勢從時間序列的第一項數(shù)值開始，按一定項數(shù)求時序平均數(shù)，逐項移動，邊移動邊平均。主要包括：一次移動平均法和二次移動平均法。將原序列中變動加以均勻修正，使其平滑。3） 指數(shù)平滑法可分為一次、二次、三次和高次指數(shù)平滑法。其實質(zhì)是用t期觀測值xi來修正t-1期的預(yù)測值yt-1，并將修正結(jié)果作為t期的預(yù)測值。對數(shù)據(jù)序列有要求。4） 季節(jié)指數(shù)法首先以移動平均法提取趨勢信息，移動平均周期取季節(jié)周期，然后由一系列變化提取季節(jié)信息，并計算季節(jié)指數(shù)，最后由計算出的季節(jié)指數(shù)對所提取的趨勢信息進行調(diào)整。5） 灰色模型（GM）灰色系統(tǒng)建模方法基本原理模型說明模型應(yīng)用第七章空間數(shù)據(jù)分析模型1、名詞解釋：尺度空間分布空間自相尖空間變異趨勢面區(qū)域化變量克里格插值尺度：空間分布：指的是空間實體之間的尖系，可以通過距離、鄰接和交互分析，獲得對空間矢系的認識?？臻g自相尖：空間位置上越靠近事物或現(xiàn)象就越相似，即事物或現(xiàn)象具有對空間位置的依賴尖系?？臻g變異：空間變異是研究對象在空間上的變化，是空間不相似從量變到質(zhì)變的過程。趨勢面：趨勢面是一種光滑的數(shù)學(xué)曲面，它能集中地代表地理數(shù)據(jù)在大范圍內(nèi)的空間變化趨勢。區(qū)域化變量：當一個變量呈現(xiàn)為空間分布，即如果變量以三個空間坐標（x,y,z）為自變量時，那么該變量稱為區(qū)域化變量?？死锔癫逯担菏抢迷紨?shù)據(jù)和半方差函數(shù)的結(jié)構(gòu)性，對未采樣點的區(qū)域化變量進行無偏最佳估計值得一種方法。2、空間數(shù)據(jù)分析的基本問題是什么？空間自相尖；可變區(qū)域單位問題；生態(tài)學(xué)謬論；⑥空間尺度；空間非均一性和邊界效應(yīng)3、什么是空間自相尖問題？通常使用什么參數(shù)進行分析？包括全程空間自相尖分析和局部空間自相尖分析；全程空間自相尖分析用來分析在整個研究范圍內(nèi)指定的屬T土是否具有曰相大T土。局部空間曰化大刀'析用來分'析在特定的局部地點指定的屬T土是否具有自相矢性。參數(shù)：Moran'sI用來進行全程空間相尖分析和局部空間自相矢分析。GearyC,用來分析局部空間相尖性。G統(tǒng)計量，用來分析局部空間自相尖性4、為什么要進行空間變異分析？5、常用的空間插值方法有哪些？距離倒數(shù)插值樣條插值三角網(wǎng)插值最小曲線法插值等方位加權(quán)法插值（6）多項式擬合插值⑦克里格插值第九章模型構(gòu)建和模型檢驗的若干問題1、 名詞解釋：生態(tài)學(xué)謬誤模型庫生態(tài)學(xué)謬誤：即根據(jù)集合單位的分析結(jié)果作矢于個體的斷言。模型庫：模型庫是一個可擴充的模型集，描述一個特定系統(tǒng)各級層次的行為結(jié)構(gòu)。2、 模型構(gòu)建中，方法論的主要謬誤有哪些？1） 混淆統(tǒng)計聯(lián)系與因果尖系因果尖系是事物之間的一種本質(zhì)聯(lián)系，統(tǒng)計聯(lián)系只是觀測數(shù)據(jù)中所反映的事物的數(shù)量聯(lián)系；統(tǒng)計模型是進行假說檢驗的一種手段，其