地理資訊系統概論

有的學者斷言，「地理資訊系統和資訊地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說gis的興起和發展是地理科學資訊革命的一把鑰匙，那麼，資訊地理學的興起和發展將是開啟地理科學資訊革命的一扇大門，必將為地理科學的發展和提高開闢乙個嶄新的天地」。gis被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。

gis按研究的範圍大小可分為全球性的、區域性的和區域性性的；按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用系統集中起來，可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立應用系統時應統一規劃這兩種系統的發展，以減小重複浪費，提高資料共享程度和實用性。

gis空間分析的內涵極為豐富，包括空間查詢、空間量測、疊置分析、緩衝區分析、網路分析、空間統計分類等多個方面。gis 空間分析技術方法包括以下兩大類：

1、空間基本分析

基於空間圖形資料的分析計算，即基於圖的分析。該分析功能與gis 其他功能模組有緊密聯絡，技術發展也比較成熟。主要有空間資訊量算、緩衝區分析、空間拓撲疊置分析、網路分析、復合分析、鄰近分析及空間聯結、空間統計分析等。

2、空間模擬分析

也稱為專業型空間分析。該技術解決應用領域對空間資料處理與輸出的特殊要求，空間實體和關係通過專業模型得到簡化和抽象，而系統則通過模型進行分析操作。目前gis 在該領域的研究相對落後，尚未形成乙個統一的結構體系。

gis 技術的應用極大地促進了空間分析的需求和應用。gis 應用的最高目標是空間決策支援，而空間決策支援的核心必然是空間分析。因此，基於gis 的空間分析的發展方向為：

（1）由空間分析向時空分析領域拓展

萬事萬物均處在一定的時空座標系中，時間、空間和屬性是地理實體的3 個基本特徵，時空（spatio-temporal）分析是指用於描繪隨時間動態變化的空間物體和空間現象特徵的一系列技術，其分析結果依賴於事件的時空分布。時空資料庫模型的研究起步於20 世紀90 年代，由於時空資料庫的複雜性，對它的研究目前仍處於理論階段，尚無成熟的商品化軟體平台問世，故建立在其上的時空分析進展緩慢。隨著近期計算機技術和gis 的飛速發展，作為客觀現實世界抽象和表示的時空資料模型日漸成為人們關注的熱點課題。

（2）時空分析的有效模型

基於gis 的空間分析和ci 的融合，將該領域拓展到計算科學、統計學、數學、物理學、神經系統科學、認知學、電子工程、計算地理學等領域，使得gis 可以將這些學科的最新成果應用於空間決策支援。另外，ci 技術之間的相互結合更加拓展了空間分析的應用領域，如模糊邏輯與模糊神經網路相結合的模糊神經網路，神經網路與遺傳演算法和免疫演算法相結合探詢網路結構和權重優化等。將ci 技術與sda 相結合，在gis 環境下建立時空一體化的時空過程模擬分析引擎已成為sda 的一項重要內容。

（3）與時空分析模型高度融合

由於需求和描述物件的多樣化，建模時需要考慮各種不同情況，整合多個動態模型，建立基於gis 的統一時空分析構架。例如，對空間地理事件的對比和評價可以用傳統的ahp 方法結合神經網路模型來綜合評價；對空間地理事件的發展趨勢如城市面積的發展演變可以通過事件驅動的**形式結合細胞自動機模型來描述；一些基於輸入一輸出的事件，例如時空經濟分析等可以採用「黑箱」方法（如neural networks 模型）或基於ci 的混合方法等。同時，將對不同領域適用的空間分析模型組織整合到乙個統一框架中，結合專家經驗和先驗知識，進行有效的組織、排程和通訊，使其從環境接受感知資訊，進行協同工作，執行各種智慧型決策行為，這也正是目前智慧型體（agent)所要研究和解決的問題，最終目標是使gis與時空分析模型成為高度融合的時空決策整合平台。

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