教学目的、要求
本课程为资源与环境领域专业研究生的专业基础课。课程主要讲授地理信息系统空间分析方法基本原理以及应用;通过教学要求学生掌握本课程中所涉及的空间分析方法的基本原理以及应用技能;了解目前国内外有关空间分析方法研究的现状;结合自身的专业和兴趣对1到2个方法进行应用。
预修课程
地理信息系统基础、概率统计、计算机编程语言(C语言)
教材
主要内容
第一讲 地理信息系统与空间分析的基本概念 目标:希望能将空间分析作为一种框架去理解,从而建立基于空间分析原理的地理信息科学的体系。 讲授内容:复习地理信息系统的一些核心概念和方法;介绍不同领域时空数据分析的原理和方法;进一步讨论空间分析在地理学中的位置和重要性,提出基于本体论观点的统一时空分析方法。 参考文献: 1. 陈述彭,鲁学军,周成虎. 地理信息系统导论. 北京:科学出版社 2. 周成虎. 地理信息系统的透视──理论与方法. 地理学报. 1995,增刊,1~12 3. 周成虎. 鲁学军. 对地球信息科学的思考. 地理学报. 1998,53(4),372~380 第二讲 空间信息统计方法的基本原理及应用 目标:准确理解区域化变量、平稳假设以及变差函数各参数的含义;能够熟练计算实验变差函数并进行拟合;理解估计方差的基本概念,牢固掌握克立格插值的基本理论,能够利用较简单的克立格方法进行插值应用。 讲授内容:介绍地统计学的发展历史和主要理论框架;简单复习相关的概率统计内容(随机变量、随机过程、期望、方差、协方差函数、平稳假设、区域化变量等);介绍变差函数的概念、参数含义和类型;如何计算实验变差函数以及实验变差函数的拟合方法;结构分析理论及变差函数的应用。 介绍估计误差和估计方差的概念; 估计方差和变差函数之间的关系;估计方差的应用;克立格插值的基本理论;简单克立格和普通克立格;克立格插值的分类;介绍目前克立格方法研究的发展趋势(泛克立格、协同克立格、指示克立格);简单介绍条件模拟理论。 参考文献:1.王仁铎,胡光道. 线性地质统计学. 武汉:中国地质大学出版社,1984 2.Journel A G, Huijbregts C. Mining Geostatistics, London: Academic Press, 1978. 3. Goovaert P. Applied geostatistics for natural resources evaluation, New York: Oxford University Press, 1997 第三讲 矢量空间数据分析和基于TIN的三维空间分析 目标:掌握矢量数据分析的主要方法;TIN在进行三维空间分析中的原理及应用。 讲授内容:介绍矢量数据和TIN的定义和联系;矢量数据和TIN在GIS中的组织和结构;GIS中矢量数据分析的主要思路和操作方法;矢量数据和其它类型数据之间的转换;与TIN有关的基本概念;矢量数据分析和TIN三维分析的应用实例。 参考文献: 1. Arc/Info中国技术咨询与培训中心. Arc/Info初级教程,1998,培训资料 2. Arc/Info中国技术咨询与培训中心. Arc/Info高级教程,1998,培训资料 第四讲 栅格数据分析 目标:理解栅格分析的基本流程,建立栅格分析的思维方式。 讲授内容:矢量分析与栅格分析的联系与区别;栅格分析的基本原理与基本分析方法;地图代数基础;当前GIS的栅格分析体系。 参考文献: 1. 陈述彭,鲁学军,周成虎. 地理信息系统导论. 北京:科学出版社 2. 周成虎. 鲁学军. 对地球信息科学的思考. 地理学报. 1998,53(4),372~380 第五讲 点过程数据分析 目标:掌握空间点过程数据的概念和N-邻近理论;了解点过程数据异常模式的挖掘思路。 讲授内容:空间点过程数据的内涵和外延;空间点过程数据的概率机制;N-邻近理论的原理和应用;空间点过程数据的异常特征;空间点过程数据异常特征的挖掘方法。 第六讲 空间数据挖掘基本理论(选讲) 目标:了解目前空间数据挖掘的研究内容和发展方向;了解如何利用GIS工具进行空间数据挖掘;掌握1~2个空间聚类算法原理。 讲授内容:空间数据挖掘方法的主要分类;聚类分析的主要分类;介绍K-Means聚类、基于密度的聚类等方法;贝叶斯方法简介等。