空间地理方程

❶ GIS空间分析方法是什么

指在GIS(地理来信息系统）里源实现分析空间数据，即从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息并进行分析。

根据作用的数据性质不同，可以分为：

1、基于空间图形数据的分析运算；

2、基于非空间属性的数据运算；

3、空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。

(1)空间地理方程扩展阅读

空间分析源于60年代地理学的计量革命，在开始阶段，主要是应用定量（主要是统计）分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式。后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。

实际上自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例，而后者实质上已属较高层次上的空间分析。

❷ 其它条件相同时,加速运动的液体其内部压力是否比静止时大大多少

自然地理面是独特的三相交界面

在广阔的大自然中，物质的界面是一种特殊的存在条件。凡是处于界面上的物质，其所表现的物理特性和化学特性，与物质的内部（即非界面）相比，肯定具有十分独特的表现。而我们所谓的自然地理面，就恰好位于地球固-气，液-气和固-液这三种物质的交界面上或是它的附近。至于地球的其它部分，具体说就是自然地理面的内部环境和外部环境，都没有这种独特的存在条件。由此也就决定了处于自然地理面中物质与能量的交换，具有自身显著差异于地球其它部位的特性。界面现象在微观研究中，是必然要考虑的基本因素之一。作为地球的自然地理面来说，它的这种界面现象可以理解为无数微观现象的总和，从其整体效应中，再以宏观上的界面现象表现出来。

首先，把一定体积的固体物质粉碎之后，其微粒的总表面积肯定大于原来整块物质的表面积，而且粉碎得愈细，这块物质的总表面积就愈大。举例来说，假定我们取一个边长为1厘米的立方体，它的总表面积不过6平方厘米，如若将它切成边长为0.5厘米的8个小立方体，总表面积立即增大至12平方厘米，照这样分割下去，待到所取的微粒边长为10-7厘米时，其总表面积即可达到6，000平方米。

从物理意义上看，能量和物质在开放系统的交换与传输，主要是通过界面来进行的；从化学意义上看，吸附作用和吸收作用，在很大程度上取决于所接触到的表面积，在前一种吸附作用下，物质被附着于表面，在后一种吸收作用下，物质要通过表面才能进入内部。因此，在其它条件相同时，较大的表面积，将会有更多更快的物质能量交换，也会有更多更快的吸附和吸收。已经发现在组成成分相类似的土壤中，体积相同的旋绕型土壤颗粒将比球型土壤颗粒吸收更多的水分子，由于前者的表面积要大一些。随着颗粒的变小，表面积（S）与体积（V）之比迅速增加。S/V比值的变化，只有在界面中才能很好地表现出来。

以陆地表面与大气相接触的固-气界面而言，的确具有总表面积不断增大的趋势。由于陆地表层在外部环境不断输入能量进来的情况下，遭到强烈的风化作用，将使整块的岩石不断碎裂成小块，这种由大变小、由粗变细的过程，也就是总表面积逐渐加大的过程。倘若进一步形成土壤，那么所组成的颗粒将要变得更细，S/V的比值就有更加迅速的增大。这里我们有一个浅显的例子，已知目前地球上陆地的表面积约为150×106平方公里（一亿五千万平方公里），假定在地面以下深1米的距离内，整个陆地的体积统统碎裂为平均边长等于1厘米的立方体颗粒，其表面积将比一亿五千万平方公里增大一千倍，在自然地理面中，表面积随着颗粒变小而惊人增长的事实，不能不引起我们的极大重视。另一方面，一块平整的陆地表面，由于内部环境中地球构造力的作用，出现褶曲、凹陷、断裂等，也是使得地表比原来面积增大的过程，这是不断扩大表面积的又一种方式。

在夏天，荷叶上的水珠，或者是在秋天清晨凝结在草叶上的露珠，都以圆球的形状存在着，这是我们日常能够碰到的事实。如果用分子间的相互引力来解释，那是很容易就可理解的。横线AB表示水体的上表面，在AB之上为空气，空气和水在AB形成一个明显的界面。水分子在大块液体中的存在位置，我们分别以三种状况去加以讨论，并用m，m1，m2代表。每个分子的小圆，表示着水分子引力的范围。在水体中间，分子m对各个方向上所受到的引力可以互相平衡，它们的合力等于零。而分子m1离开表面AB的距离小于分子引力范围的半径，它从上面所受到的引力，要比从下面受到的引力为小，因为在界面AB之上的气相中，空气分子的浓度比水分子的浓度小得多，所以近似地认为AB线以上分子的引力等于零，这样处理的结果，形成了对分子m1的作用合力f1，它力图将分子m1拉入水体中间；同理，作用在分子m2上的合力f2更大，由于分子m2更加接近界面AB。由此，看出液体表面的分子总是处于方向指向水体内部的引力之下，此力企图尽量缩小界面的表面积。这种趋势就说明了，为什么波体在一定体积下具有最小表面的原因，也就是我们所举的荷叶上水滴及青草上露珠呈现球形的原因，这是因为在相同体积的情况下，球形具有最小的表面积。

在液体的界面上有这种奇异的现象，那么在固体-气体的界面上，例如地球陆地表面与大气相接触的界面上，能否反映这种类似的奇异现象呢？答复是肯定的。而且事实证明，地-气界面上，将固体物质拉向地心的力，与刚才所举水的例子进行比较，应当更大一些，这是由于固体分子的浓度及引力，较之液体水更大的缘故。所有的实验资料都无一例外地指出，固体的“表面能”要比液体为大，只不过至今尚无直接的测定方法而已。基于这种观念，对于我们去理解地球的形状（乃至整个空间的天体）大都呈球形或近似球形，很有帮助。当然，星体呈球形与本身的运动状况及形成原因，亦有很大关系，它决不至于象解释水滴和露珠那样简单，但我们除开起源上的原因与运动特性外，还是可以如实地把各种天体在形状上相类似的原因，看做是作用于界面物质上力的宏观表现。

处于界面上的物质既然受到拉向其内部的力的作用，毋庸置疑，则表面必有自动缩小的趋势，从热力学上来看，这种缩小的过程亦是它的总自由能减小的过程。相反，如果要把界面扩大，就必然要求外加一定量的功。作功的大小和所欲增加的表面积成比例：

A=σ△S

△S为产生的新表面面积；A为产生△S所要做的功。如果△S=1平方厘米，则A＝σ，故σ可以看作是单位表面的表面能。也就是说在等温条件下，新形成一平方厘米的界面所需要做的可逆功（当界面缩小时，还要释放出这个等量的功来）。对于水来说，在界面上的σ，就称之为表面张力。

以一定量的物质来说（如地表几米以内的固体厚度），它的比表面越大，则其所具有的表面能也越大，正如上边我们曾举过的例子，当地表分散为平均一立方厘米的碎粒时，其比表面比原假定未破碎时要增大一千倍，这种系统当然可以看做是具有较大表面能的系统，这样它与自然地理面以外的环境相比较，简单说与地球内部的物质相比较，就处于一个很不稳定的状态之中，因为表面能总有自动趋于减少的方向。岩石风化时意味着界面的扩大，同时必须有外加的力去做功，这个主要做功者就是太阳辐射能来提供的，当然内力作用在表面积扩大上也起一定的影响。这种过程是可逆的，当地表界面缩小时，还要放出这种多余的表面能，从而对外做功，作为输出从系统转移到环境中。例如当碎屑物质沉积、密实并进行岩化作用时，就要释放表面能。我们的重点在于说明，只是在自然地理面内，才存在着这种普遍的、独特的界面现象，这种可逆的、不稳定的状态，是区别于自然地理面的外部环境和内部环境的突出特点。

这个突出特点的宏观反映，还可以举出很多来。例如在此界面上，是表现地球重力作用最为明显的地方。可以想象，在自然地理面以下的岩石圈中，由于固体物质本身的互相密集、作用强烈及粘聚力效应，它们不能自由移动，至多只可以随着相当规模的整体运动而运动，在这种环境里，重力作用的表现一般是整体的、缓慢的和不大明显的；但是在自然地理面中，由于界面上下的物质密度突然发生了急剧的改变，分散程度高、粘聚力变小、状态不稳定等则重力作用能十分清晰地显现出来。诸如所见的崩塌、滑坡、泥石流、冰川运动、雪崩等固体运动；河流、瀑布、水分下渗、洪积、冲积等液体运动；风积、大气密度分布等气体的重力表现等，在地球内部是无从看见的。

此外，在固体与气体的交界面上（当然亦包括固体与液体水的交界面），地球的内力——构造力，也获得了充分的表现。一般说来，自然地理面的上限可以看作是地球构造力影响的终极。在地球内部，由于岩石的密度和压力都很大，限制着构造力的表现形式，只有在界面上，由于突然失去了束缚其表现的条件，于是这种界面被塑造成为一种结构复杂、起伏参差的自然地理面“基架”。如以海平面为准，在陆上最大的高下相差可达八千多米。如果相对于地球的半径而言，这不算个大数字，但是，对于地表来说，已经显示出地球构造力的威力了。这种在界面上明白显示地球构造力的事实，还可以通过日常生活中的经验加以阐述。比如在一个拥挤的公共汽车上，车厢内站满了人，当汽车转弯或刹车时，车中不同位置的人，其受力状况是不同的。对于处在中间、四周都有别人存在的那些人来说，他们的感觉是随着力的方向有比较平稳的运动，而对于处在边缘的人来说，就会感到这个力的作用十分显著；对应的运动幅度也就很大。难怪有人说，边缘（或者说界面）能够对于力的作用起某种放大的效果。当然，再生动的例子也不能代替事实本身，它只可近似地帮助我们去理解所要说明的道理。

正因自然地理面处于这样的交界面中，因此它肯定应当比其下的岩石圈和其上的大气圈都要复杂，它也成为地球上表现这种复杂性的唯一场所。如果进一步去讨论自然地理面中所存在的界面现象，即可看出，不仅在具有很大的总表面积的固体中，形成了不少的裂隙和孔穴，供自由度较大的液态水和气体充填，就是在自然地理面的近地面大气中，也含有数量众多的固体微粒（如尘粒、烟粒、海面以上大气中的盐粒等）及液体微滴；而在自然地理面内所包括的水体部分中，既溶有气态的空气，也存在着各种类型的固体微粒，这些次一级的三相界面充斥于自然地理面中，使得它的表面积进一步大大的增加。这里我们具体地揭示界面的表现及其作用，据徐英宝所举植物为例：地球上的树木，采用化整为零的方法，尽量扩大自己与外界的接触面，以求最大限度地吸收自身生长所必需的物质并最大限度得到所必需的能量。可以这样认为，树木的生命活动，正是通过与外界接触的最大可能表面积去进行物质与能量的交换，才得以维持的。这当然是从一个角度看问题时所得出的结论，但从中亦可推论出在整个自然地理面中，表面积扩大的实质意义。据计算，植物每制造一克糖，不仅需要约四千卡的太阳辐射能，还要吸收进来相当于2，500升大气中所含的二氧化碳，加上所必需的1，000克左右的水分，以及各种养分（其中大部分水分需经过气孔散逸到大气中去），它必然要求植物的叶子与日光、大气、水分和养分有充分的接触面。

一株中等大小的桦树，约有20万片叶子，每片叶子暂平均以六平方厘米计算，其总面积就是一个很大的数字。有人曾对一棵生长165年的发育良好的老松树，作了一次统计分析，其上针叶的总长度将近二百公里。当然，我们现在所说的树叶之表面积，尚不包括肉眼看不到的树叶之内表面积。一棵梓树，其全部叶子的外部表面积虽高达390平方米，而其叶子的内部表面积（如细胞外的空隙面积和细胞内部的结构面积等）则达5，100平方米，比外部表面积大十余倍。再则，植物叶子内部的叶肉细胞中，常含有几十个到几百个叶绿体，一片平凡的山毛榉树的叶子，所含叶绿体的总面积，比叶面积要大二百多倍，这样一株大树所含叶绿体的总面积，约达二万多平方米，即合三十余亩，这不能不使我们感到惊异，由此将能深刻地体会出，表面积的扩大对于物质能量交换的规模和速度的巨大影响。无数事实证明，在生物圈中的初始生产力，总是与当时当地单位体积的总表面积大小有密切关系，热带雨林比其它生态环境具有较大的生产力，正好与它们具有最大的界面面积相符。而且物质能量交换、传输的复杂性与这种界面的大小呈正相关。

总之，在自然地理面中，这种互相渗透并高度集中的分散性体系，使其具有巨大的表面积，确是有别于其它范围的一个显著特征。在自然地理面以外，也能发现某些分散相的存在，但远远不如这里集中、典型和完备。这种在宏观上分散相存在的事实，使自然地理面具有很多独特的物理、化学和生物方面的性质，这也是自然地理学应着力进行研究的内容之一，从而也是区别于任何其它学科的所在。海绵能贮水，依赖于它的表面积大的缘故，自然地理面中具有如此庞大的表面积，有利于它贮存能量和物质，并使得系统的状态变化更为复杂。因此在这个空间范围内的物质能量传输和交换必然具有十分独特的规律。阐明这种独特的规律，正是自然地理工作者义不容辞的职责。

（二）自然地理面是内外力作用的迭加区

凡能改变物体的存在状态者，即称为力。在自然地理面中，一切自然地理过程的发生和发展、所有物质的迁移、堆积和循环、各个自然要素的动态变化、自然历史的演进等，都能看作为地球的内力和外力综合作用的结果。

笼统地讲内力和外力是很不严格的。仅仅是为了叙述上的方便，此处暂且不去详细分析它们，以求尽量简化分析时的复杂因素，只在于着重说明内外力在自然地理面迭加作用的事实和意义，以此作为自然地理面的又一重要属性，并判定它与内部环境和外部环境之间的区别。

所谓地球的内力，一般指的是地球构造力。它是地球本身产生的、并在自然地理面得到清晰反映的那一类力。众所周知，构造力作用和影响的最终界限，即是地球的表面以及其上一个很短的距离，即达到自然地理面的上限，由此再向上，它的影响近乎为零。由于构造力的作用，在地表上产生了陵谷转换、沧海桑田的大规模变迁，同时对于气候形成、大气环流、河流发育、生物表现等有直接的影响。在构造力的作用下，地球表面的形状总是趋向于由简单变为复杂、由光滑变为凹凸，使得地球的基本表面积发生压缩、褶曲、拉伸、剪切等效应，从而给自然地理过程发生的空间奠定了基本格局。从自然地理学的观点来看，一种倾向性的意见可以归纳成：构造力的最基本的作用，在于它改变了或改变着自然地理面中某处对于能量物质输入的接收能力和接收状况、在于它改变了或改变着自然地理系统对于输入的映象能力和映象状况、在于它改变了或改变着对于向环境输出的响应能力。从直观的角度来看，它是一种“基础性”的作用，它是一种“间接性”的作用（相对于外力而言），首先可以归结为它对于自然地理面中所处地理位置的相对改变。

地球上所体现出的自然地理特点，在很大程度上常常可由地理位置的状况及其变异反映出来，这并不是说，地理位置是产生自然地理特点的直接原因和动力，而是一种间接的相关表征和对所产生结果的说明，关键就在于它控制了和分配着物质能量的输入条件。不同的地理位置，即有不相同的物质和能量输入，即使是相同的物质和能量输入，对于不同的地理位置来说，由于整体效应的影响，亦可产生不同的自然地理表现。因此，将构造力首先归结到它对自然地理面中地理位置的改变，最终是为了说明它对于自然地理过程以及自然地理特点的基础骨架作用。

必须强调指出，由于在自然地理面中所处的位置不同，那么赖以维持自然地理过程的能量以及其分配就产生了很大的差异；本地区与相邻地区（按照系统论的观点，可以划分为若干“子系统”或称“亚系统”）的物质交换、交换的方向与交换的强度就有很大的差异。近来提出的“空间地理方程”，就是基于此提出的。

所谓的地理位置，是指在地表上的纬度位置、经度位置和高度位置这三者的综合，它标示着在三维空间中所限定的对象，此对象又加上随时间的变化，因此实质是把地球构造力的作用纳入多维空间所反映的地理位置上。在某一特定时刻，某地域或某个地点处于地球表面上特定的纬度、经度和高度，从属于地球本身在空间的位置、它的大小、形状和运动等基本特点，从而决定着该地域或该地点所对应的物质能量基础，并反映了在这种物质能量水平下的自然地理特点。

纬度位置亦称行星位置。只要在自然地理面首先确定了它，则许许多多自然地理现象的分布与变化就有了基本的轮廓，自然地理的一些基础分析都与它存在着密切的关系，至少也都刻下了纬度位置影响的痕迹。

经度位置的主要作用，就在于它限定了这样的分布，即地表组成物质不同，最主要的是海洋陆地两大组成物质体系的不同，对于能量和物质在接收、贮存、传输等性质上所表现的差异。任何自然地理要素，除了纬度位置的基础作用外，还必然受到海陆分布的影响。由此看来，它的作用也是很大的。

至于高度位置，毋须我们过多地加以解释，只要明白这样一点就够了，即在一个范围不大的区域内，由于高度上的差异，常常使得自然地理表现发生急剧的变化。在赤道上若有一座海拔六千米的高山，从基部直到山顶的自然地理因素变化，相当于从赤道到两极水平距离上的所有变化。作为世界上少见的一个例子，这里可以举出世界屋脊青藏高原东南部的墨脱地区。在那里水平距离不超过40公里的范围内，高度变化竟相差七千米以上，形成了十分奇特的自然景色。在此处海拔高度最低处，即雅鲁藏布江河谷，为炎热多雨的热带气候，生长着茂密的热带森林，和云南省的西双版纳及广东省的海南岛相似；可是在距此不远的高山顶部，却是终年积雪的冰雪世界，喜马拉雅山最东部的一座海拔高度为7，756米的高峰——南迦巴瓦峰，就在近旁。这种自然景色的陡变与悬殊之大，如若在平原地区，要一直深入到极圈之内才能包括殆尽，然而在墨脱地区却将这样遥远的水平距离压缩到了一个不足40公里的狭小范围，这不充分说明高度位置作用的显著吗？

既然自然地理面中地理位置如此重要，它又是如何由地球内部的构造力来控制呢？这里我们先来作出这样的假设：即地球自形成以来直到现在，一直保持自己的原始状况，地理位置（暂不涉及高度位置）始终不发生任何的位移和变动，这样我们去研究自然地理过程时，仅仅考虑外力——以太阳辐射作用为主就够了。事实上这显然不能成立。与此假设相反，地球从它诞生的那一天起，其内部运动就是异常活跃的。由构造力而致的地壳运动，始终在自然地理面中得到鲜明的体现，即经常不断地改变一地的纬度位置及经度位置（通过地壳的水平运动），也经常不断地改变着一地的高度位置（通过地壳的垂直运动）。

近年来发展很快的板块构造理论，使得1912年奥地利科学家艾尔弗雷德·魏格纳（AlfredWegener）所提出的假说——大陆漂移说，被重新赋于了强大的生命力。年青的魏格纳在当时是一个精力充沛的教师，由于他善于思索、坦率而且谦逊，讲课时的简练生动，因而吸引着不少的学生和听众，他曾经说道：“大陆移动的想法最初是这样得来的，……当我研究世界地图时，大西洋两岸的相似，使我得到很深的印象。但那时我并没有怎么去管它，因为我认为这是不大可能的。直到1911年秋，由于偶然搜集到一些参考资料……，并由此得出了重要的肯定结论，使得我深信我的想法是基本正确的……”。大陆漂移说诞生之后，立即经历了一番长时间的论战，并且遭到了否定和冷落。但到了六十年代，一些新的论据支持了他的学说，这就使得原先的想法充满了新的活力。尽管在目前板块构造理论还未达到完善的境地，一些关键问题如动力问题尚未获得突破，但是已经得到了各国科学家的公认。

我们对此感兴趣的焦点集中在：大陆漂移的结果，势必改变一地的水平位置，致使到达该地的能量和物质，在其移动过程之中和移动之后，相应地发生了改变，与此相联系的必然要产生不同的效果和表现；在板块相接处，又必然引起地壳沿垂直方向上的变动，地体的升降作用致使该地的高度位置发生变化，其后果肯定造成物质与能量在此处的再分配，相应的外力作用，无论在强度上还是在规模上都产生了错综的变化。

关于板块运动的最新证据，可以参照法国地质矿产调查局在1978年11月16日的报道：在1978年11月7日至11月15日的九天中，阿拉伯半岛与非洲大陆二者离开了大约1米，这个新的第一次看到的奇异现象，发生在阿萨尔湖与古贝特—阿尔克哈腊伯之间吉布提后面的阿法尔地带。这是在他们对11月7日到8日的重要火山喷发及其后果作了详细研究后公布的。这一现象的科学意义是相当重要的。地球外壳是由“运动着的”板块构成的，但是如非洲板块和阿拉伯板块之间如此快速而又这样宽的分离运动，还从未观察到。它表明了地球的板块构造活动不仅是一种缓慢的连续的现象，而且也可能是突发的跳跃式的现象。同时还增添了这样的证据：所观察到的分裂分离现象，伴有熔岩流的贯入，逐渐构成新的大洋型玄武岩质地壳。

由上述可以看出，如果地球内部没有足以移动地表板块的力，那么外力的侵蚀作用，早就应当把出现在海平面以上高低起伏的陆地，夷为平面。如果没有地球内部不断的运动，在一个受外力侵蚀作用而夷平的地球上，根本无法向海洋不断提供为生命所必须的营养元素，在这样的行星上，风化作用实际上将毁掉生命。那样的星球肯定是死气沉沉，动力学性质表现得十分微弱。但是地球并不是这样的行星，它的内力表现十分活跃，使得高山、深洋，彼此对照、相映成趣，把一个自然地理面变得参差不齐，形成了自然地理面的基本骨架。

外力作用的直接场地，就在这种自然地理面的骨架上。外力包括的内容也很复杂，这里亦无必要去作详细的分类，现在仅仅举一个例子加以说明：位于意大利和瑞士之间的阿尔卑斯山脉中，有一座高山名字叫做马特洪，此山比周围地体约高出2，000米，山麓的宽度也大致为2，000米，因此粗算起来，它含有的岩石量当为2×109立方米，山坡的面积约为107平方米。在外力作用的不断进行中，岩石产生了风化和剥蚀，平均每平方米的面积上，每年要有几厘米直径大小的一块岩石被碎裂和剥落，这大致相当于一个拳头大小的石块。按这样的速度计算，整个马特洪山每年大致应当有1，000立方米的岩石被风化。如此在经过两百万年之后，马特洪山的全部即化为乌有。当然它的风化速度亦不是固定不变的，即使是同样的外力作用，随着地表面形态及高度的不断改变，风化速度也应发生变化。但是有一点必须明确，即外力作用是相当剧烈的，它的直接作用场所就在自然地理面中由内力作用所构成的基本骨架上。这种使得地表面夷为平地的破坏性力量，如无地球构造力在经常相应地起作用，自然地理面早就应为一片平坦了。

由此可见，自然地理面是内力和外力交互作用的迭加部分。内力作用表现和影响的上限，就是自然地理面的上限，外力作用表现和影响的下限也大致在地表以下几米到几十米的深度，恰好就是自然地理面的下限。二者的重迭部分，正是自然地理面所研究的内容。

这里需要进一步说明，太阳的辐射能可以使地表产生周期性的温度变化，因而暂且用温度这个状态函数去标志和反映能量的状况。周期性温度的变化，在地表面最大，随着深度的增加，这种周期性变化（如日变幅和年变幅）越来越小，最后达到稳定。观测证实，其影响的深度是很浅的。由于地球不透明，太阳辐射能不可能象穿透大气那样穿过地球，只能在相当浅的层次中，被地表吸收并转化为热能，通过长波辐射再返回大气及空间。根据热传导方程的计算表明，这种推断是确切无误的。

若只考虑热量随深度这种一维空间的变化，热传导方程可以写成：

C为物质的热容量；ρ为物质的密度；κ为物质的热传导系数；u/t代表某深度处温度随时间的变化；u/z为某时间温度随深度的变化。对照实测资料，侯德封等得出如下结论：

1．地球表面的温度作长期的周期性变化，其振荡的幅度，随着地表向下深度的增加，呈指数规律减小。即是说，其温度变幅的数值（它代表着外力作用影响的程度），随着深度增加并不是成正比的线性减小，而是以比线性速度大得多的速率减小。

2．倘若振荡周期T＝2π/W愈大（W是以秒弧度表示的角频率），则温度变化影响的深度也愈深，其影响的深度与振荡周期的平方根成正比，若周日温度变化可影响到地下1.5米处，则周年温度的变化也只能影响到陆地地表以下25—30米的深度。

3．地表温度在极长时间内的剧烈变化，也不可能影响到地球内部的热状况，以地质时代计的冰期与间冰期这样漫长的年代内，即使地表温度变化平均达到40℃，在地下深达3公里处，也仅仅只能引起2℃的变化。

由上述结论，能够说明外力作用的下限是不深的。同时内力作用影响地表之上的高度也是不高的，它们的重迭部分，就是我们定出自然地理面的又一依据。与自然地理面上限与下限以外的环境作一对比，它们均不具内外力重迭作用的特性，唯有自然地理面中才有这种特殊的表现，因而构成了它的又一重要属性。

内外力互相迭加的结果，使得地球表面呈现一种千差万别的景象，高低起伏、河流纵横、奇特的山峰、雄伟的高原、被切割的丘陵、被淤积的平原、海岸线不断地前进和后退、沙漠面积不断地扩大或缩小，交织成一幅随时间而变化的活动画片。

地表面的结构是内外力重迭作用的结果，但它同时又不断变更着输入的物质和能量的状态，特别对于一些切割破碎的地面来说，这种作用更加显著。对此，大家是并不陌生

（三）自然地理面是有机界与无机界互相转化的中心场所

地球上存在着很薄一层的生活物质，它高度集中在三相变界的自然地理面内。这个庞大的生活物质层之所以能够产生、进化并延续下去，是通过大规模的物质和能量循环来维系的，此种循环的方式及强度，是地球所特有的，也是形成有机界所必需的。这个薄层被称之为“生物圈”。

生物圈的概念是奥地利的地质学家休斯（EardSuess）在一个世纪以前，引入自然科学的。他在1875年，出版了一本关于阿尔卑斯山起源的小册子，在该书最后总结性的一章中，第一次应用了生物圈这个名词。直到苏联科学家维尔纳斯基（В．И．Вернадский）于1926年首先在苏联、其后于1929年在法国发表了题为《生物圈》的两篇讲演后，才引起

❸ 为了完成某商业公园选址,论述需要那些空间数据,并描述在GIS支持下的分析流程

摘要 一、GIS空间分析的功能

❹ 测绘科学的学科介绍

大地测量学：测绘学和地学领域的基础性学科
（一）现代测绘基准体系
现代测绘基准体系，是为地理空间信息的获取提供空间位置、高程以及重力等方面的起算依据。它由相应的参考系统及其相应的参考框架构成。提供空间位置起算依据的是大地测量参考系统和大地测量参考框架，国际上几乎所有发达国家都在采用国际地球参考系统（ITRS）和国际地球参考框架（ITRF）。近十年来，我国也在利用空间观测技术，建成了2000国家GPS大地控制网，并完成了该网与全国天文大地网的联合平差工作，使2000国家大地坐标系（即CGCS2000）不仅有明确的定义，而且具有高精度的参考框架。
我国的高程基准采用1985黄海高程系统，基准是青岛水准原点及其高程值。其参考框架则为国家一、二等水准网。高程基准的另一种表现形式是海拔高程（正高或正常高）的起算面，我国采用CQG2000似大地水准面。关于重力基准，国际上有波茨坦重力系统和国际重力标准网（IGSN71）。我国目前采用2000国家重力基本网作为重力基准。
(二)卫星导航定位技术
GPS系统美国已制订出到2020年的“GPS现代化规划”。其实质可归纳为以下三个方面，即“3P”政策：一是保护（Protection）；二是阻止（Prevention）；三是保持（Preservation）。欧洲空间局( ESA) 已经最终确定了包括30颗Galileo卫星的空间构形和相应地面控制站布设的最有效的方案。同时确定了Galileo和外部系统的关系。预计2010年以后系统投入正式运行。俄罗斯目前正在着手GLONASS系统维护与更新建设工作，并进行了整体规划，开发新一代GLONASS-M卫星，增长卫星寿命和提高卫星性能，使星座卫星数量达到24颗。我国正在发展北斗二代卫星导航定位系统，卫星星座设计考虑到准备向全球导航定位系统过渡。
GPS技术的定位方法的进展主要体现在，一是精密单点定位技术（Precise Point Positioning），可以利用国际GPS地球动力学服务局（IGS）预报的GPS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据，同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS定位观测方程中的卫星钟差参数，这样用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据在数千平方千米乃至全球范围内的任意位置，都可以2～4dm级精度进行实时动态定位，或以2～4cm级的精度进行快速的静态定位。二是网络RTK，它是在较大的区域内建立多个坐标已知的GPS基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这些基准站为基准，计算和发播相位观测值误差改正信息，对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的定位方式。国外一些发达国家和我国已经利用网络RTK技术建立了区域连续运行卫星定位服务系统。多频组合、多卫星系统集成的卫星导航定位已成为当今国际卫星导航定位领域的研究开发热点。
(三)地球重力场理论研究与大地水准面精化
确定地球重力场模型可以用地面已知的重力异常观测值解算出来。目前建立地球重力场模型多采用卫星重力法，一是观测人造卫星轨道对参考（正常）轨道的摄动，这可以是由地面观测卫星轨道摄动，也可以是由一颗高轨卫星（如GPS卫星）对低轨卫星（如CHAMP卫星）观测轨道摄动，然后根据卫星轨道摄动理论及其观测数据求解位系数；二是利用同一低轨上两颗卫星（如GRACE卫星）的相互跟踪，测出星间距离变化量，反演地球重力场的位系数；三是在低轨卫星中装有重力梯度仪（如GOCE卫星），直接测出卫星轨道上的重力梯度，以此求解位系数。
确定大地水准面，一般还是解算适合某一区域或国家的相对大地水准面。现在国内外最常用的最好的一种求解重力大地水准面的方法就是移去——恢复技术。另外通过GPS的大地高和精密水准测量可以直接观测到大地水准面差距。为了最终获得一个既有高精度，又有高分辨率的大地水准面，可将高分辨率的重力大地水准面拟合到高精度GPS水准求得的大地水准面上。近年来，我国建立了全国和许多省、市的高精度高分辨率的似大地水准面，其中有的城市似大地水准面精度可达到cm级，分辨率可达到2’30”×2’30”。
(四)地壳运动监测与大地测量地球动力学
随着空间大地测量观测手段的不断发展，地表可观测的覆盖面的扩大和精度的提高，研究对象由局部（如断层）扩展到地区（如板块）及至全球。目前我国的地壳运动监测与大地测量地球动力学的研究主要取得以下实践成果。求出了中国大陆现今地壳运动速度场和变形场及其水平应变率场；建立了中国大陆的二维DFEM模型；求解了五个主要板块的绝对和相对板块运动参数；得到了实测的板块运动模型GVMI。另外对我国某些区域如鄂尔多斯地块、青藏高原、川滇地区、华北地区等的地壳运动和昆仑山口MS8.1级地震也进行了相关的研究。
摄影测量与遥感学：基于电子计算机的现代图象信息学科
(一)数字摄影测量技术
1.新一代数字摄影测量处理平台
我国正在着手建立新一代航空航天数字摄影测量数据处理平台，出现了刀片集群处理系统。它是由高性能刀片式计算机系统、磁盘阵列、后备电源等组成，是以最新影象匹配理论与实践为基础的自动数据处理系统，打破了传统的摄影测量流程，集生产、质量检测、管理为一体，可以进一步提高数字摄影测量的生产效率。
2.基于DGPS/IMU组合导航技术和LIDAR激光雷达扫描技术的摄影测量
利用在飞机上装载差分GPS和IMU构成的组合导航系统可以获取摄影相机的外方位元素和飞机的绝对位置，实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。机载激光雷达（Light Detection and Ranging，LIDAR）是一种集激光，全球定位系统和惯性导航系统于一身的对地观测系统，能直接获取真实地表的高精度三维信息。我国集中在地表信息的获取、数据处理、与遥感影象及其它技术的整合等方面进行研究和应用。
3.航空数码相机的应用技术
数码相机的最大优势在于不增加飞行成本的大重叠度（例如80%以上）影象获取能力，能大幅度提高影象匹配及三维重建（或立体测图）的精度和可靠性，并制作真正射影象。在我国已自主研发出大幅面数码相机。
4.数码城市建模中的数字摄影测量技术
从大比例尺的航空影象获取城市房屋真三维模型是实现三维城市建模的有效途径之一。目前是利用低空飞行平台作为传感器载体，将数码相机安装在可以旋转的平台上，分多条航带拍摄城区影象，再结合地面车载或手持数码相机拍摄的影象进行整体处理，生成建筑物立面影象拼接图等产品，满足数码城市和三维场景可视化的需求。
5.稀少或无地面控制的卫星影象对地定位技术
数字摄影测量技术和方法已经广泛用于高空间分辨率卫星影象的几何处理中，大量研究集中在稀少控制点和无控制点条件下如何提高影象的平面和高程精度。在我国西部至今尚有200万平方公里的国土没有1：5万地形图。我国将采用航天遥感、数字航空摄影、航空航天合成孔径雷达、卫星导航定位、地理信息系统、无控制点或稀少控制点测绘等现代地理空间信息技术的集成手段进行西部测绘工程。
(二)航天遥感测绘技术
1.航天遥感数据的获取
目前，中国已初步形成了五个遥感卫星系列——返回式遥感卫星系列、“风云”气象卫星系列、海洋卫星系列、地球资源卫星系列和环境与灾害监测小卫星群系列，开始组成长期稳定运行的卫星对地观测体系，实现对中国及周边地区甚至全球的陆地、大气、海洋的立体观测和动态监测。
2.遥感影像信息提取和多源遥感影象融合技术
利用高光谱影像进行自动目标检测与识别是遥感信息处理领域比较活跃的研究课题。例如在一个复杂的未知背景中，因为人工目标与背景的光谱响应不同,且其尺寸相对很小，所以可将其视为异常目标。在没有足够多先验知识的情况下，如何从高光谱影像中检测这一类目标，我国有许多研究成果。
任何来自单一遥感器的信息都只能反映地物目标某一个或几个方面的特征。数据融合技术一方面可有针对性地去除无用信息，减少数据处理量，提高效率，另一方面又能将海量多源数据中的有用信息集中起来，融合在一起，便于各种信息的特征互补，减少识别目标的模糊性和不确定性。
3.遥感影像与GIS的集成化处理
地理信息系统是用于分析和显示空间数据的系统，而遥感影像是空间数据的一种形式，类似于GIS中的栅格数据。因而，很容易在数据层次上实现地理信息系统与遥感的集成，目前已在软件上实现了。
4.遥感数据处理的理论与应用研究
在基础研究方面，我国开展了目标辐射特性、大气传播模型、反演方法和辐射定标以及在INSAR 和D-INSAR方法、成像光谱仪数据处理、遥感中的空间推理、专家系统和数据挖掘、多源遥感数据融合等领域的遥感数据处理的基础研究。
在遥感应用研究方面，我国在日常的天气、海洋、环境预报及灾害监测、资源调查、土地利用、城市规划、作物估产、国土普查、荒漠化监测、环境保护、气候变化及国防等方面研制了一些遥感数据处理的新方法和新系统。
地图制图与地理信息工程学：以图形和数字形式传输空间地理环境信息的学科
(一)计算机数字化方式的地图制图生产
地图制图生产实现了由传统的手工地图制图技术向现代计算机数字制图技术的跨越式发展。地图制图和出版的数字化与一体化已成为中国地图制图生产的基本技术手段，彻底改变了地图制图技术的落后状况，增强了地图制图与出版的科学性。
(二)多样化的地理信息服务形式
我国的GIS软件由2004年的51个增加到2005的66个，GIS产品种类从开始主要是综合性GIS基础平台软件，发展到现在的基础平台软件、应用开发平台软件、专项工具软件和应用软件的系列产品。各种专业应用GIS中的电子地图、多媒体电子地图、网络电子地图、移动设备导航电子地图等多种地图可视化系统应运而生，用户范围也更加大众化。
(三)地图自动制图综合研究
我国在解决自动综合的许多难题方面取得了充分体现自主创新精神的优秀成果，为电子计算机按照模型来模拟人在制图综合过程中的思维方式创造了十分有利的条件，比较客观和正确地反映了人脑思维特点。尽管计算机不可能百分之百地模拟在制图综合过程中人脑思维的过程，但可以最大限度的逼近这个目标。
(四)空间数据不确定性与数据质量控制
主要探讨和研究引起GIS空间数据不确定性的原因和表现、GIS空间数据不确定性的处理方法、GIS分析处理过程中空间数据不确定性的传播机理等，例如，基于Web Service数据质量信息服务系统，数字高程模型（DEM）的不确定性等成果在深化GIS空间数据不确定性的研究方面具有重要理论和实际意义。
(五)虚拟现实技术的实用化
对于虚拟地理环境，现在注重研究构建统一的分布式虚拟地理环境系统框架，目的是实现不同类型仿真系统间的互操作和部件的重用，体现了层次化、抽象的数据类型、隐含激活及支持分布式的特点。通过对虚拟现实技术中场景的建模和控制的深入研究，使系统具有真正意义的分布性、3维性、交互性，多媒体集成性和境界逼真性，从而更接近实用。
(六)空间数据挖掘和知识发现研究
近年来，空间数据挖掘和知识发现的研究取得了显著进展。在其算法研究方面，如针对目前忽视GIS数据库中存在的小部分新颖的、与常规数据模式显著不同的新的数据模式的情况，给出了空间离群点检测算法。
(七)地球空间信息网格技术
地球空间信息科学或测绘科学技术领域提出了空间信息网格，它实质上是网格技术与空间信息技术的融合与集成。在我国对它从广义和狭义两个层面进行了研究。
(八)地图制图学与地理信息工程理论
地图制图学与地理信息工程学科中除了地图投影、地图综合和地图符号等传统理论外，又增加了如地图空间认知理论、地理信息传输理论、地图视觉感受理论等现代理论，地图制图学与地理信息工程科学的理论体系正在逐步形成。
工程测量学：国民经济和社会发展中的测绘科学技术应用学科
(一)精密大型工程测量新技术
卫星定位技术已被广泛用于各种类型工程控制网。特别是随着大地水准面精化工作的深入开展，使工程控制网从二维发展到三维，彻底改变了传统工程控制网的缺陷。在精密大型工程测量中高精度实时RTK技术用于施工放样。并结合工程特点设计和制造出一些专用的仪器和工具，使众多学科技术在施工测量中渗透与融合，并在施工测量中得到应用。GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
(二)数字城市与工业信息系统
当前城市大比例尺地形图、地籍图、房产图、竣工图、地下管网图、导航电子地图等基本上都已经实现了数字化测绘，出现了各种类型的数字化测图系统。这些测图系统与常用地理信息系统的接口，实现了野外采集数据与GIS数据间的交换，使野外数字测图系统成为GIS系统前端数据获取的一个子系统。现在城市规划、建筑设计正在推行三维规划和三维设计；房地产业在网上推行三维立体房销售；导航电子地图也出现三维导航地图。这些都对测绘提出绘制三维现状图的要求。全面应用数字测图技术，发展内、外业一体化数据采集与制图系统，对于大型工程建设的工程勘察、设计、施工和竣工存档，提供高质量、多形式的空间基础信息支持。
全国省会以上城市和部分地级市都建立了城市基础地理信息系统。市政设施现代化管理越来越重要，现在国内外都十分重视市政设施现代化管理中的空间信息网格技术的研究，将市政设施信息按网格建库进行管理，并进行动态变化监测。
(三)变形监测技术
变形监测，是为了保证构筑物在施工、使用过程中的设备和人员的安全所必须进行的测量工作。现在超大型建筑物、构筑物、地库等工程不断出现，变形监测精度要求也很高，一般都在1mm左右，有的要求亚毫米。其数据处理要根据实际情况建立反映变形量与变形因子的数学模型，对引起变形的原因进行分析，必要时还要对变形趋势进行预报。现代变形监测往往是将现代大地测量仪器和空间技术、激光技术、无线通信技术相结合实现连续、动态、实时、自动化监测，具有自动照准、自动观测、自动记录、自动数据处理、自动生成各种图形和报表。
(四)工业测量技术
现代工业生产要求对产品的设计、模拟、生产自动化流程，生产过程控制，产品质量检验与监控等进行快速的，高精度的测量、定位，并给出复杂形体的数字模型或运行轨迹等，因此，兴起了为工业生产服务的测量技术。其手段和仪器设备，主要是以电子经纬仪或全站仪、摄影仪或显微摄影仪、激光扫描仪等传感器在电子计算机硬件和软件的支持下形成的三维测量系统。这些技术的引进，使工业现场精密测量自动化水平大大提高。
(五)城市地下管线探测技术
地下管线探测、检测与评估技术为摸清城市已有地下管线的现状，以及评估地下管线的风险提供了一种快捷、经济和有效的手段。非金属管线探测技术中的探地雷达弥补了常规地下管线探测仪在探测非金属地下管线方面的缺陷，已成为探测非金属地下管线的重要技术方法之一。电子标识器的使用为探测非金属地下管线提供了一种新的方法。城市地下管线信息管理系统建设已由原来孤立的系统建设模式，逐步发展成为充分整合城市已有的地下管线信息资源，建立城市地下管线信息共享平台。
海洋测绘学：海洋空间的测绘科学技术学科
(一)海道测量
在海洋测深过程中，为解决回声测深仪波束角效应使记录的测深图象失真问题，提出了波束角效应的改进模型及其改正算法。针对多波束测深数据集，采用改进的距离反比权重算法和多细节层次模型技术来建立海底数字地形模型（DTM）。应用双频GPS动态后处理高精度定位技术建立了一套完整的GPS无验潮海洋深度测量作业模式，显著提高水深测量成果的精度。
(二)海洋重力场与磁力场测量
有关海洋重力的确定，首先研究了建立我国陆海新一代平均重力异常数字模型问题：基于重力场的频谱理论，给出了扰动引力在全球平均意义下的功率谱表达式；推导了垂线偏差同大地水准面差距偏导数的转换公式；推导了水平重力梯度边值问题的级数解。
对海洋磁力测量的研究，从磁偶极子磁场出发，推导出一个简单的测线间距计算公式。基于磁力线定义和均匀磁化球体周围的磁场分布，推导出一个简单的磁力线簇公式。以陆用地磁日变站为基础，结合DGPS系统和浮标技术，自行设计开发数据实时采集与传输系统。采用布设海底地磁日变观测锚系的技术方法，解决了远海区磁测日变改正观测资料问题。
(三)空基海洋测绘技术
首先重点研究了利用有理函数模型实现高分辨率卫星CCD影象的单片定位的方法；其次提出了一种遥感图象半自动提取建筑物的方法；第三提出了一种基于多分辨率小波高频特征系数的高光谱遥感影象亚像素目标识别方法；第四针对IKONOS高分辨率卫星影象处理中的不适应性，提出一种更为精确细致的图象融合方法—自适应小波包分析法；第五从测高卫星飞行轨道的规律出发，提出了采用“距离加权平均”计算正常点海面高的新方法；第六研究了观测卫星的选择对基线解算质量的影响，提出了提高基线解算质量的人工选星的基线处理方法。
(四)海图制图与海洋地理信息工程
首先提出了基于Circle原理和“优胜劣汰”思想的地图综合新算法；其次探讨了数字测图中的坐标变换方法，总结了一套作业思路和方法；第三提出了基于Flash技术制作多媒体电子地图的解决方案及实现过程；第四研究了一种由计算机自动生成Delaunay三角网的增点生长构造法；第五实现了MapInfo图形数据在IE中的显示与浏览，从而验证了用VML实现地理空间数据可视化的可行性；第六建立了计算机海图档案系统。

❺ 中学生的地理论文（一千字以上，两千字以内）

地理空间的数学定义及定位型地图符号的制约因素分析
【摘要】 在地心坐标系中定义地球椭球面的基础上，给出了地理空间的数学定义。根据拓扑学中的同胚映射，覆盖空间等理论，推导了制图区域、地图投影、制图物体及其在椭球面和地图平面上的定位等概念，通过对地图符号平面定位的单一性与其对应的制图物体性质多样性的分析，揭示了同一平面位置上可以依制图目的的不同而分别表示多种事物的性质或量值的基本原理，阐释了对同一制图区域进行多专题制图的客观条件和物理基础。
【关键词】 地心坐标系 地球椭球 地理空间 制图区域 制图物体 地图符号

地理系统研究人类赖以生存与生活和影响所及的整个自然环境与社会经济环境[1]。人类为了生存和发展的需要，必须以各种技术手段，采集和获取地理空间的相关信息。现代测绘学，是信息科学的一个分支，是获得物体的空间位置和属性信息[2]。地图作为空间信息的一种载体，它通过人们创设的地图符号集合，能把制图区域内复杂的空间存在压缩为二维的简单关系，从而使广域空间内的自然现象和社会经济现象的空间分布、地理特征和相互关系跃然纸上。二维地图是人类认识上的飞跃，是人类原始思维向抽象化发展的结果[3]。地图总涉及到地理空间、制图区域和制图物体等基本概念。在现行的大中专教材及有关地图学文献中，尚未见这些基本概念的数学定义，因而不能从理论的高度对其概括和阐释。本文是笔者对地理空间、制图区域、制图物体数学定义的研究及其关联的地图符号的数学分析。
1 地理空间事物的椭球面定位
1.1 地心坐标系
以地球质心为大地坐标原点的坐标系，即地心坐标系。这种坐标系统是阐明地球上各种地理和物理现象，特别是空间物体运动的本始参考系。但长期以来，由于人类不能精确确定地心的位置，因而较少使用。目前利用空间技术等手段，已可在cm量级上确定它的位置，因此采用地心坐标系在当今既有必要性也有了可能性。现在利用空间技术得到的定位和影像等成果，客观上都是以地心坐标系为参照系[4]。使用地心坐标系，在国际上已成为一种明显的趋势。
地球空间事物的定位，涉及地球的形状和一定的坐标系。全球范围内，可用地心大地坐标系和地心笛卡尔坐标系表示点的空间位置。
1.1.1 地球椭球
大地水准面包围的地球形体比较接近真实的地球形状，但仍是一个有100m起伏幅度的复杂曲面，不能用简单的数学方程表示，更难以在此面上进行简单而又精密的坐标和几何计算[5]。为此，测绘科学中常以一个接近地球整体形状的旋转椭球代替真实的地球形体，这个旋转椭球称为参考椭球。在现代大地测量中，规定参考椭球是等位椭球或水准椭球，即参考椭球与正常椭球一致。一个等位旋转椭球由四个常数定义，这四个常数常是赤道半径a，地心引力常数GM，动力形状因子J2，旋转速度ω。考虑到便于利用GPS与国际兼容，我国建议采用参考椭球：a=6378137m；f=1∶298.257222101；GM=3986004.418×；ω=7292115×。根据这四个常数，可以得出一系列导出常数[6]。根据地球的扁率f，可以求出椭球短半径b，从而可用数学方程表示一个已知长半径a和短半径b的椭球。
1.1.2 地心大地坐标系DL
地心大地坐标系是使地球质心作椭球中心，以过所求点c的椭球面法线与赤道面的夹角φ为纬度，以过c点的子午面与初始子午面的二面角λ为经度，以c点沿法线到椭球面的距离为大地高h，用c点的三个分量φ、λ、h表示其空间位置。地心大地坐标也即三维地理坐标系，记作DL。对于任何地球空间点c，总存在c=（φ、λ、h）∈DL|φ[0°～±90°]， λ∈[0°～±180°]，h∈[-H～+H]。已知地球椭球的长半径a和短半径b，可定义椭球面。
定义1 地球椭球面 对c∈（φ、λ、h）∈DL，存在c1=（0°，λ，O）， c2 =（0°，-λ，O），c3 =（90°，λ，O），c4=（-90°，λ，O）∧d1（c1，c2）/2=a∧d2（c3，c4）/2=b，若点集满足：
S={c|c=（φ、λ、h）∈DL，φ∈[0°～±90°]，λ∈[0°～±180°]，h=0} （1）
则称S为以a为长半径，b为短半径的椭球面。若a，b分别为地球参考椭球的长、短半径，则称S为地球椭球面。
1.1.3 地心笛卡尔坐标系DK
以地心O为坐标原点，选择一个以赤道平面上一组相互垂直的直线为X、Y轴，而以地轴为Z轴，这样的坐标系称地心笛卡尔坐标系，记作DK。若以地球参考椭球的长半径a和短半径b作常数，则地球椭球面也可定义。

❻ 线性代数与空间解析几何有什么关系

线性代数是空间解析的理论基础。

空间位置： 借助于空间坐标系传递空间对象的定位信息，是空间对象表述的研究基础，即投影与转换理论。

空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、趋势、对比等内容。

空间形态：空间对象的几何形态。

空间距离：空间物体的接近程度。

空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相似、相关等。

(6)空间地理方程扩展阅读：

空间分析是对分析空间数据相关方法的统称，空间分析是GIS系统的先进性的标志。早期的GIS强调的是简单的空间查询，空间分析功能很弱或根本没有，随着GIS的发展。

用户需要更多更复杂的空间分析的功能，这就促进了GIS空间分析技术的发展，也使得多种空间分析技术出现。根据分析的数据性质不同，可以分为：

基于空间图形数据的分析运算；基于非空间属性的数据运算；空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据，运用各种几何逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到的地理空间实际问题。

❼ 求算测量坐标的书

专业代码、名称及研究方向 计划招生人数 考 试 科 目 备 注
214测绘学院
（68778815） 85
070801固体地球物理学
01 地球重力场理论及应用
02 卫星重力及其应用
03 月球重力场的理论及应用
04 卫星重力学及应用
05 大地测量和地球重力场地球物理反演理论及应用
06 地球动力学数值模拟及应用
07 地壳运动与变形分析
08 地下工程地震预报
09 地震勘探
10 重力、地磁勘探技术及应用
11 电法勘探技术及应用
①101政治理论
②201英语或202俄语或212德语
③301数学一
④929重力学 复试采用笔试和口试相结合的方法进行，笔试的科目为：地球物理学原理
同等学力和跨学科加试科目：①地球概论②大学物理
081601大地测量学与测量工程
01 卫星导航定位技术及其应用
02 组合导航
03 基于位置服务
04 卫星定轨
05 现代测量数据处理理论与方法
06 现代大地测量基准建立与维持
07 物理大地测量学
08 深空大地测量学
09 海洋测绘
10 卫星重力测量理论及应用
11 地球物理大地测量
12 空间数据质量与挖掘
13 精密工程测量
14 变形监测分析
15 工业测量
16 移动测量与测量自动化
17 数近景摄影测量
18 地下工程测量
19 灾害监测评估与预警
20 工程测量专用仪器与软件
21 激光雷达数据处理及应用
22 新型遥感影像数据处理理论与方法
23 真三维景观影像建模
24 超分辨图像复原技术
25 数字摄影测量理论与方法
26 遥感信息处理与应用
27 图像测量
28 地理信息系统及应用
29 极地测绘

①101政治理论
②201英语或202俄语或212德语
③301数学一
④930大地测量学基础或931计算机基础 复试采用笔试和口试相结合的方法进行，笔试的科目为：测绘学概论
同等学力和跨学科加试科目：①测量学②GPS原理与应用
★081620 城市空间信息工程
01 城市地理空间框架与维持
02 数字城市理论与应用
03 城市公共安全应急管理
04 电子政务公共空间信息平台
05 城市不动产管理与评估
06 城市地下管网信息系统
07 城市虚拟现实技术与应用
08 城市空间信息智能服务
09 城市空间信息处理理论与应用 ①101政治理论
②201英语或202俄语或212德语
③301数学一
④932地理信息系统原理与应用 复试采用笔试和口试相结合的方法进行，笔试的科目为：GPS原理与应用或摄影测量与遥感
同等学力和跨学科加试科目：①数字测图原理与方法②数据库原理

214 测绘学院

初试科目考试内容及范围 ：
1、《大地测量学基础》考试范围及内容
●
1) 大地测量学的大地测量学的发展简史及展望
2) 坐标系统与时间系统
3) 地球重力场及地球形状的基本理论
4) 地球椭球及其数学投影变换的基本理论
5) 大地测量基本技术与方法
●
1) 了解大地测量学的基本概念、发展简史及未来展望，熟习经典大地测量与现代大地测量的区别，掌握大地测量学的定义和内容。
2) 了解行星运动的三大规律，掌握岁差、章动、极移；恒星时、世界时、历书时、力学时、原子时、协调世界时的概念，以及它们之间的相互关系。
3) 了解坐标系统的基本概念，参心坐标系的建立方法，一点定位和多点定位的基本原理；了解北京54坐标系、80坐标系、新北京54坐标系的主要特点及其相互联系与区别；了解地心坐标系的建立方法，掌握国际地球参考系统（ITRS）与国际地球参考框架（ITRF）的概念；熟练掌握几种坐标系统的定义以及其相互换算关系；
4) 掌握地球重力位、地球重力、正常重力位、正常重力的概念及正常椭球、水准椭球、总地球椭球、参考椭球的概念；
5) 掌握正高系统、正常高系统、力高高程系统的概念；熟练掌握国家高程基准；
6) 掌握垂线偏差和大地水准面差距的定义与测定方法以及确定地球形状的基本方法。
7) 熟练掌握地球椭球的基本元素及其相互关系；熟练掌握椭球面上几种常用坐标系及其相互关系；熟练掌握空间大地坐标系与空间直角坐标系之间相互转换的计算；
8) 熟练掌握椭球面上的几种曲率半径（子午线、卯酉线、任意法截线、平均曲率半径）的计算；熟练掌握椭球面上子午线弧长计算公式与子午线弧长求大地纬度的计算方法；了解椭球面梯形图幅面积的计算；
9) 熟练掌握大地线的定义，相对法截线的概念；熟练掌握大地线微分方程和克莱劳方程；
10) 熟练掌握大地主题正反算的定义；
11) 了解地图数学投影的基本概念；掌握地图数学投影的分类；熟练掌握高斯平面直角坐标系的定义与建立方法；掌握平面子午线角、方向改化、距离改化的定义及其计算；熟练掌握高斯投影的邻带换算方法；掌握横轴墨卡托（UTM）投影与兰勃特投影基本概念。
12) 了解国家大地控制网建立的基本原理及其方法，掌握现代大地测量技术（GPS、VLBI、INS、SLR）的概念；了解现代测量技术建立国家大地测量控制网的概况；
13) 掌握大地控制网与优化设计概念与方法，可靠性的概念，优化设计的分类；
14) 熟练掌握测角的主要误差来源，精密测角方法（方向观测法）及其限差要求；了解归心改正；
15) 熟练掌握测距的基本原理，距离改正方法，测距的主要误差来源以及测距精度的评定方法；
16) 熟练掌握精密水准测量误差来源；
17) 理解与掌握大地测量数据处理的理论与方法；
2、《计算机基础》考试范围及内容
1. 数据结构绪论：数据结构的相关概念、算法及算法分析。
2. 线性表：线性表及其逻辑结构、线性表的顺序存储结构、线性表的链式存储结构、线性表的应用。
3. 栈：栈的定义、栈的顺序存储结构及其基本运算实现、栈的链式存储结构及其基本运算的实现、栈的应用。
4. 队列：队列的定义、队列的顺序存储结构及其基本运算实现、队列的链式存储结构及其基本运算的实现、队列的应用。
5. 串：串的基本概念、串的顺序和链式存储结构。
6. 数组和稀疏矩阵：数组的基本概念、数组的存储结构、特殊矩阵的压缩存储；稀疏矩阵的三元组表示。
7. 递归：递归的概念、递归算法的设计。
8. 树和二叉树：树的基本概念、二叉树概念和性质、二叉树存储结构、二叉树的基本运算及其实现、二叉树的遍历、二叉树的构造和哈夫曼树。
9. 图：图的基本概念、图的存储结构、图的遍历、生成树和最小生成树、最短路径和拓扑排序。
10. 查找：查找的基本概念、线性表的查找、树表的查找、哈希表查找。
11. 内排序：排序的基本概念、插入排序、交换排序、选择排序、归并排序、基数排序、各种内排序方法的比较和选择。
3、《重力学》考试范围及内容
《地球重力学》是地球物理专业的基础课程；其主要任务是研究地球形状、外部重力场、地球内部构造、板块运动及变形的科学；要求学生掌握地球重力场的基本概念、重力测量的原理与方法，重力数据的预处理方法和分析方法；重力正反演与地球内部物质构造的研究方法；大地水准的理论与确定方法。
4、《地理信息系统原理及应用》考试范围及内容
考试目的
地理信息系统是一门处理、分析和表达空间信息并具有多学科交叉特征的新兴学科，是许多相关学科专业的基础课程，也是空间信息科学的重要研究方向。本大纲适用于测绘学院城市空间信息工程方向硕士生入学考试，要求考生对地理信息系统基本概念有较深入的理解，能够系统地掌握空间数据处理、空间数据模型、空间信息分析的基本理论与方法，理解地理信息系统的主要工程化技术，并具有综合地理信息系统分析问题和解决问题的能力。
考试内容
1.地理信息系统概论
(1)基本概念：信息、数据、地理数据、地理信息、信息系统、地理信息系统与其它信息系统间的关系
(2)地理信息系统及其类型：地理信息系统，地理信息系统类型，地理信息系统的构成
(3)地理信息系统的主要功能及发展趋势
2.地理信息系统中的数据和数据模型
(1)数据涵义和数据类型：数据涵义，数据类型，空间数据的表示方法
(2)数据的测量尺度：命名量，次序量，间隔量，比率量
(3)地理信息系统的数据质量：基本概念，误差分析，质量控制
(4)空间数据的元数据：元数据概念、类型、应用，元数据的获取、管理，元数据的存储和功能实现
(5)空间参照系：坐标系统、地图投影
(6)空间数据模型：空间数据模型的类型、要素模型、场模型、网络模型、时空模型、三维模型
(7)空间关系：拓朴关系、度量关系、方向关系
3.空间数据获取
(1)地图数字化：地图数字化、扫描矢量化算法、矢量和栅格数据压缩方法
(2)空间数据录入后的处理：坐标变换、拓朴关系自动生成算法
4.空间数据管理
(1)空间数据库的基本概念：空间数据库，数据与文件组织，GIS的内部数据结构
(2)栅格数据结构及其编码：栅格数据结构，决定栅格单元代码的方法，编码方法
(3)矢量数据结构及其编码：矢量数据结构，编码方法
(4)矢栅结构的比较及转换算法
(5)空间索引机制与空间信息查询：索引概念，索引类型，空间信息查询
5.空间查询与空间分析
(1)空间查询与量算：空间查询类型、空间量算类型
(2)空间变换与再分类
(3)典型空间分析：缓冲区分析、叠加分析、网络分析
(4)空间插值
(5)空间统计分析方法
(6)数字地形模型与地形分析：数字地形模型DTM、数字高程模型DEM、DEM的主要表示方法、DEM之间的相互转换、DEM的建立方法、DEM的分析应用
6.空间数据表现与地图制图
(1)专题信息表现：地图符号、专题信息、专题地图的分类和内容，专题图的表现形式
(2)专题地图设计
(3)地理信息的可视化：基本概念，地学可视化的类型，虚拟地理环境
7.地理信息系统的相关知识
(1)空间建模的基本概念：空间分析过程及模型、空间决策支持模型、专家系统、数据仓库与空间数据挖掘
(2)3S集成：遥感，全球定位系统，遥感与GIS的集成，全球定位系统与GIS的集成，3S集成
(3)网络GIS的基本概念
(4)GIS开发的基本方法：常用开发方法、一般开发过程 本回答选择（网络知道）

❽ 数量地理学的模型

投入-产出模型。应用于人文地理研究中各经济部门间关系的平衡与预测，也应用于生态系统各要素的平衡关系分析。
线性规划模型。这是数量地理学中应用最广的最优化模型，它用线性不等式和线性目标函数描述地理要素之间的物质与技术关系，通过单纯形法求解数学模型，得到在一定条件下符合最佳目标的地理要素规模与结构，多用于资源开发、经济要素布局及经济发展和生态环境的关系的最优规划。
整数规划。又称分配问题模型。当某些需要规划的地理要素必须取整数值才有意义时采用整数规划模型,其中应用最广的是0-1规划，这种模型中地理要素只取0或1，用以代表不实施或实施某种方案，常用于资源分配、生产布局等的最优规划。
混合规划。在一定的空间决策问题中，若干决策要素是以实型数值表示的（如国民收入），另一些决策要素则以整数值表示（如企业个数），处理此类问题的规划模型称为混合（整型与实型）规划。
非线性规划模型。地理要素的相互关系及目标函数用非线性方程描述时即为非线性规划模型，其中以目标函数为二次函数，约束条件为线性不等式的数学模型应用较广，又称二次规划。
多目标模型，即目标函数有一个以上时的数学规划模型。由于地理系统设计的最优目标往往是多目标的，因此，70年代以来多目标规划颇受重视。
网络分析。利用网络分析技术分析交通运输状况与线路布局,利用PERT技术（规划评审技术）和CPM方法（关键线路方法）分析地理系统各要素的安排顺序与关键环节，主要应用于区域规划与城市规划。
马尔可夫链模型。利用地理系统状态转移频率对地理系统的未来状态作预测，应用于人口社会移动、沉积过程的分析。
控制论模型。应用微分方程和偏微分方程分析地理系统的演变规律，以人口过程的控制论模型最为成熟。
大系统理论与方法。由于地理系统是因素复杂、层次结构多、子系统间关系错综复杂的动态系统，因此引进了大系统理论与方法。1972年在维也纳成立国际应用系统分析研究所(IIASA),从事地球资源开发、能源问题、人口问题、生态系统、世界经济模型的研究。
系统动力学模型。这类模型是美国W.福雷斯特创造的、用于处理大系统动态过程的数值模拟方法。它避开了求高价非线性系统解析解的困难，用一组流率方程、水平方程和辅助方程模拟系统动态和反馈过程，在许多复杂区域系统的研究方面取得重要 成果，广泛应用于区域和城市发展的动态研究。
其他方法与模型。根据专门地理问题应用的方法和模型，如各类重力模型用于模拟地区间经济联系的数量，最大熵模型用于研究人口与地理要素的扩散过程，中心位置理论与等级规模模型用于分析城市与工业枢纽的格局，Q-分析应用于定性关系的分析与分类。
目前，地理学已经不再把区域系统、城市系统理解为封闭系统，开始探索热动力学、耗散结构、自组织理论和协同学方法在开放系统研究中的应用，突变理论、分叉理论模型开始应用于自然系统和社会经济系统的空间过程的研究。