第1章绪论
1.1引言
现今随着计算机科学技术的进展,人们越来越认识到研究信息数据之间相互关系的重要性,尤其是各种领域中属性数据与其空间位置的关系,人们的生产和生活中百分之八十以上的信息地理空间位置有关。地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由十信息技术的发展,数字时代的来临,理论上来说,GIS可以广泛运用十现阶段的各个行业。
近年来随着我国经济的不断发展,加强对经济发展方向的宏观把握的需求口益加强。早在1991至199 5年,”八五”计划提出了区域经济发展战略的重要指导思想:按照统筹规划、合理分工、优势互补、协调发展、利益兼顾、共同富裕的原则,逐步实现生产力的合理布局。在后来的实施过程,这一指导思想下的政策又经过了不断调整、修正、完善和具体化。
这时,GIS系统自身优越的属性数据与空间数据的组织关系,良好的属性数据的空间可视化方法,强大的空间数据分析算法等等,这些特点很好的满足了经济统计宏观决策的需要。所以,此时建立一个强壮的GIS系统以解决目前经济统计方面的需求就成为了很好的选择。
1.2研究现状及问题综述
随着我国经济的不断发展,经济普查工作不断深入,通过现场采集和研究分析,我国农村经济统计数据主要存在以下的基本特征:
1.空间分布以离散点为主
由十我国农村经济统计数据来源十对农村的经济普查,同时以村为基本调查单位,而村在空间上都是用离散点表示,所以,这些经济统计数据在空间上都是以离散点的形式存在。
2.经济统计数据海量
由十我国的人口在地理地形上的分布特点,造成了农村经济统计数据海量化,全国村一级的数据就有80万条之巨。
3.与空间分布具有一定的关联度
虽然,我国近年来一直保持着经济飞速发展,并努力改善的区域经济的差距大的情况,但区域经济发展不平衡仍是我国经济现状。这种不平衡主要体现在空间地理地形上,所以经济统计数据在空间分布中存在着自身的规律。
同日寸,在经济数据口趋复杂的同时,GIS方面的技术也在进行着飞速的变革,其底层的数据结构口益合理,并对各类分析功能提供了很好的数据支持;同时空间数据的分析方法也在不断的优化,以满足各种行业的需求。
相关方面研究现状如下:
1.2.1 GIS系统数据结构
随着GIs系统的发展,其数据结构主要经历的如下几个方式:
1. cAD数据模型
最早计算机化的地图系统绘制矢量地图是使用阴极射线管射出的线,绘制栅格地图是使用线划打印机的套印符号。由此起源,60和70年代产生图形硬件和绘图软件的优化,能够以合理的制图逼真度渲染地图。
在这个时代,地图主要由普通的cAD(计算机辅助制图)软件绘制。cAD数据模型以二进制文件格式存储地理数据,并以点、线划和面域的形式表达。很少属性信息能保存在这些文件里;地图图层和注记是主要的属性表达方式。
2. Coverage数据模型
1981年,ESRI推出它第一个商业化GIS软件ArcInfo,它应用了第二代地理数据模型一coverage数据模型(也称为地理关系数据模型)。这种模型两个关键方面:
(1)空间数据与属性数据相结合。空间数据存储为索引化二进制文件,它为显示和存取做了优化。属性数据存储在表里,有一定数量的行,行数等同十二进制文件中的Feature数量,通过共同的唯一码组织在一起。
(2)能够存储矢量feature的拓扑关系。这意味着一个线状的空间数据纪录包含了以下信息:哪些节点界定了这条线,通过推断可知哪些线相连,还有哪些多边形在其左边和右边。
第2章 空间分析模块.............. 14-22
2.1 设计原理.............. 14
2.2 具体设计方案.............. 14-21
2.2.1 点状要素数据.............. 16-18
2.2.2 线状要素数据.............. 18-20
2.2.3 面状要素数据.............. 20-21
2.3 小结.............. 21-22
第3章 空间分析模块中算法.............. 22-37
3.1 探索性空间分析.............. 22
3.2 空间分析模块中.............. 22-29
3.2.1 空间离散点.............. 23-24
3.2.2 空间趋势性.............. 24-28
3.2.3 空间相关.............. 28-29
3.3 算法优化.............. 29-36
3.3.1 D-TIN 生成算法.............. 29-34
3.3.2 Kringe 插值算法.............. 34-36
3.4 小结.............. 36-37
第4章 总结与展望.............. 37-39
4.1 基本结论.............. 37
4.2 讨论与展望.............. 37-39
4.2.1 研究讨论.............. 37-38
4.2.2 后续研究.............. 38-39
结论
本文针对经济统计信息数据自身的特点,进行了体系底层数据结构和功能算法改良方面的研究。关于数据结构方面,本文借鉴了以往Gis数据结构的组织方式,结合c++语言从底层构建了一种适合与此分析系统的数据结构形式,并最终应用于相关算法中。在系统的功能算法方面,本文在计算机上独立编程实现了泰森多边形、等高线、反距离插值、双线性插值、Kringe插值、全局Moran指数和Moran散点图功能,提出了一种基于凸包建立D-TiN的算法,同时对Kringe插值算法进行了改进。最终得到以下结论:
(1)经济统计数据在空间分布上主要以离散点形式存在,并目存在较大的随机性,与空间地理位置有一定的关联。
(2)对于分析系统来说,底层数据结构是系统效率的一个重要因素,针对数据特点设计一种简约高效的数据结构是优化系统的一种基础途径。