4.1.1　應(yīng)用模型概述

1.模型的概念

所謂模型(Model)，就是將系統(tǒng)的各個(gè)要素，通過適當(dāng)?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)規(guī)則描寫出來的簡明的映像。模型通常表達(dá)了某個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展過程或發(fā)展結(jié)果。如果某個(gè)模型能在允許的限度內(nèi)解答所有的問題，那么它是一個(gè)理想模型。模型是現(xiàn)實(shí)世界的本質(zhì)的反映或科學(xué)的抽象，反映事物的固有特征及其相互聯(lián)系和運(yùn)動規(guī)律。

在土地管理領(lǐng)域內(nèi)，用數(shù)學(xué)的思考方法，用簡化的、抽象的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，描述某些因素的主要特征，解釋某些現(xiàn)象的性態(tài)，預(yù)測系統(tǒng)將來的發(fā)展趨勢，或者是為合理開發(fā)利用土地資源，或者是為控制系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)內(nèi)部與外部之間的平衡提供某種意義上的最優(yōu)策略，就是土地管理GIS的數(shù)學(xué)模型。土地管理GIS的數(shù)學(xué)模型是在土地科學(xué)研究的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的客觀規(guī)律的抽象或模擬。這種模型的發(fā)展不僅是建立土地管理GIS的主要內(nèi)容之一，而且也是決定土地管理GIS解決實(shí)際問題的能力、效率和最終取得實(shí)際效益的關(guān)鍵所在。

2.模型的作用和特點(diǎn)

數(shù)學(xué)模型在土地管理GIS中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1)是聯(lián)系土地管理GIS與土地科學(xué)研究的紐帶

模型的建立雖然是數(shù)學(xué)或技術(shù)性的問題，但它必須以廣泛、深入的專業(yè)研究為基礎(chǔ)。專業(yè)研究的深入程度決定了所建模型的質(zhì)量與效果。從這種意義上講，分析模型將土地管理GIS與土地科學(xué)研究緊緊地聯(lián)系在一起了。

2)是綜合利用土地管理GIS中大量數(shù)據(jù)的工具

在土地管理GIS中存儲有數(shù)量巨大、來源和形式不同的數(shù)據(jù)，它們的綜合分析處理和應(yīng)用，主要是通過系統(tǒng)中分析模型的使用來實(shí)現(xiàn)的;因此，土地管理GIS中數(shù)據(jù)使用的效率和深度，在很大程度上取決于分析模型的數(shù)量和質(zhì)量。

3)是解決各種實(shí)際問題的武器

分析模型能有效地幫助人們從各種因素之間找出其因果關(guān)系或聯(lián)系，從而促進(jìn)各種實(shí)際問題的解決。

4)是土地管理GIS向更高技術(shù)水平發(fā)展的基礎(chǔ)

分析模型的發(fā)展和應(yīng)用，實(shí)際上集中和驗(yàn)證了土地科學(xué)領(lǐng)域中許多專家的經(jīng)驗(yàn)和知識，無疑是一般土地管理GIS向?qū)＜蚁到y(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)。

在土地管理GIS中，大多數(shù)數(shù)學(xué)模型具有綜合性、空間性和動態(tài)性等特點(diǎn)，反映了它們在多種數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用以及對各種空間及動態(tài)等問題上的處理和求解能力。

3.模型的分類

由于現(xiàn)實(shí)世界的多樣性，對現(xiàn)實(shí)世界的抽象也是多種多樣的，因此，模型的種類繁多。選擇土地管理GIS模型時(shí)，要對已有的眾多模型進(jìn)行分類，以便清楚地知道哪些模型能最好地表示所要研究的土地領(lǐng)域的客觀事物和其現(xiàn)象特征。

根據(jù)定量的程度可分為:概念模型(如框圖形式)、物理模型(如各種實(shí)物模型)和數(shù)學(xué)模型三類。

根據(jù)應(yīng)用的數(shù)學(xué)方法可分為統(tǒng)計(jì)模型和機(jī)理模型。

根據(jù)時(shí)間維可分為靜態(tài)模型和動態(tài)模型。

根據(jù)和空間參數(shù)的關(guān)系可分為空間模型和非空間模型。

空間模型同時(shí)對系統(tǒng)中的圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，常用的方法包括圖形運(yùn)算、空間檢索、統(tǒng)計(jì)識別、網(wǎng)絡(luò)分析及空間擴(kuò)散等。這些模型的應(yīng)用范圍兼顧社會和自然兩大領(lǐng)域，是土地管理GIS模型研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

非空間模型主要對土地系統(tǒng)中的各種屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，常用的方法包括投入產(chǎn)出模型、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、控制論和系統(tǒng)動力學(xué)等。這類模型多用于解決土地資源管理中的評價(jià)、規(guī)劃與預(yù)測等問題。