1. GIS中的空间数据模型有哪些请分析栅格数据模型和矢量数据模型的特点，并比较两种数据模型的优缺点。
GIS中的空间数据模型有矢量数据和栅格数据：
矢量数据 Vector Data
在直角坐标系中，用X、Y坐标表示地图图形或地理试题的位置和形状的数据。矢量数据一般通过记录坐标的方式来尽可能将地理实体的空间位置表现的准确无误。
点实体：在二维空间中，点实体可以用一对坐标X，Y来确定位置；
线实体：线实体可以认为是由连续的直线段组成的曲线，用坐标串的集合（X1，Y1，X2，Y2……Xn，Yn）来记录；
面实体：在记录面实体时，通常通过记录面状地物的边界来表现，因而有时也称为多边形数据。
栅格数据 Raster Data
按格网单元的行和列排列的、具有不同灰度值或颜色的阵列数据。栅格数据的每个元素可用行和列唯一地标识，而行和列的数目则取决于栅格的分辨率（或大小）和实体的特性。
1.矢量数据结构：
优点：
（1）表示地理数据的精度较高；
（2）严密的数据结构，数据量小；
（3）用网络连接法能完整地描述拓扑关系；
（4）图形输出精确美观；
（5）图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现。
缺点：
（1）数据结构复杂；
（2）矢量多边形地图或多边形网很难用叠置方法与栅格图进行组合；
（3）显示和绘图费用高，特别是高质量绘图、彩色绘图和晕线图等；
（4）数学模拟比较困难；
（5）技术复杂，多边形内的空间分析不容易实现。
2.栅格数据结构：
优点：
（1）数据结构简单；
（2）空间数据的叠置和组合十分容易方便；
（3）各类空间分析都很易于进行；
（4）数学模拟方便；
（5）技术开发费用低。
缺点：
（1）图形数据量大；
（2）用大像元减少数据量时，可识别的现象结构将损失大量信息；
（3）地图输出不精美；
（4）难以建立网络连接关系；
（5）投影变换花的时间多。
有四种基本方法：1、矢量空间分析。2、邻近分析；3、叠置分析；4、地图操作。
3. GIS空间数据类型有哪些
1、矢量数据结构，包括：简单数据结构、拓扑数据结构、曲面数据结构。
栅格数据结构，包括：栅格矩阵结构、游程编码结构、四叉树数据结构、八叉树和十六叉树结构。
2、（1）空间聚类方法在高速公路病害密集区分析中的应用。
高速公路路面的病害总是在某些地段较为密集，在某些地段较为疏散．找出病害密集的区域，对于养护决策有着重要的意义．空间聚类可对空间物体的集群性进行分析，应用聚类分析，探寻高速公路的病害密集区，制定养护对策，节省人力、物力、财力。
（2）聚类分析法在城市经济空间分区中的应用
城市经济分区涉及多个要素,靠仅有的经验和专业知识做定性分类是远远不够的,往往带有主观性和随意性。为找出多个城市之间的比较优势和差距,为有关政策机构在制定政策时提供参考,针对城市综合竞争力的8大要素,采用Q型聚类分析法进行最优分割,按评价系数进行分类。1Q型聚类分析法聚类分析(Cluster Analysis)是研究“物以类聚”的一种方法,国内有人称它为群分析、点群分析、簇群分析等,其基本思想是从一批样本的多个观测指标中,找出度量样本之间或指标之间相似程度(亲疏关系)的统计量,构成一个对称的相似性矩阵,在此基础上进一步找寻各样本。
4. GIS空间数据结构类型
空间数据结构是指空间数据以什么形式在计算机中的存储和管理。在地理信息系统中，常用的空间数据结构有矢量数据结构和栅格数据结构两种。矢量数据结构是利用几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。栅格数据结构是最简单、最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素由行、列定义，每个像元的位置由行列号确定，通过单元格中的值表示这一位置地物或现象的非几何属性特征（如高程、温度等）。
栅格数据可以是数字航空像片、卫星影像、数字高程模型、数字正射影像或扫描的地图。栅格数据多应用于大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究。最常见的矢量数据包括点数据、线数据、面数据，多应用于城市分区或详细规划、土地管理、公用事业管理等方面。
矢量数据和栅格数据的区别
栅格数据既能表示离散的地理实体，也能表示连续的地理实体，矢量数据则表示连续的地理实体，相比较而言很适合于空间连续数据，如高程、温度、气象、环境等。矢量与栅格数据结构比较如：
矢量数据：
结构紧凑，冗余度低；数据结构复杂，各自定义，不便于数据标准化和规范化，数据交换困难；便于描述线或边界；多边形叠置分析困难；利于网络、索引分析，提供有效的拓扑编码，对需要拓扑信息的操作更有效；表达空间变化性能力差；图形显示质量好，精度高。软硬件技术要求高，显示与绘图成本较高。
栅格数据：
结构简单，易于数据交换；难以表达拓扑；叠置分析和地理现象模拟较易；图形数据量大，数据结构不紧凑，需用压缩技术解决该问题；利于遥感数据的应用和分析，便于图像处理；投影转换困难；输出快速，成本低廉；图形质量较低，图形输出不美观，线条有锯齿，需增加栅格数量来克服，但会增加数据文件。