地理信息系统复习提纲.doc

一 判断题或填空题(每小题1分,共10分)1、 基本概念、原理2、 ArcGIS软件操作、文件管理3、GIS常识题二 名词解释(每小题5分,共30分)1 地理信息系统是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称2 WEBGIS3 拓扑关系4 矢量栅格化5 栅格游程编码6 数据模型7 关系数据模型8 面向对象数据模型9地理实体、空间实体10图层11 元数据12 四叉树编码13 空间数据的插值（数据内插）14 空间数据库15 Dijikstra算法16 空间数据库引擎17 叠置分析 18 缓冲区分析19 网络分析20 面积占优法21 数据挖掘22 空间索引23 空间信息网格24 数据互操作性25 数字地球26 地图投影27 GIS应用模型28 矢量栅格化29 空间数据质量30空间信息可视化31 DouglasPeucker算法三 简答题(每小题10分,共60分)第一章1、 简述地理信息系统的基本功能。P22w 数据采集与输入w 数据处理w 数据存储与管理w 空间查询与空间分析2、 简述地理信息系统的组成。系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型3、 简述地理信息系统的主要软硬件组成。系统硬件：数据处理设备、数据输入设备、数据输出设备系统软件：GIS应用软件，GIS基础软件平台、数据库系统软件、系统库、操作系统4、 简述GIS、CAD、MIS的区别。5、 写出以下与GIS有关的英文缩写词的英文全文和中文意思?GIS：地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS） SQL：结构化查询语言(Structured Query Language TIN ：不规则三角网（Triangulated Irregular Network）GRID DBMS：数据库管理系统(Database Management System) CAD：计算机辅助设计（Computer Aided Design,）第二章 数据结构与数据库1、举例说明空间数据的拓扑关系P45及它对空间分析的意义P47。（1）点点关系。点实体和点实体之间之间只存在相离和重合两种关系。如两个分离的村庄，变压器与电线杆在投影至平面空间上重合。（2）点线关系。点实体和线实体间存在着相邻、相离和包含三种关系。如水闸和水渠相邻；道路与学校相离；里程碑包含在高速公路中。（3）点面关系。点实体与面实体间存在着相邻、相离和包含三种关系。如水库与多个泄洪闸门相邻，闸门位于水库的边界上；公园与远处的电视发射塔相离；耕地含有输电杆。（4）线线关系。线实体与线实体间存在着相邻、相交、相离、包含、重合关系。如供水主干管道与次干管道相邻（连通）；铁路和公路平面相交；国道和高速公路相离；河流中包含通航线；道路与沿道路铺设的管线在平面上重合。（5）线面关系。线实体与面实体间存在着相邻、相交、相离、包含关系。如水库与上游及下游河流相邻；跨湖泊的通讯光纤与湖泊相交；远离某乡镇区域的高速公路；在某县境内的干渠等。（6）面面关系。面实体与面实体间存在着相邻、相交、相离、包含、重合关系。例如地籍中相邻的两块宗地；土地利用图斑与地层类型图斑相交；某县域内包含多个乡镇；宗地与建筑物底面重合等。意义：1）拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化。2）有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。如某县的邻接县，-面面相邻问题。又如供水管网系统中某段水管破裂找关闭它的阀门。3）根据拓扑关系可重建地理实体。2、矢量数据结构的组织方法（编码方法）有哪些？并说明各自的优缺点？1、坐标序列法(Spaghetti结构）（1） 公共边重复存储，存在数据冗余。.（2）结构简单，但无法表达边界和多边形之间的关系（3）不适合复杂的空间分析，在不以分析为目的CAD系统中广泛使用。2、树状索引法优点：1）消除多边形数据的冗余和不一致2）邻接信息、岛信息可通过查找公共弧段号的方式查询。缺点：1）表达拓扑关系较繁琐2）给相邻运算、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难3）以人工方式建立编码表，工作量大，易出错。3、双重独立式编码4、链状双重独立式编码-拓扑数据结构优点：1)空间关系明确，不完全依赖于具体的坐标位置。多边形的公共边界、网络的结点表达简单，2)便于分析、查询，尤其是点、线、面之间的相邻关系的查询和分析。3)图形的修改方便，可由软件检查数据输入的错误，容易保证数据质量4)便于叠合分析、网络分析等缺点：1)数据结构复杂，软件复杂2)建立拓扑关系需花计算时间（当地图覆盖范围很大，数据量很大时）3、什么是4D数据？它们与矢量和栅格数据之间的联系？ （1）DLG数字线划图：现有地形图要素的矢量数据，保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。（2）DRG数字栅格图（3）DEM数字高程模型：表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合。（4）DOM数字正射影像：对遥感数字影像经逐像元进行投影差改正、再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。4、栅格数据转换成线性四叉树和二维行程编码。P52第三章 数据采集与质量控制第四章 空间数据的处理1、逐点内插法中的三种方法的应用。P1002、举例说明矢量和栅格数据的转换方法。由矢量向栅格转换当数据采集采用矢量数据，而空间分析采用栅格数据时，需要将矢量数据转换为栅格数据；由矢量数据向栅格数据的转换方法，根据原数据文件的不同，可以分别应用：基于弧段数据的栅格化方法；基于多边形数据的栅格化方法。点：简单的坐标变换线：线的栅格化面：线的栅格化+面填充（一）线的栅格化1、DDA法(数字微分分析法)2、Bresenham算法（二）面(多边形)的填充方法1、内部点扩散法（种子扩散法）2、扫描法3、边填充算法由栅格向矢量转换当由栅格数据分析的结果通过矢量绘图机输出，或者将栅格数据加入矢量数据库时，都需要将栅格数据转换为矢量数据；由栅格数据向矢量数据的转换，根据图像数据文件和再生栅格数据文件的不同，可以分别采用：基于图像数据的矢量化方法；基于再生栅格数据的矢量化方法。量向栅格转换过程：1、边界提取 2、二值化 3、二值图像的预处理 4、细化:1）剥皮法2)骨架法5、跟踪 6、拓扑化第五章 空间数据库1、扩展SQL的应用。P135空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的，即在数据库查询语言上加入空间关系查询。为此需要增加空间数据类型（如点、线、面等）和空间操作算子（如求长度、面积、叠加等）。在给定查询条件时也需含有空间概念，如距离、邻近、叠加等。例如，“查询长江流域人口大于50万的县或市”，可表示为：SELECT *FROM县或市WHERE 县或市.人口 50万 AND CROSS（河流.名称=“长江”）主要优点是：保留了SQL的风格，便于熟悉SQL的用户的掌握，通用性较好，易于与关系数据库连接。2、空间元数据及作用。P138第六章 空间分析1、 举例说明点、线、面之间的叠合分析。P1612、Dijikstra算法的应用。P1703、如何通过空间网络分析方法实现新的商业网点（如银行、超市）的选址？P198（一）建立分析目的和标准 以公园选址为例，可能用到的标准有： 1、公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能太靠近公路，以减少燥声或其它干扰； 2、公园应设计成环绕着一条天然的小河流； 3、使公园的可利用面积最大，公园中应很少或没有沿河流分布的沼泽地。 每个标准可以利用像建立缓冲区、线段与多边形以及多边形与多边形的叠合之类的空间操作来进行分析。在完成这些操作之后，就可以对适合于建造新公园的不同土地区域作出评价。（二）准备空间操作的数据 这一步骤用于确定和准备分析中所要用到的数据。例如：可能需要对存储特殊属性的单位进行转换（如将以平方英尺为单位存储的面积测量数据值转换为以英亩为单位存储）。（三）进行空间操作 空间操作包括建立特征缓冲区，进行拓扑叠合、特征提取、特征合并等。 对于公园选址的例子来说，对每项标准的说明都可以用来确定需要进行的一系列空间操作，如：“公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能太靠近公路，以减少燥声或其它干扰”这这段说明可以转换为下面一系列空间操作： 1、在研究区中确定出主要公路；2、沿主要公路产生0.5Km宽的缓冲区；3、沿主要公路产生2Km宽的缓冲区；4、去掉宽窄两个缓冲区重叠的部分（如右图）。对道路建立缓冲区确定公园位置 “公园应设计成环绕着一条天然的小河流”可以转换为：将河流的线段叠合到上面产生的缓冲区的结果上，使二者相交，从而可以确定位于距公路适当范围内的那些河段（如下图）。“使公园的可利用面积最大，公园中应很少或没有沿河流分布的沼泽地.”这段说明可以转换为：在一个沼泽地的多边形上，对上面选出的河段进行线与多边形的叠合，叠合的结果可以确定一些河段，使整个河岸长度都可用于野餐、散步等 （四）准备表格分析的数据（五）进行表格分析 利用逻辑表达式和算术表达式可以对在第三步中进行的空间操作所获得的新的属性关系进行分析。例如，在第一步中用于公园选址的标准，可以改变成下面的表达式： “公园的位置必须是从主要公路上容易到达的，但又不能太靠近公路，以减少燥声或其它干扰。”这段话可以根据沿主要公路建立两个缓冲区，所得到的结果可以改变为：只有那些位于缓冲区所确定的范围内的地区，可以考虑做进一步分析。（六）产生结果的最终地图和表格报告 4、给出几个属性表格，按条件列出几个查询语句，及分析的过程。5、专题地图有哪些表示方法？如何制作专题地图？1）符号法2）线状符号法3）等值线法4）质底法5）范围法6）点值法步骤：1、建立数据库及导入数据新建数据库-新建数据集-给数据集命名-设置空间参考系-设置数据集容差完成新建要素-要素命名-定义字段-导入图层-匹配字段-加载数据筛选-加载数据完成从数据集直接导入要素-设置导入路径单个要素导入2、检查数据及修改数据属性完整性检查、属性正确性检查、表内部相关字段逻辑性检查、相关表之间逻辑一致性检查、拓扑检查3、创建工作空间及加载图层4、专题图符号化及生成注记符号化-匹配符号-符号化完成-生成注记-注记设置-注记显示-注记转出5、专题图整饰及出图切换到版面视图-设置纸张尺寸插入标题、指北针、比例尺、图例专题图制作完成专题图导出-专题图保存路径、格式、像素设置6、什么是虚拟现实？它在GIS可视化中的意义及发展前景。 P248ArcGIS软件应用1、在ArcGIS中常用的统计工具怎么使用？2、ArcGIS中叠加分析工具之间的区别和联系？一、擦除类erase、symmetrical difference1、erase：此工具的作用是将input features与erase features相交部分去掉，保留input features的其余部分。2、symmetrical difference：此工具的作用是将input features与update features相交部分去掉，保留两个要素类不相交部分。二、相交类intersect、identity、update1、intersect：此工具的作用是求多个input features的公共部分。2、identity：此工具的作用是将identity features的属性追加到input features与identity features相交部分的属性中。3、updata：此工具的作用是用update features替换与之相交的input features的相交部分（或全部，当borders选项未选），且update features不与input features相交的部分也保留，即update featur