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地理信息系统复习资料一、单项选择1、第一个GIS建立于1971年。2、地理信息系统区别于其他信息系统的标志是：具有强大的空间分析能力。3、提取某个区域内某种专题内容的方法是：空间聚类。4、矢量数据结构向栅格数据结构转化网格尺寸的确定：栅格尺寸确定、点的栅格化、直线栅格化、面的填充。5、数字高程模型（DEM）：它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。表示单元上的高程的集合，表示区域上地形的三维向量的有限序列。利用DEM数据可以进行：洪水淹没损失估算。6、数字地面模型（DTM）：数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。7、存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系属于：拓扑关联。8、栅格结构定义特点：属性明显、定位隐含。9、栅格结构与矢量结构相比特点：数据结构简单、冗余度大。10、栅格数据的编码方法中游程编码不具有区域性质。11、应用程序对数据库的操作12、GIS所包含的数据与地理空间位置相联系。13、不属于空间统计分析的是：主成分分析、系统聚类分析、判别分析。14、GIS中把非空间数据库数据称为属性数据。15、对于估算长度、转折方向、凹凸方向的编码方法：链码。16、GIS区别于其他系统的标志是：空间分析。17、世界上第一个地理信息系统是加拿大地理信息系统。18、信息具有哪些性质：客观性、适用性、传输性、共享性。（选错的）19、GIS与计算机辅助制图的差异：具有强大的空间分析功能体。20、3S是指GIS、RS、GPS。二、填空题1、完整的GIS主要由四部分，即硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。2、空间数据的拓扑关系包含：邻接关系、关联关系、包含关系。3、地理信息系统具有三个特征：空间分布性、海量性、载体多样性。4、信息系统的功能：数据采集、管理、分析和表达。5、空间数据反映实体的三个特征是：空间、属性和时间。6、栅格数据的获取方式：手工网格法、扫描数字化法、分类影像输入法、数据结构转换法。7、空间的内插分类：分块内插、部分内插、单点移面内插。8、逻辑数据单位层次：数据项、记录、文件、数据库。9、地理信息系统（GIS）是集计算机科学、地理学、测绘学、其他应用科学为一体进行编辑。10、GIS的五大组成部分：硬件、软件、数据、用户和应用模型。11、GIS的基本功能：数据采集与输入、数据编辑与更新、数据存储与管理、空间查询与分析、数据显示与输出。12、矢量数据结构编码方法：实体式、牵引式、双重独立式、链状双重独立式。13、面向对象抽象性特征：封装性、继承性、多态性。14、路程分析方法包括：实际网络、有向图、邻接矩阵。15、数据库模型一般都地理空间位置相联系。16、世界主要的GIS软件有：MapInfo、MapGIS、ARCGIS、PCI、SUPERMAP、MGE。三、名词解释1、叠置分析：把同一地区、同一投影、同一比例尺的两个或两个以上的图层重叠在一起，产生新的空间图形或空间位置上新的属性。2、3S集成：将GPS、GRS、RS根据应用需要有机地组合成一体化的功能更强大的新型系统的技术和方法。3、DTM空间拟合：根据有限的离散点数据找出地面的特征整体变化规律。4、不规则三角网（TIN）：是一种表示数字高程模型的方法。TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。5、栅格数据结构：将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。6、行程编码：指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量，是逐行将相邻同值的栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量，其目的是压缩栅格数。7、地理信息系统：是一种特定的十分重要的空间信息系统，它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、模拟、分析、显示和描述的技术系统。8、拓扑关系：用来描述实体间的相邻、联通、包含和相交等关系。9、数字地球：一个以地理坐标为依据的，具有多分辨率和海量数据、多维显示的虚拟系统。10、缓冲区分析：根据空间数据库中的点线面实体或规划目标，在其周围建立的一定宽度范围的多边形。四、简答题1、地理信息系统的组成？答：计算机硬件和系统软件，数据库系统，数据库管理系统，应用人员和组织机构。2、什么是栅格数据，其主要编码方式是什么？答：栅格数据：按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色的阵列数据。编码方式：直接栅格编码、链码、游程长度编码、块码，四叉树编码。3、格网DEM分析的主要作用是什么？答：1坡面地形图示提取;2特征地形要素提取;3地形统计分析;4DEM地学模型分析。4、什么是DEM，方法应用于？答：数据高程模型：是高程关于平面坐标自变量的连续函数的一个有限的离散表示。应用于：地形因子的自动提取；地表形态的自动分类；作为模型的基础，用于军事、景观规划等。5、OPENGIS的特点？答：互操作性，可扩展性，技术公开性，可移植性，兼容性，可实现性，协同性。6、GIS的构成以及主要功能？答：构成：硬件系统，软件系统，地理空间数据和系统管理操作人员；主要功能：空间数数据采集与输入，数据编辑与更新，数据存储与管理，空间查询与分析，数据显示与输出。7、空间数据质量的概念，基本特征以及误差来源？答：空间数据质量：数据对特定用途的分析和操作的适用程度；特点：准确性，数据的精密度，分辨率，比例尺，误差，不确定性。8、空间实体对象的定义及拓扑关系内容描述和误差来源？答：空间实体对象：指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体；空间拓扑关系：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。误差来源：数据采集、数据存贮、数据输出、数据操作、数据输出、成果使用。9、地图投影的类型？答：1按变形性质分类：等角投影，等面积投影，任意投影；2根据投影面与球面的相关位置分类：圆锥投影，圆柱投影，方位投影；3根据投影所依据的方法分类：透视几何投影，几何解析投影，解析投影。10、多边形拓扑关系的自动建立？答：1链的组织，首先找出在链的中间相交的情况，将其自动切成新链；然后把链按一定顺序存储，并把链按顺序编号；2结点匹配，首先把一定限差内的链的端点作为一个结点，其坐标值取多个端点的平均值。然后再对结点顺序编号；3检查多边形是否闭合，通过判断一条链的端点是否有与之匹配的端点来进行；4建立多边形的基本算法；5岛的判断,找出多边形互相包含的情况6)最后确定多边形的属性。五、分析题1、层次、网络、关系模型？答：层次模型层次模型是指用树行结构表示实体及其之间的联系，树中每一个节点代表一个记录类型，树状结构表示实体型之间的联系。在一个层次模型中的限制条件是：有且仅有一个节点，无父节点，此节点为树的根；其他节点有且仅有一个父节点。优点：易于理解、更新与扩充；通过关键字数据访问易于实现；事先知道全部可能的查询结构，数据检取方便。缺点：访问限与自上而下的路径，不够灵活；大量索引文件需要维护；一些属性值重复多次，导致数据冗杂，存储和访问开销增加。网络模型一种某一数据记录可与任意其他多个数据记录建立联系的有向图结构的数据模型。它具有三个要素：一是表征系统组成元素的节点；二是体现各组成元素之间关系的箭线(有时是边)；三是在网络中流动的流量，它一方面反映了元素间的量化关系，同时也决定着网络模型优化的目标与方向。优点：空间特征及其坐标数据易于连接；在很复杂的拓扑结构中搜索，有环路指针是一种很有效的方法；避免数据冗杂，已有数据可充分利用。缺点：间接的指针使数据库增大，在复杂的系统可能占数据库的很大部分；每次数据库变动，这些指针必须更新维护，其工作量大。关系模型关系实际上就是关系模式在某一时刻的状态或内容。也就是说，关系模式是型，关系是它的值。关系模式是静态的、稳定的，而关系是动态的、随时间不断变化的，因为关系操作在不断地更新着数据库中的数据。优点：结构灵活；可以满足布尔逻辑和数学运算表达的各种查询需要；允许的各种数据类型的搜索、组合和比较。缺点：为找到满足指定关系要求的数据，许多操作涉及到对文件的顺序搜索，对大型系统而言，很费时间；为保证以适宜速度进行搜索的能力，商用系统一般需经过十分精心的设计，价格昂贵。2数字矿山？答：概述：空间信息技术与数字化、自动化、智能化浪潮给当代社会带来了巨大变革，许多行业的组织管理、生产作业与决策指挥的方式方法与技术模式均呈现了崭新面貌。采矿行业在这一浪潮中面临新的机遇和挑战。数字矿山作为一种理念，其思想的实现和技术的突破体现在矿山数字化、信息化和智能化的渐进发展过程中。数字矿山技术对于提高采矿业的劳动效率、改变安全生产状况、促进绿色协调开采具有重要意义。数字矿山是基于信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化为一体，将当今的采矿科学、信息科学、人工智能、计算机技术、3S技术发展高度结合产物。它将深刻改变传统采矿生产活动和人们的生活方式。是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。原理：数字矿山是以矿山系统为原型，以地理坐标为参考系，以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础，以高新矿山观测和网络技术为支撑，建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成，可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达，同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。它是信息化、数字化的虚拟矿山，是用信息化与数字化的方法来研究和构建的矿山，是矿山地表面之下的人类工程活动的信息全部数字化之后由计算机网络来管理的技术系统。通过它可以了解整个矿山系统所涉及的信息过程，特别是矿山系统多体之间信息的联系和相互作用的规律。系统结构：数字矿山自下而上可分为以下七个主层次：(1) 基础数据层。即数据获取与存储层。数据获取包括利用各种技术手段获取各种形式的数据及其预处理；数据存储包括各类数据库、数据文件、图形文件库等。该层为后续各层提供部分或全部输入数据。(2) 模型层。即表述层。如空间和矿物属性的三维和二维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实动化模型等。该层不仅将数据加工为直观、形象的表述形式，而且为优化、模拟与设计提供输入。(3) 模拟与优化层。如工艺流程模拟、参数优化、设计与计划方案优化等。(4) 设计层。即计算机辅助设计层。该层为把优化解转化为可执行方案或直接进行方案设计提供手段。(5) 执行与控制层。如自动调度、流程参数自动监测与控制、远程操作等。该层是生产方案的执行者。(6) 管理层。包括MIS与办公自动化。(7) 决策支持层。依据各种信息和以上各层提供的数据加工成果，进行相关分析与预测，为决策者提供各个层次的决策支持。按功能划分，数字矿山包括六大类系统：数据获取与管理系统、数字开采系统、矿区地理信息系统、选矿数字监控系统、管理系统、决策支持系统。其中数字开采系统是核心系统，也是效率和效益的主要创造者。趋势和特点：数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是评价矿山资源生态环境的重要数据基础。数字矿山建设是资源可持续发展的重要基石，是化解高危行业风险的根本途径。绿色矿山是发展的趋势目标。数字矿山建设涵盖内容很多，而且在国内刚刚起步，发展前景广阔，对国家和企业都是十分重要的，数字矿山于2008年末被列为国家“863计划”。数字矿山是以计算机及其网络为手段，把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工，应用于各个生产环节与管理和决策之中，以达到生产方案优化、管理高效和决策科学化的目的。数字矿山的特点为基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化。3.论述点、线、多边形数据之间的叠加分析的内容和方法。 答：1点与多边形叠加实际上是计算多边形对点的包含关系，进行点是否在一个多边形中的空间关系判断。在完成点与多边形的几何关系计算后，还要进行属性信息处理。最简单的方式是将多边形属性信息叠加到其中的点上。当然也可以将点的属性叠加到多边形上，用于标识该多边形，如果有多个点分布在一个多边形内的情形时，则要采用一些特殊规则，如将点的数目或各点属性的总和等信息叠加到多边形上。通过点与多边形叠加，可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区分点是否在多边形内，还要描述在多边形内部的点的属性信息。通常不直接产生新数据层面，只是把属性信息叠加到原图层中，然后通过属性查询间接获得点与多边形叠加的需要信息。2线与多边形叠加 线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。计算过程通常是计算线与多边形的交点，只要相交，就产生一个结点，将原线打断成一条条弧段，并将原线和多边形的属性信息一起赋给新弧段。叠加的结果产生了一个新的数据层面，每条线被它穿过的多边形打断成新弧段图层，同时产生一个相应的属性数据表记录原线和多边形的属性信息。根据叠加的结果可以确定每条弧段落在哪个多边形内，可以查询指定多边形内指定线穿过的长度。如果线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，进而计算它的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密度，内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交通量。 3多边形叠加 多边形叠加是GIS最常用的功能之一。多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。叠加过程可分为几何求交过程和属性分配过程两步。几何求交过程首先求出所有多边形边界线的交点，再根据这些交点重新进行多边形拓扑运算，对新生成的拓扑多边形图层的每个对象赋一多边形唯一标识码，同时生成一个与新多边形对象一一对应的属性表。多边形叠加结果通常把一个多边形分割成多个多边形，属性分配过程最典型的方法是将输入图层对象的属性拷贝到新对象的属性表中，或把输入图层对象的标识作为外键，直接关联到输入图层的属性表。这种属性分配方法的理论假设是多边形对象内属性是均质的，将它们分割后，属性不变。也可以结合多种统计方法为新多边形赋属性值。多边形叠加完成后，根据新图层的属性表可以查询原图层的属性信息，新生成