地理信息系统(最新).doc

一、 填空：1、GIS的英文全称：geographic information systems2、在GIS中计算机硬件包括：中央处理器、存储器、外部储存介质、输入输出设备、网络传输设备3、GIS中的计算机软件包括：系统软件、GIS专业软件4、空间信息的基本特征：空间位置特征、属性特征、时态特征5、专题地图内容表示方法：符号法、等值线法、质底法和范围法、基于统计资料的方法二、 解释概念1、数据结构：具体指同一类数据元素中各元素之间的相互关系，包括三个组成成分：数据的逻辑结构，数据的存储结构和数据的运算2、数字高程模型：是以（x,y）为自变量的高程z数据的有序集合。常用的DEM有两种形式：一种称为高程矩阵，高程数据布满覆盖整个区域的方格网的网格，相当于高程的栅格数据；一种称为DEM的高程数据布满覆盖整个区域的三角网网点，实际上就是TIN数据。3、不规则三角网：简称TIN， TIN由基于离散数据样点直接构造，即直接采用不规则样点构成的三角形作为空间分析的地面单元。TIN的网眼结构本身适应于数据的实际分布，即在空间数据或事件密度较高的区域，TIN的地面单元即分析单元自然地小而密；反之，在空间数据或事件密度较代，TIN的网格单元自然地变大而疏。4、数字地形模型：描述的是地面特性的空间分布的有序数值阵列。5、地理信息：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、联系和规律的数字、文字、图像和图形的总称。在地理信息中，其位置是通过数据进行标识的，这是地理信息区别于其他类型信息的最显著的标志。6、GIS基本特征：地理空间数据和信息的特殊复杂性、必须具备科学可视化功能、区域性和多层次、数据量较大、注重空间分析7、地理元数据：元数据亦称为描述数据，是关于数据的数据，它说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息，是现代数据库的重要组成部分，其作用和目的是促进数据集、特别是数据库中数据集的高效利用。8、数字化：数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。9、专题地图：专题地图是以普通地图为地理基础，着重表示制图区域内某一种或几种自然或社会经济现象的地图。专题地图可分为自然地图、社会经济地图、环境地图和其他地图。10、缓冲区:缓冲区是对一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕这组要素而形成具有一定范围的多边形实体。11、可视化：是指在人脑中形成对某物（某人）的图像，是一个心理处理过程，促使对事物的观察力及建立概念等。12、局部插值：局部插值是从插值范围角度来看，用研究区内局部的、短尺度的、邻近的数据点来估计未知点的值。局部插值方法能弥补整体插值方法的缺陷，可处理局部较细微的变化，而不受插值区域其他点的插值影响。13、网络分析: 是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网络上的流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网络资源等的优化问题的领域。1、 空间数据结构模型包括有哪些？各有什么特征？矢量空间数据模型：用点、线、面表达世界栅格空间数据模型：用空间单元或像元表达世界不规则三角网模型：采用不规则多边形拟合地表，主要用来描述数字高程表面泰森多边形模型：由不规则三角网每条边的垂直平分线构成，应用于数据内插、邻接或接近度分析、可达性分析等三维数据结构：表示方法具有拓扑关系的三维边界表示法和八叉树表示法2、 GIS基本空间分析有哪些？叠置分析、缓冲区分析、网络分析、地统计分析、三维分析等3、 栅格数据有那些空间压缩方法？P70-711、 游程长度编码或块码。适宜于压缩像元属性值连接的、成片的相同的栅格数据，压缩方法简单，且能极大地减少存储空间。2、 链码。 特别适合于表达线状空间对象的栅格数据。3、 四叉树编码。用不同的分辨率表达图像的不同部分 容易解码 可精确表示图结构又减少存储容量 可以表达多边形的包含关系。4、 如何获取空间数据的元数据？P126空间数据元数据的获取是个较复杂的过程，相对于基础数据的形成时间，它的获取可分为三个阶段：数据收集前、数据收集中和数据收集后。第一阶段的元数据是根据要建设的数据库的内容而设计的元数据，内容包括：普通元数据。主要采用键入表法和关联表法。第二阶段的元数据随数据的形成同步产生，主要采用测量法。第三阶段的元数据是在上述数据收集到以后根据需要产生的。主要方法是计算法和参考方法。空间元数据的获取方法主要有五种：键盘输入法、关联表法、测量法、计算法和推理法。5、 数据查询有那些类型？ 1）基本空间查询：从地理空间位置（或图形）特征查询属性、从属性查询空间位置（或图形）特征、用户给定的几何窗口查询；2）较复杂的空间查询：空间关系查询、与统计分析交互的空间查询。6、 数字城市的关键技术是什么？（1）体系结构：数字城市虽然不只含有一个系统，但从广义上说仍属于计算机及网络所支持的系统群集。 （2）宽带网络：数字城市涉及到大量图形、影像、视频等多媒体数据，数据量非常大，目前的因特网难以胜任，必须使用宽带网络。（3）海量存贮：数字城市涉及地理数据，数据量大，须采用多服务器，分布式管理；（4）联邦数据库：包含分布式数据库，异构数据库和空间数据的多比例尺数据库。（5）数据共享和互操性：数据共享是数字城市建设需要解决的核心问题，除了政策和行政协调方面需要解决的问题外，技术上仍有大量的问题需要解决。（6）可视化与虚拟现实：二维数据的可视化问题已基本解决，剩余的问题属于艺术加工的范畴，三维数据的可视化或者说虚拟现实技术目前仍是一个难点。（7）超链接技术：数字城市将来也有很多的系统，或者说很多网站，需要把它们超链接起来。从硬件技术和网络协议上说，超文本链接的问题已经解决，但是数字城市涉及到图形、图象等数据，远没有超文本链接那么简单。这里需要涉及到前面所说的许多技术，特别是互操作技术。7、 栅格数据与矢量数据的优缺点比较有哪些？P78矢量数据结构优点：便于面向现象（土壤类、土地利用单元等）的数据表示；数据结构紧凑，冗余度低；有利于网络分析；图形显示质量好，精度高。缺点：数据结构复杂，对软硬件技术要求较高，多边形叠置分析比较困难，显示与绘图成本较高。栅格数据结构：优点：数据结构简单，空间分析和地理现象的模拟均比较容易；有利于与遥感数据的匹配与分析；输出方法快速，成本较为低廉。缺点：图形数据量大；投影转换比较困难；栅格图的图形质量比较低；现象识别的效果不如矢量方法。栅格数据操作总的来说容易实现，矢量数据操作则比较复杂；栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似，对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据；在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效，而且易于遥感相结合，易于信息共享；矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效，网络信息只有用矢量才能完全描述，而且精度较高。对于地理信息系统软件来说，两者共存，各自发挥优势是十分有效的。8、GIS与CAD、photoshop等绘图软件的区别与联系有哪些？CAD：计算机辅助设计。规则图形的生成、编辑与显示系统，与外部描述数据无关。GIS：地理信息系统，是一门拥有自身教学方法论和理论基础的学科，拥有一套学科技术研究体系，集图形处理与地图制图于一身，具有较强的空间分析能力。Photoshop:美国ADOBE公司一个栅格图形处理软件。主要用于美术方面的艺术处理。联系：CAD和GIS之间有大量的技术重叠，两者都用计算机图形，相似的输入、输出设备，和生成图像，以及图像的坐标系处理方面。PHOTOSHOP只是用于栅格图像的美功处理。区别：（1）CAD的几何形状主要由制图员构成。而GIS的几何图形是由扫描数字化或大地测量方法得到的，首先是数据获取途径不同。（2）CAD所处理的图像一般是比较规则的形状，而GIS处理的地理要素是真实的地物的地理空间再现，如海岸线、等高线等，一般几何形状不规则。（3）CAD是一个图像处理软件。GIS是一门学科，一个技术体系。（4）CAD无法进行空间数据的网络分析、统计分析等，而这些空间分析功能是GIS的基本功能实现。（5）CAD一般进行的是常规的图像操作，而GIS可以进行坐标的转换、各类数据表（特别是属性数据）与几何图形的关联操作等。（6）CAD很少对栅格数据进行操作处理，而栅格数据模型及矢量数据模型是GIS的两种基本数据模型，就GIS发展来看，现在栅格型的卫片和航片已成为GIS的主要数据源。（7）photoshop只是一栅格图像的美化软件，不能进矢量数据处理，不能进行坐标添加，不能进行空间分析。9、地理空间数据库的特点？P102-104（1）海量：数据量大，首先来自区域性、多层次性，其次是可视化所表达所必须的图形、图数据涉及数据量非常大；（2）区域性：地理信息空间数据和信息通常以区域为单位组织。（3）层次性：其层次性包含两个含义是不同比例的区域层次；是描述不同地理要素的专题层次，即图层。1）数据量特别大，地理系统是一个复杂的综合体，要用数据来描述各种地理要素，尤其是要素的空间位置，其据数据量往往很大。2）不仅有地理要素的属性数据（与一般数据库中的数据性质相似），还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系。3）数据应用广泛，例如地理研究、环境保护、土地利用与规划、资源开发、生态环境、市政管理、道路建设等。10、为什么要进行空间插值，请说出空间插值的必要性？插值的必要性：1、自然环境较恶劣地区难以采集数据，或仪器故障等原因，造成数据分布不完整，部分区域数据缺失情况。2、数据分布不均，样本过于稀疏地区。3、人类对空间变量分布规律不够了解，采样方式不正确原因。4、在进行各类转换时，进行的数据插值。四、论述题1、 GIS的主要功能有哪些？地理信息系统的基本功能：1、数据的采集和输入 2、数据处理：格式化、转化、概括 3、数据存储、组织和管理 4、显示与输出 5、空间查询与分析 空间分析与模型分析功能：1、空间查询检索 2、定式化的空间分析功能 3、其他的空间模型分析2、 专题地图的表示方法有哪些？试举例说明。1. 符号法。可分为点状符号法、线状符号法和动线法。点状符号法，例如用圆形符号表示城市时，圆的大小可表示城市的规模，圆内线划反映城市的行政级别等。线状符号法，例如在交通运输图上，用条带宽来表示运输量，同时条带内用各种晕线或颜色区分货物品种等。动线法，如洋流和台风的运动轨迹、航程和旅游路线等。2、等值线法。等值线法可采用灰度和颜色表示不同的数值或特性层次，明显地反映出制图区域内现象的分布规律，如地形高程、气压和降雨量等要素的大小强弱变化等。3、质底法和范围法。质底法是为了反映制图区域连续分布现象的质量特征，把性质有差异的不同类型对象在地图上用不同颜色加以区分的方法。范围法又称区域法，它按照特定现象要求，用颜色、线条、闭合的界线以及符号、文字等表示手段来反映该制图现象间断而成片分布的范围，例如煤田、油田、旅游区等。4、统计资料的方法。其方法有点描法、分级统计图法和图表统计图法。例如经济图上经常使用圆形符号表示各统计单元的工业总产值，圆内按不同比例划分为小块来表各工业部门所占的比例。3、 什么是缓冲分析？什么是叠置分析？试举例说明。 缓冲区分析是对一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕这组要素而形成的具有一定范围的多边形实体，从而实现数据在二维空间扩展的信息分析方法。缓冲区分析是GIS中典型的邻域分析，它描述地理事物的一种影响范围或服务范围，具有重要的应用意义。叠置分析：是将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果弥合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。它主要用于多重专题图层的综合分析，是GIS的区域性和多层次特点所决定的传统空间分析手段。叠置分析分为矢量GIS叠置和栅格GIS叠置两种类别，其中矢量GIS叠置又分为点与多边形、线与多边形和多边形叠加三种方式。例如，在浙江省绍兴县夏履江小流域规划中，欲对夏履江部分河段进行改造施工，需要了解可能波及的200m范围内，有多少农用地、果园、林地和居民用地等，以辅助规划决策。为此需要进行缓冲区分析。首先，对夏履江有关河段建立缓冲区；然后，将所建立的缓冲区与该地区土地利用现状图层进行多边形叠加操作分析并进行查询，即可得到所需数据结果。4、 结合你的学习及生活实践体会谈一谈GIS在你的行业能有那些应用？试举例说明。（大家自行发挥吧！）5、 为什么GIS空间数据处理要进行分层？答：1、地理信息系统以地理空间数据和信息为处理对象；而地理空间数据和信息又通常以区域为单位来组织。因此区域性是地理信息系统的天然特征。2、地理信息系统还具有鲜明的层次性，而且其层次性包含两种含义。其一，不同比例尺区域层次。地球上的区域层次是很多的，例如，从我国的小村庄，到乡镇、县（市）、地区、省、大区、国家、直到七大洲。不同的区域层次的地图必须采用不同的比例尺。其二，描述不同地理要素的专题层次，或图层。专题图层相当于地图学中的专题地图，同一区域或同一图幅可以有多种专题图。在地理信息系统中，不同要素的地理空间数据也常常分别地加以组织，形成同一区域的多重图层或专题数据层次，或用以加强显示的功能和灵活性，或基于它们进行多因子叠合分析。3、同一般信息系统相比，地理信息系统所涉及到的数据量通常要大得多。地理信息系统的