地理信息系统原理.doc

地理信息系统原理1、空间数据的内插的概念通过已知点或多边形分区的数据，推求任意点或多边形分区数据的方法，称为空间数据的内插。2、地图投影的定义地图投影就是依据一定的数学法则，将不可展开的地表曲面映射到平面上或可展开成平面的曲面上，最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。3、类的定义:是对多个对象共同特性的抽象概括。4、GIS的定义是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。5、地理信息系统产品输出的定义是地理信息系统产品输出是指将GIS分析或查询检索的结果表示为某种用户需要的可以理解的形式的过程。6、系统评价的定义：就是指将运行着的系统与预期目标进行比较，考察是否达到了系统设计所预定的总体目标、功能需求及技术和经济指标。 7、数据压缩的定义：从所取得的数据集合中抽取一个子集，使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。8、栅格数据结构的定义？矢量格式向栅格格式转换的方法栅格数据结构是基于栅格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元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。内点填充法（内部点扩散算法）、射线算法、扫描算法、边界代数算法9、空间缓冲区的模型线性模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈线性形式衰减时。二次模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈二次形式衰减时。指数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增大而呈指数形式衰减时。10、数字地图的定义是指用数字形式描述地图要素的属性、定位和关系信息的数据集合，是存储在计算机中可以识别的媒体上的一组描述地理实体的坐标和属性标识的离散数据的集合。11、空间数据的基本特征：空间特征（定位特征及拓扑特征）、属性特征、时间特征12、建立数字高程模型的点的内插方法分块内插（线性内插法、双线性多项式内插法、二元样条函数内插法）、逐点内插法（移动拟合法、加权平均法）、整体内插（N次多项式拟合法）13、空间索引的定义：是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形以及存储地址。14、地理信息系统的发展趋势及应用（1）已经成为一门综合性技术 GIS产业化 GIS网络化 地理信息科学的产生 GIS标准化组件化GIS技术三维GIS时空GIS虚拟GIS面向对象技术与GIS的结合GIS与专家系统、神经网络的结合GIS应用模型云计算与GIS；（2）资源管理、区域规划、灾害监测、 作战指挥、城市基础设施管理、宏观决策、社会调查与统计分析、交通运输、环境评估等15、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、应用模型16、扫描数字化的步骤（1）先进行扫描参数的设置，包括：扫描模式的设置（二值、灰度、百万种彩色扫描）；扫描分辨率的设置；调整亮度、对比度、色调等；设定扫描范围。（2）扫描参数设置完后，通过扫描将地图转换为栅格数据。（3）然后采用栅格数据矢量化的技术追踪出线和面，采用模式识别技术识别出点和注记，并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋以属性值。17、地理信息、信息的定义地理信息：是指表征与地理环境固有要素有关的物质的数量、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。信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等的内容、数量或特征，以便向人们提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、管理和决策的依据18、空间数据管理实现方式从文件发展到数据库主要经历了四个阶段 初级式的管理模式：ArcInfo的 Coverage文件管理模式，其空间分析功能和属性处理功能分别直接调用空间数据文件和属性数据文件进行数据处理。混合式的管理模式： ArcInfo、ArcView GIS的 Shape文件和MapInfo 的.TAB文件管理模式 ，其空间分析功能调用空间数据管理模块对空间数据文件进行处理，属性数据利用属性数据库进行管理。扩展式的管理模式（引擎方式）： ArcInfo的 GeoDatabase，在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力。集成式的管理模式:Oracle Spatial Cartridge（对象关系数据库），直接对常规数据库管理系统进行功能扩展，加入一定数量的空间数据存储与管理功能。19、矢量数据结构的定义 矢量数据结构是基于矢量模型的数据结构，是利用欧几里得几何学中的点、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。概括的定义20、空间缓冲区的定义、三大要素？空间缓冲区分析（ spatial buffer analysis ）是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的多边形，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。空间缓冲区的三大要素：主体：表示分析的主要目标，分为点源、线源和面源邻近对象：表示受主体影响的客体作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度21、空间叠合分析的定义空间叠合分析（spatial overlay analysis）是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。22、虚拟现实的概念定义：指采用各种技术，来营造一个使人感觉置身于类似现实世界的环境中。23、拓扑关系的类型、定义拓扑关系：表示地理实体间的空间相关性，定义了地物之间的空间联系，是GIS分析中最基本的关系 。拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含24、空间元数据的定义空间元数据：是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。25、栅格代码（属性值）的确定当一个栅格单元内有多个可选属性值时，按一定方法来确定栅格属性值。中心点法：取位于栅格中心的属性值为该栅格的属性值。用于连续分布地理要素面积占优法：栅格单元属性值为面积最大者。常用于分类较细，地理类别图斑较小时。 重要性法：定义属性类型的重要级别，取重要的属性值为栅格属性值。常用于有重要意义而面积较小的要素，特别是点、线地理要素。 （不可独立使用） 长度占优法每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。26、什么时候美国副总统戈尔正式提出数字地球的概念略27、GIS应用模型分为理论模型：基于理化原理，是应用数学分析方法建立的数学表达式，反映地理过程本质的理化规律，如地表径流模型、海洋和大气环流模型经验模型：基于变量之间的统计关系或启发式关系，是通过数理统计方法和大量观测实验建立的，如水土流失模型、适宜性分析模型混合模型：基于原理和经验，既有基于理论原理的确定性变量，也有应用经验加以确定的不确定性变量，如资源分配模型、位置选址模型28、道格拉斯-普克法的思路 对给定曲线的首末点虚连一条直线，求中间所有点与直线间的距离，并找出最大距离dmax，用dmax与限差 L比较。dmax L保留对应点，以该点为界将曲线分为两段，对每一段重复使用该方法dmaxL舍去所有中间点29、空间数据的变换包括空间数据的变换即空间数据坐标系的变换。其实质是建立两个坐标系坐标点之间的一一对应关系，包括几何纠正和投影转换。几何纠正：仿射变换：x、y方向不等比例变换相似变换：等比例变换二次变换:x、y、z方向不等比例变换地图投影转换（建立两平面之间点的一一对应关系）方式：正解变换：平面（x,y）平面（X,Y） 反解变换：平面（x,y）球面（B,L）平面（X,Y） 分类：解析变换：已确定投影公式数值变换：不确定原数据投影公式（采用多项式拟合）解析数值变换30、主要的空间数据库索引范围索引、格网空间索引、四叉树空间索引31、GIS空间数据按照数据发布形式分为4D产品32、表达曲面的数据结构有TIN（不规则三角网）、Grid（规则格网）33、栅格数据的矢量化步骤（多边形）34、迪杰斯特拉算法的思路算法的基本思想是:按路径长度递增的次序产生最短路径。设置并逐步扩充一个集合S，存放已求出其最短路径的顶点，尚未确定最短路径的顶点集合是V-S，其中V为网中所有顶点集合。按最短路径长度递增的顺序逐个以V-S中的顶点加到S中，直到S中包含全部顶点，而V-S为空。35、地理信息标准化的内容？统一的名词术语内涵、统一的数据采集原则、统一的空间定位框架、统一的数据分类标准、统一的数据编码系统、统一的数据组织结构、统一的数据记录格式统一的数据质量含义36、网状数据模型的优缺点优点：能明确而方便地表示数据间的复杂关系数据冗余小缺点：网状结构的复杂，增加了用户查询和定位的困难、 需要存储数据间联系的指针，使得数据量增大、数据的修改不方便（指针必须修改）37、空间缓冲区分析的应用略38、组件式的特点有哪些？高效无缝的系统集成、无须专门GIS开发语言、大众化的GIS、成本低39、应用模型建模的步骤有哪些明确分析的目的和评价准则、准备分析数据、空间分析操作、结果分析、解释评价结果、结果输出40、GIS与CAD的区别与联系？共同点：二者都有空间坐标，都能描述图形数据的拓朴关系，都能处理属性和空间数据区别： CAD多为规则图形，三维图形功能强，相对属性数据功能弱；GIS对象为自然图形，属性库结构复杂，功能强大； GIS具有较强的空间查询和分析功能； GIS图形数据与属性数据间操作频繁； GIS数据容量大。40、DEM的应用？坡度计算坡向分析：通常把坡向分为东、南、西、北、东北、西北、东南、西南8类，再加上平地，共9类，用不同的色彩显示，即可得到坡向图。曲面面积计算地表粗糙度计算：是反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标，一般定义为地表单元的曲面面积与投影面积之比高程及变异分析：包括平均高程、相对高程、高程标准差，高程变异。谷脊特征分析、日照强度的分析、淹没边界的计算41、简单数据结构的特点有哪些（1）数据按点、线或多边形为单元进行组织，数据结构直观简单。（2）每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化和存储两次，造成数据冗余和产生不一致性。（3）点、线和多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，彼此不关联。（4）岛或洞只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。42、高斯克吕格投影的特点有哪些等角横切椭圆柱投影（特点）43、地理信息系统的设计过程？系统分析、系统设计、 系统实施、系统运行与维护44、数字地图的优点有哪些？数字地图的存储介质是计算机磁盘、磁带等，与纸张印刷的常规地图相比，其信息存储量大、体积小，易于携带和通过网络进行传输。数字地图是以空间数据反映各类地理特征，可以在计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图的无极缩放、漫游等显示和信息的动态选择、查询、量算等功能。数字地图便于与遥感信息和地理信息系统空间数据相结合，