地理信息系统复习题.doc

第一章 概论1数据：是人们在认识世界和改造世界过程中，定性或定量对事物和环境描述的直接或间接原始记录，是一种未经加工的原始资料，是客观对象的表示。存储方式：数字、文字、符号、图像。存储介质：记录本、地图、胶片、磁盘。2信息：是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等地内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界的实施和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。信息具有 客观性、适用性、可传输性和共享性等特征。3地理空间数据：是指以地理空间位置为参照，描述自然、社会、人文经济景观的数据，可以是图形、图像、文字、表格等。包括 位置数据：几何坐标；属性数据：描述地物特征的定性或定量的指标；时域特征数据：地理特征采集或地理现象发生的时刻或时段4地理信息：是有关地理实体空间分布、性质、特征和运动状态的信息，它是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理及环境数据的解释。地理信息来源于地理空间数据： 地理实体-地理数据-地理信息 。地理信息特征：空间分布性、海量数据、信息载体多样性。5地理数据：是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。6信息系统：是具有采集、管理、分析和表达数据能力并以供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。四大基本功能：数据的采集管理、分析和表达。根据数据处理对象可分为 空间信息系统和非空间信息系统；从应用层次上可分为 事物处理系统、管理信息系统、决策支持系统等。7地理信息系统：概念：有时又称为“地学信息系统”或“资源环境信息系统”。它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（包括大气层）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。基本内涵：.GIS的物理外壳是计算机化的技术系统；.GIS的操作对象是空间数据；.GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价的能力；.GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。基本特征：.数据的空间定位特征；.空间关系处理的复杂性；.海量数据管理能力。与其他信息系统的区别：具有处理地理空间数据的能力。 8 GIS基本功能需求：位置、条件、趋势、模式、模拟和模型。9 GIS的基本功能：数据采集功能；数据编辑与处理；数据存储、组织与管理功能；空间查询与空间分析功能；数据输出功能。10 GIS的组成：硬件系统软件系统地理空间数据系统管理开发和使用人员。11 GIS与其它学科的关系GIS与地图学：地图作为记录地理信息的一种图形语言形式，仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一。地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的又一种新的载体形式，它具有存储、分析、显示和传输的功能，尤其是计算机制图为地图特征的数字表示、操作和显示提供了系统的技术方法，为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持。差别：地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统则注重于空间信息分析。GIS与地理学及地学数据处理系统：地理学是一门研究人类赖以生存空间的科学，研究人类环境的结构、功能、演化以及人地关系。地理学研究中的地理空间分析的理论方法为GIS提供了有关空间分析的基本观点与方法，而GIS的发展也为地理问题的解决提供了全新的技术手段。地学数据处理系统是以地学数据的收集、存贮、加工、集成、再生成等数据处理为目标，为地理信息系统提供符合一定标准和格式数据的信息系统。而GIS是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。GIS与测绘学: “3S”技术(GPS、RS、GIS) 使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化，测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数据的采集、处理和管理。现代测绘学是指空间数据的测量、分析、管理、存储和显示的综合研究。20世纪90年代开始，国际上将测绘学(Surveying and Mapping)更改为Geomatics（地球空间信息学），以准确反映学科的实质。测绘学和遥感技术不但为GIS提供了快速、可靠、多时相和廉价的多种信息源，而且其许多理论和算法可直接用于空间数据的变换、处理。GIS与计算机科学: 计算机科学的发展对地理信息系统的发展有着深刻的影响.数据库管理系统(DBMS)主要用于存储、管理和查询属性数据，并具备一些基本的统计分析功能，它是地理信息系统不可缺少的重要组成部分之一.计算机辅助设计(CAD)为GIS提供了数据输人和图形显示与表达的软件与方法。网络的发展为地理信息系统服务建立了良好的信息基础设施和环境第二章 1第三章 空间数据模型1地理空间 是指地球表面及近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域。2地理空间实体 就是对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的结果，简称空间实体。空间实体具有4个基本特征：空间位置特征（几何特征），包括空间实体的位置、大小、形状和分布状况等；属性特征，与空间实体相联系的、表征空间实体本身性质的数据或数量；时间特征；空间关系（拓扑关系）3数据模型 是对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁，是地理信息系统的基础。 4空间实体抽象的三个层次：概念模型概念模型是地理空间中地理事物与现象的抽象概念集，是地理数据的语义解释。逻辑数据模型逻辑数据模型是GIS描述概念数据模型中实体及其关系的逻辑结构。物理数据模型物理数据模型是概念数据模型在计算机内部具体的存储形式和操作机制，即在物理磁盘上如何存放和存取。*5数据编码是实现空间数据的计算机存储、处理和管理，将空间实体（地理要素）按一定的数据结构转换为适合于计算机操作的过程。6数据结构 即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构形式。*7数据建模：把现实世界的一组数据组织成为有用且能反映真实信息的数据集的过程。建模过程：选择一种数据模型对现实世界的数据进行组织；选择一种数据结构来表达该数据模型；选择一种适合于记录该数据结构的文件格式。8概念模型是地理空间中地理事物与现象的抽象概念集，是地理数据的语义解释。分3类：对象模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。按照其空间特征分为点、线、面、体四种基本对象，并与其他分离的对象保持特定的关系，如点、线、面、体之间的拓扑关系。每个对象（要素、实体）对应着一组相关的属性。对象模型一般适合于对具有明确边界的地理现象进行抽象建模。如传统地图包含建筑物、道路、公共设施和管理区域等人文要素以及湖泊、河流、岛屿和森林等自然要素。把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待，如大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等。与对象模型相比，都是描述不连续的地理现象，不同之处在于它需要考虑通过路径相互连接多个地理现象之间的连通情况。网络模型也可以看成对象模型的一个特例，它是由点对象和线对象之间的拓扑空间关系构成的。9逻辑数据模型 是GIS描述概念数据模型中实体及其关系的逻辑结构。分5类：矢量数据模型：适合于用对象模型抽象的地理空间对象。优点：矢量数据模型能够精确地表示点、线及面的实体，并且能方便地进行比例尺变换、投影变换以及输出到笔式绘图仪上或视频显示器上。缺点：观察的尺度或者概括的程度影响着使用原型的种类。栅格数据模型：适宜于用场模型抽象的的空间对象，采用面域或空域的枚举来直接描述空间实体。优点：是不同类型的空间数据层可以进行叠加操作，不需要经过复杂的几何计算。缺点：对于一些变换、运算，如比例尺变换、投影变换等则操作不太方便。矢量栅格一体化数据模型：栅矢一体化数据模型将两种数据模型的优点结合起来，有利于地理空间现象的统一表达。优点：一方面保留了矢量数据模型的全部特性，空间实体具有明确的位置信息，并能建立和描述拓扑关系；另一方面又建立了栅格与实体的联系，即明确了栅格与实体的对应关系。缺点：对空间实体及其描述的数据量增大。镶嵌数据模型：采用