浙江农林大学 地理信息系统 名词解释.doc

地理信息系统：地理信息系统是由计算机硬件、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，以便解决复杂的规则和管理问题。地理数据：是与地理环境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、图形和图象等的总称，包括空间数据、属性数据及时态数据三部分。地理坐标：地面上任意一点的位置，用经、纬度表示。地图投影：是依据一定的数学法则，将地表曲面映射到平面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关系。空间数据库：为GIS提供空间数据的存储和管理方法。空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。空间元数据：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。空间分析：空间分析是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等信息。空间插值:空间插值用于将空间离散的点的测量数据转换为连续的曲面，包括空间内插和外推两种方法。空间拓扑关系:地图上的空间拓扑关系是指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转和拉伸等），但图形关系不变的性质。空间叠合分析:空间叠合分析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。空间缓冲区:空间缓冲区是指地理空间实体的一种影响范围或服务范围。空间数据的内插：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。信息：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的知识，作为生产、管理和决策的依据。游程:游程指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量，也称行程坡向：最大高程变化率所在的方向。DEM:称为数字高程模型，是一种对空间起伏变化的连续表示方法，DEM只包含高程数据。DTM：即数字地形模型，是用数字化的形式表达的地形信息。高斯克吕格投影:高斯投影是以一定的数学法则，将椭球面上的坐标变换到平面上坐标的方法；高斯投影包括高斯正算和高斯反算。仿射变换:是对坐标数据在x和y方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移。拓扑关系：是明确定义空间结构关系的一种数学方法，可描述点、线、面的空间关系，用于空间数据编辑、组织，在GIS空间分析中有重要意义。栅格数据结构:基于栅格模型的数据结构简称栅格数据结构，是将空间分割成规则的网格，称栅格单元，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。游程编码结构：是在栅格数据矩阵中，逐行将相邻同值栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量。几何纠正：为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正。一个完整的GIS主要由五个部分构成，即 系统硬件 、 系统软件 、 空间数据 、应用人员、 应用模型 。GIS中两种最基本的数据结构是 栅格数据结构 和 矢量数据结构 。GIS中的数据库包含：空间数据 和 属性数据 。GIS的基本功能是数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析与统计、产品制作与显示、二次开发和编程。拓扑关系包括 拓扑邻接 、 拓扑关联 、 拓扑包含 三种类型。与其他类型信息相比，地理信息具有 区域性 , 多维性 ，动态变化 三个主要的特性。栅格单元值的选取主要有如下几种方法： 中心点法 、面积占优法、长度占优法、 重要性法 。空间信息查询方式主要有 空间关系查询 、 非空间关系查询 、 结合空间关系和非空间属性的查询 三种方式。空间数据的基本特征：空间特征、属性特征、时间特征。空间数据处理包括：数据编辑、数据变换、数据提取、数据重构。空间数据误差包括：原始误差 和 处理误差 。空间关系查询包括 拓扑关系查询 和 缓冲区查询 。空间关系主要有拓扑空间关系、顺序空间关系、度量空间关系。空间数据查询功能分为：空间关系查询、属性数据查询、空间属性联合查询。地图变形包括长度变形、 面积变形 、 角度变形 三种变形方式。数据是信息的 载体或表达 ，信息是数据的 意义或内容 .北京54坐标系 、西安80坐标系 是我国的两个大地基准面。一个完整的数据库系统应当包括三个组成部分：（1）数据库存储系统（2）数据库管理系统（3）数据库应用系统 。写出二维图形几何变换的齐次坐标比例变换表示方式： 矢量分析涉及3个矢量： 顶点矢量 、 对角线矢量 、法矢量 。高斯投影中1：2.5至1:50万比例尺地形图采用经差6度分带，1:1万比例尺地形图采用经差3度分带信息通常具有如下特点：信息的客观性、信息的适用性、信息的传输性和信息的共享性。地图投影按投影面与地球的相对位置关系分为：正轴投影、斜轴投影和横轴投影等。栅格数据结构的类型分为：栅格矩阵结构、费尔曼链码、游程编码结构、四叉树数据结构。地形因子包括：坡度、坡向、曲面面积、地表粗糙度等。地图本质上是建立现实世界和坐标空间的联系。 要将节点、弧段和多边形之间的拓扑关系表达出来，可以采用：全显式 或 半隐式 信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性四叉树的存储方法有常规四叉树和 线性四叉树 两种。常规四叉树每个节点通常存储 6 个量， 4 个子节点指针， 1 个父节点指针，还有1个 节点值 。地理信息系统有哪些应用功能？ 答：地理信息系统的应用功能有： 资源管理：分布、利用、动态； 区域规划：综合分析资源、环境、人口、经济等多因素 国土监测：森林火灾、洪灾、旱灾监测评估 辅助决策：市场时空分析简述地图投影的分类，并说出右图所示地图投影的名次。 答：地图投影的分类： 按变形性质分：等面积投影：投影前后面积不变； 等角投影：投影前后形状不变； 任意投影：在投影前后同时存在着长度、角度和面积的变形，它既不等角又不等面积。 按构成方法分：几何投影（包括圆锥投影：投影面为圆锥、横圆柱投影：投影面为横圆柱、方位投影：投影面为平面，等） 非几何投影（包括伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影等） 右图所示的是高斯-克吕格投影。栅格数据结构与矢量数据结构的比较。优点缺点矢量数据结构1. 便于面向对象的数据表示；2. 数据结构紧凑，冗余度低；3. 便于网络分析；4. 图形显示质量好，精度高1. 数据结构复杂；2. 软硬件技术要求高；3. 多边形叠合分析比较困难；4. 显示与绘图成本比较高。栅格数据结构 1. 数据结构简单；2. 空间分析及地理现象的模拟比较容易；3. 有利于与遥感数据的匹配应用和分析；4. 输出方法快速，成本比较低。1. 图形数据量大；2. 投影转换比较难；3. 栅格地图的图形质量差；4. 不易表示空间拓扑关系。为什么说拓扑关系对地理信息系统的数据处理和空间分析有重要的意义？答：拓扑关系对GIS数据处理和空间分析有三点重意义：1、关系不需要坐标或计算距离，就可以确定地理实体之间的空间位置关系。拓扑数据比几何数据具有更大的稳定性。不受比例尺限制，也不随投影关系变化。几何形状不同，拓扑关系可能相同。2、拓扑数据有利于空间要素的查询。3、利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。数据与信息及其关系？1、是信息的载体或表达，信息是数据的意义或内容。2、的记录形式或格式多样，但其中包含的信息内容不会改变。3、据进行处理（即数据处理，包括数据收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作）的目的是数据解释获得数据中包含的信息。已知具有6个顶点的有向网络图及各边长度，请用Dijkstra算法计算从源点到其它各顶点的最短路径。131531182016572724第一步：初始化第二步：在M中，最小距离，第三步：在M中，最小距离第四步：在M中，最小距离第五步：在M中，最小距离第六步：在M中，最小距离根据DIST和PRED生成从顶点v1到其它顶点的最短路径：到：最短路径：；距离：46到：最短路径：；距离：47到：最短路径：；距离：15到：最短路径：；距离：31到：最短路径：；距离：13最短路径图：1315311816什么是空间数据库？其主要特点是什么？答：空间数据库是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。特点：（a）数据量特别大；（b）不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系；（c）数据应用广泛。高斯-克吕格投影的变形特点？（1）中央经线上没有任何变形，满足中央经线投影后保持长度不变的条件；（2）除中央经线上的长度比为1外，其他任何点上长度比均大于1；（3）在同一条纬线上，离中央经线越远，变形越大，最大值位于投影带的边缘。 （4）在同一条经线上，纬度越低，变形越大，变形最大值位于赤道上；（5）投影属于等角性质，故没有角度变形，面积比为长度比的平方；（6）长度比的等变形线平行于中央子午线。什么是地图投影变形，类型有哪几种？ 地图投影时，把球面上的经纬网转换到投影平面上，必然产生变形，这种变形称为地图投影变形。包括：长度变形、面积变形和角度变形矢量与栅格数据结构的比较优点缺点矢量数据结构1.便于面向对象的数据表示2.数据结构紧凑，冗余度低3.便于网络分析4.图形显示质量好，精度高1.数据结构复杂2.软硬件技术要求高3.多边形叠合分析比较困难4.显示与绘图成本比较高栅格数据结构1.数据结构简单2.空间分析及地理现象的模拟比较容易3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析4.输出方法快速，成本比较低1.图形数据量大2.投影转换比较难3.栅格地图的图形质量差4.不易表示空间拓扑关系试分析地理信息系统中数据的误差来源 空间数据质量问题实际上是伴随着数据的采集、处理和应用过程而产生并表现出来的，其误差来源可以分为以下几个部分：1）数据采集：野外测量误差、遥感数据误差、地图数据误差；2）数据输入：数字化误差、不同系统格式转换误差；3）数据存储：数值精度不够、空间精度不够；4）数据处理：分类间隔不合理、多层数据叠加引起的误差传播；5）数据输出：输出设备的不精确、输出媒介不稳定；6）数据使用：数据误解、数据使用不当。什么是缓冲区分析？请举例说明它有什么用途。 缓冲区是指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一。 例如：1）某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析；2）要分析因道路拓宽而需拆除的建筑物和需搬迁的居民，则需进行线缓冲区分析；3）对野生动物栖息地的评价中，动物的活动区域往往是在距它们生存所需的水源或栖息地一定距离的范围内，为此可用面缓冲区进行分析。兰伯特投影的分布规律？ （1）角度没有变形。 （2）两条标准纬线上没有任何变形。 （3）等变形线和纬线一致，即同一条纬线上的变形处处相等。 （4）在同一条经线上，两标准纬线外侧为正变形（长度比大于1），而两标准纬线间为负变形（长度比小于1）。变形比较均匀，变形绝对值也比较小。 （5）同一纬线上等经差的线段长度相等，两条纬线间的经纬线长度也处处相等。什么是空间叠合分析？它有哪些类型？空间叠合分析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的对应关系。常用于搜索同时具有集中地理属性的分布区域。类型：1.基于矢量数据的叠合分析 2.基于栅格数据的叠合分析试述地理信息系统的发展阶段与发展趋势（一）发展阶段：1.20世纪60年代，摇篮（开拓）时期2.70年代，蓬勃（巩固）发展时期3.80年代，普及和推广应用（大发展）阶段4.90年代，广泛应用阶段5.进入21世纪后，应用普及阶段（二）发展趋势： 集成化、产业化、网络化、地理信息科学产生、1.地理信息系统已成为一门综合性技术2.地理信息系统产业化的发展势头强劲3.地理信息系统网络化已成为当今社会的热点4.地理信息科学的产生和发展简述空间关系的类型及其概念空间拓扑关系：拓扑变换下保持不变的关系；空间顺序关系：描述实体在地理空间上的排列顺序的关系；空间量度关系：描述空间实体的距离远近关系，一般用欧式距离表示。地理信息系统有哪几个主要组成部分组成？它的基本功能有哪些？ 地理信息系统的主要组成部分有：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型；其基本功能有：数据采集与编辑、数据储存与管理、数据处理和变换、空间分析和统计、产品制作与演示、二次开发和编程等。试述数据与信息及其关系?答： 数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况，包括数字、文字、符号、图形、图像多种形式。数据是载荷信息的物理符号，本身并没有意义。 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的知识，作为生产、管理和决策的依据。具有客观性、适用性、传输性、共享性等特点，是当代社会发展的重要资源。数据与信息的关系：数据是信息的载体或表达，信息是数据的意义或内容；数据的记录形式或格式多样，但其中包含的信息内容不会改变；对数据进行处理的目的是数据解释获得数据中包含的的信息；你对地理信息系统社会的发展趋势是怎么理解的？答：当前地理信息系统正向集成化、产业化、和社会化发展方向迈进，呈现以下发展趋势： 1）地理信息系统已成为一门综合性技术，地理信息系统不仅与全球卫星定位系统（GPS） 、 遥感（RS）构成“3S”集成系统，而且与 CAD、多媒体、通信、英特网、办公自动化、虚 拟现实等多种技术相结合，构成了综合的信息技术； 2）地理信息系统产业化的发展势头强劲，地理信息系统及其产业化的发展日益受到各国普 遍关注， 许多基础地理信息数字化产品和大批专业地理