gis考试资料概述

1、第一章GIS的定义：以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。GIS的特征：(1)数据的空间定位特征 (2)空间关系处理的复杂性 (3)海量数据管理能力GIS的分类：按内容分类：(1)专题地理信息系统 (2)区域信息系统 (3)地理信息系统工具按提供性能：(1)空间管理型GIS (2)空间分析型GIS (3)空间决策型GIS按系统开发：(1)最终用户用GIS (2)专业人士用GIS (3)软件开发者/系统集成者用GIS按系统

2、结构：(1)单机GIS (2) 网络GIS按数据结构：(1)矢量数据结构GIS (2) 栅格数据结构GIS (3) 混合型数据结构GIS的组成：主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。GIS的基本功能：(1)数据的输入与编辑 (2)数据的存储与管理(3)空间查询及分析 (4)数据的输出 (5)二次开发GIS的研究内容：基本理论研究：(1)研究GIS的概念、定义和内涵 (2)研究理论体系、特点、功能、任务(3)研究GIS的历史和发展方向技术系统设计：(1)硬件设计与配置 (2)数据结构及表示 (3)地理信息系统工具(4)输入、输出系统 (5

3、)空间数据管理 (6)用户界面、工具设计应用方法研究：(1)应用系统设计 (2)专题分析模型 (3)数据采集与检验 (4)地学专家系统地理信息：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对地理数据的解释。地理数据：地理数据 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、图像和图形等的总称。信息系统的类型：(1)事务处理系统 (2)管理信息系统 (3)决策支持系统 (4)人工智能和专家3S：地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感(RS)5S：3S + 地球观测系统(EOS)、数据摄影测量系统(DPS)空间数据：(

4、1)某个已知坐标系中的位置 (2)实体间的空间关系 (3)与几何位置无关的属性GIS与CAD和CAM的区别：(1)CAD不能建立地理坐标系和完成地理坐标变换 (2)GIS的数据量比CAD、CAM大得多，结构更为复杂，数据间联系紧密，这是因为GIS涉及的区域广泛，精度要求高，变化复杂，要素众多，相互关联，单一结构难以完整描述 (3)CAD和CAM不具备GIS具有地理意义的空间查询和分析功能。第三章地理空间：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，地球上最复杂的物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程就发生在该区域。空间实体：对复杂地理事物和现象

5、进行简化抽象得到的结果，简称空间实体，它们的一个典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此之间的相互关系。空间实体具有4个特征：空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关系特征。数据概念模型：对象模型：也称作要素模型。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，对象也可能由其他对象构成复杂对象，并且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。每个对象对应着一组相关的属性以区分各个不同的对象。场模型：也称作域（field）模型。是把地理空间中的现象作为连续的变量或

6、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。根据不同的应用，场可以表现为二维或三维。网络模型：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。网络是由欧式空间R2中的若干点及它们之间相互连接的线（段）构成。现实世界许多地理事物和现象可以构成网络，如公路、铁路、通讯线路、管道、自然界中的物质流、物量流和信息流等，都可以表示成相应的点之间的连线，由此构成现实世界中多种多样的地理网络。 空间数据类型：几何图形数据：来源于各种类型的地图和实测几何数据。几何图形数据不仅反映空间实体的地理位置，还要反映实体间的空间关系。影像数据：主要来源于卫星遥感、航空遥

7、感和摄影测量等。属性数据：来源于实测数据，文字报告，或地图中的各类符号说明，以及从遥感影像数据通过解释得到的信息等。地形数据：来源于地形等高线图中的数字化，已建立的格网状的数字化高程模型（DTM），或其他形式表示的地形表面（如TIN）等。元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据，如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、元数据比例尺、地理空间参考基准、数据转换方法等。空间关系包括：(1)空间拓扑关系 (2)顺序空间关系 (3)度量空间关系拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等关系；顺序空间关系：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体之间前

8、后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系；度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系。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。地图上各种图形的形状、大小会随图形的变形而改变，但是图形要素间的邻接关系、关联关系、包含关系和连通关系保持不变。拓扑关系的表达方式分为：显示表示和隐式表示显示表示：就是将网结构元素（结点、弧段、面域）间的拓扑关系数据化，并作为地图数据的一部分给以存储。隐式表示：不直接存储拓扑关系，而是由几何数据临时推导生成所需的拓扑关系。拓扑和非拓扑属性建立拓扑关系的意义：(1)拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐

9、标关系有更大的稳定性，不随投影变换而变化。(2)利用拓扑关系有利于空间要素的查询(3)可以根据拓扑关系重建地理实体。空间逻辑数据模型：(1)矢量数据模型 (2)栅格数据模型 (3)矢量-栅格一体化模型(4)镶嵌数据模型(规则和不规则) (5)面向对象数据模型矢量数据模型：以矢量方式组织数据、用于对实际地理空间的现象和特征进行模拟和演示的数据模型。 特点：可以明确的描述图形要素间的拓扑关系。适合各种比例尺。栅格数据模型：适用于场模型抽象的的空间对象。栅格用数字矩阵来表示，地理空间坐标隐含在矩阵的行列上。 特点：优点：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

10、换、运算，如比例尺变换、投影变换等则操作不太方便。 矢量-栅格一体化模型：对地理空间实体同时按矢量数据模型和栅格数据模型来表述。特点：将矢量数据模型和栅格数据模型的特点有机地结合在一起。镶嵌数据模型：采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然界不规则的地理单元，适合于用场模型抽象的地理现象。特点：面向对象数据模型：应用面向对象方法描述空间实体及其相互关系，特别适合于采用对象模型抽象和建模的空间实体的表达。 特点：Voronoi多边形定义：由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。Voronoi多边形的特点：组成多边形的边总是与两相邻样点的连线垂直，并且多边形内的任何位置总是离该多边形

11、内样点的距离最近，离相邻多边形内样点的距离远，且每个多边形内包含且仅包含一个样点。Delaunay三角网定义：空圆特性：Delaunay三角网是唯一的（任意四点不能共圆），在Delaunay三角形网中任一三角形的外接圆范围内不会有其它点存在。最大化最小角特性：在散点集可能形成的三角剖分中，Delaunay三角剖分所形成的三角形的最小角最大。具体的说是指在两个相邻的三角形构成凸四边形的对角线，在相互交换后，六个内角的最小角不再增大。Delaunay三角网特点：1.最接近：以最近临的三点形成三角形，且各线段(三角形的边)皆不相交。2.唯一性：不论从区域何处开始构建，最终都将得到一致的结果。3.最优

12、性：任意两个相邻三角形形成的凸四边形的对角线如果可以互换的话，那么两个三角形六个内角中最小的角度不会变大。4.最规则：如果将三角网中的每个三角形的最小角进行升序排列，则Delaunay三角网的排列得到的数值最大。5.区域性：新增、删除、移动某一个顶点时只会影响临近的三角形。6.具有凸多边形的外壳：三角网最外层的边界形成一个凸多边形的外壳。第四章栅格数据结构：以规则栅格阵列表示空间对象的数据结构。栅格代码的确定：中心归属法：每个栅格单元的值由该栅格的中心点所在的面域的属性来确定。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。面积占优法：每个栅格单元的值由该栅格中单元面积最大的

13、实体的属性来确定。重要性发： 根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物的类型作为栅格单元的属性值。栅格结构编码方式：直接栅格编码：完全栅格数据结构。将栅格看作一个数据矩阵，逐行逐个记录栅格单元的值。游程长度编码：1) 只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同的代码重复的个数，从而实现数据的压缩。 2) 逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码块码：块码是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置（行、列号）和半径，再加上记录单位的代码组成。链码：链式编码又称弗里曼链码或世界链码。它由某一原始点和一系列

14、在基本方向上数字确定的单位矢量链。基本方向有东、东南、南、西南、西、西北、北、东北等8个，每个后继点位于其前继点可能的8个基本方位之一。四叉树编码：又名四元树编码，可以通俗理解为一个具有四分枝结构的树，它具有栅格数据二维空间分布的特征二维行程编码：类似于传统的一维行程编码，对应线性表先记录入口地址和格网值，一次扫描线性表，若后一格网值不等于前一格网的值，记录后一格网的地址码和相应的格网值。在这种二维行程编码中，前后两个地址码之差表达了该行程段的格网数，它可以表达该子块的大小。数据栅格类型：(1)卫星遥感影像 (2)数字正射影像 (3)数字高程模型模型(4)图像文件 (5)数字栅格地图 (6)特

15、定地理信息系统软件的栅格数据矢量结构：即通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体。矢量数据结构包括：实体数据结构、拓扑数据结构。实体数据结构：也称spaghetti数据结构，是指构成多边形边界的各个线段，以多边形为单元进行组织。按照这种数据结构，边界坐标数据和多边形单元实体一一对应，各个多边形边界点都单独编码并记录坐标。拓扑数据结构：具有拓扑关系的矢量数据结构就是拓扑数据结构。拓扑数据结构包括：索引式、双重独立编码结构(DIME)、链状双重独立编码结构。索引式：采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息。双重独立编码结构：对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的节点及

16、相邻面域来予以定义。链状双重独立编码结构：将若干直线段合为一个弧段（或链段），每个弧段可以有许多中间点。矢栅一体化数据结构：将矢量面向对象的方法和栅格像元填充的方法结合起来，具体采用填满线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础。镶嵌数据结构：以规则或不规则的多边形进行空间划分的镶嵌数据模型的数据结构。Voronoi数据结构：以Voronoi 面块单元来组织Voronoi多边形数据。TIN数据结构：可采用类似于多边形的矢量数据结构。TIN将无重复点的散乱数据点集按某种规则进行三角剖分,使这些散乱点形成连续但不重叠的不规则三角面片网。拓扑编辑：点编辑：左右多边形形成一个循环，终

17、点指向结点多边形编辑：起点和重点形成一个循环，左多边形指向目标多边形栅格与矢量结构的优缺点：矢量数据栅格化：确定栅格单元大小， 点的转换 线的转换：曲线用折线表示，折线由线段表示 面的转换：多边形边界线的转换，面的填充。栅格数据矢量化：二值化：设定一个阈值T，用T将图像的数据分成两部分：大于T的像素群和小于T的像素群。细化：删除图像边缘满足一定条件的像素，最终得到单像素宽带骨架。Shapefile：描述空间数据的几何和属性特征的非拓扑实体矢量数据结构的一种格式。Coverage：空间数据与属性数据关联。矢量数据间的拓扑关系得以保存。Geodatabse ：1.Personal Geodatab

18、se 用来存储小数据量数据，存储在Access的mdb格式中。2.ArcSDE Geodatabse 存储大型数据，存储在大型数据库中Oracle,Sql Server,DB2等，可以实现并发操作。第五章GIS中图形数据的特征：(1)空间特征 (2)非结构化特征 (3)空间关系特征 (4)分类编码特征 (5)多尺度特征 (6)海量性特征空间特征：包括空间位置（坐标）和空间分布，这就要求GIS除了必须具备通用数据库管理系统或文件系统的关键字索引和辅助关键字索引之外，还需建立空间索引机制。非结构化特征：弧段点记录是不确定的；多边形记录可能是多条弧段的嵌套；这种变长记录和不定结构的要求，是一般关系数

19、据库所不能满足的。空间关系特征：空间数据除了要描述地理实体的空间坐标和空间分布之外，还要描述地理实体之间的空间关系以及实体组成元素之间的拓扑关系。分类编码特征：为了惟一识别地理实体和共享空间数据，每一个地理实体均分配一个分类编码；这种编码可能是按国家标准、行业标准或地区标准进行的，也可能是全球性的；通过分类编码将空间数据和属性数据关联起来。多尺度特征：由于空间认识水平、认知精度和比例尺等不同，地理实体的表现形式也不相同；这就要求空间数据库具备有效的多尺度空间数据组织与管理功能，这也是一般关系型数据库所不具备的。 海量性特征：由于地理区域的广大性、地理数据的多源性以及空间数据分辨率的不断提高，G

20、IS中的数据量往往要比一般事务性信息系统的数据量大得多；例如，一个城市GIS数据量可能达几十个GB，若考虑影像数据的存储，则可能超过几百个GB；因为数据量巨大，需要在二维空间上划分为块和图幅、在垂直方向上划分为层来进行管理。关系模型描述空间数据存在的问题：(1)缺乏构造复杂对象的能力(2)数据类型少 不支持抽象数据类型(3)缺乏语义表达能力，即语义贫乏(4)表形式不适用表示图形数据传统的地理数据模型：空间数据管理系统的模式的类型：全文件管理系统：将属性数据和空间数据均放在文件系统中进行管理。文件和关系数据库混合系统：图形用数据文件存储，属性用关系数据库表存储。两者通过标识符相联结。全关系型数据

21、库系统管理：图形数据和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理，管理数据库管理系统不作任何扩展，由GIS软件商在此基础上进行开发。对象关系型数据库系统：对关系数据库进行扩充，使之能直接存储非结构化的空间数据，形成对象。面向对象型数据库系统：把面向对象的方法和数据库技术结合起来可以使数据库系统的分析、设计最大程度地与人们对客观世界的认识相一致。复杂对象：是指具有复杂结构和操作的对象。复杂对象可以由多种关系聚合抽象而成，或由不同类型的对象构成，或具有复杂的嵌套关系等。复杂对象的特点：(1)一个复杂对象由多个成员对象构成，每个成员对象又可参与其他对象的构成。(2)具有多种数据结构。(3)一个复杂对象

22、的不同部分可由不同的数据模型所支持。面向对象地理模型的特点：(1)可充分利用现有数据模型的优点(2)具有可扩充性(3)可以模拟和操纵复杂对象空间索引： 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，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。索引类型：格网型空间索引、四叉树索引(线性和层次)、BSP树空间索引、R树和R+树、CELL树遥感影像数据管理模式：基于文件的遥感影像数据库管理系统：由于遥感影像的数据特点和系统性能等方面的因素制约，大部分GIS软件和遥感图像处理软件都是采用文件方式来管理遥感影像数据。基于关系数据库的遥

23、感影像数据库管理系统：遥感影像数据库包含的内容包括：图像数据本身、大量的图像元数据信息，另外遥感图像数据本身还具有多数据源、多时相等特点。跨带问题：分带的方式可以限制投影变形，但带来投影不连续的问题。两个相邻投影带的公共边缘子午线，在两带投影平面上弯曲方向相反，使得分属两个带的正射影像图不能拼接起来。当进行图像漫游时，图框显示窗口从一个投影带向另一个投影带过渡时，漫游窗口的范围正好跨越两个投影带，即产生跨带问题。跨带问题处理：采用跨带漫游算法1. 主投影带2. 跨带状态3. 建立主带坐标系与邻带坐标系的线性变换关系4. 将邻带的图像经投影变换纠正到主带上5. 将主带漫游窗口内的图像与邻带经过投

24、影变换后的图像做镶嵌处理大型遥感影像数据库的关键技术：1.影像分块技术：由于在海量影像数据库中，每次调用和使用的图像数据只是数据库中的一小部分，如何高效地组织和管理数据，数据分块是影像数据库的关键。通过数据分块可以减少数据的网络传输数据量，方便数据压缩和有利于在计算机的内存中图像数据进行运算处理。2.空间索引与影像存取：格网索引是最适合的空间索引机制，因为影像数据库中的数据是按照分块的方式存储的，而且数据块的划分非常规则并且彼此之间没有重叠。3.影像金字塔的建立：为了提高影像数据库的实时显示速度、快速地获得多尺度的影像信息，需要对不同尺度的影像信息进行有效的组织管理。影像金字塔是指在统一的空间

25、参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。第六章数字化仪采用两种数字化方式：点方式和流方式点方式：点方式是当录入人员按下游标(Puck)的按键时，向计算机发送一个点的坐标。流方式：流方式录入能够加快线或多边形地物的录入速度，在录入过程中，当录入人员沿着曲线移动游标时，能够自动记录经过点的坐标。曲线离散化算法：1）在曲线首尾两点A、B之间连接一条直线段AB，该直线称为曲线的弦；2）得到曲线上离该直线段距离最大的点C，并计算其与AB的距离d；3）比较该距离与预先给定阈值的大小，如果小于，则将该直线段作为曲线的近似，该段曲线处理完毕；4）如果距离

26、大于阈值，则用C将曲线分为两段AC和BC，并分别对两段曲线进行1-3步的处理。5）当所有曲线都处理完毕后，依次连接各个分割点形成的折线，即可以作为曲线的近似。伪节点：使一条完整的线变成两段，造成伪节点的原因常常是没有一次录入完毕一条线。悬挂节点：如果一个节点只与一条线相连接，那么该节点称为悬挂节点，悬挂节点有多边形不封闭、不及和过头，节点不重合等几种情形。“碎屑”多边形或“条带”多边形：碎屑多边形一般由于重复录入引起，由于前后两次录入同一条线的位置不可能完全一致，造成了“碎屑”多边形。另外，由于用不同比例尺的地图进行数据更新，也可能产生“碎屑”多边形。不正规的多边形：不正规的多边形是由于输入线

27、时，点的次序倒置或者位置不准确引起的。在进行拓扑生成时，同样会产生“碎屑”多边形。多边形拓扑关系的自动建立算法：建立拓扑的算法如下：（1）得到第一条弧段A，并设置为当前弧段；（2）判断PL(A)和PR(A)是否为空。如果都非空，转到第一步，当所有弧段处理完毕后，算法结束；（3）如果左多边形为空，则创建一个新的多边形P，多边形的第一条弧段为当前弧段，并设置PL(A)=P，设置搜寻起始节点为N0=Ns(A)，搜寻当前节点为NC=NE(A)。如果右多边形为空，则创建一个新的多边形P，多边形的第一条弧段为当前弧段，并设置PR(A)=P，设置搜寻起始节点N0=NE(A)，搜寻当前节点NC=NS(A)。（

28、4）判断N0和NC是否相等，如果是，则多边形所有弧段都已经找到，转到第一步。（5）检查与当前节点相连接的、已经排列好的弧段序列，将当前弧段的下一条弧段A'作为多边形的第二条弧段。（6）如果NC=NS(A')，设置PL(A')=P，NC=NE(A')；如果NC= NE(A')，设置PR(A')=P，NC=NS(A')，转到第四步。细化预处理：去除毛刺噪声影响、去除孔洞及凹陷噪声。去除毛刺噪声的影响：按点阵格式扫描图像上每一像素，只要图像相应区域与右图中的模板（包括其三次900旋转）匹配，则判定为毛刺，对应于模板中心的像素数值变为0。去除孔洞

29、及凹陷噪声：采用右图模板进行处理，只要图像对应区域与该模板（包括其三次90O旋转）匹配，则区域中心点数值变为1。细化算法步骤如下：1：对于栅格图像中的每个点p，进行如下操作：如果2£N(p)£6并且T(p)=1并且pNpSpE=0（并且pWpEpS=0），则标志p点；2：将所有被标志的栅格点赋值为0，如果没有被标志的点，则算法结束；3：对于栅格图像中的每个点p，进行如下操作：如果2£N(p)£6并且T(p)=1并且pNpSpW=0（并且pWpEpN=0），则标志p点；4：将所有被标志的栅格点赋值为0，如果没有被标志的点，则算法结束；5：转到第一步。边缘匹

30、配：利用一定的算法对矢量要素的边缘进行识别、处理和融合的过程。仿射变换的定义：仿射变换的实质是两坐标系间的旋转变换仿射变换的特点：(1)直线变换后仍为直线(2)平行线变换后仍为平行线(3)不同方向上的长度比发生变化第七章空间数据查询检索分为：属性查图形、图形查属性。属性查图形：按属性信息的要求来查询定位空间位置。图形查属性：根据对象的空间位置查询有关属性信息。欧拉函数：用来计算多边形的破碎程度和孔的数目。欧拉函数的结果是一个数，称为欧拉数。欧拉数=（孔数）-（碎片数-1）质心：通常定义为一个多边形或面的几何中心。理解平均中心、加权平均中心、几何中心距离：描述了两个事物或实体之间的远近程度。欧氏

31、距离：在m维空间中两个点之间的真实距离。耗费距离：考虑到阻力影响，计算的距离称为耗费距离。距离表面：一个地点到所有其它地点的距离，这时得到的距离是一个距离表面。曼哈顿距离：用以标明两个点上在标准坐标系上的绝对轴距总和。第八章缓冲区：缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。缓冲区的建立：对象 Oi 的半径为R的缓冲区Bi为距Oi的距离d小于R的全部点的集合。缓冲区分析的应用：用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度。叠加分析：是指在统一空间参

32、考系统下，通过对两个数据进行的一系列集合运算，产生新数据的过程。叠加分析分类：(1)视觉信息叠加 (2)点与多边形叠加 (3)线与多边形叠加 (4)多边形叠加 (5)栅格图层叠加视觉信息叠加：将不同侧面的信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上，以便研究者判断其相互空间关系，获得更为丰富的空间信息。点与多边形叠加：点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的包含关系。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。线与多边形叠加：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。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

33、综合了原来两层或多层的属性。栅格图层叠加：作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算，在地理信息系统中称为地图代数。(地图代数功能有三种不同的类型：（1）基于常数对数据层面进行的代数运算；（2）基于数学变换对数据层面进行的数学变换（指数、对数、三角变换等）；（3）多个数据层面的代数运算（加、减、乘、除、乘方等）和逻辑运算（与、或、非、异或等）。)网络结构的评估指标：指数：一个网络实际连接数目和最大可能连接数目的比值。指数：网络中实际的回路数与最大回路数的比值。网络直径：一个连通的网络中任意结点到其他结点最短距离所需的最大步测数。网络的连通性：一个网络的连通性可通过建立一个被称为C矩阵的矩阵集

34、合来检验。C1 表示第一阶连通矩阵，是结点之间的直接连接。C2 = C1 * C1， C3 = C1 * C2T = C1 + C2 + C3最短路径算法描述：1）用带权的邻接矩阵Cost来表示带权的n个节点的有向图，Costi,j表示弧<vi,vj>的权值，如果从vi到vj不连通，则Costi,j=。下图表示了一个带权有向图以及其邻接矩阵。然后，引进一个辅助向量Dist，每个分量Disti表示从起始点到每个终点vi的最短路径长度。假定起始点在有向图中的序号为i0，并设定该向量的初始值为： Disti=Costi0,i 令S为已经找到的从起点出发的最短路径的终点的集合。2）选择Vj

35、，使得Distj=Min Disti|ViV-S viVvj就是当前求得的一条从vi0出发的最短路径的终点，令S=Svj3）修改从vi0出发到集合V-S中任意一顶点vk的最短路径长度。如果Distj+Costj,k<Distk则修改Distk为： Distk=Distj+Costj,k4）重复第2、3步操作共n-1次，由此求得从vi0出发的到图上各个顶点的最短路径是依路径长度递增的序列。泰森多边形的定义：设平面上有n个互不重叠的离散点，则其中的任意一个离散数据点Pi都有一个邻近范围Bi，在Bi中的任一个点同Pi点之间距离小于它同其他离散数据点之间的距离。这里的Bi域是一个不规则的多边形，

36、该多边形称为泰森多边形。泰森多边形的自动建立：离散点自动构建三角网找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号，并记录下来。对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排列，以便下一步连接生成泰森多边形。计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之。根据每个离散点的相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形。泰森多边形可用于：定性分析、统计分析、邻近分析等。例如，可以用离散点的性质来描述泰森多边形区域的性质；可用离散点的数据来计算泰森多边形区域的数据；判断一个离散点与其它哪些离散点相邻时，可根据泰森多边形直接得出，且若泰森多边形是n边形，则就与n个离散点相邻；当某一数据点落入某一泰森多边形中时，它与相应的离

37、散点最邻近，无需计算距离。第九章数字地面模型(DTM)：描述地面诸特性空间分布特征的有序数值阵列。数字高程模型(DEM)：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。等值线：等值线是指XY平面上f（x，y）c的轨迹分布线。等值线的自动绘制：一、离散点网格化二、等值线的自动绘制：1）求等值线与网格边界的交点。当网格步长取得足够小时，等值线和网格边界的交点可用线性插值方法求出。2）起始点的搜索3）等值线的跟踪： a.跟踪状态分析 b. 方向的选择4）终点的确定格网DEM：DEM最常用的形式，其数据的组织类似于图像栅格数据，只是每个单元的值是高程值，即格网DEM是一种高程矩阵。格网DEM的

38、优点：(1)数据结构简单，很容易地用计算机进行处理，特别是栅格数据结构的地理信息系统。(2)可以很容易地计算等高线、坡度、坡向、山坡阴影和自动提取流域地形。格网DEM的缺点：(1)在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余。(2)在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象。不规则三角网：将无重复点的散乱数据点集按某种规则(如Delaunay 规则) 进行三角剖分,使这些散乱点形成连续但不重叠的不规则三角面片网,并以此来描述3D 物体的表面。狄洛尼（Delaunay）三角网：为相互邻接且互相不重叠的三角形的集合，每一个三角形的外接圆内不不含其他的点。局部优化过程LOP：先求出包含新插入点p的

39、外接圆的三角形，这种三角形称为影响三角形（Influence Triangulation）。删除影响三角形的公共边（图b中粗线），将p与全部影响三角形的顶点连接，完成p点在原Delaunay三角形中的插入。不规则三角网DEM与格网DEM相比具有那些优点：不规则网DEM可以随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置，因而它能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。三角网的存储方式：包括点文件和三角形文件点文件：存储点的坐标信息三角形文件：存储三角形三个顶点的点序号，以及邻接三角形的序号。格网DEM转成TIN：1）筛选要保留或丢弃的格网点(保留重要点法和启发丢弃法)。2）判断停止筛选的条件。保留重要点法：保留规则格网DEM中的重要点，然后用其构造TIN。算法实现：由3*3的模板得到中心点P和8邻点的高程值，计算中心点P到直线AE，CG，BF，DH的距离，再计算4个距离的平均值。如果平均值超过阈值，P点为重要点，则保留，否则去除P点。TIN转成格网D