防灾科技学院GIS地理信息系统总复习

1、1. 地理信息系统GISGeographic Information System (地理信息系统)，GIS就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分析等；还能查询、检索、修改、输出、更新等。地理信息系统具有数据输入、预处理功能、数据编辑功能、数据存储与管理功能、数据查询与检索功能、数据分析功能、数据显示与结果输出功能、数据更新功能等。2. 3S集成3S是全球定位系统GPS（Global Positioning System）；遥感RS（Remote Sensing）和地理信息系统GIS（Geogra

2、phic Information System）的简称。3S技术是指GIS、RS、GPS技术的综合或一体化形成的集成系统。在这种集成系统中，GPS主要用于实时、快速地提供目标、各类传感器和运载平台的空间位置；RS用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息，发现地球表面的各种变化，及时地对GIS的空间数据进行更新；GIS则是对多种来源的时空数据综合处理、动态存储、集成管理、分析加工，作为新的集成系统的基础平台，并为智能化数据采集提供地学知识。3. 矢量数据结构矢量数据模型是以点为基本单位描述地理实体的分布特征，即每一个地理实体都看作是由点组成的。常用的矢量数据结构有简单矢量数据结构、拓

3、扑数据结构和不规则三角网数据结构三种。4.栅格数据结构栅格数据结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。常用的栅格数据结构有栅格矩阵、游程编码、链编码、四叉树。5.不规则三角网（TIN）数据结构 不规则三角网（Triangulated Irregular Network，简称TIN）是根据一系列不规则分布的数据点产生的，每个数据点由（x，y，z）表示，这里x，y为点的坐标，z为所表示的地理实体在该点的属性值，如高程值、温度值等。6.面向对象的特性面向对象具有以下三个特性：封装性、继承性和多态性。7.空间数据库空间数据库是空间数据库系统

4、的简称。是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。空间数据库（SDB）是GIS中空间数据的存储场所。空间数据库系统(SDBS)一般包括空间数据库、空间数据库管理系统和空间数据库应用系统三个部分。8.数据字典数据库的重要部分是数据字典。数据字典用于描述数据库的整体结构、数据内容和定义等。数据库的总体组织结构、数据库总体设计的框架、各数据层详细内容的定义及结构、数据命名的定义元数据等内容。数据库数据字典是一组表和视图结构。它们存放在SYSTEM表空间中。9.空间查询数据定义DDL (Data Definition Language ) 实现数据表、数据视图的框架定义

5、，建立索引。 数据管理DML (Data Manipulation Language)实现数据的追加、删除、插入、维护等数据管理。 数据控制DCL (Data Control Language)实现事务、进程管理，对安全性进行控制。10.地理信息系统的学科基础11.GIS处理的对象是同时具有空间特征、属性特征和时空特征的空间数据。12.比例尺：地图上一条直线段的长度与其在地面上相应的水平投影长度之比。地图比例尺主要有三种形式：数字式、说明式和图解式。13.点、线、面之间的拓扑关系14.拓扑关系对GIS空间分析的意义第一，拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，

6、不随地图投影而变化；第二，拓扑有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题（如区域的邻接和相邻问题分析）；第三，根据拓扑关系可重建地理实体，这对于虚拟GIS发展很有利。15.地理数据或实体分层基本原则 不同的图形对象类型存放在不同的图层； 基础地理数据作为单独图层； 依系统对各种数据的处理方式不同而分层存放。16.地理数据或实体分层的目的（1）空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的管理就简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往往比较单一，数据量也相对较小，管理起来就相对简单。（2）对分层的空间数据进行查询时，不需要对所有空间数据进行查询，只需要对某一层空间数据进行查询即可

7、，因而可加快查询速度。（3）分层后的空间数据，由于便于任意选择需要显示的图层，因而增加了图形显示的灵活性。（4）对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析，特别有利于地图的叠加分析。17.与GIS有关的坐标系统主要有： 地理坐标，属于球面坐标系统； 投影坐标，属于平面坐标系统。18.地面点到大地水准面的高程，称为绝对高程。19.将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影。地图投影的基本方法就是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上。包括：长度变形、面积变形和角度变形。20.GIS中地图投影的意义GIS以地图方式显示地理信息，而地图是平面，地理信息则在地球椭球上，因此地

8、图投影在GIS中不可缺少。GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换变换成指定投影的平面坐标。GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。21.地图投影在GIS中的作用（1）GIS以地图方式显示地理信息。地图是平面，而地理信息则是在地球椭球面上，因此地图投影在GIS中不可缺少。投影是一个GIS项目的首要任务。 （2）GIS数据库中地理数据以地理坐标存储时，则以地图为数据源的空间数据必须通

9、过投影变换转换成地理坐标；而输出或显示时，则要将地理坐标表示的空间数据通过投影变换转换成指定投影的平面坐标。 （3）在GIS中，地理数据的显示可根据用户的需要而指定投影方式，但当所显示的地图与国家基本地图系列的比例尺一致时，一般采用国家基本系列地图所用的投影。22. 统一地图投影系统的要求各国家的地理信息系统投影与该国基本地图系列所用的投影系统一致。各比例尺GIS投影与相应比例尺的主要信息源地图所用的投影一致。各地区GIS投影与所在区域适用的投影一致。 各种地理信息系统一般以一种或两种（至多三种）投影系统为其投影坐标系统，以保证地理定位框架的统一。23. 统一的地图投影系统的意义为GIS选择和

10、设计一种或几种适用的地图投影系统和网格坐标系统，可以为各种地理信息的输入、输出及匹配处理提供一个统一的定位框架，使各种来源的地理信息和数据能够具有共同的地理基础，并在这个基础上反映出它们的地理位置和地理空间关系特征。24.纵波（P波）和横波（S波） 纵波是质点震动方向和波的传播方向平行的波。振动方向与传播方向一致。它是首先到达的波。 横波是质点震动方向和波的传播方向垂直的波。振动方向与传播方向垂直。我们可以用计算两种波之间时间的方法简单计算震源的位置，一般情况1秒表示8KM。25.GIS项目中软硬件的比例：硬件软件数据 = 12 726.地图数据主要通过对纸质地图的跟踪数字化和扫描数字化获取。

11、27. 遥感(Remote Sensing ):利用自然界的电磁波、或人工发射电磁波、或利用地物自身的电磁波，将波谱及其几何位置记录下来，判读（解译）地表物体的分布规律，实现对地表远距离、非接触的观察。 28.地震应急所需的基础数据可以分为9类（1）地图类（2）社会经济统计类（3）地震基础数据类（4）工程地震资料类（5）灾害影响背景类（6）灾害相关因素类（7）救灾力量储备类（8）震时紧急联络类（9）地震应急预案与法规类29.在GIS工程中，地图数字化是目前获取空间数据的主要途径。一般有两种作业方式：一种是使用数字化仪来进行手扶跟踪数字化，另外一种则是将纸图用扫描仪扫描成栅格图像后，进行矢量化。

12、30.图形数据误差 (1)由于地图纸张变形所产生的误差； (2)由于数字化时地图定向所产生的误差； (3)由于数字化读数所产生的误差； (4)数字化操作产生的各种误差。31.元数据：元数据(Metadata或Data About Data)是关于数据的数据，是对数据做进一步解释和描述的数据，常用来说明数据的来源、所有者、质量以及对数据处理和转换过程的说明等。32. Open GIS：开放式地理信息系统(Open GIS)是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口所建立起来的地理信息系统。它不仅使数据能在应用系统内流动，还能在系统间流动。Open GIS是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良

13、好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。Open GIS规范是由开放地理信息系统协会(Open GIS Consortium，简称OGC)制定的一系列开放标准和接口。33.基于栅格数据的GIS空间分析方法栅格叠加分析、栅格缓冲分析、栅格邻域分析、栅格窗口分析、栅格地形分析34.基于矢量数据的GIS空间分析方法矢量地理查询、矢量缓冲分析、矢量叠置分析矢量网络分析、矢量地形分析、矢量邻域分析35.分区叠加分析的算法、坡度和坡向的算法36.专题图专题制图目的：使属性数据可视化、地图化。即利用属性表中一列或多列数据，编制专题地图的过程。用不同的颜色来区分不同大小或不同性质的属性数据；或

14、用符号大小反映数值大小；或用点的疏密（密度）表达数值大小；或用直方图、饼图显示数据等。37.专题图层：在基础图层之上，增加专题图层；专题图层可控制显示特性（包括按视野范围显示等），不能控制编辑、选择、标注等特性；基于一个基础图层可创建多个专题图层；可同时显示多个专题图层；制作专题地图的结果必须保存在工作空间中。38.组件式GIS（ComGIS），就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统（包括基础平台和应用系统）。ComGIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个组件，每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间，以及GIS组件与其它非GIS组件之间，都可以方便地通过可视化的软件开发工

15、具集成起来，形成最终的GIS基础平台以及应用系统。39. GIS工程运用系统工程的原理、方法研究地理信息系统建设开发的方法、工具和管理的一门工程技术称为“GIS工程”。40. GIS工程建设的阶段分析可行性研究、用户需求分析、系统总体设计系统详细设计、系统实现、运行与维护。41. 空间信息表达的通常手段：文字注记（标注） 图例表示 专题表现 专题制图42.拓扑关系指满足拓扑几何学原理的空间数据点间的相互关系。即用结点、圆弧和多边形所表示的实体之间的邻接、关联和包含等关系。或指虽图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。系统元素之间的关系可分为关联性、邻接性、连通性、包含性等。43. 数字高

16、程模型DEM数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM）是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。44.给定某一海域的海面观测点分布地图及每个点的海面日平均温度观测数据，现需要计算该海域没某一天的海面温度等值线分布及温度变化梯度分布，请利用GIS的功能给出求解方法和步骤。答：这属于地学模拟模型。 (1)数字化地图，画出观测点图层，设置相关属性字段(ID、温度值、经纬度坐标)；(2)建立新图层，设置相关属性字段(ID、温度值

17、)，在新建图层上根据海面观测点的日平均温度观测数据画出等值线，该图层是线图层；(3)从给定位置的值去推算给定邻域相关变量的值，在GIS中称为“空间插值”，属于邻域分析。适合估算雨量、气温或湿度等值。利用GIS的空间分析模块，根据观测点和等值线建立TIN三角网，通过TIN三角网生成温度变化梯度分布图。45.为建重大水利工程。若根据蓄水前后的水位计算淹没范围、淹没耕地面积及淹没区移民数量，你需要哪些基本数据？并结合GIS的功能给出详细的技术方案和实现过程。答：这属于地学模拟模型。(1)数字化地图，分层，主要是面数据。(2)所需数据：当地的DEM数据，人口分布数据，财产数据，耕地分布数据，蓄水后的水

18、面海拔高度值和经纬度坐标。(3)假设该水利工程蓄水量无限，则利用GIS统计蓄水后的海拔高度下的范围就是淹没的范围，再使用叠置分析淹没范围内的耕地面积和确定移民数量。注：第4题是本题的附加题。(4)淹没损失=淹没面积*地块财产密度。46.设某项应用为核电站选址，要求核电站临近海湾，距离海湾不超过10公里，交通便捷，距离公路和铁路都不超过5公里，地形坡度小于5°，地质条件安全，并避开居民区，距离居民区至少25公里，请试以GIS方法，设计该位置选择的应用模型(具体说出是哪种模型)，并用语言描述其分析过程。答：这属于适应性分析模型。(1)首先要确定所需要的图层(该地区的行政区划图(至少有已用

19、地、未用地、居民区、行政办公区等基本信息)、交通线路图(公路、铁路、桥梁的名称、起始位置和长度)、地形图(高程)、地质图(断裂带、沙土液化区等)、生命线(水、电、煤气)并定义其相应的属性值。(2)把图层进行叠加并进行缓冲区分析，并应以海湾为中心按照10公里建立缓冲区，对公路和铁路以5公里为范围进行缓冲区分析，通过缓冲区的叠加部分我们可以确认数个在缓冲区内的未用地，我们可以为这些交集建立新的图层。(3)然后再以居民区为中心按照25公里建立缓冲区，再利用叠置分析查看哪些未用地的区域发生图层叠加，删除掉叠加的部分；这时再添加断裂带图层，在删除那些有断裂带经过的图层；对于剩余的区域，可以利用高程的差值

20、并定义三角函数求得各个区域的坡度，坡度小于5°的区域为适合建立核电站的区域。(注：该方法同样适用于公园选址、灾后选址等)开始确定所选图层及其属性是否靠近海湾；是否交通便捷；是否坡度小于5°；地质条件是否安全；是否靠近居民区缓冲区分析和叠置分析是否结果重新定义缓冲区分析的方法46.答：这属于交通规划模型。本题可以采用Dijkstra算法，但在建立最优路径时需要考虑以下因素：(1)道路功能的合理划分。是否是主干道、次干道、主要生活道路、次要生活道路等，依次给出权值。(2)不同的道路对速度的要求。不同的道路对于速度是不一样的，有的不能超过60KM，有的不能超过40KM，可以直接依

21、次给出权值。(3)道路使用的经济性。要充分利用各个道路。(4)对交叉路口流量的限制。由于主干道各个交叉口往往流量十分集中而照成堵塞，因此在模型中对各个交叉口的车流量进行约束，保证交叉路口的畅通。依据以上因素建立各个道路的权值，求出最优路径。47.我们要建立防灾学院GIS管理信息系统，能够为校园的发展预测、规划决策以及校园管理提供可靠依据。首先要建立校园的空间数据库，请用语言描述GIS数据库的建立过程(投影的选择，坐标系的定义等要素)？需要调研哪些数据以及在数据建设中需要注意哪几方面的问题？同时请按照学院的特点，本系统应该至少有哪些功能？ 首先定义投影为经纬度投影，再定义坐标系，可采用西安80坐标系、北京1954坐标系或者国标2000坐标系，再定义比例尺大约为(1:5000)。防灾科技学院的地理信息数据：(1)楼房建筑物：要包括教学楼、办公楼、实验楼、图书馆、学校医院、食堂、学生宿舍、学生活动用房、体育场馆和公共设施的位置以及房屋结构等。(2)树木草地：反映校园树木、绿地、草坪的种类、分布