ArcGIS 复习题

1、二、名词解释1、地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。2、DTM定义：描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列数学定义：数学的角度 Kpfk(up,vp) (kl，2，3，m；p1，2，3，n) ，Kp为第p号地面点上的第k类地面特性信息的取值；up，vp为第p号地面点的二维坐标，可以是采用任一地图投影的平面坐标，或者是经纬度和矩阵的行列号等；m(m大于等于1)为地面特性信息类型

2、的数目；n为地面点的个数。 内容实质：数字地面模型是对某一种或多种地面特性空间分布的数字描述，是叠加在二维地理空间上的一维或多维地面特性向量空间DEM定义：当ml且fi为对地面高程的映射，(up，vp)为矩阵行列号时，表达的数字地面模型即所谓的数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)。 实质：DEM是DTM的一个子集。也是DTM中最基本的部分，是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。3、数据的内插（Interpolation） ：已知某函数的在若干离散点上的函数值或者导数信息，通过求解该函数中待定形式的插值函数以及待定系数，使得该函数在给定离散点上满足约束。

3、空间数据的内插：通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法称为空间数据的内插。4、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，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。5、同16、电子地图是以地图数据库为基础，以数字形式存贮于计算机外存贮器上，并能在电子屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”或“瞬时地图”。7、面向对象（object-oriented，oo）的概念起源于程序设计语言面向对象的编程语言(简称OOPL)，强调对象概念的统，引入对象、对象类、方法、实例等概念和术语，采用动态联编和单继承性机制。它以OOPL为核心，集各种软件开发工具为一

4、体，建立OO计算环境，具有很强的图形功能和多窗口用户界面。基本出发点就是以对象作为最基本的元素，尽可能按照人类认识世界的方法和思维方式来分析和解决问题。8、拓扑数据结构是根据拓扑几何学原理进行空间数据组织的方式，对于一幅图，拓扑数据结构仅从抽象概念来理解其中点线面间的相互关系，不考虑结点和线段坐标位置，而只只注重它们的相邻与联系关系，在GIS中，多边形结构是拓扑数据结构的具体体现，包括邻接、关联和包含关系。9、叠置分析称为Polygon-on-polygon 叠置，它是指同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置。参加叠置分析的两个图层应都是矢量数据结构。若需进行多层叠

5、置，也是两两叠置后再与第三层叠置，依次类推。其原理是根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析，前者叫做地图内容的合成叠置，后者称为地图内容的统计叠置。10、一般认为元数据就是 “关于数据的数据”。 地理信息系统元数据是指在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，它是实 现地理空间信息共享的核心标准之一。11、主成分分析法是通过数理统计分析，求得各要素间线性关系的实质上有意义的表达式，将众多要素的信息压缩表达为若干具有代表性的合成变量，这就克服了变量选择时的冗余和相关，然后选择信息最丰富的少数

6、因子进行各种聚类分析，构造应用模型。12、矢量数据的缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。13、地球椭球体：表面是一个规则的数学表面。椭球体的大小通常用两个半径长半径a和短半径b，或由一个半径和扁率来决定。扁率表示椭球的扁平程度。扁率的计算公式如下：=(a-b)/b，a、b、称为地球椭球体的基本元素。三、简答题1、具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；能产生高层次的地理信息。具有公共的

7、地理定位基础。所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位，才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础，支持空间问题的处理与决策。由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。2、空间实体对象一般可抽象为点线面三种基本类型，其中点有位置，无宽度和长度；线有长度，但无宽度和高度，用来描述线状实体，通常在网络分析中使用较多，度量实体距离；面

8、是具有长和宽的目标，通常用来表示自然或人工的封闭多边形，一般分为连续面和不连续面。矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。点：空间的一个坐标点；线：多个点组成的弧段；面：多个弧段组成的封闭多边形。栅格数据对地理实体的描述方式是利用像元值表示空间对象的类型、等级等，点：为一个像元；线：在一定方向上连接成串的相邻像元集合；面：聚集在一起的相邻像元集合。3、原则：编码的系统性和科学性。编码系统在逻辑上必须满足所涉及学科的科学分类方法，以体现该类属性本身的自然系统性。另外，还要能反映出同一类型中不同的级别特点。一个编码系统能否有效运作其核心问题就在于此。编码的一致性。一致性是

9、指对象的专业名词、术语的定义等必须严格保证一致， 对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一的。编码的标准化和通用性。为满足未来有效的信息传输和交流，所制定的编码系统必须在有可能的条件下实现标准化。编码的标准化。就是拟定统一的代码内容、码位长度、码位分配和码位格式为大家所采用。 编码的简捷性。在满足国家标准的前提下、每一种编码应该是以最小的数据量载负最大的信息量，这样，既便于计算机存贮和处理，又具有相当的可读性。编码的可扩展性。虽然代码的码位一般要求紧凑经济、减少冗余代码，但应考虑到实际使用时往往会出现新的类型需要加入到编码系统中，因此编码的设置应留有扩展的余地，避免新对象的出现而使原编码系统

10、失效、造成编码错乱现象。方法：层次分类编码法：是按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系；多源分类编码法：对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。4、坡度定义为水平面和地形表面之间夹角的正切值；坡向为坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角。通常采用3×3的格网窗口在DEM数据矩阵中连续移动计算方法：tanx=z10+z112-z00+z012x tany=z01+z112-z00+z102y则坡度tan2=tan2x+tan2y 坡向tanT=tanytanx 在

11、DEM上计算坡向和坡度，就是利用DEM规则格网上的高程数值来计算出每一个格网点或格网单元的坡度和坡向数值，生成栅格形式的坡度和坡向数值，所以坡度和坡向数值又可以看成是由DEM派生出来的DTM数据。5、（1）缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。应用实例：分析道路通达性，条件是研究区域内三条道路，道路为主体，附近的居民出行为为邻近对象，要求：三条道路的通达性。分析过程：1）计算道路的综合规模化指数（标准化处理）；2）计算道路的最大影响距离（与道路的级别与长度有关）；3）实施缓冲区操作，经过分析

12、道路的影响特点，选择指数模型。（2）叠置分析称为Polygon-on-polygon 叠置，它是指同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置。参加叠置分析的两个图层应都是矢量数据结构。若需进行多层叠置，也是两两叠置后再与第三层叠置，依次类推。其原理是根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析，前者叫做地图内容的合成叠置，后者称为地图内容的统计叠置。应用实例：计算土地利用在行政区域内的百分比。（3）最佳路径是指从始点到终点的最短距离或花费最少的路线，用于模拟两个或两个以上地点之间资源流动的路径寻找过程。当选择了起点、终点和路径

13、必须通过的若干中间点后，就可以通过路径分析功能按照指定的条件寻找最优路径。应用实例：远距离送货、物资派发、急救服务和邮递等服务中，经常需要在一次行程中同时访问多个站点(收货方、邮件主人、物资储备站等)，如何寻找到一个最短和最经济的路径，保证访问到所有站点，同时最快最省地完成一次行程。6、（1）点的转换i，j代表行、列坐标，X，Y为矢量点位坐标；X，Y分别表示元素的二个边长；Xmin，Xmax表示全图X坐标的最小值和最大值；Ymin，Ymax表示全图Y坐标的最小值和最大值；I，J分别表示全图网格的行数和列数（2）矢量线段的变换因为相邻两点之间是直线，所以只要知道直线转换网格的方法，曲线和多边形边

14、的转换就可以完成。（3）多边形数据的转换 (边界代数算法、内部点扩散法、射线算法） 难点主要是确定多边形内的属性，前提是实现以多边形线段反映其周围面域的属性待征，常用方法是左码记录法从数字化数据的第一点开始依次记录每一点左边面域的属性值(面域外为0，面域内为1)，每一个多边形数字化点便实现了“三值化”，即坐标值、线段自身属性值及左侧面域属性值；对多边形的每一条边，按线段栅格化的方法进行转换；节点处理，使节点的栅格值唯一而准确；排序，从第一行起逐行按列的先后顺序排序，这时，所得到的数据结构完全等同于栅格数据压缩编码的数据结构形式，最后展开为全栅格数据结构，完成由矢量数据系统向栅格数据系统的转换。

15、7、（田的备注：这里指的是数据的采集方法，一共有三种，一直接从地面测量；二根据航空、航天影响获得；三从现有的地形图上采集，详细见课件。）数据采集方法有三种：（1）航空或航天遥感图像为数据源，这种方法是由航空或航天遥感立体像对，用摄影测量的方法建立空间地形立体模型，量取密集数字高程数据，建立DTM，按采样过程分类可分为选择采样、适应性采样和先进采样法。（2）以地形图为数据源，采集方法有手工方法、手扶跟踪数字化仪法和扫描数字化仪法。（3）以地面实测记录为数据源，用测量仪器，在已知点位的测站上，观测到目标点的方向、距离和高差三个要素。计算出目标点的x、y、z三维坐标，存储于计算机中，成为建立DEM的

16、原始数据。这种方法一般用于建立小范围大比例尺(比例尺大于1：5000)区域的DEM，对高程的精度要求较高。8、（1）属性数据的采集：包括各类调查报告、文件、统计数据、实验数据与野外调查的原始记录等，如人口数据、经济数据、土壤成份、环境数据。对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入或文件、表格、数据库导入，对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数据，则必须进行编码输入，编码方法有两种：层次分类编码法和多源分类编码法。（2）空间数据采集方法有手扶跟踪数字化仪采集、摄影测量数字化采集、扫描跟踪数字化采集、外业实地采集等，选择采集方法的依据是如何应用图形数据，图形数据类型，现有设备状况，现有人

17、力，物力，财力状况等。其中，前三者范围大、速度快，适合大面积GIS数据采集、资源普查等，最后一个精度较高、范围较低、适合小范围GIS数据采集或局部数据更新。9、数据库层次模型是指将数据组织成有向有序的树结构，层次模型由处于不同层次的各个结点组成，除根结点外，其余各结点有且仅有一个上一层结点作为其“双亲”，而位于其下的较低一层的若干个结点作为其“子女”，结构中结点代表数据记录，连线描述位于不同结点数据间的从属关系（限定为一对多的关系 ）空间数据库分层组织由于地理信息具有多维结构，而栅格结构中赋予每个栅格的属性值是唯一的，这就要用多个栅格层数据来存储同一个地理区域的不同侧面信息，组织的目标是合理的

18、阻止这些格栅层数据以达到最优存储，空间最小、存取速率最高，有3种组织方式：（1）以像元未记录序列不同属各属性值表示为一个列数组；（2）每层每个像元一一记录；（3）以层为基础，以多边形为序记录属性值和坐标。10、（1）属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。（2）空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前者用经纬度、坐标表示。（3）时间特征：描述空间对象随时间的变化。三种特征之间的关系是位置数据和属性数据相对于时间来说，常常呈相互独立的变化，即在不同的时间，空间位置不变，但是属性类型可能已经发生变化，或者相反。11、（1）点点关系

19、：点和点之间的关系主要有两点（通过某条线）是否相连，两点之间的距离是多少。（2）点线关系：点和线的关系主要表现在点和线的关联关系上，如点是否位于线上，点和线之间的距离等。（3）点面关系：点和面的关系主要表现在空间包含关系上。（4）线线关系：线和线是否邻接、相交是线和线关系的主要表现形式。（5）线面关系：线和面的关系表现为线是否通过面或和面关联或包含在面之内。（6）面面关系：面和面之间的关系主要表现为邻接和包含的关系.12、（1）人工管理阶段：早期的计算机主要用于科学计算，数据处理都是通过手工方式进行的。当时外存没有磁盘等直接存取的存储设备；软件没有操作系统，数据的处理是批处理，特点：数据不保存

20、在计算机内，只有程序概念，没有文件概念，数据面向程序，数据不具备独立性。（2）文件管理阶段：50年代后期到60年代中期，计算机不仅用于科学计算，还大量用于管理工程中，这时已有操作系统，在操作系统中有专门的数据管理软件，一般称为文件系统，特点：数据可长期保存，简单的数据管理功能，数据共享性差，数据的独立性差。（3）数据库管理阶段：数据库就是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相关连的数据集合，克服了文件系统的局限，提供了对数据更高级更有效的管理，这一阶段的程序和数据的联系通过DBMS 来实现。特点：采用数据模型表示复杂的数据结构，不仅描述数据本身的特征，还有数据之间

21、的联系；数据库系统为用户提供了方便的用户接口，数据集中控制，数据冗余小和共享性特征，数据有较高的独立性，数据有保护特征。13、（1）层次模型：将数据组织成有向有序的树结构。层次模型由处于不同层次的各个结点组成。除根结点外，其余各结点有且仅有一个上一层结点作为其“双亲”，而位于其下的较低一层的若干个结点作为其“子女”。结构中结点代表数据记录，连线描述位于不同结点数据间的从属关系（限定为一对多的关系 ）优点：存取方便且速度快；结构清晰，容易理解；数据修改和数据库扩展容易实现；检索关键属性十分方便。缺陷：结构呆板，缺乏灵活性；同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边）；不适合于拓扑空间数据的组织

22、。（2）网状模型：将数据组织成有向图结构。结构中结点代表数据记录，连线描述不同结点数据间的关系。基本特点是结点数据间没有明确的从属关系，一个结点可与其它多个结点建立联系。基本原理是连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方式 。优点：能明确而方便地表示数据间的复杂关系；数据冗余小；具有一定的数据独立性和共享特性。缺陷：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）。（3）关系数据库模型是以记录组或数据表的形式组织数据，以便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立

23、空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。优点：结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运算和数学运算规则形成的查询要求；能搜索、组合和比较不同类型的数据；增加和删除数据非常方便。缺陷：数据库大时，查找满足特定关系的数据费时；对空间关系无法满足。图见复印纸14、空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息，其含义包括空间数据的分析和数据的空间分析，处理对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，专业属性则是实体某一方面的性质，主要内容包括空间位置、空间分布、空间形态、空间距离、空

24、间关系。空间分析是基本的、解决一般问题的理论和方法，空间分析技术为解决复杂的应用模型提供基本的分析工具，是GIS系统的重要功能之一，GIS是空间数据处理理论和方法的集成化实现，包含了大部分的空间分析技术是GIS的技术特色。因此，空间分析是GIS的灵魂，是GIS区别于其他信息系统、计算机辅助制图系统的根本。15、见复印纸三、论述题1、GIS有别于CAD系统：二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力GIS有别于计算机制图系统：计算机制图系统侧重于可见实体的处理和显示，而对课件实体可能存在的非图形属性不太注重，GIS既注重实体的分布又强

25、调它们的显示方法和显示质量，GIS的发展确实需要很好的计算机制图系统，但计算机制图系统本身并不能充分完成最终给出分析评价结果的任务。GIS有别于DBMS（数据库管理系统）：GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。3、栅格数据结构实际就是像元阵列，每个像元由行列确定它的位置。用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。对于栅格数据结构，点为一个像元，线是在一定方向上连接成串的相邻像元集合，面是聚集在一起的相邻像元集合。优点：1数据结构简单；2空间数据的叠置

26、和组合方便；3各类空间分析很易于进行；4数学模拟方便缺点：1图形数据量大；2用大像元减少数据量时，精度和信息量受损；3地图输出不美观；4难以建立网络连接关系；5投影变换比较费时矢量数据结构是基于矢量模型的数据结构，矢量结构是通过记录坐标的方式来表示点、线、面等地理实体。点是空间的一个坐标点，线是由多个点组成的弧段，面是多个弧段组成的封闭多边形。优点：1表示地理数据的精度较高；2严密的数据结构，数据量小；3完整的描述空间关系；4图形输出精确美观；5图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现；6面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点：1数据结构复杂；2矢量叠置较为复

27、杂；3数学模拟比较困难；4技术复杂，特别是软硬件。9、（1）定义：地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。（2）组成：计算机硬件、计算机软件、空间数据、用户（3）基本功能：数据库与数据库管理系统、空间数据处理、空间数据分析、规划管理和决策模型、信息显示与制图绘出（4）国内外发展过程：国外分四个阶段：60年代起源于北美，70年代是GIS发展的巩固阶段，80年代为地理信息系统的大发展阶段，90年代至今为地理信息系统的应用普及时代。国内分四个阶段：1978年到1980年准备阶段