2023年地理信息系统复习笔记

地理信息系统复习笔记考试题型:名词解释、填空、简答、应用分析、论述第一章1．什么是GIS?不同领域、不同专业对ＧＩS的理解不同,目前没有完全统一的被普遍接受的地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。２.ＧＩS的基本特性?(1)GIS的物理外壳是计算机化的技术系统；（２）ＧＩS的对象是地理实体;（3)GIS的技术优势在于它的混合数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形可视化表达手段,以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。３．GＩS由(用户)、(软件)、(硬件）和（数据和应用模型）组成。４.GIS的功能:数据采集和输入;数据编辑和更新；数据存储与管理；空间查询与分析；数据显示与输出。5.GIＳ的发展:国际(20世纪６0年代——探索；７0年代——巩固；80年代——发展;９0年代——推广）；国内（70年代——准备；８0年代——实验;９0年代——发展;9６——产业化阶段)。６.空间分析和记录涉及:空间查询、叠加分析、缓冲区建立、网络分析、地形分形。７.地理信息:指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它表达地理信息系统诸要素的数量、质量、分布特性，互相联系和变化规律的图文声像的总称。８.ＧIS过程应用（综述题）9.如何构建GIS实验室?硬件(输入设备、输出设备、数据存贮与传送设备)＋地理数据+软件系统。第二章1.投影变换:来自不同图形投影的图幅时,需要将一种投影的数字化坐标数据转化为所需要投影的坐标数据。２．投影变换采用的方法:(正解变换y＝x）、(反解变换x=y）和(数值变换)。3．按投影变性性质分类：(等角投影）、(等积投影）和（任意投影）;按投影面以及与球面相关位置的分类：平面（横圆柱投影、圆锥投影、方位投影)和位置(正轴、斜轴、横轴、相切、相割)。４.我国基本图系列一致的地图投影系统就是（高斯—克吕格投影（横轴等角切圆柱投影））。5.对信息的分类一般有两种方法：（线分类法）和（面分类法）。６.地理数据的分层目的：(1）空间数据简朴化；(2)进行管理最小；(3)查询时只对某一层空间数据进行查询；（４)任意选择图层,增长了图形显示的灵活性，且不同图层数据不同。第三章１．GＩS的数据源:地图数据（遥感数据、文本数据、记录数据)和实测数据（多媒体数据以及已有的数据）。2.扫描矢量化的过程：纸质地图纸质地图扫描转换拼接图块裁剪地图屏幕跟踪矢量化矢量图合成接边矢量图编辑空间数据库3.屏幕跟踪矢量化过程矢量化过程：准备扫描图像栅格图像配准新建数字化图层屏幕跟踪矢量化地图过程中注意的事宜:选择地图,辨认投影和坐标系统;选择至少4个控制点并获取实际地理坐标;将地图扫描为ＧIＳ可辨认的栅格图并保存,若无现成，自己建立选择投影和单位;输入控制点；编辑控制点找控制点的原则：(1）易于辨认;(2)均匀分布；(3）尽量多一些。４.空间数据采集的任务:将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图像、文本资料等转换成GIS可以解决与接受的数字化形式，通常要通过验证、修改、编辑等解决。5.为了把空间实体的集合数据与属性数据联系起来，必须在几何逐句与属性数据之间有一公共的标记符。标记符可以手工输入也可以自动输入。6.逻辑误差：对数据进行质量控制/质量保证或质量评价，一般先从数据的逻辑性检查入手。第四章１、空间数据源数据(1)定义:地理的数据和信息源的描述性信息，它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特性进行描述与说明,以便人们有效地定位、评价、比较获取和使用与地理相关的数据。(2)作用:1)组织和管理空间信息,并挖掘空间数据信息资源;2）帮助数据使用和搜索所需空间信息；3)组织和维护一个机构对数据的投资;4)建立空间信息的数据目录和数据互换中心5)提供数据转换方面的信息。2、为什么要配准?(网上查查）1)添加投影空间坐标等空间数据信息;2）拟定几何分布在扩充。３、空间数据结构有三种：(矢量数据结构)、（栅格数据结构)和（曲面数据结构）。4、空间实体描述分为：（点状实体）、(现状实体)和（面状实体)。5、空间数据的空间关系分类？以及之间的区别？答：空间数据的空间关系分为：（拓扑空间关系)、(顺序空间关系）和(度量空间关系)。拓扑空间关系：描述空间实体之间的相邻、包含和相交等空间关系顺序空间关系：描述空间实体之间在空间上的排序顺序。度量空间关系:描述空间实体的距离或远近等关系。６、空间数据的拓扑关系定义、分类（关系)、表达和意义?答:１）定义：在图形保持连续状态下的变形;２)分类:（拓扑邻接性）、（拓扑关联性）、(拓扑包含性）、（连通性）和(方向性);前三个是重要的分类。3）表达:（面—链关系)、(链—节点关系)、（结点—链）和（链—面关系)。4)意义：拓扑数据已经清楚地反映出空间实体间的逻辑结构关系，并且这种关系较之几何数据有更大的稳定性；用拓扑数据有助于空间数据的查询，解决很多实际问题;根据拓扑关系可重建地理实体。7、拓扑结构最重要的技术特性和奉献是具有拓扑编辑功能，涉及多边形连接编辑和结点连接编辑。8、矢量数据的获取方式1）由外业测量获得；2)由栅格数据转换获得;3）跟踪数字化9、矢量数据结构分为：简朴数据结构、拓扑数据结构和曲面数据结构。10、实体式矢量数据编码方式的优缺陷与索引式矢量数据编码的优缺陷的区别？答:(1）实体：优点：结构简朴、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。缺陷:1）相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次,导致数据冗余和碎屑多边形—数据不一致,浪费空间。导致双重边界不能精确匹配；2)自成体系，缺少多边形的临界信息，无拓扑关系,难以进行邻域解决;3）作为一个单个的图形,没有与外界多边形联系,不易检查拓扑错误，是的只用于简答的制图系统中，显示图形。（2)索引式:优点:用建索引的方法消除多边形数据的冗余和不一致，邻接信息、岛信息可在多边形文献中通过是否公共弧段号的方式查询。缺陷:表达拓扑关系较繁琐，给相邻运算、消除无用边、解决岛信息、检索拓扑关系等带来困难,以人工方式建立编码表,工作量大，易犯错。11（应用分析）根据左边图写出每一个封闭区域的坐标系:12、矢量数据的编码方式:(面实体的编码数据结构）、索引式的编码数据结构、双重独立编码数据结构（DIＭE:DuａlIndepｅndeｎtMａpEnｃoｄiｎg)和链状双重独立编码方式。（注意:看看PPT上32到3５幻灯片上举的例题）1３、在DIME中作如下改善：将以线段为记录单位改为以弧段为单位就变为链状双重独立编码14、(课本Ｐ6５最顶图)当矢量化数据后,基于点的编辑:基于结点编辑算法:１）抽出N1的结点2）若N１在左，将起结点与终结点互换3）同理左右多边形也互换;基于多边形的编辑算法:１)取Ｐ1的记录；2）若P１在左，那与右边的互换并且起点和终点也互换；3）改变完后顺序:N1－>N２->N２－>Ns->Ｎ3－>N１这样就首尾相连。１5、栅格数据结构的编码分类:(直接栅格编码结构）、（游程压缩编码结构）、(链式编码结构）和(四叉树编码结构)。16、栅格代码（属性值）拟定的方法:（中心点法）、（面积占优法）、(重要性法)和（长度占优法。17、（论述题20’）TIN什么含义？怎么构建?有什么规定?+DEM如何建立（1)1)TIN(TrｉａnｇuｌaｔedIrｒｅgulaｒＮｅtwork）即不规则三角形网；2)TIN表达法运用所有采样点取得的离散数据,按照优化组合的原则,把这些离散点（各三角形的顶点)连接成互相连续的三角面３)尽量接近等边形状;保证有最近的点构成的三角形(即三角形的边长之和最小。(2）DＥＭ的建立：1)数据获取与解决1．1数据采集:建立DEM一方面必须测量一些点的三维坐标即DEM的数据获取,数据采集是DEM的关键性问题,数据采集的密集度决定着DＥＭ的精度。方式分为:选点采集、随机采集、沿等高线采集等;1.２数据解决:数据解决是以数据点作为控制基础,用某一数学模型来模拟地表面，进行内插加密计算,拟定三角网或网节点的特性，用格式转换、坐标系变换、数据编辑、数据分块和数据内插的方法。2)DＥM生成２．1人工网格法２.2三角网法(结合上面的TIN——就是一道大的论述题)２.3立体像对法2.4曲面拟合法以及等值差值法18、(应用分析题）用游程编码做出栅格数据存储的方式:e.g：ＡAAAＡBBBAAＢＢAＡBB解：１)属性长度A4Ａ1B3A2B2A2B２2）数据文献３）索引文献游程号行号游程累计行号游程累计112335471A4２Ａ1３B34A2５Ｂ26A27B２19、四叉树的画法（课本Ｐ71)20、矢量数据结构与栅格数据结构的比较?优点缺陷矢量数据结构1便于面向现象的数据表达;2数据结构紧凑，冗余度低；3有助于网络分析4图形显示质量好,质量高１数据结构复杂2软件与硬件的技术规定较高３多边形叠合分析比较难４显示与绘图成本较高栅格数据结构1数据结构简朴2空间分析和地理现象的模拟均较容易3有助于与遥感数据的匹配应用分析4输出法快速,成本较低1图形数据量大2投影转换比较困难3栅格地图的图形质量比较低４现象辨认的效果不如矢量方法第五章第六章1、几何纠正常用的有：（高次变换)、(二次变换）、(相似变换)和（仿射变换)。２、在高次变换时,至少需要（6）对控制点的坐标和理论值才干求出待定系数;而仿射变换只需摘掉不在同一直线上的（3）对控制点。3、实现一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的方法为：(解析变换法）、（数值变换法）和(数值解析变换法)。4、两个相邻的地图的空间数据在结合处也许出现（逻辑裂缝)和(几何裂缝）。５、（名词解释）逻辑裂缝：指的是当一个地物在一幅图的数据文献中具有地物编码A,而在另一幅图的数据文献中却具有地物编码B，或者同一个物体在两个数据文献中具有不同的属性信息。几何裂缝：指的是由数据文献边界分开的一个地物的两部分不能精确地衔接。6、（简答）逻辑接边的方法?答：1)是在图幅数据文献的上一层,将有逻辑联系的空间目的建立一个新的文献，即索引到它在每幅图的子目的，并建立双向指针;2）此外一种方法是不建立总目的文献，也不在每图幅的空间目的的数据文献中为逻辑接边的子目的建立索引,而是通过空间操作的方法。7、TＩN和ｖorｏｎoｉ(泰森多边形)方法的区别?（结合本章8题和四章17题答）8、（名词解释）叠置分析:将同一地区的两组或者两组以上的要素进行叠置,产生新的特性的分析方法。9、数据压缩的方法:(垂距法）。10、数据压缩分为：（矢量数据压缩）和(栅格数据压缩）。11、基于矢量数据的叠置分析：(点与多边形的叠置）、（线与多边形的叠置)和（多边形与多边形的叠置）。12、(简答)如何实现动态分析？（不太精确)答：多幅图叠置后的新属性可由原属性的简朴的加减乘除等计算出，也可以去原属性的平均值、最大值、最小值或原属性之间逻辑运算的结果等。1３、（简答）基于矢量数据的缓冲区的建立？答：基于矢量数据的缓冲区建立分为：点的缓冲区、线的缓冲区和面的缓冲区。先拿线的缓冲区说一下建立过程:1)线的重采样，对线进行化简,以加快缓冲区建立的速度。---－线的矢量数据压缩算法。２）建立线缓冲区，在线的两边按一定的距离(缓冲距)绘平行线，并在线的端点处绘半圆,连成缓冲区多边形。3)重叠解决:对缓冲区边界求交,并判断每个交点是出点还是入点,以决定交点之间的线段保存或删除。这样就可得到岛状的缓冲区。14、（论述/简答)空间插值分类?如何建立vｏrｏnoi以及它的特点?如何计算?答:(１)分类：(2）建立voronoi以及它的特点泰森多边形的构成方法:先将离散采样点连成三角形,作哲学三角形各边的垂直平分线，将每个离散采样点周边的若干垂直平分线围城一个多边形,该多边形所含的唯一一个采样点但是数值就是这个多边形区域的值,这就是泰森多边形。特点：１)多边形只具有唯一一个采样点的数值2）焦点是三角形的外接圆的圆心。(３）计算e.ｇ:已知课本P１6０图6-37(1)和（2),（1)图为已知数据源区,(2)图为需要内插的目的区,且A地人口35；B＝30人口;C=10人口。使用叠置法根据源区推求目的区的数据。解：ＡＡＡAＡＡCCＡBＢCＢBBB这样：(比值为A占V的格的个数)V1=30*（2/6）+35*(3/7)=25这样：(比值为A占V的格的个数)V1=30*（2/6）+35*(3/7)=25V2=35*（4/7）+30*（0/6）+10*(1/3)=23.33V3=35+0/7+30*4/6+10*2/3=261２２2１２2３111333331５、（简答)基于栅格的缓冲区建立(CR13题）？１、提取栅格数据；２)距离变换；３）缓冲区；4）提取一定宽度的多边形。１６、最短途径算法？核心算法:求两点间的权属最小的途径——Ｄiｊkｓtra算法(看数据结构书)17、空间查询内容重要涉及:（几何参数查询）、（空间定位查询）、(空间关系查询）和（属性－空间查询）。18、(两个名词解释合起来也许是简答!)(名词解释）缓冲区分析：缓冲区是地理空间目的的一种影响范围或服务范围,具体指在点、线、面试实体的周边，自动建立的一定宽度的多边形。ＣR缓冲区查询：根据用户需要给定一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离,从而形成一个缓冲区的多边形,再根据前面所述的多边形检索的原理检索出该缓冲区多边形的空间地物。空间数据类型：（点）、（点积)、(线）和（面）。第七章1、（填空）地图符号是地图语言，是由形状不同、大小不一和色彩有别的图形和文字组成，就单个符号而言,它可以表达:(位置)、（大小）、（质量）和(数量)。２、(填空）地图符号有面状、（点状）和（线状)。３、(填空)地图上符号的（形状)、（尺寸）和（颜色）是构成符号的三个基本要素。4、（填空）地图注记分为:（名称注记）、(说明注记）和（数字注记)。5、注记配置的基本原则是不应当使注记压盖图上的重要部分。６、（填空)面状专题内容的常用的表达方法:(等值线法）、（质底法）、（范围法）、（点值法)、（定点符号法）、（运动线法)和(记录图法）。7、(名词解释）空间信息可视化是指运用地图学、计算机图形学和图像解决技术,将地学信息输入、解决、查询、分析以及测试数据及结果采用图形符号、图形、图像,并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互解决的理论、方法和技术８、空间信息可视化重要形式：地图可视化;多媒体地理信息;三维仿真地图；虚拟现实9、（应用分析)道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算？1）明确分析的目的和标准目的:计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑物的面积和房产价值；道路拓宽改建的标准是:a)道路从原有的２0m拓宽至60ｍ;b)拓宽道路应尽量保持直线;c)部分位于拆迁区内的１0层以上的建筑不拆除。2)准备进行分析的数据涉及两类信息：一类是现状道路图；另一类是分析区域内建筑物分布图及相关的信息；3)进行空间操作a)选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓冲区。b)将此缓冲区与建筑物层数据进行拓扑叠加，产生一幅新图，此图涉及所有部分或所有位于缓冲区内的建筑物信息。4)进行记录分析a)对所有或部分位于拆迁区内的建筑物进行选择,凡部分落入拆迁区且楼层高于10层以上的建筑物,将其从选择组中去除,并对道路的