地理信息系统教程复习资料.pdf

1.GIS:由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。2.地理信息系统基本组成：系统硬件，系统软件，空间数据，应用人员和应用模型。3.地理信息系统与其他信息系统的区别与联系GIS 离不开数据库技术；GIS 对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用；一般MIS 侧重非图形数据的优化存储与查询，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能有限。4.GIS 与地图数据库的异同：地图数据库有比例尺概念，GIS 是为某一特定比例尺建立的一个地图成品仓库，它可由GIS 管理，其中的地图具有图形表现属性,一般数据库不需具备这些属性；它是GIS 的下游产品，它的更新依赖于GIS，它提供的信息是GIS 向人们提供服务的中间产品；GIS 是在地理信息的基础上对真实世界进行数量化处理分析，但地图数据库存在的地理要素经人为修改，不完全是真实地理的反映；GIS 与地理信息的关系：GIS 操作对象是空间数据，表达内容是与时空有关的地理信息。地理信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息。它表示地理系统诸要素的数量、质量、分布特征，相互联系和变化规律的图、文、声、像等的总称。地理信息具有地域性、多维结构性、时序性等特征。5.地理信息系统中的数据都包括电子数据和非电子数据。或：GIS 数据源自地图数据、遥感数据、GPS数据、文本数据、统计数据、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据。6.地理信息系统基本功能：数据采集与编辑；数据存储于管理；数据处理与交换；空间分析和统计；产品制作与显示；二次开发和编程。应用功能：资源管理，区域规划，国土监测，辅助决策。区分：GIS 依托基本功能利用空间分析技术，模型分析技术，网络技术，数据库和数据集成技术，二次开发环境等，演绎出丰富多彩的系统应用功能，满足用户的广泛需求。7.GIS 的研究对象是地理实体，即指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元。地理实体特征：属性特征：对空间实体的属性定义和说明信息。空间特征：对空间实体的分布位置、几何特征和空间关系的定义。时间特征：空间实体的时间尺度。依据空间数据来源的不同分为：地图数据、地形数据、属性数据、元数据、影象数据等。8.数据结构是指数据组织的形式，是相互有关联的数据元素的集合，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。空间数据结构是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地学图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。9.空间数据结构分为基于矢量数据结构和基于栅格数据结构两种。矢量数据结构是通过坐标值精确地表示点、线和面等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。栅格结构是以规则的像元阵列来表示空间地物或现象分布的数据结构，其阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征。10.矢量数据与栅格数据结构的比较：矢量数据结构可具体分为点，线，面，可以构成现实世界中各种复杂的实体，当问题可描述成线或边界时，特别有效。矢量数据结构紧凑，冗余度低，并具有空间实体的拓扑信息，容易定义和操作单个空间实体，便于网络分析。矢量数据的输出质量好，精度高。矢量数据的结构复杂，不能有效的支持影像代数运算，存储比较复杂，不能与DEM 直接进行联合空间分析。栅格数据结构是通过空间点的密集而规则的排列表示整体的空间现象的，数据结构简单，定位存取性能好，可以与影像和DEM 数据进行联合空间分析，数据共享容易实现，对数据的操作比较容易。输出精度高，但是数据量大，难以获取空间实体的拓扑信息，难以进行网路分析的操作，数据结构不是面向实体的，各种实体往往是叠加在一起反映出来的，因而难以识别和分离，对点线面的识别要采用其他技术。11.数据库：按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。三个基本组成：数据集，物理存储介质，数据库软件。数据库的主要特征：数据集中控制，数据独立，数据共享，减少数据冗余，数据结构化，统一的数据保护功能。12.数据模型是数据库中对数据的逻辑组织形式的描述，数据模型是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作，是数据库系统中关于数据内容和数据间联系的逻辑组织的形式表示，以抽象的形式描述和反映一个部门或系统的业务活动和信息流程。数据模型的三要素：数据结构，数据操作和数据的约束条件。13.层次数据模型是一种树结构模型，他把数据按自然地层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系，特点是地理数据组织成有向的有序的树结构。网状数据模型将数据组织成有向图结构，图中的节点代表数据记录，连线描述不同节点数据间的联系，基本特征是结点数据之间没有明确的从属关系，一个结点可与其他多个结点建立联系，即结点之间的联系是任意的，任何两个结点之间都能发生联系，和表示多对多的关系。关系数据模型数据的逻辑结构为满足一定条件的二维表，表具有固定的列数和任意的行数，在数学上称为关系。14.对象数据模型的特点：可充分利用现有的数据模型的优点，面向对象的数据模型是一种抽象的模型，允许设计者在基本功能上选择最为合适的技术。具有可扩充性。可以模拟和操纵复杂对象。15.GIS 的数据源食指建立GIS 的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。16.GIS 数据质量包含如下五个方面：位置精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的质量。属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映属性数据的质量。逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等。完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完整性等。现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。17.地图投影在GIS 中有什么作用？GIS 以地图方式显示地理信息，图是平面，而地理信息则是在地球椭球上，因此地图投影在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。18.空间数据中的几何数据是指实体或现象的空间位置或现在所处的地理位置，一般以坐标数据表示。几何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。因此可以不断更新属性数据来体现实体或现象的时时特征，同时也可反映实体或现象的变化规律和变化特征。而几何数据又说明了属性数据发生的地理位置及其存在的意义。19.分类分级对于属性数据的意义：在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的，例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状、色彩、尺寸等。在GIS 中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并与几何数据一起管理起来。编码的过程是将信息转换成数据的过程，前提是首先要对需表示的信息进行分类分级。20.元数据是关于数据的描述性数据信息。空间元数据是地理的数据和信息资源的描述性信息。他通过对地理空间数据的内容，质量，条件和其他特征进行描述与说明，以便人们有效的定位，评价，比较，获取和使用与地理相关的数据。元数据的作用和意义：帮助数据生产单位有效的维护和管理数据；提供有关数据生产单位的各种有关信息供用户查询；帮助用户了解数据；提供有关信息，以便用户处理和转换有用数据。采用元数据可以便于数据共享。21.空间数据处理的主要内容包括：图形编辑，自动拓扑，坐标变换，数据压缩，结构转换，数据内插等。22.矢量数据压缩的目的是删除冗余数据，减少数据的存储量，节省存储空间，加快后继处理的速度。数字文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 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也可称数字地面模型DTM是一种对空间起伏变化的连续表示方法。23.空间数据处理主要包括：据处理涉及的内容很广，主要取决于原始数据的特点和用户的具体需求。一般有数据变换、数据重构、数据提取等内容。数据处理是针对数据本身完成的操作，不涉及内容的分析。空间数据的处理也可称为数据形式的操作。24.数据变换：指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何纠正、投影转换和辐射纠正等，以解决空间数据的几何配准。数据重构：指数据从一种格式到另一种格式的转换，包括结构转换、格式变换、类型替换等，以解决空间数据在结构、格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的联接与融合。数据提取：指对数据进行某种有条件的提取，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以解决不同用户对数据的特定需求。25.请说明如何建立道路的拓扑的关系？道路属于线状矢量要素，其拓扑关系的建立也遵循矢量数据自动拓扑的步骤。其步骤可分为以下几步：（1）链的组织。找出在链的中间相交(左图)，而不是在端点相交(右图)的情况，自动切成新链；把链按一定顺序存储，如按最大或最小的x 或 y 坐标的顺序，这样查找和检索都比较方便，然后把链按顺序编号。（2）结点匹配。结点匹配是指把一定限差内的链的端点作为一个结点，其坐标值取多个端点的平均值，如图。然后，对结点顺序编号。26.采用矢量数据压缩的方法，矢量数据压缩的目的是删除冗余数据，减少数据的存贮量，节省存贮空间，加快后继处理的速度。下面介绍几种常用的矢量数据的压缩算法，以及它们之间的异同点。道格拉斯普克法，垂距法光栏法几种方法的比较如果某种矢量数据的压缩算法既能精确地表示数据，又能最大限度地淘汰不必要的点，那就是一种好的算法。具体可以依据简化后曲线的总长度、总面积、坐标平均值等与原始曲线的相应数据的对比来判别。通过分析可以发现，大多数情况下道格拉斯普克法的压缩算法较好，但必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大；光栏法的压缩算法也很好，并且可在数字化时实时处理，每次判断下一个数字化的点，且计算量较小；垂距法算法简单，速度快，但有时会将曲线的弯曲极值点p 值去掉而失真。27.栅格地图数据如何减少硬盘存贮空间？利用数据压缩技术。如进行游程长度(行程)编码、弗利曼编码、四叉树编码等。28.空间查询主要有：扩展关系数据库的查询语言，可是化空间查询，超文本查询，自然语言空间查询。29.如何表达查询得到的结果：使要素、对应的记录同步进入选择集，同时改变显示颜色。进入选择集的记录可以用统计图表达。如果选择集是空的，统计图就包括该表的全体记录。进入选择集的记录可以分类汇总统计。30.对空间数据进行统计分析的意义：IS 中空间数据的统计分析是指对GIS 地理数据库中的专题数据进行统计分析，针对不同领域的运用提取相关的地理信息，去除一些冗余信息使其便于分析利用。31.泰森多边形有什么特点？如何建立？泰森多边形可用于定性分析、统计分析、邻近分析等，其特性有：每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。泰森多边形的建立步骤：离散点自动构建三角网，即构建Delaunay 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序，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，连接这些相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形。文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 HG9G9Z6S2B1 ZN5J8D9L4D7文档编码:CU8F9R8Z7Q3 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