城市地理信息系统复习资料.doc

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1、城市地理信息系统复习资料填空 名词解释 解答 论述对上机实验的考察 卷面成绩 平时成绩20%+实验成绩40%+期末考试成绩40%名词解释第一章1. 城市信息化: 城市的基础地理、基础设施和基础功能的全部数字化、网络化、智能化和可视化的全部过程。2. 城市地理数据: 对各种城市地理空间（Geo-spacial，地球表面）实体或现象的客观记录和描述（或称为符号化表示）,括空间数据（空间位置）、属性数据（属性特征）以及时间数据（时态特征）三个部分3. 城市地理信息系统: UGIS是一种利用计算机技术以及网络通讯技术等实现对城市地理空间数据进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、显示、输出、应用和维护

2、更新的空间信息系统。它是城市基础设施之一，也是一种城市现代化管理、规划和科学决策的先进工具。第二章： 1元数据： 元数据就是 “关于数据的数据”，即对数据的描述 2矢量数据、栅格数据： 矢量数据是通过记录地理实体坐标（坐标对、坐标串和封闭的坐标串）的方式精确的表示点、线、面、体等实体空间位置和形状 栅格数据用密集正方形（或三角形，多边形）将地理区域划分为网格阵列，其中每个栅格也称“像元”或“像素”。根据所表示的信息，各个像元可用不同的“灰度值”来表示，但每个像元被认为是内部一致的基本单元。3二值图像： 如果一个图像的灰度值只有两种，通常用“1”表示前景元素，用“0”表示背景元素，则这个图像也称

3、“二值图像”4. 城市空间数据库: 用来表示城市空间实体的位置，形状及其分布特征等方面信息的数据库5. WebUGIS： 网络城市地理信息系统，是UGIS与www的有机结合。利用Internet技术在Web上发布城市地理信息，就能从www的任意一个节点浏览和获取WebUGIS上的各种城市地理空间数据及属性数据、图像、文件，以及进行城市地理空间分析第三章1空间信息查询： 在GIS中根据一定的图形条件或属性条件或两者的结合条件，检索出对应的空间对象的属性或图形的一种工具2形状量算的参数（弯曲度、伸延率、形状比）： 弯曲度为曲线长度与曲线的两个端点之间长度的比值：延伸率 是基于轴比率的测度。ER为区

4、域最长轴长度与区域最短轴长度比值。形状比是基于轴与面积的测度。FR区域最长轴的长度与区域面积平方的比值3. 矢量叠加分析： 叠加分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性:4缓冲区： 地理空间目标的一种影响范围或服务范围5地图代数6.网络分析： 是指依据网络拓扑关系（结点与弧段拓扑、弧段的连通性），通过考察网络元素的空间数据及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面研究的一种分析计算7.DEM、TIN模型（P151）被描述的连续表面是地形面，即高程值在地理空间上的变化，称为数字高程模型（DEM, 不规则三角网

5、TIN表示法利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）连接成相互连续的三角面，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。常用狄洛尼Delaunay三角网表示8.空间插值：第四章6. 软件工程（IEEE定义）： 软件工程是一门关于构建和维护有效、实用、高质量软件的学科，它应用计算机科学、数学及管理科学等原理，借鉴传统工程的原则、方法，创建软件以达到提高质量，降低成本的目的7. 城市地理信息系统软件工程： UGIS开发具有软件开发的共性，是应用系统的原理和方法，针对特定的实际应用目的和要求，统筹设计、优化、建设、评价和维护实用UGIS系统的全部过程和步骤的

6、统称第一章：1城市地理信息的特征是什么？多重属性结构数据量大空间关系复杂数据来源多样化可挖掘性2城市地理信息系统的功能有哪些（技术和应用角度）？技术角度看： 应用角度看：输入与编辑 管理功能 查询检索 分析评价功能处理和分析 规划与预测功能可视化输出系统二次开发 3城市地理信息系统的组成要素包括哪些？硬软件和网络、规范标准、数据、 技术队伍和组织管理4城市地理信息系统的特点有哪些？1）可视化空间数据模型2）面向对象的层次建模和实时模型简化能力3）立体显示4）三维空间分析和时空仿真模拟第二章1拓扑结构的三种基本要素和它们之间的3种拓扑关系结点（Node）：3条或3条以上弧段（坐标链）的交点弧段（

7、Arc）：相邻两结点之间的坐标链。多边形（Polygon）（图斑或面）：有限弧段组成的封闭区拓扑邻接： 元素之间的拓扑关系拓扑关联： 元素之间的拓扑关系拓扑包含： 元素之间的拓扑关系2矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点矢量数据; 栅格数据：优点： 优点: 表示地理数据的精度较高 数据结构简单 严密的数据结构，数据量小 空间数据的叠置和组合方便 完整的描述空间关系 各类空间分析很易于进行 图形输出精确美观 数字模拟方便 图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现 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： 缺点; 数据结构复杂 图形数据量大 矢量叠置较为复杂 用大

8、像元减少数据量时，精度和信息量受损 数学模拟比较困难 地图输出不美观 技术复杂，特别是软硬件 难以建立网络连接 投影变换比较费时3. 空间数据采集的几种方法野外实地测量地图数字化遥感数据获取以GPS为数据源4两种地图数字化的方式 数字化仪的手扶跟踪数字化 扫描矢量化5栅格数据压缩四叉树编码法的基本原理与应用 原理: 首先把一幅图像或一幅栅格地图等分成四部分（四个象限），顺时针编码如果检查到某个子区的所有格网都含有相同的值（灰度或属性值），那么，这个子区域就不再往下分割；否则，把这个区域再分割成四个子区域，这样递归地分割，直至每个子块都只含有相同的灰度或属性值为止。 一种可变分率的非均匀网格系统

9、，是最有效的栅格数据压缩编码方法之一 判断网格属性是否单一，单一：不分，不单一：递归分割，最后得到一颗四分叉的倒向树 四叉树的树形表示： 用一倒立树表示这种分割和分割结果。 根：整个区域 高：深度、分几级，几次分割 叶：不能再分割的块 树叉：还需分割的块 每个树叉均有4个分叉，所以称为四叉树。6影响UGIS数据质量的因素（1）UGIS数据源误差遥感数据：摄影平台、传感器的结构及稳定性、分辨率、辐射等测量数据：人差（对中误差、读数误差、平差误差等）、仪差（仪器不完善、照准误差等） 、环境（气候、气压、温度、磁场等）属性数据：数据的录入、数据库的操作等GPS数据：信号的精度、接受机精度等原图误差：

10、控制点误差、投影误差、编绘误差、清绘误差、地图复制误差等变形误差：受温度和湿度的影响而变形（2）数字化误差数字化要素对象数字化操作人员数字化仪的分辨率和精度数字化操作方式（3）数据转化误差数据结构转换 主要包括栅格向矢量格式转换和矢量向栅格格式转换。数据格式转换 主要是指数据在不同文件格式之间的转换。数据计算变换 指通过各种计算方法对数据进行的处理，包括数据坐标变换、比例变换、投影变换等。7.空间数据库管理模式中，文件和关系数据库混合管理 系统的特点优点:GIS 可通过DBMS（数据库管理系统）提供的高级编程语言的接口，直接操纵属性数据，查询属性数据库，并在GIS的用户界面下面，显示查询结果在

11、ODBC（Open Database Connectivity，开放式数据库连接）推出后，GIS软件商只需开发GIS与ODBC的接口软件，就可将属性数据与任何一个支持ODBC的关系数据库管理系统连接。这样用户可在一个界面下处理图形和属性数据缺点：属性数据和图形数据通过ID联系起来，使查询运算，模型操作运算速度慢数据分布和共享困难属性数据和图形数据分开存储，数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能缺乏表示空间对象及其关系的能力8.WebUGIS的三种体系结构集中模式 客户/服务器模式 Web/Browser模式9. WebGIS的四种工作方式（CGI、插件、控

12、件、Java）1)基于CGI的WEBGIS是基于HTML的一种扩展，需要有GIS服务器在后台运行2)Plug-in是在浏览器上扩充Web浏览器功能的可执行GIS软件；直接处理来自服务器的GIS矢量数据，同时可以生成自己的数据，以供Web浏览器或其他Plug-in显示使用， Plug-in必须安装在客户机才能使用3)用Microsoft的ActiveX技术创建的GIS控件这些GIS控件和Plug-ins一样，用于扩展HTML的功能，以便使浏览器能处理GIS地图和数据它们也是从服务器下载到用户本地计算机上，安装注册后执行4)GIS Java Applets从服务器下载到本地计算机并在浏览器内立刻执

13、行。GIS的功能和数据被封装在一个包内，并根据需要迁移到客户端，但不需要像GIS Plug-Ins或GIS控件那样先进行安装第三章1栅格数据分析案例新学校选址的流程2网络模型的组成要素与属性（链、结点、站点、中心、拐角点、障碍）链（Links）：连接两个结点的弧段，即网络中流动的管线如街道、河流、水管等，为供物体运营的通道，链间的连接关系由弧段-结点拓扑数据结构来表达，属性如资源流动的时间、速度结点（Nodes）：网络中链的结点，如港口、车站等等。中心（Centers）：网络中位于结点处，具有沿着链收集或发放资源能力的设施，是接受或分配资源的位置，如邮局、电站、水库等 站点（Stops）：资源

14、沿着网络路径流动时被分配或收集的位置，如邮件投放点、车站等，其状态属性有资源需求，如产品数量障碍（Barriers）：禁止网络中链上流动的节点，即资源不能通过的节点，不带状态属性。拐角点（Turns）：链路相交处，资源流向发生改变的点，状态属性有阻力（角度、拐弯时间和方向限制等，如在8点到18点不允许左拐）属性 1）阻强阻强是指资源在网络中运移阻力的大小。它是描述链与拐弯所具有的属性 2）资源需求量 指网络中与弧段和停靠点相联系资源的数量。如在停靠点装卸物的件数等 3）资源容量 指网络中心为满足各弧段的需求，能够容纳或提供的资源总数量。如学校的容量指学校能注册的学生总数；停车场能停放机动车辆的

15、空间；水库的总容量等3. 网络分析的功能（Textbook P143-144）1) .网络追踪：网络中用于研究网络中资源和信息的流向就是网络跟踪的过程2) 路径分析：是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条件寻找最优路径3) 资源分配；供（Supply）”代表一定数量的资源或货物，它们位于被称之为“CENTER”的设施中。“需（Demand）”指对资源的利用。Allocate分析就是在空间中的一个或多个点之间分配资源的过程4) 服务范围：基于网络的服务区 基于缓冲区的服务区4. DEM的三种主要表示

16、模型（Contours、GRID、TIN）（1）等高线（CONTOUR）模型（2）规则格网（GRID）模型（3）不规则三角网（TIN）模型5.TIN的优缺点（Textbook-P155）优点：不规则三角网数字高程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点，或节点的位置和密度TIN可根据地形的复杂程度来确定采样点的密度和位置，能充分表示地形特征点线，从而减少了地形较平坦地区的数据冗余缺点：存储方式复杂，不仅要存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系6. DEM的应用地形因子计算（坡度等）和通视分析见PPT第三章第五节42第四章1城市地理信息系统软件工程的特点1）多学科边缘体系，系统复杂度大 2）以空间数据为主，数据类型多样，结构复杂，数据在系统中具有特别的地位3)表达的内容复杂；表达的对象具有时空特性4)以空间分析为主2软件生存周期的六个阶段（Textbook-P167）规划需求分析和定义-软件设计程序编写软件测试运行/维护3. 系统设计的组成部分管理观点：概要设计 详细设计技术观点：数据设计 系统结构设计 过程设计 界面设计4.针对系统内部结构的两种软件测试方法白盒测试：知内部工作过程，测试内部操作是否符合设计规格要求黑盒测试：已知系统功能设计，测试实现的功能是否满足要求