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1、第一章绪论:1 .根本概念地理数据：各种地理特征和现象间关系的数字化表示.地理数据是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的梳子、文字、图像 和图形的总称.地理信息：有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有 用的知识,是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理数据的解释特征：空问、时间、属性地理信息系统：在计算机软、硬件系统支持下,对整个或局部地球表层包括大气层的有关地理分布数据进行采集、储存、治理、运算、分析、显示和描述的 技术系统.2 .GIS的定义：即地理信息系统GeographicInformationSystem 或 Geo Informatio
2、nsystem,GIS有时又称为“地学信息系统或“资源与环境信息系统.它是一种特定 的十分重要的空间信息系统.它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部 分地球表层包括大气层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、治理、 运算、分析、显示和描述的技术系统.3 .GIS由哪几局部组成硬件系统：输入设备、处理设备、存储设备和输出设备软件系统：GIS支撑软件、GIS平台软件、GIS应用软件网络：局域网、广域网、无线网络、Internet/Intranet/Extranet ;主要作用信息传输空间数据：是指地球外表空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据人4 .GIS的主要功能有哪些空间数据的采集和输
3、入空间数据的编辑与治理空间数据的处理与转换空间查询与空间分析空间数据的显示与输出应用功能：包括资源治理、区域规划、国土监测、辅助决策第二章1.地理空间数据的描述有哪些坐标系相耳的关系是什么2我国常用地图投影.各种投影的适用性1 .高斯-克里格投影：横轴切圆柱等角投影1:50万以上2 .横轴墨卡托投影UTM,横轴割圆柱等角投影3 .兰勃特等角投影正轴等角割圆锥投影1:100万以下我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺地形图, 均采用高斯投影.1:2.5至1:50万比例尺地形图采用经差6分带,1:1万比例尺 地形图采用经差3分带.4 .GIS数据库建立是
4、为何耍选择地图投影如果耍制作1: 10万的十地利用图,该选何种类型的地图投影GIS以地图方式显示地理信息.地图是平面而地理信息那么是在地球椭球上,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,那么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,那么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,一般采用国家根本系列地图所用的投影.1: 10万的土地利用图,选高斯-克里格地图投影5 .空间坐标变换的方法1 .空间直角坐标的转
5、换2 .投影解析转换3 .数值拟合转换(多项式拟合变换)5 .国家根本比例尺地形图标准及其分幅编号.我国根本比例尺地形图分幅与编号,以 1: 100万地形图为根底,按规定的经差 和纬差划分图幅.1: 1000000地图编号采用国际1: 1000000地图编号标准.从赤道起算,每 纬差4为一行,至88 ,南北半球各分为22横列,依次编号A、B、. V;由 精度1800西向东每6 一列,全球60歹1,以1-60表示,如海南所在1: 100万 图在第5行,第49列,其编号为E49 ;北京为J50 图幅编号一一“横行字母纵列数字J 50 第三章U空间数孤模平, 1空间实体一般具有哪些主QQ3 .收腺的
6、特征?空间特征：表示实体的空间位置或现在所处的地理位置.空间特征又称定位特图2.19地 表力比例同代码比沅尺5000(X11:100000;500001:250001:100001:5000比吗CDEFG11征或几何特征,一般用坐标数据表示.属性特征： 表示实体的特征.如名称、分类、质量特征和数量特征等.时间特征：描述实体随时间的变化,具变化的周期有超短周期的、短期的、中期 的和长期的.空间关系特征： 描述地理实体间的关系,空间关系包括拓扑关系、顺序关系和 度量关系等2 .何为空间关系空间关系在描述空间实体特征中的意义何在空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系(1)拓扑空间关系：用来描述实
7、体间的相邻、连通、包含和相交等关系；(2)顺序空间关系：用于描述实体在地理空间上的排列顺序, 如实体之间前后、 上下、左右和东、南、西、北等方位关系；(3)度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系.3 .空间数据的概念模型有哪些类型试分析他们的应用特点对象模型：也称作要素模型.一般适合于对具有明确边界的地理现象进行抽象建 模,如道路、地块的征税和使用权等方面的建模.场模型：也称作域(field )模型,用于具有连续空间变化趋势的现象,如海拔、 温度、土壤变化,以及现状不定的现象,例如火灾、洪水和危险物泄漏,应采用 边界不固定的场模型进行建模.网络模型：描述不连续的地理现象,需要考虑通
8、过路径相互连接多个地理现象之 问的连通情况.如公路、铁路、通讯线路、管道、自然界中的物质流、物量流和 信息流等,都可以表示成相应的点之间的连线,由此构成现实世界中多种多样的 地理网络.4试分析GIS的几种主要的逻辑数据模型各自的特点.矢量数据模型：适合于用对象模型抽象的地理空间对象.在矢量数据模型中,可以明确地描述图形要素间的拓扑关系.多边形边界被分割成一系列的弧段和结 点.相邻多边形间的公共边界仅需表达一次,减少了描述的数据量,且防止了 双重边界不能精确重合的问题.栅格数据模型：适宜于用场模型抽象的的空间对象, 采用面域或空域的枚举来直 接描述空间实体. 栅格可以用数字矩阵来表示,地理空间坐
9、标隐含在矩阵的行 列上.在栅格数据模型中,点实体是一个栅格单元cell或像元,线实体由一 用彼此相连的像元构成,面实体那么由一系列相邻的像元构成, 像元的大小是一致 的.每个像元对应于一个表示该实体属性的值.优点：不同类型的空间数据层可以进行叠加操作,不需要经过复杂的几何计算.缺点：对于一些变换、运算,如比例尺变换、投影变换等那么操作不太方便.矢量-栅格一体化数据模型：一方面保存了矢量数据模型的全部特性, 空间实体 具有明确的位置信息,并能建立和描述拓扑关系；另一方面又建立了栅格与实体 的联系,即明确了栅格与实体的对应关系.镶嵌数据模型：采用规那么或不规那么的小面块集合来逼近自然界不规那么的地
10、理单元, 适合于用场模型抽象的地理现象.面向对象数据模型：5 .空间数据类型有哪些简述其特征.几何图形数据：各种类型的地图和实测几何数据.不仅反映空间实体的地理位置, 还要反映实体间的空间关系.影像数据：卫星遥感、航空遥感和摄影测量等属性数据：来源于实测数据,文字报告,图例,以及从遥感影像数据通过解释得 到的信息等.地形数据：来源于地形等高线图中的数字化, 数字化高程模型,或其他形式表示 的地形外表如TIN等元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据,如数据来源、 数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、元数据比例尺、地理空间 参考基准、数据转换方法等.6 .Voron
11、oi图、Delaunay三角 网的构网方法及木目互关系Voronoi多边形构造方法：组成多边形的边总是与两相邻样点的连线垂直, 并且多边形内的任何位置总是离 该多边形内样点的距离最近,离相邻多边形内样点的距离远,且每个多边形内包 含且仅包含一个样点.以Voronoi多边形内的样点属性作为整个多边形区域的属性.Delaunary三角网构造方法：可以根据最大空圆准那么,根据离散点直接构造.任一三角形的外接圆内不包含其 它样点.Delaunay三角网的特性：1三角网的网形是唯一的；2 每一个三角形的内角为可能的最大角度,符合“三角剖分最小内角为最大的最优化条件.相互关系：在实际应用中,往往先构造 V
12、oronoi多边形或Delaunay三角网,再构造另一种1将相邻Voronoi多边形内包含的样点连接起来,即形成 Delaunary三角网；2对Delaunary三角网的每个三角形计算其外心各边垂直平分线的交点,将相邻三角形的几何中央两两相连,即可得到 Voronoi多边形的边.第4章空间数据结构1 .总结矢量数据和栅格数据在结构表达方面的特色.矢量数据结构特点：位置明显、属性隐含.栅格数据结构特点：属性明显、位置 隐含；2 .简述栅格数据压缩编码的几种方式和各自优缺点.A.游程长度编码结构：只在各行或列数据的代码发生变化时依次记录该代码 以及相同代码重复的个数.优点：适宜于类型面积较大的专题
13、要素、遥感图像的 分类结构.变化局部游程数越多,压缩效率越高；栅格加密时数据量无明显增加, 易于检索、叠加、合并等.缺点：不适于类型连续变化或类型分散的分类图.B.四叉树编码结构：是根据栅格数据二维空间分布的特点,将空间区域根据4个象限进行递归分割2nX 2 n,且n1,直到子象限的数值单调为止,最后得到 一棵四分叉的倒向树.对缺乏的局部以 0补足.缺点：指针不仅增加了数据贮 存量,而且增加了操作的复杂性C链码结构：由起点位置和一系列在根本方向的单位矢量给出每个后续点相对其 前继点的可能的8个根本方向之一表示.优点：有效压缩栅格数据,对计算面积、 长度、转折方向和凹凸度运算方便.缺点：对边界做
14、合并和插入等修改编辑困难, 对区域空间分析运算比拟困难.D.二维行程编码特点：二维行程编码采用了线性四叉树的地址码Morton码,并根据码的顺序完成编码,但却是没有结构规律的四叉树.二维行程编码比规那么的四叉树更节省存贮空间,而且有利于以后的插入、删除和修改等操作.它与线性四叉树之间的相互转换也非常容易和快速,因此可将它们视为相同的结 构概念.4.简述矢量数据编码的几种方式和各自优缺点.实体式一优点：编码容易,数字化操作简单,数据排版直观；缺点：相邻多边 形的公共边界被数字化两次和存储两次, 造成数据冗余和不一致；缺少多边形的 邻域信息和图形的拓扑关系；岛只作为一个单个图形,没有建立与外界多边
15、形的 联系.拓扑数据模型-优点：拓扑分析容易；缺点：结构复杂、存取速度较慢.非 拓扑数据模型-优点：结构简单,存取速度快；缺点：拓扑分析困难.索引式一优点：采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息；缺点：比 较繁琐,给邻域函数运算、消除无用边、处理岛状信息及检查拓扑关系带来一定 困难,工作量大且容易出错.双重独立式一优点：是对图上网状或面状要素的任何一条线段,用顺序的两点 以及相邻多边形来予以定义,最适合于城市信息系统.缺点：链状双重独立编码一将假设干直线段合为一个弧段,每个弧段可以有许多中间点. 第5章空间数据组织与治理1、什么星空间数据库,具有什么特点?_空间数据库：又称地理数据库,是
16、描述与特定空间位置有关的真实世界对象的数 据集合.特点:数据量特别大；属性数据和空间数据联合治理；数据应用范围广泛2、矢量数据的治理方式有哪些,各有什么优缺点A.文件-关系数据库的混合治理缺点：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,数据的平安性、 一致性、完整性、并发限制以及数据损坏后的恢复方面缺少根本的功能；缺乏表示空间对象及其关系的水平.B.全关系数据库治理优点：空间数据和属性数据不必进行烦琐的连接,数据存取较快缺点：属于间接存取,效率比DBMS的直接存取慢,特别是涉及空间查询、对象 嵌套等复杂的空间操作C对象
17、-关系数据库治理优点：对现有的关系数据库进行扩展,增加空间数据类型 ；解决了空间数据的变 长记录的治理,由数据库软件商进行扩展,效率要比前面所述的二进制块的治理 高得多.缺点：用户不能根据GIS要求进行空间对象的再定义,因而不能将设计 的拓扑结构进行存储；3 .栅格数据的治理方式有哪些,各有什么优缺点A.文件治理缺点：无法保证数据的平安性、并发限制和数据共享.B.文件一数据库治理方式优点：影像数据索引的存在使影像数据的检索率得到提 Mi.C关系数据库治理关系数据库系统提供了存储复杂数据类型的水平.将影像数据存储在二进制变长字段中,通过数据访问接口来访问数据库中的影像 数据.影像数据的元数据信息
18、也存放在关系数据库的表中,二者可以进行无缝治理4 .数据库中空间数据是如何进行分幅分层组织的纵向分层：根据地图的某些特征,把空间数据分为假设干个专题层,将不同类不同级 的图元要素进行分层存放,每一层存放一种专题或一类信息.横向分幅：分块组织是将某一区域的空间信息根据某种分块方式,分割成多个数据块；将一幅地图划分为多个图幅,以文件或表的形式存放在不同的目录或数据 库中.5、空间数据的索引方式有哪些：比拟各种方法的优缺点.对象范围索引；格网索引；四叉树索引；R树和R+W索引：建立虚拟的矩形；包含尽可能多的空间实体；矩形间的重叠率 尽可能少；允许在每个矩形内再划分小矩形.对这些虚拟的矩形建立空间索引
19、, 它含有指向所包围的空间实体的指针. 在进行空间数据检索时,首先判断哪些虚 拟矩形落入查询窗口内,再进一步判别哪些实体是被检索的内容, 从而提升数据 检索的速度.第六章空间数据采集与处理1.GIS的数据源有哪些简述其特征并表达通过何种途径来获取汶此数据源2.对于扫描仪输出的结果一般需要做哪些处理?图地图扫描,m化的工作3 .从地图上能得到GIS需要的所有数据吗请举例说明.gis的数据包括空间数据和属性数据,空间数据一般可以得到,但是很多属性数 据是不能从地图上直接得到的.例如：宗地的权属,必须经过实际调查才可以. 还有高程4 .数据格式转换的途径有哪些1外部数据交换方式2标准空间数据交换标准
20、方式.3空间数据的互操 作方式5 .地图数字化生产空间数据过程中的质量限制应注意那些问题1数据源的选择2数字化过程的数据质量限制数字化限差数据的精度检查数据预处理数字化设备的选用数字化对点精度准确性6 .Metadata ,关于数据的数据.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、治理方式以及数据集的其他特征,是实现地理空间信 息共享的核心标准之一作用：1帮助用户了解和分析数据2空间数据质量限制3在数据集成 中的应用4数据存贮和功能实现第7章空间数据查询与空间度量1.Q 中抬/依氏3.说明空间数据查询的一般过程及查询结果的显示方式 一般过程：直接复原数据库中的数据及所
21、含信息,来 答复人们提出的一些比拟“简单的问题；通过一些 逻辑运算完成一定约束条件下的查询；根据数据库中 现有的数据模型,进行有机的组合构造出复合模型,模 拟现实世界的一些系统和现象的结构、功能,来答复一 些“复杂的问题,预测一些事务的发生、开展的动态 趋势.查询的结果可以通过多种方式显示给用户,如高亮度显 示,属性列表和统计图标等2.孰戏 selesction by location,口 selec的方法,内容4.举例根据有关内容实习内容说明杳询分析的应用和分析过程.查询距河流1000米以内,高程为Lowland的区域对River03expWaterProject.mdb 做 1000 米的
22、缓冲区.ArcToolbox/analysisTools/Proximity/BufferRiver04buf 与 Lowland 叠置overlay/intersect第8章GIS根本空间分析1 .叠置分析的概念提取空间隐含信息的方法之一,将各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面,其结果综合了原来两个或多个 层面要素所具有的属性；不仅生成了新的空间关系,而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的 属性关系._2 .叠置分析而操作有哪些 了解各种操作的含义.根据操作要素的不同,叠置分析可以分成点与多边形叠加、 线与多边形叠加、多 边形与多边形叠加；根据操作形式的不同,叠置分析可以分为图层
23、擦除、识别叠 加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新,一图层擦除Erase :是指输入层根据擦除图层的范围大小,将擦除参照图层所 覆盖的输入图层内的要素去除,最后得到剩余的输入图层的结果.二识别叠加Identity:输入图层和另外一个图层进行识别叠加,在图形交迭的 区域,识别图层的属三交集操作Intersect:得到两个图层的交集局部,并且原图层的所有属性将同 时在得到的新的图层上显示出来.性将赋给输入图层在该区域内的地图要素,同时也有局部的图形的变化在其中,四均匀差值Symmetricaldifference在矢量的叠置分析中也有为了获得两个图 层去掉它们之间的公共局部,而只需要剩下的局
24、部,同时对原有图层的空间上的 分布也进行一定区域内的调整,新生成的图层的属性也是综合两者的属性而产生五图层合并Union通过把两个图层的区域范围联合起来而保持来自输入地图 和叠加地图的所有地图要素.六修正更新Update首先对输入的图层和修正图层进行几何相交的计算,然后输入的图层被修正图层覆盖的那一局部的属性将被修正图层而代替.而且如果两个图层均是多边形要素的话,那么两者将进行合并,并且重叠局部将被修正图层 所代替,而输入图层的那一局部将被擦去.3 .栅格数据叠置分析的概念.简述叠置操作的输出可能的结果.概念：在栅格数据内部,叠加运算是通过像元之间的各种运算来实现的.设x1,x2,xn分别表示
25、第1层至第n层上同一坐标属性值:E f (Xi,X2,L ,xn)f函数表示各层上属性与用户需求之间的关系,E为叠置后属性输出层的属性值. 叠加操作的输出结果可能是： 各层属性数据的算术运算结果； 逻辑条件组合； 各层属性数据的极值； 其他模型运算结果4 .栅格数据与矢量数据在多层面叠置方法与结果上有什么差异同矢量数据多边形叠置分析相比, 栅格数据的更易处理,简单而有效,不存在破 碎多边形的问题等,使得栅格数据的叠置分析在各类领域应用极为广泛5 .举例说明普置分析和缓冲区分析在地学分析中的应用 可结合实习内容归纳.6 .比拟缓冲区杳询与缓冲区分析的概念.缓冲区查询是不破坏原有空间目标的关系,只
26、检索缓冲区范围内涉及到的空间目 标.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.7 .比拟多层数据叠加与叠置分析的概念.第11章地理信息可视化1 .简述空间信息可视化的概念与形式.定义:是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据,借助计算机图形学和图像处理等技术,以图形图像信息的形式,直观、形象地表达出来, 并进行交互处理.空间信息可视化从表现内容上来分：有地图(图形)、多媒体、虚拟现实等； 从空间维数上来分：有二维可视化、三维可视化、多维动态可视化等2 .GIS输出产品有哪些,各
27、自有什么优缺点.地图：地图是空间实体的符号化模型,是地理信息系统产品的主要表现形式图像：图像也是空间实体的一种模型,它不采用符号化的方法,而是采用人的直 观视觉变量(如灰度、颜色、模式)表示各空间位置实体的质量特征.它一般将 空间范围划分为规那么的单元,然后再根据几何规那么确定的图像平面的相应位置, 用直观视觉变量表示该单元的特征统计图表：非空间信息可采用统计图表表示.统计图将实体的特征和实体间与空 间无关的相互关系采用图形表示,它将与空间无关的信息传递给使用者, 使得使 用者对这些信息有全面、直观的了解.统计图常用的形式有柱状图、扇形图、直 方图、折线图和散点图等.统计表格将数据直接表示在表
28、格中,使读者可直接看 到具体数据值.3 .简述地图图面配置的内容与要求.图面内容包括图廓、图名、图例、比例尺、指北针、制图时间、坐标系统、主图、 副图、符号、注记、颜色、背景等内容.要求：主题突出、图面平衡、图形-背景、 视觉层次4 .专题地图的概念及特点是在地理底图上,根据地图主题的要求,突出而完善地表示与主题相关的一种或几种要素,使 地图内容专题化、形式各异、用途专门化的地图.特点：(1)专题地图只将一种或几种与主题相关联的要素特别完备而详细地显示,而其他要素的显示 那么较为概略,甚至不予显示.(2)专题地图的内容广泛,主题多样,在自然界与人类社会中,除了那些在地表上能见到的和 能进行测量的自然现象或人文现象外,还有那些往往不能见到的或不能直接测量的自然现象或 人文现象均可以作为专题地图的内容.(3)专题地图不仅可以表示现象的现状及其分布,而且能表示现象的动态变化和开展规律.