地理信息系统复习题（完整版）1、 什么是数据，什么是信息，以及两者之间的关系？数据：是未加工的原始材料，是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，包括数字、文字、符号、图像等，数据本身没有意义。
信息：是数据的含义，是有用的有意义的数据，是数据的内容和解释，它向人们提供关于现实世界的事实知识，作为生产、管理、经营、分析、决策的依据。
两者之间的关系：①数据是信息的载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。
②数据经过加工才能变成有效的信息，同样的数据经过不同的处理过程，可变成不同的信息。
③由于数据和信息之间紧密联系，通常并不严格区分数据信息2、 地理信息系统的概念、构成以及功能（5点）概念：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统是设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示的计算机综合应用技术系统，可描述整个或部分地球表面及其实体的空间地理分布，用以解决复杂的规划和管理问题。
构成：系统硬件、系统软件（专业软件、数据库软件、系统管理软件）、空间数据（数据来源有室内数字化、外业采集以及其他数据的转换）、应用人员、应用模型功能：数据输入、预处理、管理、查询和分析、可视化表达输出。
工作原理：空间模型、地理参考系、矢量和栅格数据结构。
3、 地理数据的定义、三个特征（第三章）地理数据的定义：直接或间接关联着相对于地球的某个地点的数据，是表示地理位置、分布特点的自然现象和社会现象的诸要素文件，包括自然地理数据和社会经济数据。
空间数据的定义：指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间、空间关系等特性。
特征：空间特征 属性特征 时间特征补充：地理数据是GIS的操作对象，据来源分包括地图数据、影像数据、地形数据、属性数据和元数据。
据表示的对象分包括类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据和符号数据。
地理空间一般包括地理空间定位框架及其所联接的特征实体。
地理实体（空间实体）指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性，复杂性，相对意义的概念。
4、地理信息的概念、特征概念：是表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称，是与所研究对象空间地理分布有关的信息。
特征：区域性、多维结构特征、时序特征（动态性）补充：空间信息的定义：是反映地理实体空间分布特征的信息。
空间分布特征包括实体的位置、形状及实体间的空间关系、区域空间结构等5、坐标系，了解我国目前使用的三种坐标系1954年北京坐标系，1980年国家大地坐标系，地心坐标系6、地图投影：将椭球面上各点的大地坐标，按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标分类：几何投影（方位投影，圆柱投影，圆锥投影）和非几何投影（等角投影，等积投影，任意投影）7、坐标变换的实质以及类型空间数据坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系分为：①几何纠正：为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的改正，一般有仿射变换、相似变换、二次变换。
②投影转换：正解变换、反解变换、数值变换8、空间数据概念及其类型，拓扑关系（列举种类）进行解释答：空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。
地理空间数据：是以空间位置为参照，描述地理特征与地理要素之间关系的数据。
它具有空间位置、属性特征、时域特征三部分。
1）依据数据来源的不同分为：地图数据 地形数据 属性数据 影象数据 元数据2）依据表示对象的不同分为类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据拓扑关系： 指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。
1）关联性： （不同类要素之间）结点与弧段2）邻接性： (同类元素之间)多边形之间、结点之间。
3）连通性：与邻接性相类似，指对弧段连接的判别，如用于网络分析中确定路径、街道是否相通。
4）方向性：一条弧段的起点、终点确定了弧段的方向。
用于表达现实中的有向弧段，如城市道路单向，河流的流向等。
5）包含性：指面状实体包含了哪些线、点或面状实体。
6）区域定义：多边形由一组封闭的线来定义。
7）层次关系：相同元素之间的等级关系，武汉市有各个区组成。
主要的拓扑关系：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。
补充：拓扑关系研究什么、拓扑关系的定义及类型、意义研究：拓扑属性与非拓扑属性。
类型：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含意义：1）拓扑关系清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化。
2）有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。
3）根据拓扑关系，可重建地理实体。
9、空间数据结构（矢量、栅格）进行解释、对比优缺点（要针对坐标系）答：栅格数据结构是基于栅格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。
矢量数据结构是基于矢量模型的数据结构，是利用欧几里德几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间实体空间分布的一种数据组织形式。
优点 缺点矢量1、便于面向现象（土壤类，土地利用单元等）2、结构紧凑，冗余度低，便于描述线或边界。
3、利于网络、检索分析，提供有效的拓扑编码，对需要拓扑信息的操作更有效。
4、 图形显示质量好，精度高。
1、数据结构复杂，各自定义，不便于数据标准化和规范化，数据交换困难。
2、多边形叠置分析困难，没有栅格有效，表达空间变化性能力差。
3、不能像数字图像那样做增强处理4、软硬件技术要求高，显示与绘图成本较高。
栅格1、 结构简单，易数据交换。
2、叠置分析和地理（能有效表达空可 变性）现象模拟较易。
1、现象识别效果不如矢量方法，难以表达拓扑。
2、图形数据量大，数据结构不严密不紧凑，需用压缩技3、利于与感遥数据的匹配应用和分析，便于图像处理。
4、 输出快速，成本低廉。
术解决该问题。
3、投影转换困难。
4、图形质量转低，图形输出不美观，线条有锯齿，需用增加栅格数量来克服，但会增加数据文件。
补充：gis空间数据质量的定义：GIS的数据质量是指GIS中空间数据(几何数据和属性数据)的可靠性，通常用空间数据的误差来度量。
10、什么是空间数据库、有哪些空间数据模型答：空间数据库是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总和。
空间数据库模型：传统数据库模型：层次模型、网状数据模型、关系数据模型语义数据模型、面向对象数据模型11、数据源包括：地图数据 ，遥感数据， 文本数据，统计数据，实测数据，多媒体数据，已有系统的数据补充：栅格矢量化过程步骤、数据压缩及存储方法：过程步骤：方法一 实际应用中大多数采用人工矢量化法，如扫描矢量化，该法工作量大，成为GIS数据输入、更新的瓶颈问题之一。
方法二 程序转换法 过程：1、边界提取 2、二值化 3、二值图像的预处理 4、细化：剥皮法和骨架法 5、跟踪 6、拓扑化。
数据压缩、存储方法：从所得的数据集合S中抽出一个子集A,这个子集作为一个新的信息源，在规定的范围内更好的逼近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。
压缩比表示曲线信息载量减少的程度。
曲线上点的压缩方法：道格拉斯-普克法、自然综合法则法、垂距法;面域栅格数据的压缩方法:游程编码法、四叉树编码压缩法。
12、数据质量内容：1）位置（几何）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误差。
2) 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。
3) 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，由几何或属性误差也会引起逻辑误差。
4) 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，数据层完整性，检验完整性等。
5) 现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。
13、元数据：地理的数据和信息资源的描述性信息。
它通过对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明，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。
14、空间数据处理的主要内容（1，2，3，4，5+数据分析、拓扑生成）答：（PPT上的答案）1 坐标变换：图幅数据的坐标变换、几何纠正、地图投影变换2 图形编辑：编辑操作、关键算法3 拓扑关系的自动建立：点线拓扑关系自动建立、多边形拓扑关系自动建立4 图形的裁剪、合并与图幅接边5 空间插值：边界内插、趋势面分析、局部内插、移动平均法6 数据压缩与光滑7 空间数据格式转换：矢量向栅格、栅格向矢量（书上的答案）①空间数据的变换：几何纠正、地图投影及其转换②空间数据结构的转换：矢量向栅格、栅格向矢量③多元空间数据的融合：遥感与GIS数据的融合、不同格式数据的融合④空间数据的压缩与重分类⑤空间数据的内插：点的内插、区域的内插⑥空间拓扑关系的编辑：多边形和节点连接编辑15、坐标变换概念及其实质答：空间数据的变换即空间数据坐标系的变换。
其实质是建立两个坐标系坐标点之间的一一对映关系，包括几何纠正和投影变换。
16、 空间数据库模型、概念、目的（？）、特点答：空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。
空间数据库的特点：①数据量特别大②数据种类多，复杂③数据应用面相当广。
空间数据模型：1）传统数据模型 ：层次模型、网络模型、关系模型2）面向对象模型补充：空间数据库管理系统的定义：是指能够对物理介质上存储的地理空间数据进行语义和逻辑上的定义，提供必须的空间数据查询、检索和存取功能，能够对空间数据进行有效的维护和更新的一套软件系统。
空间数据库的建立过程步骤、设计思想：设计思想：其实质是将地理空间客体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程，也就是GIS中空间客体数据的模型化问题。
过程：（1）需求分析—整个空间数据库设计与建立的基础（2）结构设计、物理设计（3）数据层设计（4）数据字典设计17、四叉树的构建（画）单调一种可变分率的非均匀网格系统。
是最有效的栅格数据压缩编码方法之一空间要素的区域信息用四叉树数据结构存储是将空间区域按照四个象限进行递归分割（2n×2n,,且n≥1）,直到子象限的数值单调为止。
凡数值成单调的单元，不论单元大小，均作为最后的存储单元。
如下图：123 4567811 910121391013781111263452建立四叉树有两种方法，即是自上而下（“top-down”）和自下而上方式(“bottom-up”）,自上而下方式是先检查全区域，其值不单调时再四分划，直到数值或内容单调为止。