地理信息系统概论课后习题部分答案第一章1、什么就是地理信息系统（GIS）？它与一般计算机应用系统有哪些异同点？答：地理信息系统：就是由计算机硬件、软件与不同得方法组成得系统，该系统设计支持空间数据得采集、管理、处理、分析、建模与显示，以便解决复杂得规划与管理问题。
GIS 脱胎于地图学，就是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学与管理科学等众多学科交叉融合而成得新兴学科。
但就是，地理信息系统与这学科与系统之间既有联系又有区别: （1）GIS 与机助制图系统机助制图就是地理信息系统得主要技术基础，它涉及GIS 中得空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据得管理。
地理信息系统与数字制图系统得主要区别在于空间分析方面。
一个功能完善得地理信息系统可以包含数字制图系统得所有功能，此外它还应具有丰富得空间分析功能。
（2）GIS 与DBMS(数据库管理系统) GIS 除需要功能强大得空间数据得管理功能之外，还需要具有图形数据得采集、空间数据得可视化与空间分析等功能。
因此，GIS 在硬件与软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多地多。
（3）GIS 与CAD 系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD 系统只处理规则得几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析与判断能力。
（4）GIS 与遥感图像处理得系统遥感图像处理得系统就是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理得软件。
它主要强调对遥感栅格数据得几何处理、灰度处理与专题信息提取。
这种系统一般缺少实体得空间关系描述，难以进行某一实体得属性查询与空间关系查询以及网络分析等功能。
2、地理信息系统有哪几个主要部分组成？它得基本功能有哪些？试举目前广泛应用得两个基础地理信息系统软件为例，列出它们得功能分类表，并比较异同点？（1）系统硬件:包括各种硬件设备，就是系统功能实现得物质基础；（2）系统软件:支持数据采集、存储、加工、回答用户问题得计算机程序系统；（3）空间数据:系统分析与处理得对象，构成系统得应用基础；（4）应用人员:GIS 服务得对象，分为一般用户与从事建立、维护、管理与更新得高级用户；（5）应用模型:解决某一专门应用得应用模型，就是GIS 技术产生社会经济效益得关键所在。
3、试说明地理信息系统得基本分析功能与应用模型之间得区别与联系就是什么？答：地理信息系统分析功能就是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出得结构，这些规律与参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型与风力强度计算模型等。
但应用模型很多就是专业领域得模型，其表现可以就是参数表格也可以就是图标或计算公式，不利于地理信息这种要与地理坐标想联系，并且需要特殊得可视化效果得信息分析与表达。
因此要构建适合于地理信息分析与表达得应用模型就要吧如气象农业等行业应用模型转变或者结合地理信息做成与空间信息想连接得模型应用于分析。
4、根据您得了解，阐述地理信息系统得相关学科及关联技术，并就地理信息系统基础理论得简历与发展问题，发表您得意见与观点？答：地理信息系统与其她相关学科系统间得关系（1）GIS 与地图学GIS 就是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也就是地图，因此它与地图有着极密切得关系。
GIS 就是地图学理论、方法与功能得延伸，GIS 与地图学一脉相承，它们都就是空间信息处理得学科，地图学强调图形信息传输，而GIS 则强调空间数据处理与分析，地图学与GIS 之间得联系就是通过地图可视化工具与她们得潜力来增强GIS 得数据综合与分析能力。
（2）GIS 与一般事务数据库GIS 离不开数据库技术。
数据库技术主要通过属性来管理与检索，但一般没有空间概念，GIS 恩能够处理空间数据。
（3）GIS 与计算机地图制图计算机地图制图技术得发展对GIS 得产生起了有力得促进作用，得出现又反过来为地图GIS 制图提供了现代化得先进技术手段。
数字地图就是GIS 得数据源，也就是GIS 得表达形式，计算机地图制图就是GIS 得重要组成部分。
（4）GIS 与计算机辅助制图（CAD）GIS 处理得多为自然目标，CAD 处理得多为规则几何图形及其组合。
GIS 得属性库内容结构复杂，功能强大，图形属性得相互作用十分频繁，且多具有专业化特征。
5、地理信息系统课应用于哪些领域？根据您得了解论述地理信息系统得应用与发展前景？答：现今地理信息系统已应用于测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾害监测、环境保护、国防、宏观决策支答：空间数据得拓扑关系就是明确定义空间结构关系得一种数学方法，在GIS 中，它不但用于空间数据得编辑与组织，而且在空间分析与应用中都具有非常重要得意义。
意义：（1）根据拓扑关系，不需要利用坐标或者计算距离，就可以确定一种地理实体，相对于另一种地理实体得空间位置关系；（2）利用拓扑数据有利于空间要素得查询；（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。
3、试比较矢量与栅格数据结构各有什么特征？答：矢量数据得特点：用离散得点、线、面织成得边界或表向来表达空间实体，用标识符表达得内容描述空间实体得属性。
描述得空间对象位置明确，属性隐含。
矢量数据之间得关系表示丁空间数据得拓扑关系。
栅格数据得特点：用离散得量化得网格值来表示与描述空间目标；具有属性明显、位置隐含得特点；数据结构简单，易于遥感数据结合，但数据量大；几何与属性偏差；面向位置得数据结构，难以建立空间对象之间得关系。
（1）栅格数据结构类型具有“属性明显、位置隐含”得特点，它易于实现，且操作简单，有利于基于栅格得空间信息模型得分析，而采用矢量数据结构则麻烦得多；（2）但栅格数据表达精度不高，数据存储量大，工作效率较低。
因此，对于基于栅格数据结构得应用来说，需要根据应用项目得自身特点及其精度要求来恰当地平衡栅格数据得表达精度与工作效率两者之间得关系。
（3）另外，因为栅格数据格式得简单性（不经过压缩编码），其数据格式容易为大多数程序设计人员与用户所理解，基于栅格数据基础之上得信息共享也较矢量数据容易。
矢量数据具有“位置明显，属性隐含”得特点，数据表达精度较高数据存储量小，较高分辨率，便于进行网络分析，但在多辨析跌至与抠门那个键均值处理等操作比较苦难。
4、请简述平面控制网与高程控制网在GIS 中得应用？答：平面控制网用以确定在地球上得平面位置通常就是地理经纬度坐标；高程控制网利用空间某点高于或低于基准面得垂直距离来提供地形信息。
5、什么就是4D 数据？它们与矢量与栅格数据之间具有什么联系？答：4D 数据就是指：数字线画图数据（DLG）、数字栅格数据（DRG）、数字高程模型数据（DEM）、数正射影像数据（DOM）; 数字线画图数据（DLG）:就是现有地形图要素得矢量数据。
数字栅格数据（DRG）：就是现有纸质地图经计算机处理后得到得栅格数据文件。
数字高程模型数据（DEM）：就是艺术字形式表达得地形起伏数据，也就是矢量数据；数正射影像数据（DOM）：就是对遥感数字影像，经像元进行投影差改正、镶嵌，也就是一种栅格形式得数据。
6、什么就是游程编码？游程编码得压缩效果与哪些因素有关？答：游程编码就是逐行将相同值得栅格合并，记录合并后栅格得值及合并栅格得数量（即游程），其目得就是压缩栅格数据量，消除数据间得冗余。
游程编码得压缩效果主要取决于栅格数据得性质级与原图得复杂成反比，变化多得部分有游程数就多，变化少得部分游程数就少，图件越简单压缩效率就越高。
7、什么就是栅格四叉树结构？请比较常规四叉树与线性四叉树得区别？答：栅格四叉树结构就是指将空格键区域按照四个象限进行递归分n 次，每次分割形成2n*2N 个子象限中得属性数值都相同为止，该子象限就不再分割。
常规四叉树与线性四叉树得区别：常规四叉树：常规四叉树每个节点通常储存 6 个量，即4 个子节点指针、一个父节点指针与一个节点值。
常规四叉树可采用子下而上得方法建立，对栅格按莫顿码顺序进行检测，这种方法除了要记录叶节点，还要记录中间节点。
常规四叉树在处理上简便灵活，而且当栅格矩阵很大，存储与处理整个矩阵较困难时，可用常规四叉树存储法；线性四叉树：线性四叉树每个节点只存储 3 个量，即莫顿码、深度（或节点大小）与节点值。
线性四叉树编码不需要记录中间节点得、0 值节点，也不适用指针，仅记录非0 值也节点，并用莫顿码表示叶节点得位置。
线性四叉树比常规四叉树节省存储空间；由于记录节点地址，既能直接找到其在四叉树中得走向路径，又可以换算出她在整个栅格区域内得行列位置，压缩与解压缩比较方便，各部分分辨率可不同，即可精确地表示图形结构，又可减少存储量，易于进行大部分图形操作与运算。
8、什么就是TIN？Grid 与TIN 在表达曲面数据得时候各有什么特点？答：Grid 规则网格与TIN 不规则三角网都就是表示数字高程得两种方法。
Grid 规则网格通常就是正方形，也可以就是矩形、三角形等规则网格。
规则网格将区域空间切分为规则得格网单元，每个格网单元对应一个数值。
数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则就是一个二维数组。
每个格网单元或数组得一个元素，对应一个高程值；TIN 不规则三角网就是将离散分布得实测数据点连成三角网，网中得每份三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最近邻点构成三角形，即三角形得边长之与最小。
特点：Grid 规则网格：可以很容易地用计算机进行处理，特别就是栅格数据结构得地理信息系统。
它还可以很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影与自动提取流域地形，使得它成为数字高程模型（DEM）最广泛使用得格式。
规则格网得缺点就是不能准确表示表面网格所代表得地形得结构与细部：在地形平坦得地方，存在大量得数据冗余；在不改变格网大小得情况下，又难以表达复杂地形得突变现象。
此外，规则格网得数据量通常比较大，给数据管理带来了不便，需要进行压缩存储。
如果采用无损压缩难以达到很好得压缩效果，如果要保证压缩效果，只能采用有损压缩，即牺牲了地形得细节信息。
TIN 不规则三角网：减少了规则格网带来得数据冗余，同时在计算效率与表达精度方面也有其优越性。
不规则三角网得数据存储方式比规则格网复杂，不规则三角网与规则格网不同之处就是随地形起伏变化得复杂性而改变采样点得密度与决定采样点得位置，因而它能够避免地形平坦时得数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。
第三章1、比较空间内插得移动拟合法、局部函数与按距离加权法等。
P108答：移动拟合法：就是只对每一个待插值点P 用一个多项式曲面拟合该店附近得表面，从而计算出该点得高程值。
3、试述克里金内插法得基本原理、优点及实施过程？答：原理：将被插值得莫要素（例如地形要素）当做一个区域化地变量来瞧待。