第24章地理信息系统的集成
一、名词解释。

1．空间决策支持。

[2012年江西师范大学研]
答：空间决策支持是指应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换，以提取出隐含于空间数据中的某些事实与关系，并以图形和文字的形式直接地加以表达，为现实世界中的各种应用提供科学、合理的决策支持。

由于空间分析直接融合了数据的空间定位能力，并具有能充分利用数据的现势性等特点，因此其提供的决策支持，即空间决策支持将更加符合客观现实，更具有合理性。

2．GPS差分纠正。

[2011年电子科技大学研]
答：差分纠正是降低GPS定位误差的有效方法，它是通过两个或者更多的GPS接收机完成的。

GPS差分纠正的思想是：在某一已知位置，安置一台接收机作为基准站接收卫星信号，然后在其它位置用另一台接收机接收信号，由前者可以确定卫星信号中包含的人为干扰信号，而在后者接收到的信号中减去这些干扰，这样即可减少GPS的定位误差。

3．光谱分辨率。

[2011年中山大学研]
答：光谱分辨率为探测光谱辐射能量的最小波长间隔，也即遥感影像成像的波段范围。

光谱分辨率反映了传感器的光谱探测能力，成像波段越多，光谱分辨率就越高。

4．空间数据挖掘。

[2014年电子科技大学研]
答：空间数据挖掘是指从空间数据库中抽取没有清楚表现出来的隐含的知识和空间关系，并发现其中有用的特征和模式的理论、方法和技术。

空间数据挖掘和知识发现的过程大致可分为以下多个步骤：数据准备、数据选择、数据预处理、数据缩减或者数据变换、确定数据挖掘目标、确定知识发现算法、数据挖掘、模式解释、知识评价等，而数据挖掘只是其中的一个关键步骤，但是为了简便，人们常常用空间数据挖掘来代替空间数据挖掘和知识发现。

二、名词辨析。

大气窗口与大气屏障。

[2011年中山大学研]
答：（1）大气窗口
电磁波在穿过大气层时，会受到大气层对电磁波的吸收和散射影响，因而使透过大气层的电磁波能量受到衰减。

大气层对电磁波的吸收和散射影响随电磁波的波长而变化，大气窗口即是指电磁波通过大气层时，较少地被反射、吸收和散射的透射率高的波段。

大气窗口的光谱段主要有：微波波段（0.3～10GHz/0.03～1m），热红外波段（8～14μm），中红外波段（3.5～5.5μm），近紫外、可见光和近红外波段（0.3～1.3μm，1.5～1.9μm）。

（2）大气屏障
大气屏障是指电磁波通过大气层时透过率很小，甚至完全无法透过的波段，这些波段难以或不能用于航天遥感成像，一般情况下，非大气窗口波段即为大气屏障对应的波段。

二、简答题。

1．简述GIS架构体系。

[2013年北京大学研，2015年华东师范大学研]
答：GIS架构体系是指GIS系统的组织方式，包括网络地理信息系统（Web-GIS）、组件式GIS（Com-GIS）、虚拟现实GIS（VR-GIS）、时态GIS（TGIS）、互操作GIS和3S 集成这几种形式。

（1）Web-GIS采用客户端/服务器模式，客户可以向服务器请求数据、分析工具或模块，服务器或者执行客户的请求并把结果通过网络送回给客户。

（2）Com-GIS是把GIS的各种功能模块划分为不同类型的控件，每个控件完成各自的功能，各部分通过可视化开发工具集成形成的应用系统。

（3）VR-GIS是以地球系统为对象的虚拟现实技术，是虚拟现实与地球信息系统结合的产物。

（4）TGIS跟踪和分析空间数据随时间的变化，描述系统随时间变化的过程。

（5）互操作GIS解决地理数据的共享和继承、地理操作的分布和共享等需要，实现在异构环境下多个地理信息系统或其应用系统之间的互相通信和协作。

（6）3S集成由GPS、GIS和RS进行集成得到。

2．简述GPS和GIS结合的应用和前景。

[2010年中国地质大学（北京）研]
答：（1）GPS和GIS结合的应用
GPS和GIS结合后可应用在导航定位、实时定位测量测量数据、地图更新、导航监控与最优路径规划、系统指挥等方面。

具体如下：
①GPS（单机定位）+栅格电子地图可用于导航定位。

装载有GPS接收系统的载体（车、船、飞机等）通过接收的GPS定位数据，可在GIS的支持下于栅格电子地图上显示移动载体所在的位置。

②GPS（单机定位）+矢量电子地图可用于导航及路径优化选择。

根据目的位置（人工输入）和载体现在的位置（GPS测定），在GIS支持下可以显示最佳路径，从而引导驾驶者最快到达目的地。

③GPS（差分定位）+栅格／矢量电子地图可用于监测网络，指挥系统。

通过固定站和移动载体之间的两台或多台GPS伪距差分技术，可精确定位移动载体的位置，双方均有通信联系时，构成导航、监测网络。

④GPS（差分定位）+动态图层可用于动态数据更新。

动态图层接收GPS的定位测量数据，经处理后，以坐标形式对地图进行更新。

（2）应用前景
GPS与GIS结合有着非常广阔的应用前景。

近几年来，GIS型GPS接收机用于采集地面上的位置数据及详细的属性信息正日益发展，尤其是电力、煤气、自来水、通讯、市政、森林、环保、农业等部门，在建立各自的专业化GIS中，越来越感到利用GPS采集GIS数据是最经济、最迅速的手段。

GIS型GPS接收机在全球迅猛发展,目前全球大部分GPS制造商都研制出专用于GIS数据采集的GPS接收机。

3．简述遥感技术与处理对地理信息系统空间数据建库的应用。

[2012年西北大学研] 答：遥感（Remote Sensing，RS）是GIS的一个重要数据源和强有力的数据更新手段，能使GIS的活力和应用大大加强并可作为GIS的数据采集子系统。

遥感影像具有宏观性、高分辨率、多波谱、多时相、动态性、及时性的特点。

遥感数字影像处理基于图像数据库的操作与管理，经过计算机图像处理技术所获取的大量图形图像信息数据为GIS提供了丰富的信息源。

将RS信息应用于GIS，可以大大降低GIS中数据获取的成本，加快数据更新的步伐，为GIS空间数据库的更新或建立动态系统提供动态数据
源。

4．当前世界主要的卫星导航系统有哪些？分析我国卫星导航技术在民用领域的应用前景。

[2011年山东科技大学研]
答：（1）世界主要的卫星导航系统
美国的全球定位导航系统（Global Positioning System，GPS）、中国的北斗导航系统（COMPASS）、正在组网的欧盟的伽利略导航系统（Galileo）、正在建设和完善的俄罗斯的卫星导航系统（GLONASS）。

（2）我国卫星导航技术在民用领域的应用前景
①“北斗”二代卫星导航系统与手机网络的结合。

随着中国“4G”手机潮流逐渐兴起，手机上网也越来越方便，用手机代替传统的卫星导航系统接收器，将更能普及“北斗”二代卫星导航的使用，也使人们的生活更方便。

②将“北斗”二代卫星导航系统的民用系统的精确度有限度地提升。

当前，无论是GPS、“伽利略”还是“格洛纳斯”等卫星导航系统，它们的民用部分的空间分辨率都低于20米，如果“北斗”二代研制成功并投入民用市场后能适当提高精度到5米至15米之间并提高分辨率，那么“北斗”二代卫星导航系统无论是在国内市场还是国际市场，都将有极强的竞争力。

当然，提高空间分辨率的同时也要注意对重要地点，如军事基地的保密措施。

③针对美国的GPS系统存在的优势和不足，“北斗”二代应引以为鉴，做到“择其善者而从之，其不善者而改之”。

“北斗”二代研制成功后，GPS必将成为“北斗”二代最大的竞争对手，“北斗”二代只有不断完善与改进，才能保证不会成为GPS发展的“牺牲品”，才能在世界上有立足之地。

三、论述题。

1．如今北京的出租车上都安装了GPS系统，谈一谈会有哪些应用。

[2013年北京大学研]
答：出租车上安装了GPS系统后，会有如下方面的应用：
（1）出租车GPS系统功能应用
①具有车辆的调度功能，可以减少空驶，提高车辆和道路资源的有效利用率；
②具有汽车防盗功能，可以有效的避免车辆丢失；
③通过液晶显示屏传递短信息，方便单位或司机的亲朋与司机联系；
④IC卡数据采集功能，可以通过GPS系统传递给各个相关单位。

（2）出租车GPS系统拓展运用
采集出租车GPS点位数据，对时序时空大数据进行挖掘和分析：
①可以得到出租车运维状态并为出租车公司提供运维决策建议；
②可以进行轨迹数据挖掘，得到出租车运行轨迹和路段行驶时间，判断道路拥堵程度，提供出行决策依据，并更新城市路网；
③可以进行城市居民出行热点区域分析，得到城市居民出行时空分布规律；
④结合其他数据，可以识别和分析城市功能区，为城市建设与发展提供决策依据。

2．阐述大数据（Big Data）特征、与空间数据的关系及未来发展前景。

[2014年电子科技大学研]
答：（1）大数据的特征
大数据的特征包含四个层面：。