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地理信息系统

1 地理信息系统:由计算机硬件软件和不同方法组成的系统,该系统设计来支持空间数据的采集管理处理分析建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。

2 WEBGIS:(网络地理信息系统)指基于Internet平台,客户端应用软件采用网络协议,运用在Internet上的地理信息系统。

一般由多主机,多数据库和多个客户端以分布式连接在Internet上而组成,包括以下四个部分:WEB-GIS浏览器(browser),WEB-GIS服务器,WEB-GIS编辑器(Editor),WEB-GIS信息代理(imformation agent)。

3 拓扑关系:地理图形要素之间的各种关联、邻接以及包含等空间关系的总和就是拓扑关系。

图形保持连续状态下变形但是图形关系不变的性质4 矢量数据结构:基于矢量模型的数据结构,采用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合来描述地理空间的实体的一种数据组织方式5 栅格数据结构: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空间实体的一种数据组织形式。

6 数据模型:对客观事物及其联系的逻辑组织描述。

数据模型(Data Model)是数据特征的抽象,是数据库管理的教学形式框架。

数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。

数据模型包括数据库数据的结构部分、数据库数据的操作部分和数据库数据的约束条件。

7 关系数据模型:一种数学化模型,它把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表中的元素这种表称为关系,关系的集合构成关系模型8 面向对象数据模型9地理实体、空间实体:地理实体是地理数据库中的实体,是指在现实世界中再也不能划分为同类现象的现象。

空间实体是指现实世界中地理实体的最小抽象单位,主要包括点、线和面三种类型10地理编码: 是为识别点、线、面的位置和属性而设置的编码,它将全部实体按照预先拟定的分类系统,选择最适宜的量化方法,按实体的属性特征和几何坐标的数据结构记录在计算机的存储设备上。

11图层: 在地理信息系统中由地图数字化形成的矢量数据存储的基本单元。

图层存储了主要地理要素(如弧段、节点、多边形、标识点等)和次要要素(如图幅范围、连接以及注释等),是一组与主题相关的数据单元。

12 元数据:是指描述空间数据的数据,它描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征,是空间数据交换的基础,也是空间数据标准化与规范化的保证,在一定程度上为空间数据的质量提供了保障。

13 四叉树编码:又称四元树或四分树,是最有效的栅格数据压缩编码方法之一。

四叉树将整个图像区逐步分解为一系列被单一类型区域内含的方形区域,最小的方形区域为一个栅格象元。

分割的原则是,不管是哪一层上的象限,只要划分到仅代表一种地物或符合既定要求的少数几种地物时,则不再继续划分,否则一直划分到单个栅格象元为止14 空间数据的插值(数据内插)即通过已知点或分区的数据,推求任意点或分区数据的方法15 DTM:为数字地形模型(Digital Terrain Model),是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

DEM:数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM16 空间分析以点线二元关系形成的系统,用来模拟一种物体或物质在路径上的运动情况。

17 叠置分析:通过将不同地区若干个不同数据层相叠合,不仅建立新的空间数据,而且能将输入的属性数据予以合并,易于进行多条件的查询检索、地图裁剪、地图更新、统计分析18 缓冲区分析:缓冲区分析是在点线面等不同实体周围建立一定宽度的缓冲多边形,以确定不同地理要素的空间临近性或其影响范围。

19 网络分析:是运筹学模型中的一个基本模型,即对地理网络和城市基础设施网络进行地理分析和模型化。

它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排,并使其运行效果最好20 面积占优法:以占单元面积最大的地物类型和空间特征决定格网单元的属性值。

此时,栅格单元的属性值为B。

面积占优法适合分类较细、地物类别斑块较小的情况21 数据挖掘:是从数据中提取隐含的、先前不知道的和潜在有用的知识的过程。

22 空间索引:是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构,其中包含空间对象的概要信息。

作为一种辅助性的空间数据结构,空间索引介于空间操作算法和空间对象之间,它通过筛选作用,大量与特定空间操作无关的空间对象被排除,从而提高空间操作的速度和效率。

23 空间信息网格:是一种汇集和共享地理上分布的海量空间信息资源,对其进行一体化组织与处理,从而具有按需服务的,强大的空间数据管理能力和信息处理能力的空间信息基础设施。

24 数据互操作性:数据互操作性就是指异构数据源之间的转换25 数字地球:是把浩瀚复杂的地球数据加以数字化、网络化,变成一个地球信息模型计划。

是一种可以嵌入海量地理数据、多种分辨率、三维的地球表达,是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识。

26 地图投影:是建立平面上的点(用平面直角坐标或极坐标表示)和地球表面上的点(用纬度和精度表示)之间的函数关系27 GIS属性数据:地理要素具有描述性属性,与空间数据相对应的描述性数据。

28 矢量栅格化:把矢量转为位图的过程称之为栅(zhà)格化29 空间数据质量:是对空间数据在表达空间位置、空间关系、专题特征以及时间等要素时,所能达到的准确性、一致性、完整性以及它们之间统一性的度量,一般描述为空间数据的可靠性和精度,用误差来表示。

30空间信息可视化:是地理信息处理的窗口与处理结果的直观表达形式,因而是决策的直观依据。

只有把空间数据库中的海量数据转换为直观的图形信息,地理信息处理结果才能为规划、管理与决策提供有力的支撑。

二简答题(每小题10分,共40分)1、简述地理信息系统的基本功能:1:基本功能:数据采集和编辑、数据存储和管理、数据处理和变换、空间分析和统计产品制作和演示、二次开发和编程2:应用功能:资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策2、简述地理信息系统的组成:应用人员,GIS服务的对象,分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户软系统件,支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统硬件系统,各种设备-物质基础数据,系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础应用模型,解决某一专门应用的应用模型,是GIS技术产生社会经济效益的关键所在3、简述地理信息系统的主要软硬件组成。

软件:GIS功能软件、基础支撑软件、操作系统软件。

硬件:数据处理设备、数据输入设备、数据输出设备4、简述GIS、CAD、MIS的区别。

计算机辅助设计(Computer Aided Design)主要用于绘制范围广泛的技术图形,大至飞机小至微芯片等。

GIS和CAD的共同点是二者都要有坐标参考系统,但GIS处理非图形属性数据和描述、分析图形单元间拓扑关系的功能明显强于CAD。

它们之间的主要区别还在于GIS的容量大得多,数据输入方式不同,所用的数据分析方法具有专业化特征等。

这种差别有时可能相当大,即便是一个很有效的CAD系统,有时也可能完全不适合于地理信息分析处理。

GIS与MIS:GIS有空间分析功能,MIS没有;硬件环境不同;GIS管理空间和属性数据,MIS管理属性数据。

5、1:GPS:geographical information system 地理信息系统:2:SQL :Structured QueryLanguage 结构化查询语:3:TIN :Triangulated Irregular Network 不规则三角网4:DBMS:database management system 数据库管理系统5:CAD computer aided design计算机辅助设计1、GIS的对象是什么,有哪些特性?空间数据,2、矢量数据结构的组织方法(编码方法)有哪些?并说明各自的优缺点?(1)无拓朴关系的编码方法:仅记录空间目标的位置和属性信息,而不记录拓朴关系.①Spaghetti模型:优点:编码容易,数字化操作简单,数据编码直观,显示速度快. 缺点:相邻多边形的公共边界数字化两次,造成数据冗余,可能出现重叠或者裂缝,引起数据不一致;缺少拓朴关系,空间分析十分困难.②点位字典法:优点:编码比较容易,数字化操作简单,数据编码直观.缺点:缺少拓朴关系.(2)拓朴关系的编码方法:不仅记录空间目标的位置和属性信息,而且记录拓朴关系.①网络模型;②拓朴模型:优点:数据结构紧凑,数据冗余小;拓朴关系明晰使得拓朴查询,拓朴分析效率高.缺点:对单个实体的操作效率低,难以表达复杂的地理实体,查询效率低,局部更新困难.3、简述栅格数据模型的特征,如何用栅格数据模型表示地理实体?第三章数据采集与质量控制1、地理信息系统的数据来源有哪些?并叙述数据采集的主要方法如何?GIS数据源有:(1)地图资料;(2)影像数据;(3)遥感数据;(4)实测数据;(5)文本资料;(6)统计数据;(7)多媒体数据;(8)其它已有的非系统化的数据。

数据输入方法有:(1)手工键盘输入;(2)手扶跟踪数字化仪输入;(3)扫描数字化仪输入;(4)解析测图法输入;(5)已有数字化形式数据转换。

2、GIS数据质量的基本内容1° 位置精度:如数学基础、平面精度、高程精度等,用以描述几何数据的质量。

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。

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、注记的完整性等。

5° 现势性:如数据的采集时间、数据的更新时间等。

第四章空间数据的处理1、简述由栅格数据向矢量数据转换的过程。

栅格转换为矢量的过程:(1)边界提取;(2)二值化;(3)细化;(4)边界跟踪;(5)拓扑关系生成;(6)去除多余点和边界光滑处理。

2、采用十进制Morton码分别用线性四叉树和二维行程编码表示下图数据。

3、对下图分别进行索引式和双重独立式编码。

第五章空间分析1 简述常用的空间分析的方法及应用(1)统计分析:统计图表分析\属性数据的集中\离散特征数\统计数据的分类分级;(2)DEM分析: 三维显示等;(3)叠置分析: 点与多边形\多边形与多边形等;(4)缓冲区分析: 地理空间目标的一定影响范围或服务范围;(5)网络分析: 依据网络(点\线)的拓扑关系,进行网络性能特征的分析计算.2 解释缓冲区分析和叠置分析的概念,并举例说明这两种空间分析方法的用途答:缓冲区分析是对一组或一类地物按缓冲距离条件,建立缓冲区多边形图,然后将得到的缓冲区图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠置分析,得到所需要的结果.作用: 缓冲区分析一般应用于求地理实体的影响范围,即邻近度问题.如道路噪声影响范围就是沿道路建一定宽度的缓冲区,车流量决定缓冲区半径.如某地区有危险品仓库,要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围,这就需要进行点缓冲区分析.如对野生动物栖息地的评价中,动物的活动区域为面缓冲区分析等三论述题(每小题15分,共15分)1 论述当前GIS的发展趋势、应用前景。

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