第一章导论１．地理信息系统：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和现实，以便解决复杂的规划和管理问题。

２．GIS与MIS管理信息系统）以及与CAD的异同点？GIS和MIS相同点：都是以计算机为核心的信息处理系统，都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点。

区别：GIS主要处理空间数据，如：土地资源、森林资源、交通运输网络、人口分布等数据；MIS主要处理物资、设备、资金、产量、库存、劳动力以及人事档案、生产合同、计划任务等非空间数据。

GIS和CAD相同点：二者都具有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据，也能处理属性数据。

区别：（１）GIS强调空间数据的处理和分析，而CAD更偏向于制图和表达，图形编辑功能较强，具有较强的排版和编辑和制图能力（２）处理的数据量上：GIS处理的是海量的数据，而CAD处理的数据量相对较小（３）数据的地理语义：GIS强，CADＤ弱（４）属性信息：GIS丰富，CAD较少（５）空间拓扑关系：GIS较强，CAD较弱３．GIS的基本构成：系统硬件：（一）数据处理设备：（１）图形工作站（２）个人计算机（３）客户机/服务器系统（Client/Server，简称C/S）（二）数据输入设备（１）图形手扶跟踪数字化仪（２）大幅面图形扫描仪（３）数字测量设备（三）数据输出设备（１）绘图仪（２）计算机显示器系统软件：（一）GIS功能软件（１）GIS基础软件平台（２）GIS应用软件（二）基础支撑软件（１）数据库软件（三）操作系统软件空间数据：地理信息系统的操作对象是地理数据，它具体描述地理现象的空间特征、属性特征和时间特征。

（一）空间特征：是指地理现象的空间位置以及相互关系，其数据称为空间数据；（二）属性特征：表示地理现象的名称、类型和数量等，其数据称为属性数据；（三）时间特征：指地理现象随时间而发生的变化，其数据称为时态数据；应用人员：系统开发人员和ＧＩＳ技术的最终用户。

应用模型：对于某一应用目的问题的解决，必须通过构建专门的应用模型。

４．GIS的功能：一、基本功能：（１）数据采集与编辑（２）数据存储与管理（３）数据处理和变换（４）空间分析和统计（５）产品制作与演示（６）二次开发和编程二、应用功能：（１）资源管理（２）区域规划（３）国土检测（４）辅助决策５．GIS的发展概况以及发展趋势？６．GIS中空间数据误差的来源？（１）数据采集：实地测量误差、航测遥感数据分析误差、地图的误差（２）数据输入：数字化过程中由操作员和设备造成的误差、地理属性没有明显边界引起的误差（３）数据存储：数字存储有效位不能满足、空间精度不能满足（４）数据输入：比例尺误差、输出设备误差、介质的变形误差（５）成果使用：用户错误理解信息造成的误差、不正确地使用信息造成的误差第二章地理信息系统的数据结构1.地理空间数据的分类（1）按数据来源：地理数据、影像数据、文本数据（2）按数据结构：矢量数据、栅格数据（3）按数据特征：空间数据、非空间属性数据（4）按几何特征：点、线、面曲面、体（5）按数据发布形式：数字线画图、数字栅格图、数字高程模型、数字正射影像图2.地理空间数据的来源（1）地图数据：地图数据来源于各种类型的普通地图和专题地图（2）影像数据：影像数据主要来源于卫星遥感和航空遥感，包括多平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、多角度和多种分辨率的烟感影像数据，也是GIS最有效的数据源之一（3）文本数据：文本数据主要来源于各类调查报告、实测数据、文献资料、解译信息（4）地形数据：地形等高线图的数字化、数字高程模型（DEM）、其他实测的地形数据（5）元数据：由各类纯数据通过调查、分析、推理、总结得到的有关数据的数据。

例如：数据的来源、数据的权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、数据的转换方法、元数据的比例尺3.地理空间数据的特征空间数据具有三个基本特征：空间特征、属性特征、时间特征（1）空间特征：空间特征是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系，包括方位关系、拓扑关系、相邻关系、相似关系等。

（2）属性特征：属性特征是指地理现象和过程所具有的专属性质，通常包括名称、数量、质量、性质等，称为属性数据。

（3）时间特征：时间特征是指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况，称为时态数据4.拓扑关系？拓扑关系是指网络中的结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。

（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的空间位置关系（2）利用拓扑数据有利于空间要素的查询（3）可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体5.拓扑结构为在点、线、多边形之间建立关联，以及彻底解决邻域和岛状信息处理问题而必须建立的数据结构。

这种结构包括以下内容：唯一标识、多边形标识、外包多边形指针、邻接多边形指针、边界链接、范围（最大和最小x、y）6.矢量数据结构？（1）矢量数据结构的定义：利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。

这种数据组合方式能很好地表达地理实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储的冗余度低，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难（2）栅格矩阵结构：是一种用矩阵来存储栅格数据单元的存储结构游程长度编码：是逐行将相邻同值的栅格合并，并记录合并后栅格的值及合并栅格的长度，其目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余四叉树编码：将空间区域按照四个象限进行递归分割n次，每次分割行程2n*2n个子象限，直到子象限中的属性数据都相同为止，该子象限就不再分割。

凡属性值都相同的子象限，不论大小，均作为最后的存储单元。

这样，对同一种空间要素，其区域网格的大小，随该要素分布特征而不同（3）矢量数据结构中的实体数据结构（Spaghetti）与拓扑数据结构的异同点？相同点：Spaghetti数据结构与拓扑数据结构都是矢量数据结构。

它们都是面向地物的结构，即对于每一个具体目标都直接赋有位置信息和属性信息，以及目标之间的拓扑关系说明不同点：（1）实体数据结构（Spaghetti）：由多边形边界的x，y坐标对集合及说明信息组成，是最简单的一种多边形矢量编码方式。

一、它以基本的空间对象点、线、面为单元进行单独组织，不含拓扑信息，数据编排比较直观，数字化操作简单。

二、每个多边形都以闭合的线段存储，多边形的边界被数字化两次和存储两次，造成数据的冗余和不一致。

三、点，线，多边形都有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，因此，互相之间并不关联。

四、岛只作为一个单个的图形，没有与外界多边形的联系。

（2）拓扑数据结构：为在点，线，多边形之间建立关联，以及彻底解邻域和岛状信息的处理问题而必须建立起来的一个完整的拓扑关系结构。

这种结构应该包括：唯一标识，多边形标识，外包多边形指针，邻接多边形指针，边界链接，范围（最大最小x，y坐标值）。

点是相互独立的，点连成线，线构成面，每条线始于起始节点，止于终止结点，并与左右多边形相邻接，构成多边形的线又称为链段或弧段，两条以上的弧段相交的点称为结点；由一条弧段组成的多边形称为岛，多边形中不含岛的多边形称为简单多边形，表示单连通区域；含岛区的多边形称为复合多边形，表示复连通区域，在复连通区域中，包括有外边界和内边界，岛区多边形看作是复连通区域的内边界。

在这种数据结构中，链段和弧段是数据组织的基本对象。

7.栅格数据结构？基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表达地理实体的一种数据组织形式。

8.曲面数据结构?(1)TIN的曲面数据结构（不规则三角网模型）：它是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每个三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最邻近的点构成三角形，即三角形的边长之和最小；区域中的任意点落在三角面的顶点、边或三角形内，如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性内插值得方法得到（在边上用边上的两个顶点的高程，在三角形内则用三个定点的高程）（2）狄洛尼三角网（Delaunay）：即由狄洛尼三角形组成的三角网，它是在地形拟合方面表现最出色的三角网，因此常被用于TIN的生成。

狄洛尼三角形有三个最邻近的点连接而成，这三个相邻点对应的V oronoi多边形有一个公共的顶点，此顶点同时也是狄洛尼三角形外接圆的圆心（3）Voronoi多边形：即泰森多边形，它采用了一个极端的边界内插方法，只用最近的单个点进行区域差值。

泰森多边形按数据点位置将区域分割成子区域，每个子区域包含一个数据点，各个子区域到其内数据点的距离小于任何到其它数据点的距离，并用其内数据点进行赋值9. 空间数据的分类是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据组织为不同的数据层，为数据采集、存储、管理、查询和共享提供依据。

10.空间数据编码：空间数据的编码也称为特征码，是指将数据分类结果用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。

编码的结果形成代码。

代码由数字或字符组成，或由它们共同组成的混合码。

编码的目的，是用来提供空间数据的地理分类和特征描述，同时为了便于地理要素的输入、存储、管理，以及系统之间数据交换和共享的需要。

第三章. 空间数据处理1.坐标变换：实质是建立两平面点之间一一对应关系，包括几何纠正和投影转换，他们是空间数据处理的基本内容之一2.几何纠正：是为了实现对数字化数据坐标系的转换和图纸变形误差的改正。

包括，仿射变换，相似变换，二次变换。

3.仿射变换：是GIS空间数据处理中使用最多的一种几何纠正方法。

它的主要特征为：同时考虑到因地图变形而引起的实际比例尺在x和y方向上都不相同，因此纠正后的坐标数据在不同方向上的长度比将发生变化。

4.投影转换：是从一种地图投影变换为另一种地图投影。

其实质是建立两平面场之间及邻域双向连续点的一一对应的关系。

5.地图投影：是建立平面上的点（用平面之间坐标或极坐标表示）和地球表面上的点（用维度和精度表示）之间的函数关系。

6.utm投影：全球横轴墨卡托投影的简称。

是美国编制世界各地军用地图和地球资源卫星象片所采用的横轴墨卡托投影的一种变形投影。

它规定中央线长度比为0.99967.高斯—克吕格格投影：是一种横轴等角切椭圆柱投影。

它是将一椭圆柱横切于地球椭球体上，该椭球体面与椭球体表面的切线为一经线，投影中将其称为中央经线，然后根据一定的约束条件即投影条件，将中央经线两侧规定范围内的点投影到椭圆柱面上从而得到点的高斯投影。

8.空间数据结构：是指适合于计算机系统存储、管理和处理的地理图形的逻辑结构，是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。