1、地理空间数据的特征答：三个基本特征•属性特征（非定位数据），表示实际现象或特征，例如变量、级别、数量特征和名称等。

•空间特征（定位数据），表示现象的空间位置或现在所处的地理位置，空间特征又称为几何特征或定位特征，一般以坐标数据表示。

•时间特征（时间尺度）：指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短期的、中期的和长期的等。

2、地理信息系统的组成和基本功能答：1）计算机硬件系统2）计算机软件系统3）地理空间数据4) 系统开发、管理和使用人员3、地图投影（概念、类型、与地理坐标的区别）答：1）投影（Project）的含义是指建立两个点集间一一对应的映射关系。

在地图学中，地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系。

2）a.按变形性质分类•等角投影Conformal (true shape)—投影面上某点的任意两方向线夹角与椭球面上相应两线段夹角相等，即角度变形为零。

•等积投影Equivalent (equal area) —定义为某一微分面积投影前后保持相等，亦即其面积比为1，即在投影平面上任意一块面积与椭球面上相应的面积相等，即面积变形等于零。

•等距投影Equidistant —定义为沿某一特定方向的距离，投影前后保持不变，即沿着该特定方向长度比为1。

在这种投影图上并不是不存在长度变形，它只是在特定方向上没有长度变形。

等距投影的面积变形小于等角投影，角度变形小于等积投影。

b.按构成方法分类---几何投影和非几何投影i).几何投影•方位投影Azimuthalor true direction：以平面作为投影面，使平面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。

•圆柱投影Cylindrical：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面展为平面而成。

•圆锥投影Conic：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面展为平面而成。

ii).2非几何投影（一般按经纬线形状又分为下述几类）•伪方位投影：纬线为同心圆，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线，且相交于纬线的共同圆心。

•伪圆柱投影：纬线为平行直线，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线。

•伪圆锥投影：纬线为同心圆弧，中央经线为直线，其余经线均为对称于中央经线的曲线。

•多圆锥投影：纬线为同周圆弧，其圆心均为于中央经线上，中央经线为直线，其余的经线均为对称于中央经线的曲线。

c.按照投影面积与地球相割或相切分类•割投影—以平面、圆柱面或圆锥面作为投影面，使投影面与球面相割，将球面上的经纬线投影到平面上、圆柱面上或圆锥面上，然后将该投影面展为平面而成。

•切投影—以平面、圆柱面或圆锥面作为投影面，使投影面与球面相切，将球面上的经纬线投影到平面上、圆柱面上或圆锥面上，然后将该投影面展为平面而成。

3）、投影坐标系统=地理坐标系统（球面坐标）+投影过程（算法）4、矢量数据和栅格数据类型和来源答：空间数据的类型•空间特征数据（定位数据）记录的是空间实体的位置、拓扑关系和几何特征，这是GIS区别与其他数据库管理系统的标志。

•时间属性数据（尺度数据）地理实体的时间变化或数据采集的时间等。

•专题属性数据（非定位数据）地理实体所具有的各种性质，如地形的坡度、坡向、某地的年降水量等等。

时间属性数据+专题属性数据=属性特征数据空间特征数据+属性特征数据=空间数空间数据的来源•纸质地图数据--手扶数字化仪、扫描仪数字化•遥感数据--星载、机载、地面传感器获取•文本数据•统计数据--国家、地方、行业统计数据等•实验实测数据--野外试验、实地测量、GPS、实验室内分析数据等•多媒体数据•外部数据库数据--通过SDE、ODBC等转入5、地理空间信息的描述方式和GIS 空间分析概念答：通过利用确定的数据结构和数据模型来表达空间对象的空间位置(location)、拓扑关系(topology)和属性信息(attribute)，包括explicit expression显式描述（栅格表示法）和implicit expression 隐式描述（矢量表示法）。

GIS 空间分析概念空间分析是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分折算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演变等信息。

6、栅格数据的距离运算答：GIS项目中，距离可以表达为自然距离和耗费距离。

自然距离是量测直线距离或称为欧几里得距离，而耗费距离量测的是指穿越自然距离的耗费。

（具体算法见课件）7、数字化数据采集的方法和模式答：方法--手扶跟踪数字化仪采集、扫描跟踪数字化采集、屏幕跟踪数字化采集、摄影测量数字化采集、野外实地数字化采集模式--点方式和流方式（时间流和距离流）8、矢量数据、栅格数据结构的定义答：矢量数据结构是基于矢量模型的数据结构。

矢量数据结构是利用欧几里得(Euclid)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。

基于矢量的要素被看成是空间上离散的实体。

矢量数据结构通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线和多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。

栅格数据结构——又称网格结构（Raster or Grid）或像元结构（Pixel），是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。

9、GIS 空间分析大类别; 矢量数据和栅格数据的主要分析内容。

答：1）Goodchild(地理信息科学之父-_-#)分类①产生式分析：数字地面模型分析，空间叠合分析，缓冲区分析，空间网络分析，空间统计分析；②咨询式分析：空间集合分析，空间数据查询。

2）矢量数据分析（仅供参考）•1 Query and measurement 空间查询与量算•2 Buffering analysis 空间缓冲区分析•3 Overlay analysis 空间叠合分析•4 Network analysis 网络分析•5 Map manipulation Arcview地图操作栅格数据分析•1 Data Analysis Environment 数据分析环境•2 Raster Data Operations 栅格数据的运算方法•3 Spatial Statistics Analysis 空间统计分类分析•4WindowAnalysis栅格数据的窗口分析•5 Information Overlay 栅格数据的信息复合分析•6 Tracing Analysis 栅格数据的追踪分析•7 Interpolation Analysis 空间插值分析•8 Digital Terrain Analysis DTM分析10、空间数据编码（矢量与栅格数据的编码类型、定义）答：空间数据编码是空间数据结构的实现，即将根据地理信息系统的目的和任务所搜集的、经过审核了的地形图、专题地图和遥感影像等资料按特定的数据结构转换为适合于计算机存储和处理的数据的过程。

矢量数据结构编码主要有：（1）Spaghetti encoding实体式编码（2）Index encoding索引式编码（3）Topological encoding拓扑型编码栅格数据编码•Compression encoding 压缩编码–Lossless compression 无损压缩–Lossycompression 有损压缩–①链码（Chain Encoding）②游程长度编码（Run-length Encoding ）③块状编码（Block Encoding）④四叉树编码（Quad-tree Encoding）⑤八叉树编三种常用编码结构Cell-by-cell encoding 单元依序编码、–Run-length encoding 、游程长度编码、–Quad tree encoding 区域四叉树编码11、栅格数据与矢量数据的数据结构的特点，优缺点答：栅格数据结构的特点•属性明显,定位隐含：由于栅格结构是按一定的规则排列的，所表示的实体的位置很容易隐含在格网文件的存储结构中，每个存储单元的行列位置可以方便地根据其在文件中的记录位置得到，且行列坐标可以很容易地转为其他坐标系下的坐标。

•在格网文件中每个代码明确地代表了实体的属性或属性的编码，如果为属性的编码，则该编码可作为指向实体属性表的指针。

•栅格结构表示的地表是不连续的，是量化和近似的离散数据矢量数据的特点这种数据组织方式能最好地逼近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，便于进行地理实体的网络分析。

定位明显、属性隐含。

其定位是根据坐标直接存储的，而属性则一般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上。

在计算长度、面积、形状和图形编辑、几何变换操作中，矢量结构有很高的效率和精度，但对于多层空间数据的叠加运算、邻域搜索等操作时则比较困难。

这种特点使得其图形运算的算法总体上比栅格数据结构复杂的多，有些甚至难以实现。

12、地图矢量化和栅格化的基本过程答：Rasterization栅格化–1. Cell size 建立指定单元大小的格网–2. Change value of cells 改变格网单元值–3. Fill interior of polygon 填充多边形轮廓线的内部Vectorization矢量化–Line thinning 栅格线的细化–Line extraction 矢量线提取–Topological reconstruction 拓扑关系重建13、拓扑数据结构答：拓扑是英文topology的音译，原意是地志学、地形地貌学，局部解剖学的意思。

隐含有构造、结构研究的含义。

后来用到数学上、几何上，含有研究数的结构、几何构造关系等含义。

主要是用抽象的方法来研究某种数或几何，或集合的构造的不变性，就是所谓的同构问题。

•这里的拓扑性质是指一个构造在拉伸、扭曲中的整体不变性，即某个构造在拉伸、扭曲前后是否同构同一的问题，即某一个点在整体拉伸、扭曲前后是否与邻近的点的关系是不变的。

Topological structure拓扑结构----确定各地理实体之间空间关系的数学方法。

为了准确地描述空间目标的位置和空间关系，在几何上主要从两个方面进行：Geometric shape在几何形态方面:常采用解析几何方法来分析，即以几何坐标为基础，涉及空间目标的角度、周长、方向、距离和面积等；Spatial relationship在空间关系方面:则采用拓扑几何方法来描述，主要涉及的是空间目标之间的“相邻”、“相连”、“包容”、“在里面”和“在外面”等关系。