GIS地理信息系統(tǒng)復習資料

1、第一章 緒 論1、信息的特點 1）信息的客觀性 2）信息的適用性 3） 信息的傳輸性 4）信息的共享性2、數(shù)據(jù)處理：即對數(shù)據(jù)進行收集、篩選、排序、歸并、轉(zhuǎn)換、存儲、 檢索、計算，以及分析、模擬和預測等操作。3、地理信息的特點 :1 ）空間分布性 2）具有多維結(jié)構(gòu)的特征 3 ）時序特征十分明顯4、地理數(shù)據(jù)：是與地理環(huán)境要素有關(guān)的物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特 征、相互聯(lián)系和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱 。5、地理信息系統(tǒng)：它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部 分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲 存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。6、簡述 GIS 的

2、構(gòu)成。它的的基本功能有哪些？硬件系統(tǒng) 、軟件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫、應用模型、用戶 基本功：數(shù)據(jù)采集與編輯、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)處理與變換、空間分 析和統(tǒng)計、產(chǎn)品制作與顯示、二次開發(fā)和編輯。第二章 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、矢量表示法：采用一個沒有大小的點（坐標）來表達基本點元素。2、柵格表示法：采用一個有固定大小的點（面元）來表達基本點元素。3、空間數(shù)據(jù)的基本特征。1）屬性特征：描述空間對象的特性，即是什么。如對象的類別、等級、 名稱、數(shù)量等。2）空間特征：描述空間對象的地理位置以及相互關(guān)系，又稱幾何特征和 拓撲特征，前者用經(jīng)緯度、坐標表示，后者用拓撲關(guān)系表示，如交通學 院與電力學院相鄰等。3）時

3、間特征：描述空間對象隨時間的變化。4、拓撲關(guān)系的類型1）拓撲鄰接：相同拓撲元素之間的關(guān)系。2）拓撲關(guān)聯(lián)：不同拓撲元素之間的關(guān)系。3）拓撲包含：同類但不同級元素之間的關(guān)系。5、空間數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系意義1）根據(jù)拓撲關(guān)系，不需要利用坐標或距離，可以確定一種地理實體相對 于另一種地理實體的空間位置關(guān)系。2）有利于空間要素的查詢。3）可以利用拓撲關(guān)系數(shù)據(jù)作為工具，重建地理實體。6、 建立如下圖所示的拓撲關(guān)系的全顯式表達。（方向自己給定）注：N-結(jié)點 L-弧段P-多邊形多邊形與弧弧段結(jié)點L1N5 N1L2N1 N2L3N2 N3L4N3 N4L5N4 N5L6L7N6 N5L8N2 N6L9N3 N6L10N

4、4 N6段關(guān)系表多邊形弧段P1L1 L2 L6 L7L8P2L9 L8 L3P3L10 L9 L4P4L5 L7 L10P5L6弧段與多邊形結(jié)點弧段N1L1 L2N2L2 L3 L8N3L3 L4 L9N4L4 L5 L10N5L1 L5 L7N6L7 L8 L9 L10結(jié)點與弧段關(guān)系表關(guān)系表弧段左多邊 形右多邊 形L1-P1L2-P1L3-P2L4-P3L5-P4L6P1P5L7P4P1L8P2P1L9P2P3L10P3P4弧段與結(jié)點關(guān)系表7、柵格數(shù)據(jù)單元值的確定方法有哪些? 中心點法：面積占優(yōu)法：重要性法：百分比法: 8、如何確定合理的網(wǎng)格尺寸？ 為了逼近原始數(shù)據(jù)精度，除了采用這幾種取值方

5、法外，還可以采用縮小 單個柵格單元的面積，增加柵格單元總數(shù)的方法。如圖 216, 研究區(qū)域 最小圖斑的面積為A,網(wǎng)邊長為H。合理的網(wǎng)格尺寸： H=1/2 （minAi）1/29、柵格數(shù)據(jù)壓縮存儲的編碼方法 鏈式編碼、游程長度編碼、塊式編碼、四叉樹編碼10、游程：柵格矩陣一行內(nèi)相鄰同值柵格的數(shù)量。11、請比較常規(guī)四叉樹與線性四叉樹的區(qū)別？ 常規(guī)四叉樹：常規(guī)四叉樹每個節(jié)點通常儲存 6 個量，即 4 個子節(jié)點指 針、一個父節(jié)點指針和 一個節(jié)點值； 常規(guī)四叉樹可采用自下而上的方法 建立，對柵格按莫頓碼順序進行檢測，這種方法除了要記錄葉節(jié)點，還 要記錄中間節(jié)點； 常規(guī)四叉樹在處理上簡便靈活， 而且當柵格

6、矩陣很大， 存儲和處理整個矩陣較困難時，可用常規(guī)四叉樹存儲法。 線性四叉樹：線性四叉樹每個節(jié)點只存儲 3 個量，即莫頓碼、深度（或 節(jié)點大?。┖凸?jié)點值；線性四叉樹編碼不需要記錄中間節(jié)點、 0 值節(jié)點， 也不使用指針，僅記錄非 0 值葉子節(jié)點， 并用莫頓碼表示葉節(jié)點的位 置；線性四叉樹比常規(guī)四叉樹節(jié)省存儲空間；由于記錄節(jié)點地址，既能 直接找到其在四叉樹中的走向路徑，又可以換算出它在整個柵格區(qū)域內(nèi) 的行列位置，壓縮和解壓縮比較方便，各部分分辨率可不同，即可精確 地表示圖形結(jié)構(gòu)，又可減少存儲量，易于進行大部分圖形操作和運算。12、空間數(shù)據(jù)分類：是指根據(jù)系統(tǒng)功能及國家規(guī)范和標準，將具有不同屬性或特征的

7、要素區(qū)別開來的過程，以便從邏輯上將空間數(shù)據(jù)組織為不 同的信息層，為數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、查詢和共享提供依據(jù)。13、空間數(shù)據(jù)編碼：是指將數(shù)據(jù)分類結(jié)果，用一種易于被計算機和人識 別的符號系統(tǒng)表示出來的過程。14、有一柵格數(shù)據(jù)文件按行方向由左到右、自上而下直接柵格編碼表示 為：1，2，2，2；0，1，2，2；1，3，2，2；0，1，2，2。分析并回答 下列問題。 表示面狀地物的代碼是幾？ 假設方向代碼分別表示為：東=0,東北=1,北=2,西北=3,西=4,西南=5，南=6，東南 =7。寫出線狀地物的鏈式編碼。 按行方向?qū)懗鲆环N游程編碼方案。 按四叉樹分解最多能分解幾次？最大層數(shù)為多少？解：表示面狀地

8、物的代碼是2 線狀地物的鏈式編碼。1 , 1 , 7, 5 , 7 按行方向?qū)懗鲆环N游程編碼（1, 1）（2, 4）（0, 1）（1, 2）（2, 4）（1, 1）（3, 2）（2, 4）（0, 1）（1, 1）（2, 4） 按四叉樹分解最多能分解 2 次？最大層數(shù)為 315、利用關(guān)系表來表達下圖矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的空間拓撲關(guān)系a:結(jié)點1:弧段A:多邊形號.&弧段數(shù)字化方向a:結(jié)點1:弧段A:多邊形號弧段數(shù)字化方向1）弧段文件弧段起始節(jié)終止節(jié)左多邊右多邊號占 J、占八、形形1caA2bcAB3baCA4daC5dbCB6eeBD7dcB2）節(jié)點坐標文件3）弧段坐標文件節(jié)點代碼橫坐標縱坐標axayab

9、XbVbcXcycdXdeXeye多邊形代碼組成弧段A-1 , -2 , 3B-7 , 5, 2C-5 , 4, -3D64）多邊形文件弧段代碼節(jié)點代碼1c, a2b, c3b, a4d, a5a, b6e7d, c第三章空間數(shù)據(jù)的處理1、投影（Project ）：在數(shù)學中，投影的含義是指建立兩個點集間一一對 應的映射關(guān)系。2、地圖投影：在地圖學中，地圖投影就是指建立地球表面上的點與投影 平面上點之間的 對應關(guān)系。3、標準緯線：地圖上經(jīng)投影后保持無變形的緯線。4、簡述投影轉(zhuǎn)換的方法包括正解變換、反解變換和數(shù)值變換等。5、簡述矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點？優(yōu)點：1）便于面向現(xiàn)象（土壤類、土地利用單元等）

10、；2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊、冗余度低；3）有利于網(wǎng)絡分析、空間查詢等；缺點：1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜；2）軟件實現(xiàn)的技術(shù)要求比較高；3）多邊形疊合等分析比較困難；6、簡述柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點優(yōu)點：1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單；2）空間分析和地理現(xiàn)象的模擬均比較容易；3）有利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配應用和分析；缺點：1）數(shù)據(jù)量大、冗余度高；2）定位精度低；3）拓撲關(guān)系難以表達。7、基于圖像數(shù)據(jù)的矢量化方法步驟1）二值化 2 ）細化 3）邊界線追蹤&空間數(shù)據(jù)的壓縮：即從所取得的數(shù)據(jù)集合 S中抽出一個子集A,這個 子集作為一個新的信息源，在規(guī)定的程度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而 且具有最大的壓縮比。9、空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插：通過已知點或多邊

11、形分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點或多 邊形分區(qū)的數(shù)據(jù)的方法就稱為空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插。第四章 GIS 空間數(shù)據(jù)庫1、什么是空間數(shù)據(jù)文件存儲和管理，其特點是什么？ 空間數(shù)據(jù)文件存儲和管理即空間數(shù)據(jù)以操作系統(tǒng)的文件形式保存在計算 機中。特點： 一個GIS軟件可以同時直接使用多個空間數(shù)據(jù)文件，一個空間數(shù)據(jù)文 件也可以同時為多個GIS軟件共享。 空間數(shù)據(jù)是面向應用的，多個數(shù)據(jù)文件彼此孤立，不能反映數(shù)據(jù)之間 的聯(lián)系，造成數(shù)據(jù)的冗余和不一致性等。2、空間數(shù)據(jù)庫管理實現(xiàn)方式經(jīng)過了幾個階段：1）初級式的管理模式其空間分析功能和屬性處理功能分別調(diào)用空間數(shù)據(jù)文件和屬性數(shù)據(jù)文件 進行數(shù)據(jù)處理。2）混合式的管理模式 其空間分析功能

12、調(diào)用空間數(shù)據(jù)管理模塊對空間數(shù)據(jù)文件進行處理，屬性 數(shù)據(jù)利用屬性數(shù)據(jù)庫進行管理。3）擴展式的管理模式（引擎方式） 在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之上加上一層空間數(shù)據(jù)庫引擎，以獲得常規(guī)數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲和管理能力。4）集成式的管理模式 直接對常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行功能擴展，加入一定數(shù)量的空間數(shù)據(jù)存 儲和管理功能。3、數(shù)據(jù)庫設計步驟1）需求分析 2 ）概念設計 3）邏輯設計 4）物理設計4、空間數(shù)據(jù)庫設計的原則1）盡量減少空間數(shù)據(jù)存儲的冗余量；2）提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3）滿足用戶對空間數(shù)據(jù)及時訪問的需求， 并能高效地提供用戶所需的空 間數(shù)據(jù)查詢結(jié)果。4）在數(shù)據(jù)元素間維持復雜的聯(lián)系，以反映空間

13、數(shù)據(jù)的復雜性；5）支持多種多樣的決策需要，具有較強的適應性。5、什么是關(guān)系完整性，關(guān)系模型的關(guān)系完整性有幾類？并說明含義？ 關(guān)系完整性：指關(guān)系的正確性、相容性和有效性。包括：（1）實體完整性：設屬性A是基本關(guān)系R的主關(guān)鍵字組成部分（即主屬 性），則屬性A不能取空值。（2）參照完整性：若基本關(guān)系 R中含有另一個基本關(guān)系S的主關(guān)鍵字K 相對應的屬性組F （此時F稱為R的外部關(guān)鍵字），則對于R中每個元組 在F上的值必須或為空值，或等于S中某個元組的主關(guān)鍵值。（3）用戶定義完整： 指由應用環(huán)境決定并針對某一具體數(shù)據(jù)庫的約束條 件必須滿足的規(guī)則。6、函數(shù)依賴： 它表征一個屬性或?qū)傩约系闹祵α硪粋€屬性或

14、屬性集合 的依賴性。7、簡述E-R模型向關(guān)系數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換規(guī)則。1）一個實體轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式，實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的 關(guān)鍵字就是關(guān)系的關(guān)鍵字2）一個聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式， 參與該聯(lián)系的類型的各實體的關(guān) 鍵字以及聯(lián)系的屬性轉(zhuǎn)換成關(guān)系的屬性。該關(guān)系的關(guān)鍵字有三種情況：（1）若聯(lián)系的類型為 1： 1，則每個實體的關(guān)鍵字均是該關(guān)系的候選關(guān) 鍵字；（2）若聯(lián)系類型為1： N,則關(guān)系的關(guān)鍵字為N端實體的關(guān)鍵字（3）若聯(lián)系類型為M N,則關(guān)系的關(guān)鍵字為各實體的關(guān)鍵字的組合。第五章 GIS 空間分析原理與方法1、空間分析 : 是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)， 其目的在于提取和

15、傳輸空間信息。2、數(shù)字地形模型： 是用數(shù)字形式表示地表事物空間位置和性質(zhì)的地理信 息模型。3、通視分析：就是利用DEM判斷地形上任意兩點之間是否可以相互可見的技術(shù)方法。4、空間疊合分析 : 是指在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩 個地理對象的圖層進行疊合，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立 地理對象之間的空間對應關(guān)系；5、多邊形疊合分析方式通常有哪幾種方式？1）Union 2 ）Intersect 3 ）Identity 4 ） Erase 5 ）Update6、空間緩沖區(qū)分析：是指根據(jù)分析對象的點、線、面實體，自動建立它 們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻

16、射 范圍或影響度，以便為某項分析或決策提供依據(jù)；7、緩沖區(qū)基本類型點緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)、面緩沖區(qū)建立8、簡述曲線上點的壓縮過程？1）確定曲線MN對應的直線方程2）求曲線MN上各點Pi到弦線MN的距離di3）求距離 di 的最大值 dh4）比較dh與的大小，并計算開關(guān)量 Q5）決定取舍，提取中間特征點6）形成新的數(shù)據(jù)文件9、簡述剖面的繪制步驟？1）建立數(shù)字高程模型；2）確定地形剖面線的位置；3）剖面線交點的內(nèi)插計算；4）剖面線相鄰交點的實際距離；5）地形剖面線及相關(guān)地理信息的疊加表示和輸出。第七章 地理信息系統(tǒng)的設計與評價1、應用型GIS:是指在基礎GIS的基礎上，經(jīng)過二次開發(fā)，建成滿足專 門用戶

17、，解決特定實際問題的 GIS。2、根據(jù)其應用層次的高低分，應用型地理信息系統(tǒng)的類型有哪些？ 空間事物處理系統(tǒng)、空間管理信息系統(tǒng)、空間決策支持系統(tǒng)3、生命周期法:系統(tǒng)設計按階段進行，預先規(guī)定每個階段的開發(fā)目標和 任務，然后按一定的準則順序開發(fā)實施， 這種方法稱為生命周期設計法。4、應用型GIS設計的流程1 ）系統(tǒng)分析 2）系統(tǒng)設計 3）系統(tǒng)實施 4）系統(tǒng)運行和維護5、簡述原型化的設計方法的基本步驟。 識別基本要求，做出基本設想； 開發(fā)工作模型，提出有一定深度的宏觀控制模型； 程序編制和模型修正。通過軟件編制，不斷發(fā)現(xiàn)技術(shù)上的擴大點，并通過與用戶的交流取得對系統(tǒng)要求和開發(fā)潛力的新的認識，調(diào)整系統(tǒng)方

18、 原型設計完成，根據(jù)一定標準判斷用戶需求是否已被體現(xiàn)，從而決定 系統(tǒng)是繼續(xù)改進還是終止。6、GIS 評價有哪些主要性能指標 ?1）系統(tǒng)效率 2）系統(tǒng)可靠性 3）可擴展性 4）可移植性 5）系統(tǒng)效益 第八章 地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品輸出設計1、地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品：是指經(jīng)由系統(tǒng)處理和分析，可以直接供專業(yè)規(guī)劃 人員或決策人員使用的各種地圖、圖表、圖象、數(shù)據(jù)報表或文字說明。2、什么是數(shù)字地圖？說明其優(yōu)點？ 數(shù)字地圖：以計算機為存儲和顯示載體的地圖形式。優(yōu)點： 信息的存貯、更新以及通訊方式較為簡便，便于攜帶與交流； 實現(xiàn)地圖的無級縮放、漫游等顯示和信息動態(tài)選擇、查詢、量算等功能； 便于與遙感信息和GIS數(shù)據(jù)相結(jié)合，實現(xiàn)地圖快速更新，同時也便于 多層次信息的綜合表現(xiàn)與分析。3、地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品及類型按輸出的內(nèi)容和形式分類，可分為：全要素 地圖、各類專題地圖、遙感影像地圖及統(tǒng)計圖表、數(shù)據(jù)報表等。4、專題地圖：是突出表示一種或幾種自然或社會經(jīng)濟現(xiàn)象的地圖。5、顏色模型：就是對需要輸出的不同色彩使用一種坐標進行定義。6、將三角形 A（ 0， 0）， B（ 1，