地理信息系統(tǒng)考試重點(diǎn)

1、第一章：緒論GIS概述地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GIS ）是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、地理科學(xué)、空間科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科，是數(shù)字地球的重要組成部分，是當(dāng)今科技發(fā)展的制高點(diǎn)。信息是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映。它以文字、數(shù)據(jù)、符號(hào)、聲音、圖像等形式記錄下來，進(jìn)行傳遞和處理，為人們的生產(chǎn)，建設(shè)，管理等提供依據(jù)。信息的特性客觀性：任何信息都是與客觀事實(shí)相聯(lián)系的，這是信息的正確性和精確度的保證。 適用性：?jiǎn)栴}不同，影響因素不同，需要的信息種類是不同的。傳輸性：信息可在信息發(fā)送者和接受者之間進(jìn)行傳輸,信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)，被形象地稱為“信息高速公路”。共享性：信息與實(shí)物不同，信息可傳輸

2、給多個(gè)用戶，為用戶共享，而其本身并無損失，這為信息的并發(fā)應(yīng)用提供可能性。數(shù)據(jù) :指輸入到計(jì)算機(jī)并能被計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的數(shù)字、文字、符號(hào)、聲音、圖像等符號(hào)地理信息是指與研究對(duì)象的空間地理分布有關(guān)的信息，它表示地理系統(tǒng)諸要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征，相互聯(lián)系和變化規(guī)律的圖、文、聲、像等的總稱。地域性,多維結(jié)構(gòu),時(shí)序特征地理數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)）:地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號(hào)化描述，包含空間位置、屬性特征、時(shí)態(tài)特征三個(gè)屬性。 信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠?yàn)閱我坏幕蛴薪M織的決策過程提供有用的信息。它能對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、加工和再現(xiàn)，具有采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)的能力。主

3、要由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成。信息的需要完全取決于管理的層次，一般在組織中將信息系統(tǒng)分成三個(gè)管理層次：操作層（底層）、戰(zhàn)術(shù)層（中間層）和戰(zhàn)略層（頂層）。信息系統(tǒng)的類型:事物處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、人工智能和專家系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲(chǔ)和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。 地理信息系統(tǒng)的類型:專題地理信息系統(tǒng)/區(qū)域地理信息統(tǒng)/地理信息系統(tǒng)工具地理信息系統(tǒng)和其

4、它信息系統(tǒng)區(qū)別: 一、GIS與MISGIS對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用，而一般MIS側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲(chǔ)與查詢，即使存儲(chǔ)了圖形，也是以文件的形式存儲(chǔ)，不能對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、檢索、分析，沒有拓?fù)潢P(guān)系，其圖形顯示功能也很有限。二、GIS與CAD共同點(diǎn):都有空間坐標(biāo)系統(tǒng)；都有將目標(biāo)和坐標(biāo)系聯(lián)系起來；都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系；都能處理屬性和空間數(shù)據(jù)。不同點(diǎn)：CAD研究對(duì)象為人造對(duì)象規(guī)則幾何圖形及組合；圖形功能特別是三維圖形功能強(qiáng)，屬性庫(kù)功能相對(duì)比較弱；CAD中的拓?fù)潢P(guān)系較為簡(jiǎn)單，一般采用幾何坐標(biāo)系。GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自現(xiàn)實(shí)世界，較之人造對(duì)象更復(fù)雜，數(shù)據(jù)量更大；數(shù)據(jù)采集的方式多

5、樣化；GIS的屬性庫(kù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大；強(qiáng)調(diào)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析，圖形屬性交互使用頻繁；GIS采用地理坐標(biāo)系。三、GIS與CAM共同點(diǎn)：都有地圖輸出、空間查詢、分析和檢索功能。不同點(diǎn)：CAM（ Computer Aided Map ）側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動(dòng)符號(hào)化，具有地圖輔助設(shè)計(jì)和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量地圖的輸出機(jī)制；它強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺乏拓?fù)潢P(guān)系；它與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系通常是一些簡(jiǎn)單的查詢。CAM是GIS的重要組成部分；綜合圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析，提供輔助決策信息。GIS四個(gè)主要部分：空間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)硬件、應(yīng)用人員。 此外，GIS的有效性還依賴于特定的應(yīng)用模型。

6、 GIS專業(yè)軟件其代表產(chǎn)品有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、SuperMap、GeoStar等。它們一般都包含有以下的主要核心模塊：數(shù)據(jù)輸入和編輯、空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)輸出、用戶界面、系統(tǒng)二次開發(fā)能力。根據(jù)地理實(shí)體的空間圖形表示形式，可將空間數(shù)據(jù)抽象為點(diǎn)、線、面三類元素，它們的數(shù)據(jù)表達(dá)可以采用矢量和柵格兩種組織形式，分別稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三種GIS觀：地圖觀、數(shù)據(jù)庫(kù)觀、空間分析觀GIS的基本功能包括數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析和輸出。GIS依托這些基本功能，通過利用空間分析技術(shù)、模型分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)集成技術(shù)、二次開發(fā)環(huán)境等，演繹出豐富多彩的系統(tǒng)應(yīng)用功能，被

7、廣泛地應(yīng)用于資源管理、區(qū)域規(guī)劃等領(lǐng)域，滿足用戶的廣泛需求。GIS的實(shí)現(xiàn)過程 ：1、數(shù)據(jù)采集與編輯2、數(shù)據(jù)處理和變換 : 1) 數(shù)據(jù)變換2) 數(shù)據(jù)重構(gòu)2) 數(shù)據(jù)重構(gòu)3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理:空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)管理模式、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)4、空間查詢和分析：1) 空間查詢2) 拓?fù)浏B加3) 緩沖區(qū)建立4) 網(wǎng)絡(luò)分析 5) 數(shù)字地形分析5、數(shù)據(jù)顯示與輸出1、什么是GIS？它具有什么特點(diǎn)？2、GIS與其它信息系統(tǒng)有什么區(qū)別？3、簡(jiǎn)述GIS的構(gòu)成。4、簡(jiǎn)述GIS的發(fā)展。5、舉例說明GIS可應(yīng)用的行業(yè)：地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域: 資源管理、資源配置、城市規(guī)劃和管理、土地信息系統(tǒng)和地籍管理 、生態(tài)、環(huán)境管理與模擬、

8、應(yīng)急響應(yīng)、商業(yè)與市場(chǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施管理、選址分析、網(wǎng)絡(luò)分析、可視化應(yīng)用、分布式地理信息應(yīng)用。6、簡(jiǎn)述GIS發(fā)展的熱點(diǎn)問題：一、GIS理論發(fā)展的需要：1、技術(shù)導(dǎo)向性2、應(yīng)用導(dǎo)向性3、GIS集成化和智能化發(fā)展趨勢(shì)。二、GIS理論理論研究中亟待解決的問題：1、GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法學(xué)問題2、GIS的功能問題3、多媒體地理信息系統(tǒng)的管理和操作的問題4、GIS地理信息的深加工問題5、空間信息可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）。三、GIS的發(fā)展動(dòng)態(tài) ：1、GIS軟件中發(fā)展的熱點(diǎn)：GIS中面向?qū)ο蠹夹g(shù)研究、時(shí)空系統(tǒng)、地理信息建模系統(tǒng)、三維地理信息系統(tǒng)的研究2、實(shí)用地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)與展望 ：GIS網(wǎng)絡(luò)化、 GI

9、S標(biāo)準(zhǔn)化、GIS專門化、GIS企業(yè)化、GIS全球化、GIS大眾化7、簡(jiǎn)述OpenGIS的九層模型：1現(xiàn)實(shí)世界：基本語言2概念世界:自然語言3地理空間世界：GIS語言4維度世界：度量語言5項(xiàng)目世界：信息團(tuán)體6點(diǎn)世界：坐標(biāo)幾何7幾何世界：WKT，8要素世界：要素9要素集合世界：要素集合 第二章:空間參照系和地圖投影實(shí)質(zhì)上地理空間就是地球上大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈、土壤圈交互作用的區(qū)域（地球表層）。在GIS中，地理空間采用絕對(duì)空間和相對(duì)空間來定義：絕對(duì)空間：具有屬性描述的空間位置的集合，由一系列不同位置的空間坐標(biāo)值組成；相對(duì)空間：具有空間屬性特征的實(shí)體的集合，由不同實(shí)體之間的空間關(guān)系構(gòu)成?？臻g坐

10、標(biāo)系統(tǒng):地球上的任何一點(diǎn)都有其相應(yīng)的空間位置，對(duì)該位置進(jìn)行度量,則需要建立坐標(biāo)系統(tǒng)。一般采用：大地坐標(biāo)（地理坐標(biāo)）系統(tǒng)； 空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)（北京54，西安80，WGS84）； 投影坐標(biāo)系統(tǒng)。地圖投影（map projection）的實(shí)質(zhì)就是按照一定的數(shù)學(xué)法則，將地球橢球面上的經(jīng)緯網(wǎng)轉(zhuǎn)換到平面上，建立地面點(diǎn)位的地理坐標(biāo)（B, L）與地圖上相對(duì)應(yīng)的平面直角坐標(biāo)（X, Y）之間一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。 地圖投影的變形，長(zhǎng)度變形 面積變形 角度變形中國(guó)全圖:斜軸等面積方位投影（斜軸等角方位投影）；中國(guó)全圖（南海諸島做插曲圖）：下軸等面積割圓錐投影高斯克呂格投影：實(shí)質(zhì)上是橫軸切圓 柱正形投影 高斯投影特點(diǎn)：

11、1、中央子午線長(zhǎng)度變形比為1；2、在同一條經(jīng)線上，長(zhǎng)度變形隨緯度的降低而增大，在赤道處為最大；3、在同一條緯線上，長(zhǎng)度變形隨經(jīng)差的增加而增大，且增大速度較快。4、在6帶范圍內(nèi)，長(zhǎng)度最大變形不超過0.14%。 蘭勃特（Lambert）投影：實(shí)質(zhì)上是正軸等角割圓錐投影高程基準(zhǔn)：包括高程起算基準(zhǔn)面和相對(duì)于這個(gè)基準(zhǔn)面的水準(zhǔn)原點(diǎn)(基點(diǎn))高程。深度基準(zhǔn)：是指海圖圖載水深及其相關(guān)要素的起算面。通常取當(dāng)?shù)仄骄Ｃ嫦蛳乱欢ㄉ疃葹槠鹚忝?，即深度基?zhǔn)面。測(cè)繪行業(yè)中常用的地球模型有哪些：海福特橢球，克拉索夫斯基橢球，1975國(guó)際橢球，WGS-84橢球；他們之間有什么樣的聯(lián)系：一個(gè)國(guó)家或地區(qū)在建立大地坐標(biāo)系時(shí)，為使地球

12、橢球面更切合本國(guó)或本地區(qū)的自然地球表面，往往需要選擇合適的橢球參數(shù)、確定一個(gè)大地原點(diǎn)的起始數(shù)據(jù)，并進(jìn)行橢球的定位（大地原點(diǎn)）和定向。地圖投影的主要目的是什么：把不可展曲面上的地理對(duì)象展繪在平面圖紙上，使其能表示連續(xù)的地理對(duì)象常規(guī)投影采用的有哪些投影面：圓錐、圓柱、方位平面。正常情況下投影中的經(jīng)緯線有什么樣的形狀？基本比例尺地形圖分幅的目的是什么：為便于測(cè)制、保管、檢索、存儲(chǔ)和使用地圖，所有地圖均按照規(guī)定大小進(jìn)行統(tǒng)一分幅和編號(hào)。 如何計(jì)算每個(gè)圖幅的編號(hào)？ 第三章： 地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一，空間數(shù)據(jù)的類型：類型數(shù)據(jù)、面域數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、曲面數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、符號(hào)數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度：命名

13、量表、次序量表 、間隔量表 、比率量表;精度順序：定名量表 < 順序量表 < 間隔量表 < 比率量表;轉(zhuǎn)化關(guān)系：比率量表(區(qū)分性)>間隔量表(區(qū)分性、等級(jí)性)>順序量表(區(qū)分性、等級(jí)性、等距性)> 定名量表(區(qū)分性、等級(jí)性、等距性和等比性)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量是指數(shù)據(jù)對(duì)特定用途的分析和操作的適用程度。 研究空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的在于加強(qiáng)數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念1、準(zhǔn)確性（Accuracy）: 一個(gè)記錄值（測(cè)量或者觀察值）與它的真實(shí)值之間的接近程度；2、精度（Precision）: 數(shù)據(jù)精度表示數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)象描述的詳細(xì)程度。3、空間分辨

14、率（Spatial Resolution）: 記錄變化的最小幅度4、比例尺（Scale）: 地圖上一個(gè)記錄的距離和它所表現(xiàn)的“真實(shí)世界”的距離之間的一個(gè)比例。5、誤差（Error）: 描述測(cè)量值和真實(shí)值之間的差別6、不確定性（Uncertainty）: 對(duì)于空間信息科學(xué)技術(shù)來說，數(shù)據(jù)的正確性與錯(cuò)誤并存，正常與異常并存，精確與粗糙并存，質(zhì)量高與質(zhì)量低并存，什么時(shí)候是正確的，什么時(shí)候不正確的，這些都屬于不確定性現(xiàn)象。GIS中數(shù)據(jù)的不確定性包括：位置的不確定性、屬性的不確定性、時(shí)域的不確定性、邏輯上的不一致性以及數(shù)據(jù)的不完整性?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):數(shù)據(jù)說明、位置精度、屬性精度、時(shí)間精度、邏輯一致性、完

15、整性、表達(dá)形式的合理性空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源:1、源誤差 :地面測(cè)量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的誤差、地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差、遙感數(shù)據(jù)的誤差。2、操作誤差：由計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)引起的誤差 、空間數(shù)據(jù)處理中的誤差 。3、空間數(shù)據(jù)使用中的誤差 ：用戶錯(cuò)誤理解信息造成的誤差、缺少文檔說明，從而導(dǎo)致用戶不正確地使用信息，造成數(shù)據(jù)的隨意性使用而使誤差擴(kuò)散。常見空間數(shù)據(jù)的誤差：1）邏輯誤差 2）幾何誤差 ：點(diǎn)誤差、線誤差 3）屬性誤差 4）時(shí)間誤差 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：1、傳統(tǒng)的手工方法 。2、元數(shù)據(jù)方法。3、地理相關(guān)法 空間元數(shù)據(jù)：是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，它應(yīng)盡可能多地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，以便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)

16、集的準(zhǔn)確、高效與充分的開發(fā)與利用，不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫(kù)，其元數(shù)據(jù)的內(nèi)容會(huì)有很大差異。 元數(shù)據(jù)的表達(dá)形式：1、文本文件：是最基本的方法 2、超文本文件：用戶可用瀏覽器查閱元數(shù)據(jù)。3、通用標(biāo)示語言（SGML）：便于在空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)上查詢。 空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的管理：在元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，物理層存放數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)，該層由一些軟件通過一定的邏輯關(guān)系與邏輯層關(guān)聯(lián)起來?？臻g數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應(yīng)用：幫助用戶獲取數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、在數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和功能實(shí)現(xiàn)解決空間數(shù)據(jù)共享問題的關(guān)鍵是建立統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)?？臻g數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)：1、外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)2、空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議3、空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)4、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)接口空間

17、數(shù)據(jù)的互操作：指異構(gòu)環(huán)境下兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)體，盡管它們實(shí)現(xiàn)的語言、執(zhí)行的環(huán)境和基于的模型不同，但它們可以互相通信和協(xié)作，以完成某一特定任務(wù)，這些實(shí)體包括程序、對(duì)象、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境等。 空間數(shù)據(jù)互操作的類型：1）軟件互操作、2）數(shù)據(jù)互操作、3）語義互操作。 空間數(shù)據(jù)互操作的實(shí)現(xiàn)方法：1）Open GIS規(guī)范 、 2）組件技術(shù)Open GIS規(guī)范：Open GIS（Open Geodata Interoperable Specification），也叫開放式地理數(shù)據(jù)交換規(guī)程，它是由開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)（Open GIS Consortium）制定的一系列開放標(biāo)準(zhǔn)和接口。Open GIS規(guī)范是OGC

18、規(guī)范的最高層次，是利用軟件統(tǒng)一地表示地理數(shù)據(jù)和地理處理的規(guī)范系統(tǒng)。Open GIS框架由三部分組成：1）開放的地理數(shù)據(jù)模型（Open Geodata Model,OGM）。 2）OGIS服務(wù)模型（Open Service Model，OSM）。3）信息群模型（Information Communities Model）1、空間數(shù)據(jù)的基本類型有哪些：類型數(shù)據(jù)、面域數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、曲面數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、符號(hào)數(shù)據(jù)2、空間數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度的應(yīng)用有哪些：命名量表、次序量表 、間隔量表 、比率量表;3、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的原因有哪些：1、源誤差 :地面測(cè)量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的誤差、地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差、遙感數(shù)據(jù)

19、的誤差。2、操作誤差：由計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)引起的誤差 、空間數(shù)據(jù)處理中的誤差 。3、空間數(shù)據(jù)使用中的誤差 ：用戶錯(cuò)誤理解信息造成的誤差、缺少文檔說明，從而導(dǎo)致用戶不正確地使用信息，造成數(shù)據(jù)的隨意性使用而使誤差擴(kuò)散。4、為什么要在GIS中使用元數(shù)據(jù)：幫助用戶獲取數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、在數(shù)據(jù)集成中的應(yīng)用、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和功能實(shí)現(xiàn) 6、空間數(shù)據(jù)共享和互操作的發(fā)展前景和趨勢(shì)如何：1）解決基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享問題的需要；2）GIS應(yīng)用趨向多學(xué)科綜合和集成化；3）GIS走向社會(huì)化的需要；4）也是Internet GIS發(fā)展的需要。 第四章：空間數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu) 地理信息系統(tǒng)的目的就是為了管理現(xiàn)實(shí)的地理世界，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分

20、析和模擬，以服務(wù)于我們的空間決策。其中最為基礎(chǔ)的一點(diǎn)就是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行抽象建模?？臻g實(shí)體：是對(duì)地理事物進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象得到的不可再分割的同類對(duì)象?？臻g實(shí)體具有位置特征、屬性特征、時(shí)間特征和空間關(guān)系四個(gè)屬性。我們常把空間實(shí)體表示成點(diǎn)、線、面、體等類型。 點(diǎn)實(shí)體：1) 實(shí)體點(diǎn)(Entity point)2) 注記點(diǎn)(Text point)3) 內(nèi)點(diǎn)(Label point)4) 結(jié)點(diǎn)(Node)5) 角點(diǎn)(Vertex)線實(shí)體特征：1) 實(shí)體長(zhǎng)度2) 彎曲度3) 方向性面實(shí)體特征：1) 面積范圍2) 周長(zhǎng)；3) 獨(dú)立性或與其它地物相鄰：如北京及周邊省市4) 內(nèi)島或鋸齒狀外形：島嶼及海岸線5) 重疊性與

21、非重疊性。體實(shí)體特征：1) 體積，如工程開控和填充的土方量； 2) 每個(gè)二維平面的面積； 3) 周長(zhǎng)； 4) 含有弧立塊或相鄰塊； 5) 斷面圖與剖面圖。 空間關(guān)系是指地理空間實(shí)體之間相互作用的關(guān)系?？臻g關(guān)系主要有：1) 拓?fù)淇臻g關(guān)系：鄰接關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系、包含關(guān)系、連通關(guān)系2) 順序空間關(guān)系3) 度量空間關(guān)系空間數(shù)據(jù)概念模型：概念數(shù)據(jù)模型是地理空間中地理事物與現(xiàn)象的抽象概念集，是地理數(shù)據(jù)的語義解釋。如下：1.對(duì)象模型 ：對(duì)象模型也稱實(shí)體模型或要素模型，強(qiáng)調(diào)地理空間的離散性2.場(chǎng)模型： 場(chǎng)模型又稱域模型，強(qiáng)調(diào)地理空間的連續(xù)性，用來描述連續(xù)分布的空間實(shí)體或地理現(xiàn)象（如大氣污染程度、地表溫度、土壤濕

22、度、地形高度等）。3.網(wǎng)絡(luò)模型 ：網(wǎng)絡(luò)是由一系列節(jié)點(diǎn)和環(huán)鏈組成的。在本質(zhì)上，網(wǎng)絡(luò)模型可看成對(duì)象模型的一個(gè)特例，它是由點(diǎn)對(duì)象和線對(duì)象之間的拓?fù)淇臻g關(guān)系構(gòu)成的。 空間數(shù)據(jù)邏輯模型：邏輯模型是對(duì)概念模型中數(shù)據(jù)實(shí)體及其相互關(guān)系的邏輯結(jié)構(gòu)的描述。通常所稱的空間數(shù)據(jù)模型其實(shí)是空間數(shù)據(jù)的邏輯模型。常見的邏輯模型有：矢量數(shù)據(jù)模型、柵格數(shù)據(jù)模型、矢量柵格一體化數(shù)據(jù)模型、鑲嵌數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型等。另外，還有三維空間數(shù)據(jù)模型、時(shí)空數(shù)據(jù)模型等?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是邏輯數(shù)據(jù)模型中描述數(shù)據(jù)的組織方法，是邏輯數(shù)據(jù)模型映射為物理存儲(chǔ)模型的橋梁。如：1，矢量空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：實(shí)體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu),2，柵格空間數(shù)據(jù)

23、結(jié)構(gòu)：完全柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、壓縮柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)壓縮柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)壓縮是將數(shù)據(jù)表示成更緊湊的格式以減少存儲(chǔ)空間的一項(xiàng)技術(shù)。分為：無損壓縮、有損壓縮。編碼方法：鏈?zhǔn)骄幋a（又稱Freeman鏈碼、邊界鏈碼）、游程編碼、塊碼、四叉樹編碼1、何為空間關(guān)系？空間關(guān)系在描述空間實(shí)體特征中的意義何在：空間關(guān)系是指地理空間實(shí)體之間相互作用的關(guān)系?？臻g關(guān)系主要有：1) 拓?fù)淇臻g關(guān)系：用來描述實(shí)體間的相鄰、連通、包含和相交等關(guān)系；2) 順序空間關(guān)系：用于描述實(shí)體在地理空間上的排列順序，如實(shí)體之間前后、上下、左右和東、南、西、北等方位關(guān)系；3) 度量空間關(guān)系：用于描述空間實(shí)體之間的距離遠(yuǎn)近等關(guān)系。2、空間數(shù)據(jù)的概念模型

24、有哪些組成部分：對(duì)象模型、場(chǎng)模型、網(wǎng)絡(luò)模型；試分析它們之間的關(guān)系。 3、試分析GIS的幾種主要數(shù)據(jù)模型各自的優(yōu)缺點(diǎn)第五章1GIS工程是以空間數(shù)據(jù)處理為線索的軟件工程2空間數(shù)據(jù)源種類：圖形圖像數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)、3空間數(shù)據(jù)幾何定位數(shù)據(jù)空間關(guān)系數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)，其中屬性數(shù)據(jù)包括：語義特征和量度特征。4 空間實(shí)體的分類和分級(jí)分類：具有共同屬性或特征的事物或現(xiàn)象歸并在一起（相似的特征（管線）、相同的功能（如交通，鐵路和公路）。方法：層級(jí)法（線分類法）分級(jí)：對(duì)事物或現(xiàn)象的數(shù)量或特征進(jìn)行等級(jí)劃分，包括確定分級(jí)數(shù)和分級(jí)線 。方法：數(shù)列分級(jí)、最優(yōu)分割分級(jí)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)等。5編碼原則：系統(tǒng)性和科學(xué)性；一致性；標(biāo)準(zhǔn)化和通

25、用性；簡(jiǎn)捷性；可擴(kuò)展性6評(píng)價(jià)數(shù)字化誤差的方法：1、自動(dòng)回歸法2、Band法3、對(duì)比法 7數(shù)字化過程中的質(zhì)量控制1、數(shù)字化預(yù)處理工作2數(shù)字化設(shè)備的選用3、數(shù)字化對(duì)點(diǎn)精度（準(zhǔn)確性）4、數(shù)字化限差5、數(shù)據(jù)的精度檢查8空間數(shù)據(jù)的檢核空間數(shù)據(jù)的檢核（1）空間數(shù)據(jù)檢核的必要性1修正數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤2維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和一致性3更新地理信息（2）空間數(shù)據(jù)采集中的常見錯(cuò)誤1數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù) 2空間數(shù)據(jù)位置不正確3空間數(shù)據(jù)比例尺不準(zhǔn)確4空間數(shù)據(jù)變形5幾何和屬性連接有誤6屬性數(shù)據(jù)不完整（3）、數(shù)據(jù)檢核方法：目標(biāo)檢核、機(jī)器檢核、屬性數(shù)據(jù)檢核、圖形疊合比較法9結(jié)點(diǎn)的編輯方法：1、結(jié)點(diǎn)移動(dòng)2、鼠標(biāo)拉框3、求交點(diǎn)4、自動(dòng)匹配

26、10結(jié)點(diǎn)與線的吻合：1、結(jié)點(diǎn)移動(dòng)2、使用線段求交3、自動(dòng)編輯11圖形編輯：1刪除和增加一個(gè)頂點(diǎn)2、移動(dòng)一個(gè)頂點(diǎn)3、刪除一段弧段12關(guān)鍵算法：1、點(diǎn)的捕捉2、線的捕捉 加快線捕捉速度的方法 1）每計(jì)算一個(gè)距離di就進(jìn)行一次比較，若diD，則捕捉成功，不再進(jìn)行下面直線段到點(diǎn)S的距離計(jì)算。（2）把不可能被光標(biāo)捕捉到的線用簡(jiǎn)單算法去除。（3）簡(jiǎn)化距離公式： 3、面的捕捉 判斷點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)常用垂線法。垂線法的基本思想是從光標(biāo)點(diǎn)引垂線（實(shí)際上可以是任意方向的射線），計(jì)算與多邊形的交點(diǎn)個(gè)數(shù)。若交點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)則說明該點(diǎn)在多邊形內(nèi)；若交點(diǎn)個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則該點(diǎn)在多邊形外。加快面捕捉速度的方法（1）找出該多邊形的

27、外接矩形，若光標(biāo)點(diǎn)沒有落在該矩形中則放棄對(duì)該多邊形的進(jìn)一步計(jì)算和判斷。（2）對(duì)不可能有交點(diǎn)的線段應(yīng)通過簡(jiǎn)單的坐標(biāo)比較迅速去除。（3）運(yùn)用計(jì)算交點(diǎn)的技巧。4、點(diǎn)線拓?fù)潢P(guān)系的自動(dòng)建立5、多邊形拓?fù)潢P(guān)系自動(dòng)建立 （1）鏈的組織（2）結(jié)點(diǎn)匹配3）檢查多邊形是否閉合4）建立多邊形建立多邊形的基本過程 1° 順序取一個(gè)結(jié)點(diǎn)為起始結(jié)點(diǎn)，取完為止；取過該結(jié)點(diǎn)的任一條鏈作為起始鏈。2° 取這條鏈的另一結(jié)點(diǎn)，找這個(gè)結(jié)點(diǎn)上，靠這條鏈最右邊的鏈，作為下一條鏈。3° 是否回到起點(diǎn)：是，已形成一多邊形，記錄之，并轉(zhuǎn)4°；否，轉(zhuǎn)2°。4° 取起始點(diǎn)上開始的，剛才所

28、形成多邊形的最后一條邊作為新的起始鏈，轉(zhuǎn)2°；若這條鏈已用過兩次，即已成為兩個(gè)多邊形的邊，則轉(zhuǎn)1°。5）島的判斷6）確定多邊形的屬性13圖幅數(shù)據(jù)幾何糾正1、高次變換2、二次變換3、仿射變換、仿射變換是一次多項(xiàng)式變換，實(shí)質(zhì)是兩坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)變換。14圖幅接邊1、幾何接邊2、邏輯接邊3、刪除相同屬性多邊形的公共邊界15開窗處理1、窗口剪裁2、區(qū)域分割 16、空間插值1邊界內(nèi)插；邊界內(nèi)插假定任何重要的變化都發(fā)生在區(qū)域的邊界上，邊界內(nèi)的變化則是均勻的、同質(zhì)的。邊界內(nèi)插的方法之一是泰森多邊形法，其原理是未知點(diǎn)的最佳值由最鄰近的觀測(cè)值產(chǎn)生。 2、趨勢(shì)面分析；是一種多項(xiàng)式回歸分析技術(shù)，其

29、基本思想是用多項(xiàng)式表示線或面，按最小二乘法原理對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合。 3、局部?jī)?nèi)插 ；利用局部范圍內(nèi)的已知采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)內(nèi)插出未知點(diǎn)的數(shù)據(jù)17空間數(shù)據(jù)壓縮 柵格數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)有游程編碼、四叉樹法等數(shù)據(jù)壓縮的目的：減少存儲(chǔ)空間，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用處理速度；通過數(shù)據(jù)壓縮，形成不同詳細(xì)程度的數(shù)據(jù)，為不同的問題、不同層次的機(jī)構(gòu)，提供所需的矢量信息，以支持他們的管理、規(guī)劃與決策。 18GIS中，刪除冗余數(shù)據(jù)有兩種手段：數(shù)據(jù)壓縮和地圖綜合 地圖綜合：為了反映空間信息主要的、本質(zhì)性的方面，舍棄次要的、非本質(zhì)性的方面，以確保地圖的易讀性，滿足空間數(shù)據(jù)庫(kù)的多尺度表達(dá)和GIS的多層次規(guī)劃、管理

30、與分析決策的需要。 數(shù)據(jù)壓縮：從原數(shù)據(jù)集合中抽出一個(gè)子集，使其在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又最大限度地淘汰不必要的數(shù)據(jù)，以形成不同詳細(xì)程度的數(shù)據(jù)，減少存儲(chǔ)空間，提高數(shù)據(jù)的傳輸效率和處理速度。 兩者的相似之處：都導(dǎo)致信息量的減少，都是為了縮小存儲(chǔ)空間和節(jié)省計(jì)算處理時(shí)間而去掉繁雜細(xì)節(jié)。 兩者的不同之處：數(shù)據(jù)壓縮一般是在無損圖解精度的前提下去掉“貢獻(xiàn)”小而用插值方法可以近似恢復(fù)的數(shù)據(jù)元素，即數(shù)據(jù)壓縮可用數(shù)據(jù)的插值加密手段進(jìn)行逆處理；而地圖綜合不受圖解精度的約束，被刪除或被派生的信息不可逆。19壓縮過程的限制條件 1）保持對(duì)象的形狀特征2）保持對(duì)象的密度對(duì)比3）保持對(duì)象特征轉(zhuǎn)折點(diǎn)的精4）保持

31、對(duì)象拓?fù)潢P(guān)系的正確20矢量數(shù)據(jù)壓縮的方法1間隔取點(diǎn)法 ；在保留首、末點(diǎn)的前提下，每隔K個(gè)點(diǎn)取一點(diǎn)，或舍去那些離已選點(diǎn)比規(guī)定距離更近的點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單，可大量壓縮數(shù)據(jù)。 缺點(diǎn)：在曲線的圖形保持上往往偏差較大，不一定能恰當(dāng)?shù)乇Ａ羟曙@著變化的點(diǎn)，無法保證化簡(jiǎn)前后數(shù)據(jù)的相似性。 2垂距法和偏角法 ；在給定的曲線上每次順序取三個(gè)點(diǎn)，計(jì)算中間點(diǎn)相對(duì)其它兩點(diǎn)連線的垂距d（或偏角），并與限差L（或）比較，缺點(diǎn)：有時(shí)會(huì)將曲線的夾角去掉，壓縮精度不高，且如果將曲線反向，所得到的結(jié)果可能不同。優(yōu)點(diǎn)：只考慮刪除共線和近似共線的點(diǎn)，算法簡(jiǎn)單，速度快。 3道格拉斯-普克法 ，連接給定曲線的首末點(diǎn)，求中間所有點(diǎn)與直線間

32、的距離，并用最大距離dmax與限差 L比較。優(yōu)點(diǎn)：是一個(gè)整體算法，在一般情況下可準(zhǔn)確刪除小彎曲上的定點(diǎn)，故能從體上有效地保持線要素的形態(tài)特征。缺點(diǎn)：必須在對(duì)整條曲線數(shù)字化完成后才能進(jìn)行，且計(jì)算量較大。 4光欄法定義一個(gè)扇形區(qū)域，通過判斷曲線上的點(diǎn)在扇形外還是在扇形內(nèi)，確定保留還是舍去。優(yōu)點(diǎn)：每次以曲線上相鄰的三點(diǎn)為處理范圍，能夠根據(jù)前點(diǎn)刪除與否動(dòng)態(tài)調(diào)整限差；能在數(shù)字化時(shí)實(shí)時(shí)處理，運(yùn)算量小，速度快。 缺點(diǎn)：算法復(fù)雜，對(duì)曲線上的某些整體特征點(diǎn)的保留精度不高21矢量數(shù)據(jù)壓縮算法總結(jié) 1）如果某種矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法既能精確地表示數(shù)據(jù)，又能最大限度地淘汰不必要的點(diǎn)，那就是一種好的算法。2）在一般情況下，

33、上述算法中，道格拉斯普克和光欄方法化簡(jiǎn)效果占優(yōu)勢(shì)，其次是垂距法、間隔取點(diǎn)法和偏角法。3）光欄能按給定閾值保留曲線特征點(diǎn)，并能在數(shù)字化時(shí)實(shí)時(shí)處理，運(yùn)算量小，占用內(nèi)存少。道格拉斯-普克方法需對(duì)整條曲線完成數(shù)字化后方能進(jìn)行化簡(jiǎn)，且計(jì)算工作量較大。 22矢量柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換1、矢量向柵格轉(zhuǎn)換 ；點(diǎn)的變換 直線的變換 面的變換2、柵格向矢量轉(zhuǎn)換 邊界提取 邊界搜索 二值化 細(xì)化 矢量跟蹤 第五章 空間數(shù)據(jù)采集與處理:1. 為什么數(shù)字化地圖進(jìn)行編輯與處理后才能入GIS數(shù)據(jù)庫(kù)？ 數(shù)字化過程中有哪些主要錯(cuò)誤形式？ 2. 描述多邊形拓樸建立算法過程，試寫程序?qū)崿F(xiàn)之。 3. 假設(shè)一條矢量等高線上點(diǎn)過于密集，如何

34、減少占用系統(tǒng)存儲(chǔ)空間？你能給出多少方法？各有什么適用范圍？矢量數(shù)據(jù)壓縮的方法: 間隔取點(diǎn)法(優(yōu)點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單，可大量壓縮數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)：在曲線的圖形保持上往往偏差較大，不一定能恰當(dāng)?shù)乇Ａ羟曙@著變化的點(diǎn)，無法保證化簡(jiǎn)前后數(shù)據(jù)的相似性。 )、垂距法和偏角法（只考慮刪除共線和近似共線的點(diǎn)，算法簡(jiǎn)單，速度快缺點(diǎn)：有時(shí)會(huì)將曲線的夾角去掉，壓縮精度不高，且如果將曲線反向，所得到的結(jié)果可能不同）、道格拉斯-普克法（是一個(gè)整體算法，在一般情況下可準(zhǔn)確刪除小彎曲上的定點(diǎn)，故能從體上有效地保持線要素的形態(tài)特征。缺點(diǎn)：必須在對(duì)整條曲線數(shù)字化完成后才能進(jìn)行，且計(jì)算量較大）光欄法（優(yōu)點(diǎn)：每次以曲線上相鄰的三點(diǎn)為處理范圍，能

35、夠根據(jù)前點(diǎn)刪除與否動(dòng)態(tài)調(diào)整限差；能在數(shù)字化時(shí)實(shí)時(shí)處理，運(yùn)算量小，速度快；缺點(diǎn)：算法復(fù)雜，對(duì)曲線上的某些整體特征點(diǎn)的保留精度不高）面域的數(shù)據(jù)壓縮 ：1、 封閉曲線分割2、公共節(jié)點(diǎn)取舍4. 柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換對(duì)于GIS有什么意義？有哪些常用方法？ 第六章1空間數(shù)據(jù)庫(kù): 是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)和應(yīng)用的相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總合，是空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。 2空間數(shù)據(jù)特征: 1）空間特征2）非結(jié)構(gòu)化特征3）空間關(guān)系特征4）分類編碼特征5）海量數(shù)據(jù)特征 3空間數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)1）數(shù)據(jù)量特別大 2）數(shù)據(jù)種類多、復(fù)雜，不僅具有屬性數(shù)據(jù)，還有大量與之不可分割的空間數(shù)據(jù) 3）數(shù)據(jù)應(yīng)用面相當(dāng)廣4空間

36、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是指：1）能夠?qū)ξ锢斫橘|(zhì)上存儲(chǔ)的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行語義和邏輯上的定義；2）提供必須的空間數(shù)據(jù)查詢、檢索和存取功能；3）能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)和更新的一套軟件系統(tǒng)。5. 空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型一、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 1、層次模型2、網(wǎng)絡(luò)模型3、關(guān)系模型1、層次模型的局限性1）很難描述復(fù)雜的地理實(shí)體之間的聯(lián)系2)低層次對(duì)象的查詢效率很低，很難進(jìn)行反向查詢；3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性較差4）層次命令具有過程式性質(zhì)5）基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎(chǔ)2網(wǎng)狀模型的局限性網(wǎng)狀模型的局限性1）由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性2）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)操作命令具有過程式性質(zhì)3）不直接支持對(duì)于層次結(jié)構(gòu)的表達(dá)4）基本不具備演繹功能和操作代數(shù)基礎(chǔ)3

37、、關(guān)系模型的局限性1）無法用遞歸和嵌套的方式來描述復(fù)雜關(guān)系的層次和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，模擬和操作復(fù)雜地理對(duì)象的能力較弱；2）用關(guān)系模型描述本身具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和涵義的地理對(duì)象時(shí)，需對(duì)地理實(shí)體進(jìn)行不自然的分解，導(dǎo)致存儲(chǔ)模式、查詢途徑及操作等方面均顯得語義不甚合理； 3）由于概念模式和存儲(chǔ)模式相互獨(dú)立，及實(shí)現(xiàn)關(guān)系之間的聯(lián)系需要執(zhí)行系統(tǒng)開銷較大的聯(lián)接操作，運(yùn)行效率不夠高。4）空間數(shù)據(jù)通常是變長(zhǎng)的，而一般RDBMS只允許記錄的長(zhǎng)度設(shè)定為固定長(zhǎng)度，此外，通用DBMS難于存儲(chǔ)和維護(hù)空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系。5）一般RDBMS都難以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、連通、包含、疊加等基本操作。 6）一般DBMS不能支持GIS需要的一些復(fù)雜

38、圖形功能。7）難以支持復(fù)雜的地理信息8)復(fù)雜的安全維護(hù)系統(tǒng)6面向?qū)ο竽Ｐ蛢?yōu)缺點(diǎn):數(shù)據(jù)組織最為嚴(yán)密，而且更符合人對(duì)實(shí)際空間現(xiàn)象的認(rèn)知，可加強(qiáng)計(jì)算機(jī)以擬人化方式來完成空間查詢、分析、甚至推理的功能，是未來智慧型GIS追求的目標(biāo)。雖然面向?qū)ο蟮慕M織形式可能讓使用者感覺更舒適，但其數(shù)據(jù)組織的設(shè)計(jì)及建立卻十分復(fù)雜7GIS的數(shù)據(jù)管理方法1、文件管理模式2、文件+DBMS混合管理模式 3、全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)4、對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 5、面向?qū)ο罂臻g數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 8空間索引（Spatial Index）就是指依據(jù)空間實(shí)體的位置和形狀或空間實(shí)體之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)文件；分為一

39、、實(shí)體范圍索引二、格網(wǎng)索引三、四叉樹空間索引線性四叉樹索引層次四叉樹索引四R樹和R+樹空間索引R樹和R+樹利用空間實(shí)體的外接矩形來建立空間索引五、CELL樹空間索引特點(diǎn)：用凸多邊形對(duì)空間進(jìn)行劃分，子空間不重疊。 優(yōu)點(diǎn)：克服了R樹和R+樹空間索引的主要缺點(diǎn)是建立空間索引時(shí)易受實(shí)體方位的限制，當(dāng)空間數(shù)據(jù)層發(fā)生旋轉(zhuǎn)或投影變換后，索引區(qū)域 不需要重新建立；CELL樹的磁盤訪問次數(shù)比R樹和R+樹都少，搜索性能高。缺點(diǎn)：凸多邊形索引區(qū)域劃分困難；需要數(shù)據(jù)記錄凸多邊形區(qū)域。9Geodatabase支持多種數(shù)據(jù)類型：矢量數(shù)據(jù)表示要素；:柵格數(shù)據(jù)表示圖像、格網(wǎng)和表面數(shù)據(jù)；地形TIN；表數(shù)據(jù)Geodatabase

40、的元素 基本元素：要素類、要素?cái)?shù)據(jù)集、非空間的表 基于基本元素建立的復(fù)雜元素：拓?fù)洹㈥P(guān)系類、幾何網(wǎng)絡(luò) 10空間數(shù)據(jù)一般存儲(chǔ)為矢量要素和柵格數(shù)據(jù)，以及傳統(tǒng)意義上屬性表。第六章 空間數(shù)據(jù)庫(kù):1、空間數(shù)據(jù)庫(kù)和傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系和區(qū)別?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù):地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)和應(yīng)用的相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總合，是空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。關(guān)系模型:以記錄組或數(shù)據(jù)表的形式組織數(shù)據(jù)，不分層也無指針。一個(gè)實(shí)體由若干個(gè)關(guān)系組成，而關(guān)系表的集合就構(gòu)成為關(guān)系模型。關(guān)系模型用關(guān)系代數(shù)和關(guān)系運(yùn)算來操縱數(shù)據(jù)。目前關(guān)系模型應(yīng)用最多2、建立空間索引在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的必要性。作為一種輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間索引界于空間

41、操作算法和空間實(shí)體之間，它通過篩選作用使大量與特定空間操作無關(guān)的空間實(shí)體被排除，從而提高空間數(shù)據(jù)查詢和提取的速度和效率 3、闡述ArcGIS中是如何建立和維護(hù)拓?fù)潢P(guān)系的。 4、思考ArcSDE在Geodatabase的數(shù)據(jù)管理中起到的作用。Geodatabase（通過ArcSDE）提供空間數(shù)據(jù)版本管理方法（Versioning），支持多用戶同時(shí)編輯，長(zhǎng)事務(wù)處理。 方法：協(xié)調(diào)沖突。 第七章1空間分析是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息。2空間查詢 是在GIS中根據(jù)一定的圖形條件或?qū)傩詶l件或兩者的結(jié)合條件,檢索出對(duì)應(yīng)的空間對(duì)象的屬性或圖形的一種工具。主要有

42、兩類：1）按屬性信息的要求來查詢定位空間位置，稱為“屬性查圖形”。 2）根據(jù)對(duì)象的空間位置查詢有關(guān)屬性信息，稱為“圖形查屬性”。3空間查詢的方式 1）給出圖形信息：如鼠標(biāo)點(diǎn)取，拉框等方式。 檢索其相應(yīng)屬性 檢索其空間拓?fù)潢P(guān)系 2）給出屬性特征條件 檢索對(duì)應(yīng)的空間實(shí)體 查詢屬性 4空間數(shù)據(jù)查詢種類1）幾何參數(shù)查詢2）空間定位查詢 a、按點(diǎn)查詢b、開窗查詢3)、空間關(guān)系查詢a、鄰接查詢b、包含關(guān)系查詢c、穿越查詢d、落入查詢e、緩沖區(qū)查詢f、邊沿匹配檢索4)、屬性查詢a、查找b、SQL查詢： c、擴(kuò)展SQL查詢5、其它查詢方法a、可視化空間查詢b、超文本查詢c、自然語言空間查詢5屬性分析:一、數(shù)學(xué)

43、計(jì)算二、邏輯計(jì)算三、空間統(tǒng)計(jì)分析空間統(tǒng)計(jì)分析可包括“空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析”及“數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析1、統(tǒng)計(jì)圖表分析2、屬性數(shù)據(jù)的集中特征數(shù)1）頻數(shù)和頻率2）平均數(shù)3）數(shù)學(xué)期望4）中位數(shù)5）眾數(shù)3、屬性數(shù)據(jù)的離散特征數(shù) 1）極差 2）離差3） 方差與標(biāo)準(zhǔn)差4）變差系數(shù)4、空間統(tǒng)計(jì)分類分析1）系統(tǒng)聚類法2）最優(yōu)分割分級(jí)法3）主成分分析4）層次分析法5）回歸分析6）判別分析 6基于矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的建立1、角平分線法2、凸角圓弧法3、幾種特殊情況1）緩沖區(qū)發(fā)生重疊時(shí)的處理2）特征要求緩沖區(qū)寬度不同時(shí)的處理3）復(fù)雜圖形緩沖區(qū)的內(nèi)外標(biāo)識(shí)4） 多級(jí)緩沖區(qū)5）變寬緩沖區(qū)6）其它緩沖區(qū)變換 7矢量數(shù)據(jù)的疊置分析基

44、本方法：將點(diǎn)、線、面要素?cái)?shù)字化后，經(jīng)處理形成具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的相應(yīng)圖層，然后和已存放在系統(tǒng)中的多邊形進(jìn)行點(diǎn)與面、線與面或面與面的疊置；最后對(duì)各個(gè)多邊形或區(qū)域進(jìn)行這些點(diǎn)或線段的自動(dòng)計(jì)數(shù)或歸屬判別。1、 點(diǎn)與面之間的包含分析2、線與面之間的包含分析3、多邊形疊置根據(jù)疊加結(jié)果最后欲保留空間特征的不同要求，一般的GIS軟件都提供了三種類型的多邊形疊加操作：邏輯并（union），疊置結(jié)果將輸出不同范圍的輸入圖層和疊置圖層中所有多邊形；邏輯交（intersection），疊置結(jié)果只輸出不同范圍的輸入圖層和疊置圖層中公共區(qū)域內(nèi)的多邊形；裁剪（clip），疊置結(jié)果只輸出疊置圖層本身與輸入圖層中落入疊置圖層范圍內(nèi)的

45、部分 。 8基于柵格數(shù)據(jù)的疊置分析1單層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的分析1）布爾邏輯運(yùn)算2）重分類3）濾波運(yùn)算4）特征參數(shù)計(jì)算5）相似運(yùn)算2、多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置分析1）單點(diǎn)變換2）區(qū)域變換3）鄰域變換9網(wǎng)絡(luò)分析路徑選擇：尋找網(wǎng)絡(luò)上任意兩點(diǎn)間或通過指定的一個(gè)起點(diǎn)、一個(gè)終點(diǎn)和若干個(gè)中間點(diǎn)的最短距離或花費(fèi)最少的路線；資源分配：根據(jù)需求按距離最近或花費(fèi)最小原則尋找供應(yīng)中心（資源分發(fā)或匯聚地）；網(wǎng)流量分析：按照某種優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)（如時(shí)間最少、費(fèi)用最低、路程最短、運(yùn)送量最大等）設(shè)計(jì)資源的運(yùn)送方案。選擇最佳布局中心的位置。 10網(wǎng)絡(luò)分析中有三個(gè)非常重要的屬性 阻礙強(qiáng)度 資源需求量 資源容量11網(wǎng)絡(luò)要素的屬性表示1、鏈的屬性表示2、

46、轉(zhuǎn)彎的屬性表示3、停靠站點(diǎn)、資源中心的屬性12路徑分析1）靜態(tài)求最佳路徑2）N條最佳路徑3）最短路徑或最低耗費(fèi)路徑4）動(dòng)態(tài)最佳路徑分析13連通分析：連通圖：如果一個(gè)圖中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都存在一條路。樹：若一個(gè)連通圖中不存在任何回路，則稱為樹。最小生成樹：生成樹是圖的極小連通子圖。14資源分配定位：已知需求源的分布，確定最合適的布局中心的位置；分配：確定需求源分別受哪個(gè)布局中心服務(wù)。 15、流分析 流：資源在結(jié)點(diǎn)間的傳輸。流分析：按照某種優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)（時(shí)間最少、費(fèi)用最低、路程最短或運(yùn)送量最大等）設(shè)計(jì)資源的運(yùn)送方案。最小費(fèi)用最大流量：不僅要考慮使網(wǎng)絡(luò)上的流量最大，而且要使運(yùn)送流的費(fèi)用或代價(jià)最小。16

47、空間分析模型的意義（1）空間分析模型是聯(lián)系GIS應(yīng)用系統(tǒng)與專業(yè)領(lǐng)域的紐帶，必須以廣泛、深入的專業(yè)研究為基礎(chǔ)；（2）空間分析模型是綜合利用GIS中大量數(shù)據(jù)的工具，數(shù)據(jù)的綜合分析和應(yīng)用主要通過模型來實(shí)現(xiàn)；（3）空間分析模型是分析型和輔助決策型GIS區(qū)別于管理型GIS的一個(gè)重要特征，是解決空間分析和輔助決策問題的17通用GIS空間分析功能與各種領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ偷慕Y(jié)合主要有三種途徑：（1）松散耦合式 （2）嵌入式 （3）混合型空間模型法18、GIS中常用空間分析模型有1）相關(guān)分析模型2）趨勢(shì)面分析模型3） 預(yù)測(cè)模型4）聚類模型19空間分析建模具有六個(gè)基本步1）表達(dá)問題2）問題的分解3）尋找并建立數(shù)據(jù)集4）

48、進(jìn)行空間分析5）檢查模型的結(jié)果6）執(zhí)行分析，得出結(jié)果第七章 GIS空間分析:1、空間分析與GIS結(jié)合的形式與意義空間分析是基于地理對(duì)象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)，其目的在于提取和傳輸空間信息。空間分析有著十分豐富的內(nèi)涵，它是構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的核心部分之一，在整個(gè)地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用中發(fā)揮著舉足輕重的作用，也是GIS區(qū)別與其它信息系統(tǒng)的一個(gè)顯著標(biāo)志2、空間查詢與量算的主要形式有哪些一、空間查詢 ：是在GIS中根據(jù)一定的圖形條件或?qū)傩詶l件或兩者的結(jié)合條件,檢索出對(duì)應(yīng)的空間對(duì)象的屬性或圖形的一種工具。主要有兩類：1）按屬性信息的要求來查詢定位空間位置，稱為“屬性查圖形”。 2）根據(jù)對(duì)象的空間位置查

49、詢有關(guān)屬性信息，稱為“圖形查屬性”。二、空間量算 ：1、幾何量算2、形狀量算3、質(zhì)心量算4、距離量算3、空間統(tǒng)計(jì)分析的常見方法和作用空間統(tǒng)計(jì)分析可包括“空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析”及“數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計(jì)分析”。前者著重于空間物體和現(xiàn)象的非空間特性的統(tǒng)計(jì)分析，解決的一個(gè)中心議題就是如何以數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型來描述和模擬空間現(xiàn)象和過程。后者則是直接從空間物體的空間位置、聯(lián)系等方面出發(fā)，研究既具有隨機(jī)性又具有結(jié)構(gòu)性，或具有空間相關(guān)性和依賴性的自然現(xiàn)象。 4、緩沖區(qū)分析的主要作用和應(yīng)用領(lǐng)域主要作用：確定地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴(kuò)展應(yīng)用舉例 ：確定拆遷區(qū)范圍及區(qū)內(nèi)建筑物狀況、確定商業(yè)

50、或服務(wù)中心的影響范圍、預(yù)測(cè)災(zāi)害影響面積與損失評(píng)估、特殊保護(hù)區(qū)域的確定、環(huán)境污染源的污染空間確定、環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的控制范圍 5、空間疊置分析矢、柵方式的特點(diǎn)和區(qū)別矢量數(shù)據(jù)的疊置分析：基本方法：將點(diǎn)、線、面要素?cái)?shù)字化后，經(jīng)處理形成具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的相應(yīng)圖層，然后和已存放在系統(tǒng)中的多邊形進(jìn)行點(diǎn)與面、線與面或面與面的疊置；最后對(duì)各個(gè)多邊形或區(qū)域進(jìn)行這些點(diǎn)或線段的自動(dòng)計(jì)數(shù)或歸屬判別。1、 點(diǎn)與面之間的包含分析2、線與面之間的包含分析3、多邊形疊置 柵格數(shù)據(jù)的分析：?jiǎn)螌訓(xùn)鸥駭?shù)據(jù)的分析：即空間變換：對(duì)原始圖層及其屬性進(jìn)行一系列的邏輯或代數(shù)運(yùn)算，以產(chǎn)生新的具有特殊意義的地理圖層及其屬性的過程。1）布爾邏輯運(yùn)算2）重分

51、類3）濾波運(yùn)算4）特征參數(shù)計(jì)算5）相似運(yùn)算 ；多層?xùn)鸥駭?shù)據(jù)的疊置分析：1）單點(diǎn)變換2）區(qū)域變換3）鄰域變換6、常見的網(wǎng)絡(luò)分析方法和適用場(chǎng)合1.路徑分析:阻力最小的路徑;2.連通分析:連通圖;3.資源分配:指把所有連通鏈都分配到某一中心，并把中心的資源分配給這些鏈以滿足其需求，也即滿足覆蓋范圍和服務(wù)對(duì)象數(shù)量，篩選出最佳布局和布局中心的位置;4.流分析：資源在結(jié)點(diǎn)間的傳輸7、空間分析建模的目的和主要步驟 空間分析模型的意義:（1）空間分析模型是聯(lián)系GIS應(yīng)用系統(tǒng)與專業(yè)領(lǐng)域的紐帶，必須以廣泛、深入的專業(yè)研究為基礎(chǔ)；（2）空間分析模型是綜合利用GIS中大量數(shù)據(jù)的工具，數(shù)據(jù)的綜合分析和應(yīng)用主要通過模型來

52、實(shí)現(xiàn)；（3）空間分析模型是分析型和輔助決策型GIS區(qū)別于管理型GIS的一個(gè)重要特征，是解決空間分析和輔助決策問題的核心。 空間分析建模具有六個(gè)基本步驟：（1）表達(dá)問題：達(dá)到的最終目的是什么？（2）問題的分解：具體的控制目標(biāo)；現(xiàn)象及其相互作用的模型表達(dá)；需要什么樣的數(shù)據(jù)。（3）尋找并建立數(shù)據(jù)集：數(shù)據(jù)集中包含什么內(nèi)容；從中能找到什么聯(lián)系。4）進(jìn)行空間分析（利用GIS基本分析工具）（5）檢查模型的結(jié)果：判斷模型的某些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則是否需要修改；若修改則返回（4）。（6）執(zhí)行分析，得出結(jié)果。第八章1DTM數(shù)字地面模型(Digital Terrain Model，DTM)：描述地面諸特性空間分布的有序數(shù)值陣

53、列2DTM的應(yīng)用領(lǐng)域 1、空間分布對(duì)象的模擬及可視化表達(dá)；2、在國(guó)家地形數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)字地形圖的高程數(shù)據(jù)；3、在道路等工程設(shè)計(jì)中計(jì)算挖填土石方量；4、顯示三維地面景觀； 5、線路、壩址的自動(dòng)選定，以及庫(kù)容、淹沒損失的計(jì)算；6、與遙感圖像復(fù)合，以提高分類精度和進(jìn)行圖像幾何畸變的校正；7、地形因子（坡度、坡向、粗糙度等）的自動(dòng)提取，進(jìn)行地貌分析；8、地表形態(tài)的自動(dòng)分類；9、不同地面的比較和統(tǒng)計(jì)分析；10、越野通視情況分析（為軍事和土地景觀規(guī)劃等目的服務(wù)）。 3DEM數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)：在DTM模型Kp = fk(up, vp) (k=1,2,3

54、,m; p=1,2,3,n)中，若m=1，f1為對(duì)地面高程的映射, (up, vp)為矩陣行列號(hào)時(shí)，DTM即為DEM。 4DEM的應(yīng)用領(lǐng)域 1、作為國(guó)家地理信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；2、土木工程、景觀建筑與礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)；3、為軍事目的而進(jìn)行的三維顯示；4、景觀設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃；5、流水線分析、可視性分析；6、交通路線的規(guī)劃與大壩選址； 7、不同地表的統(tǒng)計(jì)分析與比較； 8、生成坡度圖、坡向圖、剖面圖、輔助地貌分析、估計(jì)侵蝕和徑流等；9、作為背景疊加各種專題信息如土壤、土地利用及植被覆蓋數(shù)據(jù)等，以進(jìn)行顯示與分析；10、與GIS聯(lián)合進(jìn)行空間分析；11、虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)；5一、數(shù)學(xué)

55、方法 整體擬合 局部擬合二、圖形法 線模式 點(diǎn)模式1、等高線模型2、規(guī)則格網(wǎng)模型 規(guī)則格網(wǎng)模型的優(yōu)點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于計(jì)算機(jī)處理，特別是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地理信息系統(tǒng)；2）可以很容易地計(jì)算等高線、坡度、坡向、山坡陰影和自動(dòng)提取流域地形。 規(guī)則格網(wǎng)模型的缺點(diǎn)：1）地形簡(jiǎn)單的地區(qū)存在大量冗余數(shù)據(jù)；2）地形起伏差別大的地區(qū)無法適用；3）對(duì)某些特殊計(jì)算(如視線計(jì)算)的格網(wǎng)軸線方向被夸大；4）如柵格過于粗略，則不能精確表示地形的關(guān)鍵特征，如山峰、坑洼、山脊、山谷等。 3、不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）模型TIN是一種變精度表示方法：平坦地區(qū)數(shù)據(jù)點(diǎn)較少，地形起伏較大的地區(qū)數(shù)據(jù)點(diǎn)密度較大。不規(guī)則三角網(wǎng)模型的優(yōu)點(diǎn)：1）

56、可根據(jù)地形的復(fù)雜程度確定采樣點(diǎn)的密度和位置，能充分表示地形特征點(diǎn)和線，減少了地形較平坦地區(qū)的數(shù)據(jù)冗余。2）在顯示速度及表示精度方面優(yōu)于規(guī)則格網(wǎng)。6DEM的建立一、數(shù)據(jù)采集與處理 1、數(shù)據(jù)采集2、數(shù)據(jù)處理二、DEM生成 1、人工網(wǎng)格法2、三角網(wǎng)法3、立體像對(duì)法4、曲面擬合法5、等值線插值法7DEM分析和應(yīng)用一、基于DEM的信息提取1坡度定義為地表單元的法向與Z軸的夾角，即切平面與水平面的夾角。2坡向是地表單元的法向量在水平面上的投影與X軸之間的夾角。 3、地表粗造度（破碎度）4高程變異分析5、地貌形態(tài)的自動(dòng)分類二、等高線的繪制在格網(wǎng)DEM上自動(dòng)繪制等高線主要包括兩個(gè)步驟：1、等高線追蹤，利用DEM矩形格網(wǎng)點(diǎn)的高程內(nèi)插出格網(wǎng)邊上的等高線點(diǎn)，并將這些等高線點(diǎn)排序；2、等高線光滑，進(jìn)一步加密等高線點(diǎn)并繪制光滑曲線。 三、基于DEM的可視化分析1、剖面分析2、通視分析3、地形三維圖繪制4、地貌暈渲圖繪制5、模擬飛行第八章 數(shù)字地形模型及地形分析1.說明DEM的概念及其常用的建立方法，各有何優(yōu)缺點(diǎn)？DEM是DTM中最基本的部分