《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)》主要知識點

1、地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)主要知識點第一章什么是地理信息？地理信息有什么特性？地理信息是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋。或者定義為：表征地理系統(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)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱。從另一個角度來說，一切與空間位置有關(guān)的信息都叫做地理信息。（1）空間分布性：屬于空間信息，其位置的識別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的，這是地理信息區(qū)別于其它類型信息的最顯著的標(biāo)志。（2）數(shù)據(jù)量大。（3）信息載體的多樣性。什么是GIS?它具有什么特點？地理信息系統(tǒng)（GIS,GeographicInformation

2、System）是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層空間中的有關(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)。具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力；以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測的能力；并能產(chǎn)生高層次的地理信息。具有公共的地理定位基礎(chǔ)，所有的地理要素，要按經(jīng)緯度或者特有的坐標(biāo)系統(tǒng)進行嚴格的空間定位，才能使具有時序性、多維性、區(qū)域性特征的空間要素進行復(fù)合和分解，將隱含其中的信息變?yōu)轱@示表達，形成空間和時間上連續(xù)分布的綜合信息基礎(chǔ)，支持空間問題的處理與決策。地理信息系統(tǒng)從外部來看，它表現(xiàn)為計算機

3、軟硬件系統(tǒng)；而其內(nèi)涵卻是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)。GIS與其它信息系統(tǒng)有什么區(qū)別？GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），GIS具有以某種選定的方式對空間數(shù)據(jù)進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶能得到關(guān)于數(shù)據(jù)的知識，因此，GIS是能對空間數(shù)據(jù)進行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫，地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數(shù)據(jù)源。GIS有別于CAD系統(tǒng)，二者雖然都有參考系統(tǒng)

4、，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。GIS有別于MIS（管理信息系統(tǒng)），GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用，GIS的軟硬件設(shè)備復(fù)雜、系統(tǒng)功能強；MIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢、沒有拓撲關(guān)系。管理地圖和地理信息的MIS不一定就是GIS,MIS在概念上更接近DBMS。簡述GIS的構(gòu)成。GIS的功能有哪些？空間數(shù)據(jù)獲取與集成空間數(shù)據(jù)組織與管理空間編輯與處理查詢統(tǒng)計與空間分析輸出簡述GIS的發(fā)展。60年代起源于北美70年代是GIS發(fā)展的鞏固階段80年代為地理信息系統(tǒng)的大發(fā)展階段9

5、0年代至今為地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用普及時代舉例說明GIS可應(yīng)用的行業(yè)。測繪與地圖制圖資源調(diào)查與管理城鄉(xiāng)規(guī)劃災(zāi)害監(jiān)測環(huán)境保護國防精細農(nóng)業(yè)公眾服務(wù)第二章說說地球空間模型是怎樣建立的？水準面，地球表面，大地水準面，旋轉(zhuǎn)橢球面GIS中為什么要考慮地圖投影？地理坐標(biāo)為球面坐標(biāo)，不方便進行距離、方位、面積等參數(shù)的量算。地圖為平面，符合視覺心理，并易于進行距離、方位、面積等量算和各種空間分析空間數(shù)據(jù)的基本特征有哪些?空間特征：描述空間對象的地理位置以及相互關(guān)系。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。時間特征：描述空間對象隨時間的變化。地理信息的數(shù)字化描述方式有哪些？它們各自是

6、怎樣來描述地理信息的？什么是拓撲關(guān)系？如何利用關(guān)系表來表達空間拓撲關(guān)系?什么是元數(shù)據(jù)？元數(shù)據(jù)的主要作用是什么？元數(shù)據(jù)包括哪些內(nèi)容？對空間數(shù)據(jù)的有效生產(chǎn)和利用，要求空間數(shù)據(jù)的規(guī)范化和標(biāo)準化，以利于數(shù)據(jù)的交換、更新、檢索、數(shù)據(jù)庫集成以及數(shù)據(jù)的二次開發(fā)利用等?！癿eta”是一希臘語詞根，意思是“改變”，“Metadata”一詞的原意是關(guān)于數(shù)據(jù)變化的描述。一般都認為元數(shù)據(jù)就是“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效地管理和維護空間數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文檔；提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)(clearinghouse)及數(shù)據(jù)銷售等方面的信息，便于用戶查詢檢索地理空間數(shù)據(jù)；提

7、供通過網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行查詢檢索的方法或途徑，以及與數(shù)據(jù)交換和傳輸有關(guān)的輔助信息；幫助用戶了解數(shù)據(jù)，以便就數(shù)據(jù)是否能滿足其需求作出正確的判斷；提供有關(guān)信息，以便用戶處理和轉(zhuǎn)換有用的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)集中各數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)所有者及數(shù)據(jù)生產(chǎn)歷史等的說明；對數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述，如數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)的邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性、分辨率、源數(shù)據(jù)的比例尺等；對數(shù)據(jù)處理信息的說明，如量綱的轉(zhuǎn)換等；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述；對數(shù)據(jù)庫的更新、集成方法等的說明。第三章什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？對空間數(shù)據(jù)而言有什么特點?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)組織的形式，是適合于計算機存儲、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)；對空間數(shù)據(jù)而言則是地理實體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象

8、描述，是對數(shù)據(jù)的一種理解和解釋。不說明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)是毫無用處的，不僅用戶無法理解，計算機程序也不能正確處理。空間實體可抽象為哪幾種基本類型？它們在矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分別是如何表示的？敘述下列柵格數(shù)據(jù)存儲的壓縮編碼方法：鏈式編碼、游程長度編碼、塊狀編碼和四叉樹。將線狀地物和面狀地物的邊界表示為：由某一起點開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。鏈式編碼的前兩位數(shù)字表示起點的行、列數(shù)，從第三個數(shù)字開始表示單位矢量的方向。游程長度編碼只在各行（或列）數(shù)據(jù)的代碼發(fā)生變化時依次記錄該代碼以及相同代碼重復(fù)的個數(shù)。塊式編碼是將游程長度編碼擴大到二維的情況，把多邊形范圍劃分成由像元組成的正方形,然后對

9、各個正方形進行編碼。塊式編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由初始位置（行號，列號）和邊長，再加上記錄單元的代碼組成。它將x像元陣列連續(xù)進行4等分，如果某正方形的所有格網(wǎng)值相同，則該正方形就不再繼續(xù)分割，否則還要把它再分割成四個正方形。也可采用從下而上的方法建立，對柵格數(shù)據(jù)按如下的順序進行檢測：如果每相鄰四個格網(wǎng)值相同則進行合并，逐次向上遞歸合并，直到符合四叉樹的原則為止。L.什么是柵格數(shù)據(jù)的屬性誤差？如何確定柵格單元的屬性值？中心點法、面積占優(yōu)法、重要性法、百分比法矢量和柵格數(shù)據(jù)各有什么特點？比較矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺優(yōu)點：表示地理數(shù)據(jù)的精度較高嚴密的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量小完整的描述空間關(guān)系圖形輸出精確美觀圖形數(shù)據(jù)

10、和屬性數(shù)據(jù)的恢復(fù)、更新、綜合都能實現(xiàn)面向目標(biāo)，不僅能表達屬性，而且能方便的記錄每個目標(biāo)的具體屬性信息缺點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜矢量疊置較為復(fù)雜數(shù)學(xué)模擬比較困難技術(shù)復(fù)雜，特別是軟硬件優(yōu)點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單空間數(shù)據(jù)的疊置和組合方便各類空間分析很易于進行數(shù)學(xué)模擬方便缺點：圖形數(shù)據(jù)量大用大像元減少數(shù)據(jù)量時，精度和信息量受損地圖輸出不美觀難以建立網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系投影變換比較費時簡述矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換的基本步驟。點的變換、矢量線段的變換、多邊形數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換基于掃描圖像的矢量化（二值化、細化、剝皮法、跟蹤）十進制Morton碼如何組成？有什么作用？如何結(jié)合十進制Morton碼完成一幅柵格影像的線性四叉樹編碼？矢柵一體

11、化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)是什么?多級格網(wǎng)方法、三個基本約定和線性四叉樹編碼。第四章簡述GIS數(shù)據(jù)庫的特征。空間特征：是空間數(shù)據(jù)最主要的特征，它描述空間物體的位置、形態(tài)，更重要的是描述物體之間的拓撲關(guān)系。除了通用性數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或者文件系統(tǒng)關(guān)鍵字的索引和輔關(guān)鍵字索引外，一般都需要建立空間索引?？臻g關(guān)系特征：空間數(shù)據(jù)除了空間坐標(biāo)隱含了空間分布關(guān)系外，空間數(shù)據(jù)中也記錄了拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達的多種空間關(guān)系。這種拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一方面方便了空間數(shù)據(jù)的查詢和空間分析，另一方面也給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性維護增加了復(fù)雜程度。多尺度與多態(tài)性：不同觀察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情況下會有形態(tài)差異。非結(jié)構(gòu)化特

12、征:在當(dāng)前通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)記錄一般是結(jié)構(gòu)化的，也就是說每一條記錄是定長的，數(shù)據(jù)項表達的只能是原始數(shù)據(jù)，不允許鑲嵌記錄，而空間數(shù)據(jù)則不能滿足這種結(jié)構(gòu)化要求。分類編碼特征：一般而言，每一個空間對象都有一個分類編碼，而這種分類編碼往往屬于國家標(biāo)準，或行業(yè)標(biāo)準，或地區(qū)標(biāo)準，每一種地物的類型在某個GIS中的屬性項個數(shù)是相同的。因而在許多情況下，一種地物類型對應(yīng)于一個屬性數(shù)據(jù)表文件。海量數(shù)據(jù)特征：空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量比一般的通用數(shù)據(jù)庫要大得多，一個城市GIS的數(shù)據(jù)量可能達幾十GB乃至TB、PB級。正因為空間數(shù)據(jù)量大，所以需要在二維空間上劃分塊或者圖幅，在垂直方向上劃分層來管理。應(yīng)用面廣的特征

13、：GIS數(shù)據(jù)應(yīng)用于地理研究、環(huán)境保護、土地利用與規(guī)劃、市政管理等各方面。簡述GIS的幾種主要數(shù)據(jù)模型，并進行各自優(yōu)缺點分析。層次數(shù)據(jù)庫模型優(yōu)點：存取方便且速度快結(jié)構(gòu)清晰，容易理解檢索關(guān)鍵屬性十分方便缺陷：結(jié)構(gòu)呆板，缺乏靈活性同一屬性數(shù)據(jù)要存儲多次，數(shù)據(jù)冗余大（如公共邊）不適合于拓撲空間數(shù)據(jù)的組織網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫模型優(yōu)點：能明確而方便地表示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系。數(shù)據(jù)冗余小。缺陷：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，增加了用戶查詢和定位的困難。需要存儲數(shù)據(jù)間聯(lián)系的指針，使得數(shù)據(jù)量增大。數(shù)據(jù)的修改不方便（指針必須修改）關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型優(yōu)點：結(jié)構(gòu)特別靈活，具有嚴密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和操作代數(shù)基礎(chǔ)，滿足所有布爾邏輯運算和數(shù)學(xué)運算規(guī)則形成的查詢

14、要求。能搜索、組合和比較不同類型的數(shù)據(jù)。增加和刪除數(shù)據(jù)非常方便。缺陷：數(shù)據(jù)庫大時，查找滿足特定關(guān)系的數(shù)據(jù)費時。對空間關(guān)系無法滿足，模擬和操作復(fù)雜對象的能力較弱。為什么不能用標(biāo)準DBMS存儲空間數(shù)據(jù)？空間數(shù)據(jù)記錄是變長的，而一般的數(shù)據(jù)庫都只允許把記錄的長度設(shè)定為固定。在存儲和維護空間數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系方面存在著嚴重缺陷。一般都難以實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、連通、包含、疊加等基本操作。不能支持復(fù)雜的圖形功能。單個地理實體的表達需要多個文件、多條記錄，一般的DBMS也難以支持。難以保證具有高度內(nèi)部聯(lián)系的GIS數(shù)據(jù)記錄需要的復(fù)雜的安全維護。目前空間數(shù)據(jù)庫存在的主要問題有哪些？數(shù)據(jù)共享問題數(shù)據(jù)文件格式統(tǒng)一性：如何

15、對各種格式的數(shù)據(jù)進行不損失的轉(zhuǎn)換。地理信息的標(biāo)準化數(shù)據(jù)共享的政策數(shù)據(jù)瓶頸問題數(shù)據(jù)量大兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存在數(shù)據(jù)更新問題數(shù)據(jù)的整體更新、局部更新、數(shù)據(jù)采集的途徑、時效性、保持原有數(shù)據(jù)的不變、更新數(shù)據(jù)與原有數(shù)據(jù)的正確連接等。數(shù)據(jù)安全問題什么是空間數(shù)據(jù)引擎？它有什么作用？空間數(shù)據(jù)引擎是一種處于應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的中間件技術(shù)它為用戶和異種空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)之間提供了一個開放的接口。使用不同GIS軟件的客戶可以通過空間數(shù)據(jù)引擎將自身的數(shù)據(jù)提交給大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫，由其統(tǒng)一管理；同樣，客戶也可以通過空間數(shù)據(jù)引擎從關(guān)系型DBMS中獲取其他類型GIS的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成客戶可以使用的方式。由此可見，大型關(guān)系型DB

16、MS已成為各種不同格式空間數(shù)據(jù)的容器，而空間數(shù)據(jù)引擎就成為空間數(shù)據(jù)出入該容器的轉(zhuǎn)換通道。第五章數(shù)據(jù)在GIS中的地位和作用如何？硬件：軟件：數(shù)據(jù)=1:2:7空間數(shù)據(jù)采集方法有哪些？它們分別適合采集什么樣的數(shù)據(jù)？屬性數(shù)據(jù)的采集包括各類調(diào)查報告、文件、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)與野外調(diào)查的原始記錄等，如人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、土壤成份、環(huán)境數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)的采集手扶跟蹤數(shù)字化儀采集攝影測量數(shù)字化采集掃描跟蹤數(shù)字化采集外業(yè)實地采集說說在數(shù)字化中屬性數(shù)據(jù)采集的原則和方法。通過掃描矢量化來制作一幅矢量圖的具體步驟有哪些?紙質(zhì)圖的掃描創(chuàng)建相應(yīng)的坐標(biāo)系將影像文件導(dǎo)入SuperMapDeskpro配準創(chuàng)建矢量數(shù)據(jù)集屏幕跟蹤屬

17、性數(shù)據(jù)的錄入數(shù)據(jù)的編輯和檢查為什么要對數(shù)字化地圖進行編輯與處理后才能入GIS數(shù)據(jù)庫?概念：空間數(shù)據(jù)質(zhì)量簡述地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的誤差來源。測量數(shù)字數(shù)據(jù)的誤差控制測量誤差：受控制網(wǎng)的參考基準、網(wǎng)形、觀測精度等因素的影響。碎部測量誤差：受控制點的誤差、自身的觀測方法、觀測精度、地界的人為判斷、地物與地貌的取舍等因素的影響。地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)的誤差制圖誤差：控制點展繪誤差、編繪誤差、繪圖誤差、綜合誤差、地圖復(fù)制誤差、分色板套合誤差、繪圖材料的變形誤差、歸化到同一比例尺所引起的誤差、特征定義誤差、特征夸大誤差。數(shù)字化誤差遙感數(shù)據(jù)誤差數(shù)據(jù)獲取誤差數(shù)據(jù)預(yù)處理誤差數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換誤差人工判讀誤差與數(shù)據(jù)分析誤差操作誤差由

18、計算機字長引起的誤差由拓撲分析引起的誤差數(shù)據(jù)分類和內(nèi)插引起的誤差GIS空間操作中誤差的傳播GIS空間操作：y=f(xl,x2,.xn)算術(shù)運算下的誤差傳播邏輯運算下的誤差傳播布爾邏輯運算下的誤差傳播不精確推理關(guān)系下的誤差傳播試述GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量和空間數(shù)據(jù)的不確定性包含了哪些方面？你認為哪幾方面的數(shù)據(jù)質(zhì)量是難以保證和最需要注意的？第八章GIS的核心功能是什么？空間分析什么是空間分析？空間分析的主要內(nèi)容有哪些？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),其目的在于提取和傳輸空間信息。對于空間位置：借助于空間坐標(biāo)系傳遞空間對象的定位信息，是空間對象表述的研究基礎(chǔ)。空間分布：同類空間對象的

19、群體定位信息，包括分布、趨勢、對比等內(nèi)容?？臻g形態(tài)：空間對象的幾何形態(tài)?？臻g距離：空間物體的接近程度?？臻g關(guān)系：空間對象的相關(guān)關(guān)系，包括拓撲、方位、相似、相關(guān)等。柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)，分別有哪些空間分析方法？能解決什么實際問題？聚類、聚合分析：根據(jù)設(shè)定的聚類條件對原有數(shù)據(jù)進行有選擇的信息提取而建立新的柵格數(shù)據(jù)的方法；根據(jù)空間分辨力和分類表，進行數(shù)據(jù)類型的合并或轉(zhuǎn)換以實現(xiàn)空間地域的兼并?？臻g聚合的結(jié)果往往將較復(fù)雜的類別轉(zhuǎn)換為較簡單的類別，并且常以較小比例尺的圖形輸出。信息復(fù)合分析（代數(shù)運算）追蹤分析窗口分析（柵格統(tǒng)計）重分級：重新定義柵格數(shù)據(jù)集中每個格網(wǎng)的數(shù)值信息復(fù)合分析：簡單的視覺信息復(fù)合和較為復(fù)雜的疊加分類模型。常被用來進行區(qū)域適應(yīng)性評價、資源開發(fā)利用、規(guī)劃等多因素分析研究工作。在數(shù)字遙感圖象處理工作中，利用該方法可以實現(xiàn)不同波段遙感信息的自動合成處理。視覺信息復(fù)合是將不同專題的內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件上，參加復(fù)合的平面之間沒發(fā)生任何邏輯關(guān)系，仍保留原來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；疊加分類：根據(jù)參加復(fù)合的數(shù)據(jù)平面各類別的空間關(guān)系重新劃分空間區(qū)域，使每個空間區(qū)域內(nèi)各空間點的屬性組合一致。運算方法分類:邏輯判斷復(fù)合法，數(shù)學(xué)運算復(fù)合法，算術(shù)運算，函數(shù)運算什么是空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插？空間數(shù)