地理信息系統(tǒng)教程考試復(fù)習(xí)資料

1、1. 地理信息系統(tǒng)的定義是由兩個部分組成的。一方面，地理信息系統(tǒng)是一門學(xué)科，是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興的交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機技術(shù)系統(tǒng)。2. TIN即不規(guī)則三角網(wǎng)（Triangulated Irregular Network），是一種表示數(shù)字高程模型的方法。TIN模型根據(jù)區(qū)域有限個點集將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內(nèi)。如果點不在頂點上，該點的高程值通常通過線性插值的方法得到。3. 元數(shù)

2、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，以便于用戶對數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確、高效與充分的開發(fā)與利用。元數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括對數(shù)據(jù)集的描述、）對數(shù)據(jù)質(zhì)量的描述、對數(shù)據(jù)處理信息的說明、對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法的描述、對數(shù)據(jù)庫的更新、集成等的說明。4. 信息是向人們或機器提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實的知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義，它不隨載體的物理設(shè)備形式的“地理信息系統(tǒng)教程”習(xí)題及參考答案第一章 緒論1.什么是數(shù)據(jù)和信息？它們有何聯(lián)系和區(qū)別？定義：數(shù)據(jù)是指某一目標(biāo)定性、定量描述的原始資料，包括數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像以及它們能夠轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)等形式。信息是向人們或機器提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實的

3、知識，是數(shù)據(jù)、消息中所包含的意義。聯(lián)系和區(qū)別：信息與數(shù)據(jù)是不可分離的。信息由與物理介質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)表達，數(shù)據(jù)中所包含的意義就是信息。信息是對數(shù)據(jù)解釋、運用與解算，數(shù)據(jù)即使是經(jīng)過處理以后的數(shù)據(jù)，只有經(jīng)過解釋才有意義，才成為信息；就本質(zhì)而言，數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，只有數(shù)據(jù)對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。數(shù)據(jù)是記錄下來的某種可以識別的符號，具有多種多樣的形式，也可以加以轉(zhuǎn)換，但其中包含的信息內(nèi)容不會改變。即不隨載體的物理設(shè)備形式的改變而改變。信息可以離開信息系統(tǒng)而獨立存在，也可以離開信息系統(tǒng)的各個組成和階段而獨立存在；而數(shù)據(jù)的格式往往與計算機系統(tǒng)有關(guān)，并隨載荷它的物理設(shè)備的形

4、式而改變。數(shù)據(jù)是原始事實，而信息是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。不同知識、經(jīng)驗的人，對于同一數(shù)據(jù)的理解，可得到不同信息。地理數(shù)據(jù)是直接或間接關(guān)聯(lián)著相對于地球的某個地點的數(shù)據(jù)，是表示地理位置、分布特點的自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象的諸要素文件。2.什么是地理信息系統(tǒng)（GIS）?與地圖數(shù)據(jù)庫有什么異同?與地理信息的關(guān)系是什么?GIS定義：GIS是一個發(fā)展的概念。不同領(lǐng)域、不同專業(yè)對GIS的理解不同，目前沒有完全統(tǒng)一的被普遍接受的定義。定義：是對地理環(huán)境有關(guān)問題進行分析和研究的一門學(xué)科，它將地理環(huán)境的各種要素，包括它們的空間位置形狀及分布特征和與之有關(guān)的社會、經(jīng)濟等專題信息以及這些信息之間的聯(lián)系等進行獲取、組織、存儲、檢索

5、、分析，并在管理、規(guī)劃與決策中應(yīng)用。定義：是在計算機軟硬件支持下，以采集、存儲、管理、檢索、分析和描述空間物體的定位分布及與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)，并回答用戶問題為主要任務(wù)的計算機系統(tǒng)。定義：是為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。定義：地理信息系統(tǒng)是一種決策支持系統(tǒng)。它的定義由兩方面組成，一方面，地理信息系統(tǒng)是一門學(xué)科，是描述、存儲、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興交叉學(xué)科；另一方面，地理信息系統(tǒng)是一個技術(shù)系統(tǒng)，是以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機技術(shù)系統(tǒng)。定義：目前有人認為“

6、GIS”從原來強調(diào)空間信息技術(shù)系統(tǒng)(SYESTEM)，發(fā)展到地球信息科學(xué)體系形成(SCIENCE)，現(xiàn)在已強調(diào)空間信息服務(wù)(SERVICE)。GIS與地圖數(shù)據(jù)庫的異同：地圖數(shù)據(jù)庫有比例尺概念，GIS是為某一特定比例尺建立的一個地圖成品倉庫，它可由GIS管理，其中的地圖具有圖形表現(xiàn)屬性,一般數(shù)據(jù)庫不需具備這些屬性；它是GIS的下游產(chǎn)品，它的更新依賴于GIS，它提供的信息是GIS向人們提供服務(wù)的中間產(chǎn)品；GIS是在地理信息的基礎(chǔ)上對真實世界進行數(shù)量化處理分析，但地圖數(shù)據(jù)庫存在的地理要素經(jīng)人為修改，不完全是真實地理的反映；GIS與地理信息的關(guān)系：GIS操作對象是空間數(shù)據(jù)，表達內(nèi)容是與時空有關(guān)的地理信

7、息。地理信息是指與研究對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。地理信息具有地域性、多維結(jié)構(gòu)性、時序性等特征。2.地理信息系統(tǒng)由哪些部分組成?與其它信息系統(tǒng)的主要區(qū)別有哪些?從計算機系統(tǒng)的角度來看，GIS是由軟件、硬件、數(shù)據(jù)和用戶組成。用戶（GIS服務(wù)的對象，分為一般用戶和從事建立、維護、管理和更新的高級用戶）軟件（支持數(shù)據(jù)采集、存儲、加工、回答用戶問題的計算機程序系統(tǒng)，是系統(tǒng)的核心，按其功能分為GIS專業(yè)軟件，數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)管理軟件等）硬件（各種設(shè)備-物質(zhì)基礎(chǔ)，用以存儲、處理、傳輸和顯示地理信息或空間數(shù)據(jù)，主要包括

8、：GIS主機，GIS外部設(shè)備，GIS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）。數(shù)據(jù)（系統(tǒng)分析與處理的對象、構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)，它具體描述實體的空間特征、屬性特征和時間特征）也有人認為GIS是由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用模型、開發(fā)者和一般用戶組成。信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用信息。GIS與其它信息系統(tǒng)的主要區(qū)別：GIS與一般MIS比較GIS離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索等都是GIS廣泛使用的核心技術(shù)。但GIS是對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應(yīng)用，而一般MIS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）側(cè)重于非圖形數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）的優(yōu)化存儲與查

9、詢，即使存儲了圖形，也是以文件的形式存儲，不能對空間數(shù)據(jù)進行查詢、檢索、分析，沒有拓撲關(guān)系，其圖形顯示功能也很有限。GIS與CAD和CAM比較管理圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不一定是GIS，如CAD或AutoCAD，CAM（Computer Aided Map計算機地圖系統(tǒng)計算機輔助制圖）等。GIS和CAD的比較：GIS與CAD共同點GIS與CAD不同點l 都有空間坐標(biāo)系統(tǒng)；l 都能將目標(biāo)和參考系聯(lián)系起來；l 都能描述圖形數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系；l 都能處理屬性和空間數(shù)據(jù)CAD研究對象為人造對象規(guī)則幾何圖形及組合；GIS處理的數(shù)據(jù)大多來自于現(xiàn)實世界，較之人造對象更復(fù)雜，數(shù)據(jù)量更大；數(shù)據(jù)采集的方式多樣

10、化；圖形功能特別是三維圖形功能強，屬性庫功能相對較弱；GIS的屬性庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強大；CAD中的拓撲關(guān)系較為簡單；GIS強調(diào)對空間數(shù)據(jù)的分析，圖形屬性交互使用頻繁；一般采用幾何坐標(biāo)GIS采用地理坐標(biāo)系GIS與CAM比較：GIS與CAM共同點GIS與CAM不同點都有地圖輸出、空間查詢、分析和檢索功能CAM側(cè)重于數(shù)據(jù)查詢、分類及自動符號化，具有地圖輔助設(shè)計和產(chǎn)生高質(zhì)量矢量地圖的輸出機制；CAM是GIS的重要組成部分CAM強調(diào)數(shù)據(jù)顯示而不是數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)往往缺乏拓撲關(guān)系；GIS綜合圖形和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析，提供輔助決策信息。CAM與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系通常是一些簡單的查詢。3.地理信息系統(tǒng)中

11、的數(shù)據(jù)都包含哪些?GIS數(shù)據(jù)包括電子數(shù)據(jù)和非電子數(shù)據(jù)。或：GIS數(shù)據(jù)源自地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。4.地理信息系統(tǒng)的基本功能有哪些?基本功能與應(yīng)用功能是根據(jù)什么來區(qū)分的?地理信息系統(tǒng)基本功能概述：數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與編輯；數(shù)據(jù)處理與變換（矢柵轉(zhuǎn)換、制圖綜合）；數(shù)據(jù)存儲與組織（矢量和柵格模型）；空間查詢與分析（空間檢索、空間拓撲、疊加分析、緩沖分析、網(wǎng)絡(luò)分析等）；圖形交互與顯示（各種成果表現(xiàn)方式）。根據(jù)社會和用戶的需求，GIS是依托基本功能利用空間分析技術(shù)模型分析技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)集成技術(shù)二次開發(fā)環(huán)境等，演繹出眾多的GIS應(yīng)用

12、系統(tǒng)。5.與其它信息系統(tǒng)相比，地理信息系統(tǒng)的哪些功能是比較獨特的?與其它信息系統(tǒng)相比，GIS空間分析作為核心功能是比較獨特的。6.地理信息系統(tǒng)的科學(xué)理論基礎(chǔ)有哪些?是否可以稱地理信息系統(tǒng)為一門科學(xué)?地理信息系統(tǒng)的科學(xué)理論基礎(chǔ)是地球信息科學(xué)理論，包括地理學(xué)、地圖學(xué)、測量學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)等交叉學(xué)科以及一切與獲取、處理和分析空間數(shù)據(jù)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)的支撐。地理信息的研究和方法應(yīng)該是科學(xué)，因它已經(jīng)具備成為科學(xué)的條件，有明確的研究對象和研究手段，有自己的理論體系，有一定數(shù)量的研究隊伍，有明確的研究領(lǐng)域和廣泛的服務(wù)對象，已由技術(shù)發(fā)展為科學(xué)。即：Geographic Information Sys

13、tem向Geographic Information Science7.試舉例說明地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用前景。當(dāng)前，GIS正向著集成化、產(chǎn)業(yè)化和社會化發(fā)展規(guī)律方向邁進，呈現(xiàn)以下主要發(fā)展態(tài)勢：GIS已成為一門綜合性技術(shù)；即GIS集成技術(shù)，3S技術(shù)等名詞的出現(xiàn)。GIS產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展勢頭強勁；GIS網(wǎng)絡(luò)化已構(gòu)成當(dāng)今社會的熱點；地理信息科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。目前GIS在各行各業(yè)都得到應(yīng)用，如資源規(guī)劃管理、全球變化、災(zāi)害預(yù)測等，具有廣泛的應(yīng)用前景。8.GIS近代發(fā)展有什么特點? GIS起源于人口普查，土地調(diào)查和自動制圖，1960年，加拿大測量學(xué)家R.F.Tomlinson 提出了把地圖變成數(shù)字形式的地圖，1963

14、年，又提出GIS這一術(shù)語，并建立了第一個GIS加拿大GIS，隨后GIS在全世界迅速發(fā)展起來。國際GIS的發(fā)展?fàn)顩rl 60年代，探索時期（GIS思想和技術(shù)方法的探索）。當(dāng)時，人們關(guān)注的主題“什么是GIS？，GIS能干什么？”；l 70年代，鞏固時期，（這時由于計算機技術(shù)及其在自然資源和環(huán)境數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用，促進GIS迅速發(fā)展）。這期間，發(fā)展研究的重點是空間數(shù)據(jù)處理的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫管理等方面；l 80年代，實驗階段（也是GIS普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段）。此時，人們把GIS與RS結(jié)合，解決全球性問題，如全球沙漠化，全球可居住地評價，核擴散問題等；l 90年代，全面應(yīng)用（產(chǎn)業(yè)化階段）。對GIS進一

15、步研究，研究的內(nèi)容集中在“空間信息分析的新模式和新方法，空間關(guān)系和數(shù)據(jù)模型，人工智能引入等方面；l 現(xiàn)代，普及發(fā)展階段。隨著信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展和深入，GIS與世界接軌,尤其在發(fā)展中國家得到重視和發(fā)展。我國GIS的發(fā)展我國GIS起步雖較晚，但發(fā)展較快，可分為以下幾個階段：l 70年代，準(zhǔn)備階段：一些知名人士GIS先驅(qū)看到GIS的廣闊前景和GIS的重要性，進行極積呼吁，為GIS在我國的發(fā)展奠定了與論準(zhǔn)備基礎(chǔ)并做了一些可行性實驗。l 80年代，試驗起步階段: 這期間，我國在GIS理論探索，規(guī)范探討，軟件開發(fā)，系統(tǒng)建立等方面取得了突破和進展，進行了一些典型，試驗專題試驗軟件開發(fā)工作。l 90年代，我國GI

16、S發(fā)展階段：我國改革開放以來，沿海，治江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的發(fā)展土地的有償使用和外資的引進，急需GIS為之服務(wù)，這也推動GIS在我國的全面發(fā)展。l 96年以來，是我國GIS產(chǎn)業(yè)化階段：l 近幾年來，我國經(jīng)濟信息化的基礎(chǔ)設(shè)施和重大信息工程已納入國家計劃，一批國家級和地方級的GIS相繼建立并投入運行，一批專業(yè)遙感基地已建立，并進入了產(chǎn)業(yè)化運行，一批綜合運用“3S”技術(shù)的重點項目已實施，并在自然災(zāi)害監(jiān)測和圖土資源調(diào)查中發(fā)揮效益，一批高等院校開設(shè)了與GIS相關(guān)的新專業(yè)，培養(yǎng)了一大批從事GIS研究與開發(fā)的高層次人才，具有我國自主版權(quán)的GIS基礎(chǔ)軟件的研制逐步進入了產(chǎn)業(yè)化軌道，等等這些都標(biāo)志我國GIS產(chǎn)業(yè)已進入新

17、的發(fā)展階段。 第二章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型1GIS的研究對象是什么? 地理實體有什么特點?GIS的研究對象是地理實體，即指自然界現(xiàn)象和社會經(jīng)濟事件中不能再分割的單元。地理實體類別及實體內(nèi)容的確定是從具體需要出發(fā)的，例如，在全國地圖上由于比例尺很小，福州就是一個點，這個點不能再分割，可以把福州定為一個空間實體，而在大比例尺的福州市地圖上，福州的許多房屋，街道都要表達出來，所以福州必須再分割，不能作為一個空間實體，應(yīng)將房屋，街道等作為研究的地理實體，由此可見，GIS中的地理實體是一個概括，復(fù)雜，相對的概念。地理實體以什么形式存儲和處理反映了實體的三個特征。l 屬性特征：對空間實體的屬性定義和說明

18、信息。l 空間特征：對空間實體的分布位置、幾何特征和空間關(guān)系的定義。l 時間特征：空間實體的時間尺度。2地理實體數(shù)據(jù)的特征是什么？請列舉出某些類型的空間數(shù)據(jù)地理實體以什么形式存儲和處理反映了實體的不同的特征和和不同的數(shù)據(jù)類型。同物理、化學(xué)等學(xué)科使用的數(shù)據(jù)類型相比，地理數(shù)據(jù)是一種較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，涉及到空間特征、屬性特征及它們之間關(guān)系的描述，人們常把地理數(shù)據(jù)稱為空間數(shù)據(jù)。地理實體數(shù)據(jù)的特征：l 空間特征：表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置。包括定位數(shù)據(jù)和拓撲數(shù)據(jù)；l 屬性特征：表示專題屬性（名稱、分類、數(shù)量等）；l 時間特征：指現(xiàn)象或物體隨時間的變化。其變化的周期有超短期的，短期的，中期的，

19、長期的。依據(jù)空間數(shù)據(jù)來源的不同分為：地圖數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、影象數(shù)據(jù)等；依據(jù)表示對象的不同分為：點，線，面、體數(shù)據(jù)。3空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與其它非空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有什么特殊之處？常見的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有哪些？數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)的組織形式，在計算機存儲、管理和處理的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。空間數(shù)據(jù)是一種較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，涉及到空間特征、屬性特征及它們之間關(guān)系的描述?？臻g數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)主要有矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。非空間數(shù)據(jù)主要涉及屬性數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄坐標(biāo)的方式盡可能精確地表示點、線和多邊形等地理實體，坐標(biāo)空間設(shè)為連續(xù)，允許任意位置、長度和面積的精確定義。矢量結(jié)構(gòu)的顯著特點：定位明顯，屬性隱含。柵

20、格結(jié)構(gòu)是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織，組織中的每個數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的非幾何屬性特征。柵格結(jié)構(gòu)的顯著特點：屬性明顯，定位隱含，即數(shù)據(jù)直接記錄屬性的指針或數(shù)據(jù)本身，而所在位置則根據(jù)行列號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)。常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有層狀數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)、語義數(shù)據(jù)、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。4矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？它們有什么共同點嗎？優(yōu)點缺點矢量1、便于面向現(xiàn)象（土壤類，土地利用單元等）2、結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，便于描述線或邊界。3、利于網(wǎng)絡(luò)、檢索分析，提供有效的拓撲編碼，對需要拓撲信息的操作更有效。4、圖形顯示質(zhì)量好，精度高。1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各自定義，不便于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，

21、數(shù)據(jù)交換困難。2、多邊形疊置分析困難，沒有柵格有效，表達空間變化性能力差。3、不能像數(shù)字圖像那樣做增強處理 4、軟硬件技術(shù)要求高，顯示與繪圖成本較高。柵 格1、 結(jié)構(gòu)簡單，易于數(shù)據(jù)交換。2、疊置分析和地理（能有效表達空間可變性）現(xiàn)象模擬較易。3、利于與遙感數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析，便于圖像處理。4、 輸出快速，成本低廉。 1、現(xiàn)象識別效果不如矢量方法，難以表達拓撲。2、圖形數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴密不緊湊，需用壓縮技術(shù)解決該問題。3、投影轉(zhuǎn)換困難。4、圖形質(zhì)量轉(zhuǎn)低，圖形輸出不美觀，線條有鋸齒，需用增加?xùn)鸥駭?shù)量來克服，但會增加數(shù)據(jù)文件。5空間數(shù)據(jù)模型概念和主要類型及比較空間數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間

22、實體及其相互間聯(lián)系的描述?？臻g數(shù)據(jù)模型的主要類型：基于對象（要素）的模型；網(wǎng)絡(luò)模型；場模型。要素模型：點對象，由特定位置、維數(shù)為零的物體；線對象，維度為一的空間組成部分；多邊形對象，即面狀實體，通常用封閉曲線加內(nèi)點來表示。矢量模型即是基于要素的，將現(xiàn)象看成原型實體的集合，矢量模型的表達源于空間實體的本身，通常以坐標(biāo)來定義。網(wǎng)絡(luò)模型：地物被抽象為鏈、節(jié)點等對象，同時要注意其連通關(guān)系。場模型：用于模擬一定空間內(nèi)連續(xù)分布的現(xiàn)象，常用柵格數(shù)據(jù)模型描述。柵格數(shù)據(jù)模型是基于連續(xù)鋪蓋的，它是將連續(xù)空間離散化，以規(guī)則或不規(guī)則的鋪蓋覆蓋整個空間?；趯ο蟮哪Ｐ蛷娬{(diào)了離散對象，網(wǎng)絡(luò)模型表示了特殊對象之間的交互，場

23、模型表示了二維或三維空間中連續(xù)變化的數(shù)據(jù)。要素模型和場模型的不同在于一個是先選擇要素，再回答它在哪里的問題；場模型實現(xiàn)選擇一個位置，在回答哪里怎么樣的問題，最后都得到數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)模型的基本特征是：節(jié)點數(shù)據(jù)之間沒有明確的從屬關(guān)系，一個節(jié)點可以與其他多個節(jié)點建立聯(lián)系，將數(shù)據(jù)組織成有向圖結(jié)構(gòu)，它反映了現(xiàn)實世界中常見的多對多關(guān)系，在一定程度上支持數(shù)據(jù)的重構(gòu)。6.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法如何？柵格數(shù)據(jù)的編碼方法：直接?xùn)鸥窬幋a，就是將柵格數(shù)據(jù)看作一個數(shù)據(jù)矩陣，逐行（或逐列）逐個記錄代碼；壓縮編碼，包括鏈碼、游程長度編碼、塊碼、四叉樹編碼、八叉樹編碼、十六叉樹編碼等。鏈碼（弗里曼鏈碼）比較適合存儲圖形數(shù)據(jù)；游程

24、長度編碼通過記錄行或列上相鄰若干屬性相同點的代碼來實現(xiàn)；塊碼是游程長度編碼擴展到二維的情況，采用方形區(qū)域為記錄單元；四叉樹編碼是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一，還能提高圖形操作效率，具有可變的分辨率。7.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼方法如何？矢量數(shù)據(jù)的編碼方法：對于點實體和線實體，直接記錄空間信息和屬性信息；對于多邊形地物，有坐標(biāo)序列法、樹狀索引編碼法和拓撲結(jié)構(gòu)編碼法。坐標(biāo)序列法是由多邊形邊界的x,y坐標(biāo)對集合及說明信息組成，是最簡單的一種多邊形矢量編碼法，文件結(jié)構(gòu)簡單，但多邊形邊界被存儲兩次產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余，而且缺少鄰域信息；樹狀索引編碼法是將所有邊界點進行數(shù)字化，順序存儲坐標(biāo)對，由點索引與邊界線號相聯(lián)

25、系，以線索引與各多邊形相聯(lián)系，形成樹狀索引結(jié)構(gòu)，消除了相鄰多邊形邊界數(shù)據(jù)冗余問題；拓撲結(jié)構(gòu)編碼法是通過建立一個完整的拓撲關(guān)系結(jié)構(gòu)，徹底解決鄰域和島狀信息處理問題的方法，但增加了算法的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)庫的大小。8.矢量與柵格數(shù)據(jù)如何互為轉(zhuǎn)化？矢量轉(zhuǎn)柵格：l 內(nèi)部點擴散法，即由多邊形內(nèi)部種子點向周圍鄰點擴散，直至到達各邊界l 為止；l 復(fù)數(shù)積分算法，即由待判別點對多邊形的封閉邊界計算復(fù)數(shù)積分，來判斷兩者關(guān)l 系；l 射線算法和掃描算法，即由圖外某點向待判點引射線，通過射線與多邊形邊界交點l 數(shù)來判斷內(nèi)外關(guān)系；l 邊界代數(shù)算法，是一種基于積分思想的矢量轉(zhuǎn)柵格算法，適合于記錄拓撲關(guān)系的多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，

26、方法是由多邊形邊界上某點開始，順時針?biāo)阉鬟吔缇€，上行時邊界左側(cè)具有相同行坐標(biāo)的柵格減去某值，下行時邊界左側(cè)所有柵格點加上該值，邊界搜索完之后即完成多邊形的轉(zhuǎn)換。柵格轉(zhuǎn)矢量：即是提取具有相同編號的柵格集合表示的多邊形區(qū)域的邊界和邊界的拓撲關(guān)系，并表示成矢量格式邊界線的過程。步驟包括：多邊形邊界提取，即使用高通濾波將柵格圖像二值化；邊界線追蹤，即對每個弧段由一個節(jié)點向另一個節(jié)點搜索；拓撲關(guān)系生成和去處多余點及曲線圓滑。第三章 GIS數(shù)據(jù)獲取和質(zhì)量控制1GIS的數(shù)據(jù)源有哪些？GIS的數(shù)據(jù)源，是指建立的地理數(shù)據(jù)庫所需的各種數(shù)據(jù)的來源，主要包括地圖、遙感圖像、文本資料、統(tǒng)計資料、實測數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、已

27、有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等。地圖數(shù)據(jù) 地圖是GIS的主要數(shù)據(jù)源,因為地圖包含著豐富的內(nèi)容，不僅含有實體的類別和屬性，而且含有實體間的空間關(guān)系。地圖數(shù)據(jù)主要通過對地圖的跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化獲取。地圖數(shù)據(jù)通常用點、線、面及注記來表示地理實體及實體間的關(guān)系，如：點居民點、采樣點、高程點、控制點等。線河流、道路、構(gòu)造線等。面湖泊、海洋、植被等。注記地名注記、高程注記等。遙感數(shù)據(jù) 遙感數(shù)據(jù)是GIS的重要數(shù)據(jù)源。遙感數(shù)據(jù)含有豐富的資源與環(huán)境信息，在GIS支持下，可以與地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、地球生物、軍事應(yīng)用等方面的信息進行信息復(fù)合和綜合分析。遙感數(shù)據(jù)是一種大面積的、動態(tài)的、近實時的數(shù)據(jù)源，遙感技術(shù)是GIS數(shù)據(jù)更

28、新的重要手段。文本資料 文本資料是指各行業(yè)、各部門的有關(guān)法律文檔、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、條文條例等，如邊界條約等。這些也屬于GIS的數(shù)據(jù)。統(tǒng)計資料 國家和軍隊的許多部門和機構(gòu)都擁有不同領(lǐng)域(如人口、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、兵要地志等)的大量統(tǒng)計資料，這些都是GIS的數(shù)據(jù)源，尤其是GIS屬性數(shù)據(jù)的重要來源。實測數(shù)據(jù) 野外試驗、實地測量等獲取的數(shù)據(jù)可以通過轉(zhuǎn)換直接進入GIS的地理數(shù)據(jù)庫，以便于進行實時的分析和進一步的應(yīng)用。GPS(全球定位系統(tǒng))所獲取的數(shù)據(jù)也是GIS的重要數(shù)據(jù)源。多媒體數(shù)據(jù) 多媒體數(shù)據(jù)(包括聲音、錄像等)通常可通過通訊口傳入GIS的地理數(shù)據(jù)庫中，目前其主要功能是輔助GIS的分析和查詢。已有系統(tǒng)

29、的數(shù)據(jù) GIS還可以從其它已建成的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和可交換性越來越強。這樣就拓展了數(shù)據(jù)的可用性，增加了數(shù)據(jù)的潛在價值。2數(shù)據(jù)質(zhì)量包括那些方面？請舉例說明GIS對數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求。數(shù)據(jù)質(zhì)量包括l 準(zhǔn)確性，即一個記錄值與它的真實值之間的接近程度；l 精度，即對現(xiàn)象描述的詳細程度；l 空間分辨率，即兩個可測量數(shù)值之間最小的可辨識的差異；l 比例尺，即地圖上一個記錄的距離和它所表現(xiàn)的真實距離之間的一個比值；l 誤差，即一個所記錄的測量和它的事實之間的差異；l 不確定性，包括空間位置的不確定性、屬性不確定性和數(shù)據(jù)不完整性等。GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量包含

30、如下五個方面： 位置精度：如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度、高程精度等，用以描述幾何數(shù)據(jù)的質(zhì)量。 屬性精度：如要素分類的正確性、屬性編碼的正確性、注記的正確性等，用以反映屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量。邏輯一致性：如多邊形的閉合精度、結(jié)點匹配精度、拓撲關(guān)系的正確性等。完備性：如數(shù)據(jù)分類的完備性、實體類型的完備性、屬性數(shù)據(jù)的完備性、注記的完整性等?，F(xiàn)勢性：如數(shù)據(jù)的采集時間、數(shù)據(jù)的更新時間等。3各種來源的空間數(shù)據(jù)是如何準(zhǔn)確匹配在一起的？空間數(shù)據(jù)的地理參照系(地球的形狀、坐標(biāo)系、高程系)的不同，引起空間數(shù)據(jù)來源不同時圖幅往往不匹配，為此需要將一種投影的數(shù)字化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需要投影的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，即進行投影轉(zhuǎn)換。投影轉(zhuǎn)換的方法有：解析

31、變換(正解變換、反解變換)、數(shù)值變換、解析和數(shù)值變換。目前，大多數(shù)GIS軟件是采用正解變換法來完成不同投影之間的轉(zhuǎn)換，并直接在GIS軟件中提供常見投影之間的轉(zhuǎn)換。4地圖投影在GIS中有什么作用？GIS以地圖方式顯示地理信息。地圖是平面，而地理信息則是在地球橢球上，因此地圖投影在GIS中不可缺少。 GIS數(shù)據(jù)庫中地理數(shù)據(jù)以地理坐標(biāo)存儲時，則以地圖為數(shù)據(jù)源的空間數(shù)據(jù)必須通過投影變換轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo)；而輸出或顯示時，則要將地理坐標(biāo)表示的空間數(shù)據(jù)通過投影變換變換成指定投影的平面坐標(biāo)。 GIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，一般采用國家基

32、本系列地圖所用的投影。5空間數(shù)據(jù)中的幾何數(shù)據(jù)是什么？請說明它與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)系。空間數(shù)據(jù)中的幾何數(shù)據(jù)是指實體或現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置，一般以坐標(biāo)數(shù)據(jù)表示。屬性數(shù)據(jù)即空間實體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、數(shù)量、代碼等多種形式。幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相對于時間來說，常常呈相互獨立的變化，即在不同的時間，空間位置不變，但是屬性類型可能已經(jīng)發(fā)生變化，或者相反。因此可以不斷更新屬性數(shù)據(jù)來體現(xiàn)實體或現(xiàn)象的時時特征，同時也可反映實體或現(xiàn)象的變化規(guī)律和變化特征。而幾何數(shù)據(jù)又說明了屬性數(shù)據(jù)發(fā)生的地理位置及其存在的意義。6請說明分類分級對于屬性數(shù)據(jù)的意義。在屬性數(shù)據(jù)中，有一部分是與幾何數(shù)據(jù)的表示密切有關(guān)的

33、，例如，道路的等級、類型等，決定著道路符號的形狀、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把這部分屬性數(shù)據(jù)用編碼的形式表示，并與幾何數(shù)據(jù)一起管理起來。編碼的過程是將信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)的過程，前提是首先要對需表示的信息進行分類分級。7屬性數(shù)據(jù)的編碼是必須的嗎？屬性數(shù)據(jù)即空間實體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱、等級、數(shù)量、代碼等多種形式，屬性數(shù)據(jù)的內(nèi)容有時直接記錄在柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中，有時則單獨輸入數(shù)據(jù)庫存儲為屬性文件，通過關(guān)鍵碼與圖形數(shù)據(jù)相聯(lián)系。對于要輸入屬性庫的屬性數(shù)據(jù)，通過鍵盤則可直接鍵入。對于要直接記錄到柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中的屬性數(shù)據(jù)，則必須先對其進行編碼，將各種屬性數(shù)據(jù)變?yōu)橛嬎銠C可以接受的數(shù)字或字符形式，

34、便于GIS存儲管理。8紙張上的地圖如何進入計算機系統(tǒng)？圖形數(shù)據(jù)的輸入實際上就是圖形的數(shù)字化過程。一般有兩種方法：（1） 扶跟蹤數(shù)字化儀輸入手扶跟蹤數(shù)字化是目前最為廣泛使用的將已有地圖數(shù)字化的手段，利用手扶跟蹤數(shù)字化儀可以輸入點地物、線地物以及多邊形邊界的坐標(biāo)，通常采用兩種方式，即點方式和流方式，流方式又分為距離流方式和時間流方式。數(shù)字化過程：把待數(shù)字化的圖件固定在圖形輸入板上，首先用鼠標(biāo)器輸入圖幅范圍和至少四個控制點的坐標(biāo)，隨后即可輸入圖幅內(nèi)各點、曲線的坐標(biāo)。通過數(shù)字化儀采集數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)處理的軟件也比較完備，但由于數(shù)字化的速度比較慢，工作量大，自動化程度低，數(shù)字化的精度與作業(yè)員的操作有很大關(guān)

35、系，所以，目前很多單位在大批量數(shù)字化時，已不再采用它。（2） 掃描儀輸入掃描儀直接把圖形(如地形圖)和圖像(如遙感影像、照片)掃描輸入到計算機中，以象素信息進行存儲表示的設(shè)備。按其所支持的顏色分類，可分為單色掃描儀和彩色掃描儀；按所采用的固態(tài)器件又分為電荷耦合器件(CCD)掃描儀、MOS電路掃描儀、緊貼型掃描儀等；按掃描寬度和操作方式分為大型掃描儀、臺式掃描儀和手動式掃描儀。掃描過程掃描時，必須先進行掃描參數(shù)的設(shè)置，包括：l 掃描模式的設(shè)置，（分二值、灰度、百萬種彩色），對地形圖的掃描一般采用二值掃描，或灰度掃描。對彩色航片或衛(wèi)片采用百萬種彩色掃描，對黑白航片或衛(wèi)片采用灰度掃描。l 掃描分辨率

36、的設(shè)置，根據(jù)掃描要求，對地形圖的掃描一般采用300dpi或更高的分辨率。l 針對一些特殊的需要，還可以調(diào)整亮度、對比度、色調(diào)、GAMMA曲線等。l 設(shè)定掃描范圍。l 掃描參數(shù)設(shè)置完后，即可通過掃描獲得某個地區(qū)的柵格數(shù)據(jù)。通過掃描獲得的是柵格數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量比較大。如一張地形圖采用300dpi灰度掃描其數(shù)據(jù)量就有20兆左右。除此之外，掃描獲得的數(shù)據(jù)還存在著噪聲和中間色調(diào)像元的處理問題。噪聲是指不屬于地圖內(nèi)容的斑點污漬和其它模糊不清的東西形成的像元灰度值。噪音范圍很廣，沒有簡單有效的方法能加以完全消除，有的軟件能去除一些小的臟點，但有些地圖內(nèi)容如小數(shù)點等和小的臟點很難區(qū)分。對于中間色調(diào)像元，則可以通過

37、選擇合適的閾值選用一些軟件如Photoshop等來處理。一般對獲得的柵格數(shù)據(jù)還要進行一些后續(xù)處理如圖像糾正、矢量化等。掃描輸入因其輸入速度快、不受人為因素的影響、操作簡單而越來越受到大家的歡迎，再加之計算機運算速度、存儲容量的提高和矢量化軟件的踴躍出現(xiàn)，使得掃描輸入已成為圖形數(shù)據(jù)輸入的主要方法。9 如何發(fā)現(xiàn)進入GIS中的數(shù)據(jù)有錯誤？通過矢量數(shù)字化或掃描數(shù)字化所獲取的原始空間數(shù)據(jù)，都不可避免的存在著錯誤或誤差，屬性數(shù)據(jù)在建庫輸入時，也難免會存在錯誤，所以，對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行一定的檢查、編輯是很有必要的。圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的誤差主要包括以下幾個方面：l 空間數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)：主要包括空間點

38、、線、面數(shù)據(jù)的丟失或重復(fù)、區(qū)域中心點的遺漏、柵格數(shù)據(jù)矢量化時引起的斷線等；l 空間數(shù)據(jù)位置的不準(zhǔn)確：主要包括空間點位的不準(zhǔn)確、線段過長或過短、線段的斷裂、相鄰多邊形結(jié)點的不重合等；l 空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確；l 空間數(shù)據(jù)的變形；l 空間屬性和數(shù)據(jù)連接有誤；l 屬性數(shù)據(jù)不完整；為發(fā)現(xiàn)并有效消除誤差，一般采用如下方法進行檢查：l 疊合比較法，是空間數(shù)據(jù)數(shù)字化正確與否的最佳檢核方法，按與原圖相同的比例尺用把數(shù)字化的內(nèi)容繪在透明材料上，然后與原圖疊合在一起，在透光桌上仔細的觀察和比較。一般，對于空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確和空間數(shù)據(jù)的變形馬上就可以觀察出來，對于空間數(shù)據(jù)的位置不完整和不準(zhǔn)確則須用粗筆把遺漏、

39、位置錯誤的地方明顯地標(biāo)注出來。如果數(shù)字化的范圍比較大，分塊數(shù)字化時，除檢核一幅(塊)圖內(nèi)的差錯外還應(yīng)檢核已存入計算機的其它圖幅的接邊情況；l 目視檢查法，指在屏幕上用目視檢查的方法，檢查一些明顯的數(shù)字化誤差與錯誤，如圖 所示，包括線段過長或過短、多邊形的重疊和裂口、線段的斷裂等；l 邏輯檢查法，如根據(jù)數(shù)據(jù)拓撲一致性進行檢驗，將弧段連成多邊形，進行數(shù)字化誤差的檢查。有許多軟件已能自動進行多邊形結(jié)點的自動平差。另外，對屬性數(shù)據(jù)的檢查一般也最先用這種方法，檢查屬性數(shù)據(jù)的值是否超過其取值范圍。屬性數(shù)據(jù)之間或?qū)傩詳?shù)據(jù)與地理實體之間是否有荒謬的組合。對于空間數(shù)據(jù)的不完整或位置的誤差，主要是利用GIS的圖形

40、編輯功能，如刪除（目標(biāo)、屬性、坐標(biāo)），修改（平移、拷貝、連接、分裂、合并、整飾），插入等進行處理。對空間數(shù)據(jù)比例尺的不準(zhǔn)確和變形，可以通過比例變換和糾正來處理。10空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題分哪幾類？GIS空間數(shù)據(jù)的誤差可分為源誤差和處理誤差。(1)源誤差源誤差是指數(shù)據(jù)采集和錄入中產(chǎn)生的誤差，包括：l 遙感數(shù)據(jù)：攝影平臺、傳感器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性、分辨率等。l 測量數(shù)據(jù)：人差(對中誤差、讀數(shù)誤差等)、儀差(儀器不完善、缺乏校驗、未作改正等)、環(huán)境(氣候、信號干擾等)。l 屬性數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)庫的操作等。l GPS數(shù)據(jù)：信號的精度、接收機精度、定位方法、處理算法等。l 地圖：控制點精度，編繪、清繪、制

41、圖綜合等的精度。l 地圖數(shù)字化精度：紙張變形、數(shù)字化儀精度、操作員的技能等。(2)處理誤差處理誤差是指GIS對空間數(shù)據(jù)進行處理時產(chǎn)生的誤差，例如在下列處理中產(chǎn)生的誤差就是處理誤差。l 幾何糾正；l 坐標(biāo)變換；l 幾何數(shù)據(jù)的編輯；l 屬性數(shù)據(jù)的編輯；l 空間分析(如多邊形疊置等)；l 圖形化簡(如數(shù)據(jù)壓縮)；l 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；l 計算機截斷誤差；l 空間內(nèi)插；l 矢量柵格數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。（3）GIS中的誤差傳播誤差傳播是指對有誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理生成的GIS產(chǎn)品也存在著誤差。誤差傳播在GIS中可歸結(jié)為三種方式。l 代數(shù)關(guān)系下的誤差傳播：這是指對有誤差的數(shù)據(jù)進行代數(shù)運算后，所得結(jié)果的誤差。l 邏輯

42、關(guān)系下的誤差傳播：即指在GIS中對數(shù)據(jù)進行邏輯交、并等運算所引起的誤差傳播，如疊置分析時的誤差傳播。l 推理關(guān)系下的誤差傳播：這是指不精確推理所造成的誤差。11.何謂元數(shù)據(jù)？元數(shù)據(jù)的作用和意義？元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，說明數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他有關(guān)特征的背景信息。其目的是促進數(shù)據(jù)集的高效利用，并為計算機輔助軟件工程服務(wù)。元數(shù)據(jù)的作用和意義：l 幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效的維護和管理數(shù)據(jù)；l 提供有關(guān)數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位的各種有關(guān)信息供用戶查詢；l 幫助用戶了解數(shù)據(jù)；l 提供有關(guān)信息，以便用戶處理和轉(zhuǎn)換有用數(shù)據(jù)。l 采用元數(shù)據(jù)可以便于數(shù)據(jù)共享。12.空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的意義是什么？隨著地理信息系統(tǒng)

43、的發(fā)展，數(shù)據(jù)共享已越來越重要。由于空間數(shù)據(jù)模型的不同，空間數(shù)據(jù)的定義、表達和存儲方式也不同，因而數(shù)據(jù)交換就不那么簡單?？臻g數(shù)據(jù)交換的主要方式有：(1)外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。這類標(biāo)準(zhǔn)通常是ASCII碼文件，用戶可以通過閱讀說明書來直接讀寫這種外部數(shù)據(jù)格式。GIS的外部數(shù)據(jù)交換格式通常包括矢量數(shù)據(jù)交換格式、柵格數(shù)據(jù)交換格式和數(shù)字高程模型交換格式。(2)空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議。制定一套各方都能接受的標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)操縱函數(shù)，通過調(diào)用這些函數(shù)以互相操作對方的數(shù)據(jù)。(3)空間數(shù)據(jù)共享平臺。采用客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，各種GIS通過一個公共的平臺在服務(wù)器存取所有數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)的不一致性。（4）統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口。在對空

44、間數(shù)據(jù)模型有共同理解的基礎(chǔ)上，各系統(tǒng)開發(fā)專門的雙向轉(zhuǎn)換程序，將本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的接口。隨著軟硬件的發(fā)展，人們逐漸感受到了外部數(shù)據(jù)交換格式的不足，如自動化程度不高，速度較慢等，但它畢竟解決了不同GIS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。雖然空間數(shù)據(jù)互操作協(xié)議比外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)方便，但由于各種軟件存儲和處理空間數(shù)據(jù)的方式不同，空間數(shù)據(jù)的互操作函數(shù)又不可能很龐大，因此往往不能解決所有問題。空間數(shù)據(jù)共享平臺雖然是一個較好的思路，但現(xiàn)有的GIS軟件各有自己的底層，因此目前難以實現(xiàn)。統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口，首先要求對現(xiàn)實世界進行統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)理解，這也是不易實現(xiàn)的。因此，目前外部數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)仍然是實現(xiàn)數(shù)

45、據(jù)共享的主流方式?？臻g數(shù)據(jù)共享存在著多種形式，歐美等發(fā)達國家致力于制定空間數(shù)據(jù)交換格式，前幾年起到了較好效果。為促進地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，結(jié)合我國實際，應(yīng)盡快完善我國空間數(shù)據(jù)交換(標(biāo)準(zhǔn))格式。為此必須參照成功的先行經(jīng)驗和教訓(xùn)，科學(xué)簡明可持續(xù)發(fā)展地制定這一標(biāo)準(zhǔn)是特別重要的。13 數(shù)據(jù)共享有哪些主要途徑？最基層的是什么，最理想的又是什么？困難在何處？主要途徑有：、地理信息使用相同的定義；、實行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)；、通過 “互操作地理信息處理”。其中 “互操作地理信息處理（Interoperable geoprocessing）是指數(shù)字系統(tǒng)的這些能力：自由地交換所有關(guān)于地球的信息，即所有關(guān)于地表上的、空中的、

46、地球表面以下的對象和現(xiàn)象的信息；通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作運行能夠操作這些信息的軟件。概括為自由交換地理空間信息以及協(xié)作運行空間信息處理的軟件。最基層的是：內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的公開發(fā)表。最理想的是：用戶和不同的信息群在Internet和Intranet中能靈活地進行地理數(shù)據(jù)及處理的互操作。困難存在于：互操作的建立，數(shù)據(jù)的公開發(fā)表。第四章 空間數(shù)據(jù)處理1 空間數(shù)據(jù)處理主要包括哪些內(nèi)容？數(shù)據(jù)處理涉及的內(nèi)容很廣，主要取決于原始數(shù)據(jù)的特點和用戶的具體需求。一般有數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提取等內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理是針對數(shù)據(jù)本身完成的操作，不涉及內(nèi)容的分析。空間數(shù)據(jù)的處理也可稱為數(shù)據(jù)形式的操作。2何謂數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)提??？

47、數(shù)據(jù)變換：指數(shù)據(jù)從一種數(shù)學(xué)狀態(tài)到另一種數(shù)學(xué)狀態(tài)的變換，包括幾何糾正、投影轉(zhuǎn)換和輻射糾正等，以解決空間數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)。數(shù)據(jù)重構(gòu)：指數(shù)據(jù)從一種格式到另一種格式的轉(zhuǎn)換，包括結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、格式變換、類型替換等，以解決空間數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、格式和類型上的統(tǒng)一，實現(xiàn)多源和異構(gòu)數(shù)據(jù)的聯(lián)接與融合。數(shù)據(jù)提?。褐笇?shù)據(jù)進行某種有條件的提取，包括類型提取、窗口提取、空間內(nèi)插等，以解決不同用戶對數(shù)據(jù)的特定需求。3請說明如何建立道路的拓撲的關(guān)系？道路屬于線狀矢量要素，其拓撲關(guān)系的建立也遵循矢量數(shù)據(jù)自動拓撲的步驟。其步驟可分為以下幾步：（1）鏈的組織。找出在鏈的中間相交(左圖)，而不是在端點相交(右圖)的情況，自動切成新鏈；把鏈按

48、一定順序存儲，如按最大或最小的x或y坐標(biāo)的順序，這樣查找和檢索都比較方便，然后把鏈按順序編號。 （2）結(jié)點匹配 。結(jié)點匹配是指把一定限差內(nèi)的鏈的端點作為一個結(jié)點，其坐標(biāo)值取多個端點的平均值，如圖。然后，對結(jié)點順序編號。 4一般從掃描儀上直接得到的地圖有什么問題？如何改正？存在圖形的變形、坐標(biāo)系不一致等問題?？梢酝ㄟ^幾何糾正和投影變換來糾正。幾何糾正用以糾正圖紙變形產(chǎn)生的誤差。常用的有高次變換、二次變換和仿射變換。當(dāng)系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)是來自不同地圖投影的圖幅時，需要將一種投影的幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需投影的幾何數(shù)據(jù)，這就需要進行地圖投影變換。方法通常分為三類：解析變換法、數(shù)值變換法、數(shù)值解析變換法。 5

49、如果兩個作業(yè)小組各自從數(shù)字化儀上得到兩張相鄰圖幅的地圖數(shù)據(jù)在GIS中不能準(zhǔn)確對接該怎么辦？要將分幅的數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，組成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件，需要進行圖幅數(shù)據(jù)邊沿匹配處理。邊沿匹配處理的任務(wù)包括以下幾方面：（1）識別和檢索相鄰圖幅的數(shù)據(jù)。通過編號與分幅數(shù)字化的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來進行圖幅的識別，再通過幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換使兩圖實現(xiàn)坐標(biāo)系一致。（2）相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配。相鄰圖幅邊界點坐標(biāo)數(shù)據(jù)的匹配采用追蹤拼接法。符合以下條件即可拼接相鄰圖幅邊界兩條線斷或弧段的左右碼各自相反或相同；相鄰圖幅同名邊界點坐標(biāo)在某一許可定植的范圍內(nèi)。（3）相同屬性多邊形公共界限的刪除。對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)作定向處理，包括數(shù)據(jù)屬性的

50、重新分類、空間圖形的化簡和圖形特征的內(nèi)插。6如果你拿到東經(jīng)120度東西兩側(cè)的地圖，在數(shù)字化工作之后得到了兩張地圖的數(shù)據(jù)，這時能直接交給用戶使用嗎？不能。要檢查投影與配準(zhǔn)工作以及方向的問題。7假設(shè)一條矢量等高線上的點太過于密集了，如何減少占用系統(tǒng)的存儲空間？你能給出多少方法？各有什么適用范圍？采用矢量數(shù)據(jù)壓縮的方法，矢量數(shù)據(jù)壓縮的目的是刪除冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的存貯量，節(jié)省存貯空間，加快后繼處理的速度。下面介紹幾種常用的矢量數(shù)據(jù)的壓縮算法，以及它們之間的異同點。l 道格拉斯普克法l 垂距法l 光欄法l 幾種方法的比較如果某種矢量數(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，那就是

51、一種好的算法。具體可以依據(jù)簡化后曲線的總長度、總面積、坐標(biāo)平均值等與原始曲線的相應(yīng)數(shù)據(jù)的對比來判別。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)情況下道格拉斯普克法的壓縮算法較好，但必須在對整條曲線數(shù)字化完成后才能進行，且計算量較大；光欄法的壓縮算法也很好，并且可在數(shù)字化時實時處理，每次判斷下一個數(shù)字化的點，且計算量較??；垂距法算法簡單，速度快，但有時會將曲線的彎曲極值點p值去掉而失真。8柵格地圖數(shù)據(jù)如何減少硬盤存貯空間？利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。如進行游程長度(行程)編碼、弗利曼編碼、四叉樹編碼等。以游程長度(行程)編碼為例說明：地理數(shù)據(jù)往往有較強的相關(guān)性，也就是說相鄰像元的值往往是相同的。游程長度編碼的基本思想是：按

52、行掃描，將相鄰等值的像元合并，并記錄代碼的重復(fù)個數(shù)。如圖1,其編碼為A4 A1 B3 A2 B2 A2 B2。若在行與行之間不間斷地連續(xù)編碼，則為A5 B3 A2 B2 A2 B2。對于游程長度編碼，區(qū)域越大，數(shù)據(jù)的相關(guān)性越強，則壓縮越大。其特點是，壓縮效率較高，疊加、合并等運算簡單，編碼和解碼運算快。圖19請簡要說明通過掃描儀得到矢量地圖數(shù)據(jù)的原理和過程。在數(shù)字圖像中，二值圖像占有非常重要的地位。在對地圖、文字的掃描數(shù)字化和識別時，通常都是當(dāng)作二值圖像來處理的。（1）二值化由于掃描后的圖像是以不同灰度級存儲的，為了進行柵格數(shù)據(jù)矢量化的轉(zhuǎn)換，需壓縮為兩級(0和1)，這就稱為二值化。二值化的關(guān)鍵

53、是在灰度級的最大和最小值之間選取一個閾值，當(dāng)灰度級小于閾值時，取值為0，當(dāng)灰度級大于閾值時，取值為1。（2）二值圖像的預(yù)處理對于掃描輸入的圖幅，由于原稿不干凈等原因，總是會出現(xiàn)一些飛白、污點、線劃邊緣凹凸不平等。除了依靠圖像編輯功能進行人機交互處理外，還可以通過一些算法來進行處理。 除了上述方法外，還可用其它許多方法。例如，對于飛白和污點，給定其最小尺寸，不足的消除；對于斷線，采取先加粗后減細的方法進行斷線相連；用低通型濾波進行破碎地物的合并，用高通濾波提取區(qū)域范圍等等。（3）細化所謂細化就是將二值圖像象元陣列逐步剝除輪廓邊緣的點，使之成為線劃寬度只有一個像元的骨架圖形。細化后的圖形骨架既保留

54、了原圖形的絕大部分特征，又便于下一步的跟蹤處理。細化的基本過程是：(1)確定需細化的像元集合；(2)移去不是骨架的像元；(3)重復(fù)，直到僅剩骨架象元。如果是對掃描后的地圖圖像進行細化處理，應(yīng)符合下列基本要求：l 保持原線劃的連續(xù)性；l 線寬只為一個像元；l 細劃后的骨架應(yīng)是原線劃的中心線；l 保持圖形的原有特征。（4）追蹤細化后的二值圖像形成了骨架圖，追蹤就是把骨架轉(zhuǎn)換為矢量圖形的坐標(biāo)序列。其基本步驟為：l 從左向右，從上向下搜索線劃起始點，并記下坐標(biāo)。l 朝該點的8個方向追蹤點，若沒有，則本條線的追蹤結(jié)束，轉(zhuǎn)(1)進行下條線的追蹤；否則記下坐標(biāo)。l 把搜索點移到新取的點上，轉(zhuǎn)2。（注意的是，已追蹤點應(yīng)作標(biāo)記，防止重復(fù)追蹤）。（5）拓撲化為了進行拓撲化，需找出線的端點和結(jié)點，以及孤立點。l 孤立點：8鄰城中沒有為1的像元。如下圖2- (1)。l 端點：8鄰城中只有一個為1的像元。如圖2- (2)。l 結(jié)點：8鄰城中有三個或三個以上為1的像元。如圖2-（3）。圖2在追蹤時加上這些信息后，就可形成結(jié)點和孤段，就可用矢量數(shù)據(jù)的自動拓撲方法進行拓撲化了10對于掃描儀輸出的結(jié)果一般需要做哪些處理？掃描儀輸出的結(jié)果需要經(jīng)過圖像增強、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、