地理信息系統(tǒng)復習重點

地理信息系統(tǒng)復習重點地理信息系統(tǒng)的概念？它與一般的計算機應用系統(tǒng)有那些異同點？答：GIS是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題。異同點：GIS離不開數(shù)據(jù)庫技術。數(shù)據(jù)庫中的一些基本技術，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。GIS對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共同管理、分析和應用，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。因為沒有拓撲關系,其圖形顯示功能也很有限。GIS脫胎于地圖學，是計算機科學、地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學、城市科學、空間科學、信息科學和管理科學等眾多學科交叉融合而成的新興學科。但是，地理信息系統(tǒng)與這些學科和系統(tǒng)之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。（1）GIS與機助制圖系統(tǒng)機助制圖是地理信息系統(tǒng)得主要技術基礎，它涉及GIS中的空間數(shù)據(jù)采集、表示、處理、可視化甚至空間數(shù)據(jù)的管理。地理信息系統(tǒng)和數(shù)字制圖系統(tǒng)的主要區(qū)別在于空間分析方面。一個功能完善的地理信息系統(tǒng)可以包含數(shù)字制圖系統(tǒng)的所有功能，此外它還應具有豐富的空間分析功能。（2）GIS與DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))GIS除需要功能強大的空間數(shù)據(jù)的管理功能之外，還需要具有圖形數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù)的可視化和空間分析等功能。因此，GIS在硬件和軟件方面均比一般事務數(shù)據(jù)庫更加復雜，在功能上也比后者要多地多。（3）GIS與CAD系統(tǒng)二者雖然都有參考系統(tǒng)，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。（4）GIS與遙感圖像處理的系統(tǒng)遙感圖像處理的系統(tǒng)是專門用于對遙感圖像數(shù)據(jù)處理進行分析處理的軟件。它主要強調(diào)對遙感柵格數(shù)據(jù)的幾何處理、灰度處理和專題信息提取。這種系統(tǒng)一般缺少實體的空間關系描述，難以進行某一實體的屬性查詢和空間關系查詢以及網(wǎng)絡分析等功能。地理信息系統(tǒng)有哪幾部分組成？它的基本功能有那些？答：GIS主要有以下五部分：（1）系統(tǒng)硬件：用以存儲、處理、傳輸和顯示地理信息系統(tǒng)或空間數(shù)據(jù)（2）系統(tǒng)軟件：是系統(tǒng)的核心，用于執(zhí)行GIS功能的各種操作，包括數(shù)據(jù)輸入、處理、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析和圖形用戶界面等。（3）空間數(shù)據(jù)：地理信息系統(tǒng)的操作對象，它具體描述地理實體的空間特征、屬性特征和實踐特征。（4）應用人員：GIS應用人員包括系統(tǒng)開發(fā)人員和GIS技術的最終用戶，他們的業(yè)務素質(zhì)和專業(yè)知識是GIS工程及其應用成敗的關鍵。（5）應用模型：GIS應用模型的構(gòu)件和選擇也是系統(tǒng)應用成敗至關重要的因素，是GIS技術產(chǎn)生社會經(jīng)濟效益的關鍵所在，也是GIS生命力的重要保證。其基本功能有:1數(shù)據(jù)采集與編輯2數(shù)據(jù)存儲與管理3數(shù)據(jù)處理和變換4空間分析和統(tǒng)計5產(chǎn)品制作與顯示6二次開發(fā)和編程GIS與MIS、CAD有什么區(qū)別？、答：MIS為一般管理信息系統(tǒng)而GIS為空間信息系統(tǒng)，MIS面向?qū)ο鬄榉强臻g數(shù)據(jù)，GIS則是空間數(shù)據(jù)；CAD處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合，圖形功能極強，屬性功能相對較弱，而GIS處理的多為地理空間的自然目標和人工目標，圖形關系復雜，需要有豐富的符號庫和屬性庫，GIS還有較強的空間分析功能。此外，CAD一般僅在單幅圖上操作，海量數(shù)據(jù)的圖庫管理能力比GIS要弱。ArcGIS中采用的地圖坐標有哪幾種？我國常用的坐標系有那些？空間數(shù)據(jù)的基本特征？空間特征：指空間地物的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰地物的空間關系。專題特征：（屬性特征）：指空間現(xiàn)象或空間目標的屬性，它是指除了時間和空間特征以外的空間現(xiàn)象的其他特征。時間特征：空間數(shù)據(jù)總是在某一特定時間或時間段內(nèi)采集得到或計算得到?？臻g數(shù)據(jù)的表達，按照幾何特征分類；按照數(shù)據(jù)發(fā)布形式分類和按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分類？什么是拓撲關系？拓撲關系的類型有那些？拓撲關系的意義是什么？答：拓撲關系：指圖形在保持連續(xù)狀態(tài)下變形時，其圖形關系不變的性質(zhì)。拓撲關系的種類：關聯(lián)關系：不同拓撲元素之間的關系鄰接關系：相同拓撲元素之間的關系。包含關系：面與其他拓撲元素之間的關系。幾何關系：拓撲元素之間的距離關系。層次關系：相同拓撲元素之間的等級關系。拓撲關系的意義：建立空間目標之間的拓撲關系與數(shù)據(jù)共享問題有密切的聯(lián)系；在數(shù)據(jù)采集和圖形編輯時，為維護數(shù)據(jù)的一致性提供了方便；根據(jù)拓撲關系，可以重建地理實體。空間數(shù)據(jù)表示（組織）的基本方法？答：主要運用空間分幅、屬性分層和時間分段的方法對空間數(shù)據(jù)進行組織。GIS空間數(shù)據(jù)的基本特征：空間特征、屬性特征、時間特征。在計算機中空間特征采取空間分幅，即將整個地理空間劃分為許多子空間，在選擇要素表達子空間；屬性特征采取屬性分層即將要表達的空間數(shù)據(jù)抽象成不同類型屬性的數(shù)據(jù)層來表達；時間特征采取時間分段即將有時間特征的地理數(shù)據(jù)按其變化規(guī)律劃分為不同的時間段數(shù)據(jù)再逐一表示。什么是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？什么是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？二者各有什么優(yōu)缺點？答：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：將地理現(xiàn)象或事物抽象為點、線、面實體，將它們放在特定空間坐標系下進行采樣，用坐標值采樣。有拓撲/無拓撲（實體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）優(yōu)點：1.表示地理數(shù)據(jù)的精度高。2.嚴格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量小。3.用網(wǎng)絡連接法能完整地描述拓撲關系。4.圖形輸出精確美觀。5.圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)地恢復、更新、綜合都能實現(xiàn)。6.它是面向目標的，不僅能表達屬性編碼，而且能方便地記錄每個目標地具體屬性信息。缺點：1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜。2.矢量多邊形的疊置算法較為復雜。3.數(shù)據(jù)模型比較困難。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以規(guī)則的像元陣列來表示或現(xiàn)象的分布的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。矩陣/游程編碼/四叉樹（常規(guī)/線性）優(yōu)點：1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單。2.空間數(shù)據(jù)的疊置和組合十分容易方便。3.各類空間分析都易于進行。缺點：1.圖形數(shù)據(jù)量答。2.用大像元矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪幾種主要類型？（shape文件是哪一種、coverage等）基于矢量模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡稱為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是利用歐里幾得幾何學中的點、線、面及其組合體來表示實體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。這種數(shù)據(jù)組織方式能最好地逼近實體的空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲冗余度低，便于進行網(wǎng)絡分析，但對于多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為以下幾種類型：1.簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)按照以基本的空間對象（點、線或多邊形）為單元進行單獨組織，不含有拓撲關系數(shù)據(jù)。2.拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：包括DIME（對偶獨立地圖編碼法）、POLYVRT（多邊形轉(zhuǎn)換器）、TIGER（地理編碼和參照系統(tǒng)的拓撲集成）等。它們的共同特點是：點是相互獨立的，點連成線，線構(gòu)成面。每條線起始于結(jié)點（FN），止于終結(jié)點（TN），并與左右多邊形（LP和RP）相鄰接。3.曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是指聯(lián)想分布現(xiàn)象的覆蓋表面，具有這種覆蓋表面的要素有地形、降水量、溫度、磁場等。表示和存儲這些要素的基本要求是必須便于連續(xù)現(xiàn)象在任一點的內(nèi)插計算，因此經(jīng)常采用不規(guī)則三角網(wǎng)來擬合連續(xù)分布現(xiàn)象的覆蓋表面，稱為TIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本元素有哪些？如何用拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示下圖的關系。答：點（結(jié)點）：孤立點、線的端點、面的首尾點、鏈的連接點等。線（鏈、弧段、邊）：兩結(jié)點間的有序弧段。面（多邊形）：若干條鏈構(gòu)成的閉合多邊形。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼（游碼編碼、線性四叉樹編碼、二維行程編碼）游程編碼是逐行將相同值的柵格合并，記錄合并后柵格的值及合并柵格的數(shù)量（即游程），其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余。柵格四叉樹結(jié)構(gòu)是指將空間區(qū)域按照四個象限進行遞歸分n次，每次分割形成2*×2*個子象限中的屬性數(shù)值都相同為止，該子象限就不再分割?？臻g元數(shù)據(jù)的概念及其作用？概念：是地理的數(shù)據(jù)和信息資源的描述性信息。對地理空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、條件和其他特征進行描述與說明作用：幫助空間數(shù)據(jù)的使用者查詢所需的空間信息，進行空間數(shù)據(jù)的共享，并進一步處理空間數(shù)據(jù)。常用的數(shù)據(jù)模型有哪幾種？分別用這幾種數(shù)據(jù)模型表示下圖的實體關系？分為網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)關系結(jié)構(gòu)數(shù)字地形模型的定義？數(shù)字地形模型的分類？數(shù)字地形模型是地形表面形態(tài)和屬性信息的數(shù)字表達，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述。數(shù)字地形模型中地形屬性為高程時稱為數(shù)字高程模型分類：規(guī)則格網(wǎng)模型、不規(guī)則三角網(wǎng)模型、等高線模型模型、趨勢面模型。擬合法，等高線，格網(wǎng)DEM,不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）DEM的定義，和DTM的區(qū)別？是一定范圍內(nèi)規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標（X，Y）及其高程（Z）的數(shù)據(jù)集，它主要是描述區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布，是通過等高線或相似立體模型進行數(shù)據(jù)采集（包括采樣和量測），然后進行數(shù)據(jù)內(nèi)插而形成的。數(shù)字高程模型模擬的是地表的高程值，數(shù)字地形模型除了高程值還可以模擬地表的屬性信息坡度、坡向、地表粗糙度的概念坡度：指坡面的傾斜程度。水平面與局部地表表面之間夾角的角度，也可以看成局部地表面和周圍的地表面之間最大的高程變化率。坡向：指地形坡面的朝向。最大高程變化率所在的方向。地表粗糙度：是反映地表起伏變化與侵蝕程度的指標，一般定義為地表單元曲面面積與投影面積之比。地形剖面線的繪制，基于DEM進行通視分析？地形剖面線表現(xiàn)在地表從一個點到另一個點沿途的地形變化情況，可以通過已知的DEM進行，主要運用插值法在剖面上的兩點間插值出相應的高程。通視分析就是利用DEM判斷地形上任意兩點之間是否可以互相可見的技術方法，可以分為視線通視分析和視域通視分析。不規(guī)則三角網(wǎng)的定義，三角形應滿足的條件？其數(shù)據(jù)組織？不規(guī)則三角網(wǎng)，是將離散分布的實測數(shù)據(jù)點連成三角網(wǎng)，網(wǎng)中的每份三角形要求盡量接近等邊形狀，并保證由最近鄰點構(gòu)成三角形，即三角形的邊長之和最小。不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN,TriangulatedIrregularNetwork)模型采用一系列相連接的三角形擬合地表或其他不規(guī)則表面，常用來構(gòu)造數(shù)字地面模型，特別是數(shù)字高程模型。最常用的生成方法是Delaunay剖分方法。TIN在表示復雜表面方面具有許多優(yōu)越性，應用于數(shù)字制用、地用表面的模型化及分析以及LIS中。數(shù)據(jù)組織：1.角度判別法建立TIN.2.狄洛尼三角網(wǎng)?？臻g數(shù)據(jù)的編碼也稱特征碼，是指將數(shù)據(jù)分類結(jié)果用一種易于被人和計算機識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程。數(shù)據(jù)的編碼包括分類碼和標識碼，它是屬性與圖形一一對應的關鍵字段。空間數(shù)據(jù)的變換包括哪兩種？仿射變換、投影變換幾何糾正的類型？仿射變換的原理及其特點？幾何糾正的方法：仿射/相似/二次變換/高次多項式變換。仿射變換原理：可以對坐標數(shù)據(jù)在x和y方向進行不同比例的縮放，同時進行扭曲、旋轉(zhuǎn)和平移。仿射變換特點：①直線變換后仍為直線②平行線變換后仍為平行線③不同方向上的長度比發(fā)生變化地圖投影的基本原理。地圖投影的分類？地理信息系統(tǒng)常用的地圖投影有那些？按一定的數(shù)學法則，把參考橢球面上的點、線投影到平面上的方法。分類：高斯-克呂格投影一種等角橫軸切橢圓柱投影（其投影帶中央子午線投影成直線且長度不變，赤道投影也成直線，并與中央子午線投影線正交）。（1）按地圖投影的構(gòu)成方法可分為：幾何投影和非幾何投影。幾何投影：按投影面的形狀分為方位投影、圓柱投影、圓錐投影；按投影面與地球的相對位置關系分為正軸投影、橫軸投影和斜軸投影；非幾何投影：偽方位投影、偽圓柱投影、偽圓錐投影、多圓錐投影；（2）按地圖投影變形性質(zhì)可分為：等角投影、等積投影、任意投影?；诙噙呅螖?shù)據(jù)的柵格化方法包括那些？矢量向柵格轉(zhuǎn)換方法：矢量向柵格轉(zhuǎn)換處理的根本任務就是把點、線或面的矢量數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成對應的柵格數(shù)據(jù)，這一過程叫做柵格化。柵格化可以分別針對點、線和面來進行，點的柵格化是線和面柵格化的基礎。轉(zhuǎn)換方法：建立矢量數(shù)據(jù)的平面直角坐標系和柵格行列坐標系之間的對應關系。點的柵格化：矢量坐標（x，y），轉(zhuǎn)換后的柵格單元行列值（I，J）；線的柵格化：線的柵格化先分解成折線的每一個線段的柵格化，對應一條線段的柵格化，先使用點柵格化的方法，柵格化線段的兩個端點，然后再柵格化線段中間的部分；面的柵格化：基于弧段數(shù)據(jù)的柵格化方法，與線段柵格化的方法類似，基于多邊形數(shù)據(jù)柵格化的方法，是以非拓撲的實體多邊形作為柵格化的處理單元，將一個多邊形的內(nèi)部柵格單元賦予多邊形的屬性值，基于多邊形數(shù)據(jù)的柵格化方法包括：內(nèi)點填充法、邊界代數(shù)法和包含檢驗法等。柵格數(shù)據(jù)矢量化的過程是什么？柵格向矢量的轉(zhuǎn)換方法：柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)向矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化又稱為矢量化。矢量化方法：1）二值化，先根據(jù)柵格數(shù)據(jù)建立一個閾值，再根據(jù)這個閾值將不同的數(shù)據(jù)使灰度圖像二值化。2）細化，是消除線畫橫斷面柵格數(shù)的差異，使得每一條線只保留代表其軸線或周圍輪廓線位置的單個柵格的寬度。細化又可分為“剝皮法”和“骨架法”兩大類。3）跟蹤法：是將細化處理后的柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為從節(jié)點出發(fā)的線段或閉合的線條，并以矢量形式存儲線段的坐標。矢量空間數(shù)據(jù)壓縮的方法？矢量空間數(shù)據(jù)的壓縮主要通過利用某種算法從矢量數(shù)據(jù)集合中抽出一個子集來實現(xiàn)。①道格拉斯-佩克算法②光柵法③垂距法（垂線法）空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插方法？移動擬合法內(nèi)插、多面函數(shù)法DEM內(nèi)插、最小二乘法內(nèi)插（配置法）和克里金法（常用的一種）空間分析的種類？疊加分析②緩沖區(qū)分析③網(wǎng)絡分析④地形分析疊加分析的概念？將兩層或多層地圖要素進行疊置產(chǎn)生一個新要素層的操作,將原來要素進行切割以及重建拓撲關系形成新的要素，新要素綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性什么是空間鄰近分析，常用的兩種方法是什么？空間鄰近度分析：是描述了地理空間中兩個地物距離相近的程度，是空間分析的一種重要手段。常用的兩種方法：空間緩沖區(qū)分析和Voronoi多邊形分析。泰森多邊形的定義，特征？基于矢量數(shù)據(jù)如何繪制泰森多邊形？定義：一組由連接兩鄰點線段的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形組成特征：泰森多邊形內(nèi)的任一點到構(gòu)成該多邊形的控制點的距離小于到其他多邊形控制