地理信息系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)

PAGEPAGE5地理信息系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)第一章1、數(shù)據(jù)、信息的概念信息，是用文字、數(shù)字、符號(hào)、語(yǔ)言、圖像等介質(zhì)來(lái)表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界新的事實(shí)和知識(shí)，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營(yíng)、管理、分析和決策的依據(jù)。特點(diǎn)：信息的客觀性、信息的共享性、信息的傳輸性、信息的實(shí)用性。數(shù)據(jù)，是一種未經(jīng)加工的原始資料。通過(guò)數(shù)字化或直接記錄下來(lái)的可以被鑒別的符號(hào)，是用以載荷信息的物理符號(hào)。2、地理信息的概念及特征地理信息的概念

地理信息是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識(shí)，它是對(duì)表達(dá)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。地理信息的特點(diǎn)

空間分布性：地理信息具有空間定位的特點(diǎn)，先定位后定性，并在區(qū)域上表現(xiàn)出分布式特點(diǎn)，其屬性表現(xiàn)為多層次

信息載體的多樣性：第一載體是地理實(shí)體的物質(zhì)和能量本身，還描述地理實(shí)體的文字、數(shù)字、地圖和影象等符號(hào)信息載體以及紙質(zhì)、磁帶、光盤(pán)等物理介質(zhì)載體。時(shí)序特征十分明顯：可以按照時(shí)間尺度將地理信息劃分為超短期的(如臺(tái)風(fēng)、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低溫)、中期的(如土地利用、作物估產(chǎn))、長(zhǎng)期的(如城市化、水土流失)、超長(zhǎng)期的(如地殼變動(dòng)、氣候變化)等。這對(duì)地理事物的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，從而為科學(xué)決策提供依據(jù)很重要。

具有豐富的信：GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅包含豐富的地理信息，還包含與地理信息有關(guān)的其它信息，如人口分布、環(huán)境污染、區(qū)域經(jīng)濟(jì)情況、交通情況等等。紐約市曾經(jīng)對(duì)其數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有80%以上的信息為地理信息或與地理信息有關(guān)。3、什么是GISGIS的概念

GIS是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)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(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系（知道）

GIS有別于DBMS（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)），GIS具有以某種選定的方式對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和判斷的能力，而不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶(hù)能得到關(guān)于數(shù)據(jù)的知識(shí)，因此，GIS是能對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的DBMS，GIS必須包含DBMS。

GIS有別于MIS（管理信息系統(tǒng)），GIS要對(duì)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)共同管理、分析和應(yīng)用，GIS的軟硬件設(shè)備要復(fù)雜、系統(tǒng)功能要強(qiáng)；MIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫(kù)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(xún)、沒(méi)有拓?fù)潢P(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。GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫(kù):地圖數(shù)據(jù)庫(kù)僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來(lái)，不注重分析和查詢(xún)，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè)數(shù)據(jù)源。

GIS有別于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(kù)功能弱，更缺乏分析和判斷能力。

4、GIS有那幾個(gè)主要部分組成？它的應(yīng)用組成部分：一個(gè)實(shí)用的GIS，要支持對(duì)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能，其基本構(gòu)成包括：系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用人員和應(yīng)用模型。應(yīng)用：資源管理、區(qū)域規(guī)劃、國(guó)土監(jiān)測(cè)、輔助決策、環(huán)境管理（書(shū)本結(jié)合）5、地理學(xué)為GIS提供了基礎(chǔ)，測(cè)量學(xué)、遙感為GIS提供了應(yīng)用源6、敘述GIS的國(guó)際國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r，它們的標(biāo)志性進(jìn)展國(guó)際GIS發(fā)展簡(jiǎn)史60年代，探索時(shí)期人們關(guān)注什么是GIS，GIS能干什么70年代，鞏固時(shí)期發(fā)展研究的重點(diǎn)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(kù)管理這三個(gè)方面。80年代，實(shí)破階段GIS普遍發(fā)展和推廣應(yīng)用階段，人們把GIS與RS解決全球性問(wèn)題，如全球沙漠化，全球可居住地評(píng)價(jià)，核擴(kuò)散問(wèn)題等。90年代，全面應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化階段，對(duì)GIS進(jìn)一步研究，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2000年后，地理信息服務(wù)世界上第一個(gè)實(shí)用的的地理信息系統(tǒng)：1963，加拿大R.F.T提出來(lái)了并建立了加拿大地理信息系統(tǒng)。我國(guó)GIS起步較晚，但發(fā)展較快，分為以下幾個(gè)階段：70年代，準(zhǔn)備階段：GIS先驅(qū)看到GIS的廣闊前景和重要性，進(jìn)行積極呼吁，為GIS在我國(guó)的發(fā)展奠定了理論準(zhǔn)備基礎(chǔ)并做了一些可行性實(shí)驗(yàn)。80年代，試驗(yàn)起步階段:我國(guó)在GIS理論探索，規(guī)范探討，軟件開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)建立等方面取得了突破和進(jìn)展，進(jìn)行了一些典型，試驗(yàn)專(zhuān)題試驗(yàn)軟件開(kāi)發(fā)工作。90年代，我國(guó)GIS發(fā)展階段：沿海，沿江經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的發(fā)展土地的有償使用和外資的引進(jìn)，急需GIS為之服務(wù)，這也推動(dòng)GIS在我國(guó)的全面發(fā)展。96年以來(lái)，是我國(guó)GIS產(chǎn)業(yè)化階段。我國(guó)經(jīng)濟(jì)信息化的基礎(chǔ)設(shè)施和重大信息工程已納入國(guó)家計(jì)劃，一批國(guó)家級(jí)和地方級(jí)的GIS相繼建立并投入運(yùn)行，并進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行，一批綜合運(yùn)用“3S”技術(shù)的重點(diǎn)項(xiàng)目已實(shí)施，并在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)和圖土資源調(diào)查中發(fā)揮效益7、GIS的功能1）數(shù)據(jù)輸入：將系統(tǒng)外部原始數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)內(nèi)部，并將這些數(shù)據(jù)從外部格式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)處理的內(nèi)部格式的過(guò)程。常有三種形式：a.手扶跟蹤數(shù)字化儀的矢量跟蹤數(shù)字化b.掃描數(shù)字儀化的矢量跟蹤數(shù)字化c.鍵盤(pán)輸入2）數(shù)字存儲(chǔ)與管理：它涉及地理元素的位置、連接關(guān)系及屬性數(shù)據(jù)如何構(gòu)造和組織等。3）數(shù)據(jù)分析與處理：對(duì)單幅或多幅圖件及屬性就行分析運(yùn)算和指標(biāo)量測(cè)。4）數(shù)據(jù)輸出與表示模塊5）用戶(hù)接口輸出又稱(chēng)為四分樹(shù)或四元樹(shù)編碼。就是將2n×2n（n〉=1）的空間區(qū)域按照四個(gè)像限進(jìn)行遞歸分割，直到子像限的值單調(diào)為止。每個(gè)均值方塊分解為四個(gè)方位即（西北、東北、西南和東南）四叉樹(shù)頂部時(shí)根結(jié)點(diǎn)，內(nèi)部結(jié)點(diǎn)用圓圈表示，葉結(jié)點(diǎn)用方框表示四叉樹(shù)的建立方法:自上而下法：首先檢查全區(qū)域，不單調(diào)時(shí)進(jìn)行四分割，再逐層檢查各級(jí)子像限，不單調(diào)時(shí)再進(jìn)行四分割，直到劃分到的各級(jí)子像限都單調(diào)為止。自下而上法：按照四個(gè)像限的順序，逐個(gè)掃描各柵格點(diǎn)，并在各級(jí)像限劃分的末位置審查、記錄該像限的單調(diào)情況。四叉樹(shù)編碼:四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)按其編碼方式的不同又分為“常規(guī)四叉樹(shù)”（CQT）和“線(xiàn)性四叉樹(shù)”（LQT）常規(guī)四叉樹(shù)除了記錄葉結(jié)點(diǎn)之外，還要記錄中間結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)之間借助于指針相聯(lián)系。每個(gè)結(jié)點(diǎn)用4個(gè)葉結(jié)點(diǎn)指針、1個(gè)父結(jié)點(diǎn)指針和一個(gè)屬性碼共6個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)表達(dá)。線(xiàn)性四叉樹(shù)只記錄葉結(jié)點(diǎn)信息，每個(gè)結(jié)點(diǎn)用位置、深度和屬性碼4個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)表達(dá)。6、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過(guò)記錄坐標(biāo)的方式，盡可能地將點(diǎn)、線(xiàn)、面地理實(shí)體表現(xiàn)得精確無(wú)誤。其坐標(biāo)空間假定為連續(xù)空間，不必象柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)那樣進(jìn)行量化處理。因此矢量數(shù)據(jù)能更精確地定義位置、長(zhǎng)度和大小。

除數(shù)學(xué)上的精確坐標(biāo)假設(shè)外，矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是以隱式關(guān)系以最小的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)復(fù)雜的數(shù)據(jù)。7、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼內(nèi)容與方式內(nèi)容：點(diǎn)實(shí)體、線(xiàn)實(shí)體方式：實(shí)體式：只記錄空間對(duì)象的位置坐標(biāo)和屬性信息，不記錄拓?fù)潢P(guān)系索引式雙重獨(dú)立式：這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了通過(guò)線(xiàn)文件生成面文件外，還需要點(diǎn)文件，是對(duì)圖上網(wǎng)狀或面狀要素的任何一條線(xiàn)段，用其兩端的節(jié)點(diǎn)及相鄰面域來(lái)定義。在這種結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)，或面域與面域之間為鄰接關(guān)系，節(jié)點(diǎn)與線(xiàn)段或面域與線(xiàn)段之間為關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種鄰接和關(guān)聯(lián)關(guān)系稱(chēng)拓?fù)潢P(guān)系。鏈狀雙重獨(dú)立式：鏈狀雙重獨(dú)立式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是DIME數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。在DIME中，一條邊只能用直線(xiàn)兩端點(diǎn)的序號(hào)及相鄰的面域來(lái)表示，而在鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將若干直線(xiàn)段合為一個(gè)弧段（或鏈段），每個(gè)弧段可以有許多中間點(diǎn)。在鏈狀雙重獨(dú)立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，主要有四個(gè)文件：多邊形文件、弧段文件、弧段坐標(biāo)文件、結(jié)點(diǎn)文件。8、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的比較矢量?jī)?yōu)點(diǎn)：便于面向現(xiàn)象(土壤類(lèi)，土地利用單元等)結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，便于描述線(xiàn)或邊界。利于網(wǎng)絡(luò)、檢索分析，提供有效的拓?fù)渚幋a，對(duì)需要拓?fù)湫畔⒌牟僮鞲行?。圖形顯示質(zhì)量好，精度高。矢量缺點(diǎn)：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，數(shù)據(jù)交換困難。多邊形疊置分析困難，沒(méi)有柵格有效，表達(dá)空間變化性能力差。不能像數(shù)字圖像那樣做增強(qiáng)處理軟硬件技術(shù)要求高，顯示與繪圖成本較高。柵格優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易數(shù)據(jù)交換。疊置分析和地理(能有效表達(dá)空可變性)現(xiàn)象模擬較易。利于與感遙數(shù)據(jù)的匹配應(yīng)用和分析，便于圖像處理。輸出快速，成本低廉。柵格缺點(diǎn)：現(xiàn)象識(shí)別效果不如矢量方法，難以表達(dá)拓?fù)洹D形數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密不緊湊，需用壓縮技術(shù)解決該問(wèn)題。投影轉(zhuǎn)換困難。圖形質(zhì)量轉(zhuǎn)低，圖形輸出不美觀，線(xiàn)條有鋸齒，需用增加?xùn)鸥駭?shù)量來(lái)克服，但會(huì)增加數(shù)據(jù)文件。9、掌握矢量點(diǎn)向柵格點(diǎn)轉(zhuǎn)換的方法由矢量向柵格的轉(zhuǎn)換矢量數(shù)據(jù)的基本要素是點(diǎn)、線(xiàn)、面，因而只要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線(xiàn)、面的轉(zhuǎn)換，各種圖形的相互轉(zhuǎn)換問(wèn)題就得以解決。研究的區(qū)域如右圖，坐標(biāo)方向如圖中箭頭所示，區(qū)域的最大最小坐標(biāo)分別為xmax，xmin，ymax，ymin。網(wǎng)格大小為Dx*Dy。

Dx=(xmax－xmin)/J

Dy=(ymax－ymin)/I

一般情況下，取Dx=Dy。點(diǎn)的變換點(diǎn)的變換十分簡(jiǎn)單，只要這個(gè)點(diǎn)落在哪個(gè)網(wǎng)格中就屬于哪個(gè)網(wǎng)格元素，行列坐標(biāo)（i，j）可由下式計(jì)算：i=1+Int[(ymax-y)/Δy]j=1+Int[(x-xmin)/Δx]10、基于圖像數(shù)據(jù)的矢量化方法（柵格到矢量）圖像數(shù)據(jù)可來(lái)源于掃描、遙感分類(lèi)圖象等。二值化：應(yīng)注意選取合適的閾值，對(duì)于一幅特定的圖象，甚至需嘗試不同的閾值。細(xì)化：消除線(xiàn)劃?rùn)M斷面柵格數(shù)的差異，使得每一條線(xiàn)只保留代表其橫軸線(xiàn)的單個(gè)柵格的寬度。

“剝皮法”跟蹤：跟蹤整理為以起始點(diǎn)（或稱(chēng)結(jié)點(diǎn)）開(kāi)始的線(xiàn)段或閉合的線(xiàn)條。第四章1、空間數(shù)據(jù)庫(kù)含義，并說(shuō)明空間數(shù)據(jù)庫(kù)與一般數(shù)據(jù)庫(kù)相比所具有的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)就是為了一定的目的，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以特定的結(jié)構(gòu)組織、存儲(chǔ)、管理和應(yīng)用的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。特點(diǎn)（1）數(shù)據(jù)量特別大（2）不僅有地理要素的屬性數(shù)據(jù)，還有大量的空間數(shù)據(jù)，即描述地理要素空間分布位置的數(shù)據(jù)，并且這兩種數(shù)據(jù)之間具有不可分割的聯(lián)系。（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用的面相當(dāng)廣，如地理研究、環(huán)境保護(hù)、土地利用與規(guī)劃等等。2、簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的組成方式數(shù)據(jù)項(xiàng)，是可以定義數(shù)據(jù)的最小單位，例如日期由日、月組合記錄，由若干相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)項(xiàng)組成文件，是一給定類(lèi)型的記錄的全部具體值的集合數(shù)據(jù)庫(kù)，是比文件更大的數(shù)據(jù)組織，不能孤立存在3、數(shù)據(jù)之間的邏輯聯(lián)系主要有哪幾種？數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系主要是指記錄與記錄之間的聯(lián)系。一對(duì)一的聯(lián)系(1：1)一對(duì)多的聯(lián)系(1：N)多對(duì)多的聯(lián)系(M：N)4、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)據(jù)和聯(lián)系的邏輯組織的形式表示目前數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域采用的數(shù)據(jù)模型有：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型，其中應(yīng)用最廣泛的是關(guān)系模型。層次數(shù)據(jù)模型：是用樹(shù)型結(jié)構(gòu)來(lái)表示實(shí)體間聯(lián)系的模型。它將數(shù)據(jù)組織成一對(duì)多(或雙親與子女)關(guān)系的結(jié)構(gòu)層次模型由處于不同層次的各個(gè)結(jié)點(diǎn)組成。除根結(jié)點(diǎn)以外，其余各個(gè)結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)上一層結(jié)點(diǎn)作為其“雙親”，而位于其下的較低一層的若干個(gè)結(jié)點(diǎn)作為其“子女”。層次模型反映了現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體間的層次關(guān)系，層次結(jié)構(gòu)是眾多空間對(duì)象的自然表達(dá)形式，并有一定程度上支持?jǐn)?shù)據(jù)的重構(gòu)。應(yīng)用是應(yīng)注意：1）由于層次結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格限制，對(duì)任何對(duì)象的查詢(xún)必須始于其所在層次結(jié)構(gòu)的根，使得低層次對(duì)象處理效率較低，并難以進(jìn)行反向查詢(xún)。數(shù)據(jù)的更新涉及許多指針，插入和刪除操作也比較復(fù)雜。（2）層次命令具有過(guò)程式性質(zhì)，它要求用戶(hù)了解數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，并在數(shù)據(jù)操縱命令中顯式地給出存貯取路徑（3）模擬多對(duì)多聯(lián)系時(shí)導(dǎo)致物理存的上冗余（4）數(shù)據(jù)獨(dú)立性較差。網(wǎng)絡(luò)模型：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)模型的另一種重要結(jié)構(gòu)，它反映著現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體間更為復(fù)雜的聯(lián)系，其本質(zhì)特征是，結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間沒(méi)有明確的從屬關(guān)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可與其他多個(gè)結(jié)點(diǎn)建立聯(lián)網(wǎng)狀模型用連接指令或指針來(lái)確定數(shù)據(jù)間的顯式連接關(guān)系，是具有多對(duì)多類(lèi)型的數(shù)據(jù)組織方式。網(wǎng)絡(luò)模型將數(shù)據(jù)組織成有向圖結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線(xiàn)描述不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系。存在以下問(wèn)題：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了用戶(hù)查詢(xún)和定位的困難。要求用戶(hù)熟悉數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，知道自身所處的位置。（2）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)操作命令具有過(guò)程式性質(zhì)（3）不直接支持對(duì)于層次結(jié)構(gòu)的表達(dá)。關(guān)系模型：關(guān)系模型的基本思想是用二維表表示實(shí)體及其聯(lián)系。二維表中的每一列對(duì)應(yīng)實(shí)體的一個(gè)屬性，叫做域，并給出相應(yīng)的屬性值，每一行形成一個(gè)由多種屬性組成的多元組，或稱(chēng)元組,與一實(shí)體相對(duì)應(yīng)。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)（1）能夠以簡(jiǎn)單、靈活的方式表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中各種實(shí)體以及相互間關(guān)系，使用和維護(hù)也很方便。關(guān)系數(shù)據(jù)模型通過(guò)規(guī)范化的關(guān)系為用戶(hù)提供一種簡(jiǎn)單的用戶(hù)邏輯結(jié)構(gòu)。所謂規(guī)范化，實(shí)質(zhì)上就是使概念單一化，一個(gè)關(guān)系只描述一個(gè)概念，如果多于一個(gè)概念，就要將其分開(kāi)來(lái)。（2）關(guān)系模型具有嚴(yán)密的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和操作代數(shù)基礎(chǔ)—如關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算等，可將關(guān)系分開(kāi)，或?qū)蓚€(gè)關(guān)系合并，使數(shù)據(jù)的操縱具有高度的靈活性。（3）在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，數(shù)據(jù)間的關(guān)系具有對(duì)稱(chēng)性。4、GIS中空間數(shù)據(jù)庫(kù)的組織方式混合結(jié)構(gòu)模型基本思想是用兩個(gè)系統(tǒng)分別存儲(chǔ)和檢索空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，其中屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在常規(guī)的RDBMS中，幾何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，兩個(gè)子系統(tǒng)之間使用一種標(biāo)識(shí)符聯(lián)系起來(lái)。擴(kuò)展結(jié)構(gòu)模型混合結(jié)構(gòu)模型的缺陷是因?yàn)閮蓚€(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)具有各自的職責(zé)，互相很難保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、操作的統(tǒng)一。擴(kuò)展結(jié)構(gòu)模型采用同一DBMS存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：省去了空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)之間的繁瑣聯(lián)結(jié)，空間數(shù)據(jù)存取速度較快，但由于是間接存取，在效率上總是低于DBMS中所用的直接操作過(guò)程，且查詢(xún)過(guò)程復(fù)雜。統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型是在開(kāi)放型DBMS基礎(chǔ)上擴(kuò)充空間數(shù)據(jù)表達(dá)功能。5、什么是關(guān)系數(shù)據(jù)模型和層次數(shù)據(jù)模型，給你一幅圖，能夠畫(huà)出關(guān)系數(shù)據(jù)模型圖、網(wǎng)絡(luò)模型圖和層次數(shù)據(jù)模型圖第五章1、說(shuō)明GIS數(shù)據(jù)源的含義及種類(lèi)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源是指建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)所需要的各種類(lèi)型數(shù)據(jù)的來(lái)源，GIS的數(shù)據(jù)源是多種多樣的，并隨系統(tǒng)功能的不同而不同，主要包括：地圖、遙感影象數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和各種文字報(bào)告和立法文件。2、空間數(shù)據(jù)采集主要有哪些屬性數(shù)據(jù)的采集、圖形數(shù)據(jù)的采集屬性數(shù)據(jù)即空間實(shí)體的特征數(shù)據(jù)，一般包括名稱(chēng)、等級(jí)、數(shù)量、代碼等多種形式，屬性數(shù)據(jù)的內(nèi)容有時(shí)直接記錄在柵格或矢量數(shù)據(jù)文件中，有時(shí)則單獨(dú)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)為屬性文件，通過(guò)關(guān)鍵碼與圖形數(shù)據(jù)相聯(lián)系。一、編碼原則：屬性數(shù)據(jù)編碼一般要基于以下三個(gè)原則：（1）編碼的系統(tǒng)性和科學(xué)性。編碼系統(tǒng)在邏輯上必須滿(mǎn)足所涉及學(xué)科的科學(xué)分類(lèi)方法，以體現(xiàn)該類(lèi)屬性本身的自然系統(tǒng)性。另外，還要能反映出同一類(lèi)型中不同的級(jí)別特點(diǎn)。（2）編碼的一致性。一致性是指對(duì)象的專(zhuān)業(yè)名詞、術(shù)語(yǔ)的定義等必須嚴(yán)格保證一致，對(duì)代碼所定義的同一專(zhuān)業(yè)名詞、術(shù)語(yǔ)必須是唯一的。（3）編碼的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性。為滿(mǎn)足未來(lái)有效的信息傳輸和交流，所制定的編碼系統(tǒng)必須在有可能的條件下實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。（4）編碼的簡(jiǎn)捷性。在滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前提下、每一種編碼應(yīng)該是以最小的數(shù)據(jù)量載負(fù)最大的信息量，這樣，既便于計(jì)算機(jī)存貯和處理，又具有相當(dāng)?shù)目勺x性。（5）編碼的可擴(kuò)展性。編碼的設(shè)置應(yīng)留有擴(kuò)展的余地，避免新對(duì)象的出現(xiàn)而使原編碼系統(tǒng)失效、造成編碼錯(cuò)亂現(xiàn)象。二、編碼內(nèi)容：屬性編碼一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容：（1）登記部分，用來(lái)標(biāo)識(shí)屬性數(shù)據(jù)的序號(hào)，可以是簡(jiǎn)單的連續(xù)編號(hào)，也可劃分不同層次進(jìn)行順序編碼；（2）分類(lèi)部分，用來(lái)標(biāo)識(shí)屬性的地理特征，可采用多位代碼反映多種特征；（3）控制部分，用來(lái)通過(guò)一定的查錯(cuò)算法，檢查在編碼、錄入和傳輸中的錯(cuò)誤，在屬性數(shù)據(jù)量較大情況下具有重要意義。三、編碼方法編碼的一般方法是：（1）列出全部制圖對(duì)象清單。（2）制定對(duì)象分類(lèi)，分級(jí)原則和指標(biāo)將制圖對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)、分級(jí)。（3）擬定分類(lèi)代碼系統(tǒng)。（4）設(shè)定代碼及其格式。設(shè)定代碼使用的字符和數(shù)字、碼位長(zhǎng)度、碼位分配等。（5）建立代碼和編碼對(duì)象的對(duì)照表．這是編碼最終成果檔案，是數(shù)據(jù)輸人計(jì)算機(jī)進(jìn)行編碼的依據(jù)。屬性的科學(xué)分類(lèi)體系無(wú)疑是GIS中屬性編碼的基礎(chǔ)。（1）層次分類(lèi)編碼法：是按照分類(lèi)對(duì)象的從屬和層次關(guān)系為排列順序的一種代碼，它的優(yōu)點(diǎn)是能明確表示出分類(lèi)對(duì)象的類(lèi)別，代碼結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的隸屬關(guān)系。（2）多源分類(lèi)編碼法又稱(chēng)獨(dú)立分類(lèi)編碼法。是指對(duì)于一個(gè)特定的分類(lèi)目標(biāo)，根據(jù)諸多不同的分類(lèi)依據(jù)分別進(jìn)行編碼，各位數(shù)字代碼之間并沒(méi)有隸屬關(guān)系圖形數(shù)據(jù)的輸入實(shí)際上就是圖形的數(shù)字化過(guò)程。一般有兩種方法：1、手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入（1）手扶跟蹤數(shù)字化儀,根據(jù)其采集數(shù)據(jù)的方式分為機(jī)械式、超聲波式和全電子式三種,其中全電子式數(shù)字化儀精度最高，應(yīng)用最廣。按照其數(shù)字化版面的大小可分為A0、A1、A2、A3、A4等。2、掃描儀輸入CCD掃描儀的工作原理是：用光源照射原稿，投射光線(xiàn)經(jīng)過(guò)一組光學(xué)鏡頭射到CCD器件上，再經(jīng)過(guò)模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，圖象數(shù)據(jù)暫存器等，最終輸入到計(jì)算機(jī)。CCD感光元件陣列是逐行讀取原稿的。（2）掃描過(guò)程掃描時(shí)，必須先進(jìn)行掃描參數(shù)的設(shè)置（具體掃描界面如圖5-3所示），包括：掃描模式的設(shè)置，（分二值、灰度、百萬(wàn)種彩色），對(duì)地形圖的掃描一般采用二值掃描，或灰度掃描。對(duì)彩色航片或衛(wèi)片采用百萬(wàn)種彩色掃描，對(duì)黑白航片或衛(wèi)片采用灰度掃描。掃描分辨率的設(shè)置，根據(jù)掃描要求，對(duì)地形圖的掃描一般采用300dpi或更高的分辨率。針對(duì)一些特殊的需要，還可以調(diào)整亮度、對(duì)比度、色調(diào)、GAMMA曲線(xiàn)等。d、設(shè)定掃描范圍。掃描參數(shù)設(shè)置完后，即可通過(guò)掃描獲得某個(gè)地區(qū)的柵格數(shù)據(jù)。3、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的誤差主要包括哪些?發(fā)現(xiàn)并有效消除誤差方法有哪些圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的誤差主要包括以下幾個(gè)方面：1、空間數(shù)據(jù)的不完整或重復(fù)：主要包括空間點(diǎn)、線(xiàn)、面數(shù)據(jù)的丟失或重復(fù)、區(qū)域中心點(diǎn)的遺漏、柵格數(shù)據(jù)矢量化時(shí)引起的斷線(xiàn)等；2、空間數(shù)據(jù)位置的不準(zhǔn)確：主要包括空間點(diǎn)位的不準(zhǔn)確、線(xiàn)段過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短、線(xiàn)段的斷裂、相鄰多邊形結(jié)點(diǎn)的不重合等；3、空間數(shù)據(jù)的比例尺不準(zhǔn)確；4、空間數(shù)據(jù)的變形；5、空間屬性和數(shù)據(jù)連接有誤；6、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(jìn)行檢查：1、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(xì)的觀察和比較。2、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(cuò)誤，如圖所示，包括線(xiàn)段過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短、多邊形的重疊和裂口、線(xiàn)段的斷裂等；3、邏輯檢查法，如根據(jù)數(shù)據(jù)拓?fù)湟恢滦赃M(jìn)行檢驗(yàn)，將弧段連成多邊形，進(jìn)行數(shù)字化誤差的檢查。對(duì)屬性數(shù)據(jù)檢查首先看屬性數(shù)據(jù)的值是否超過(guò)其取值范圍。屬性數(shù)據(jù)之間或?qū)傩詳?shù)據(jù)與地理實(shí)體之間是否有荒謬的組合。對(duì)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(jìn)行處理。對(duì)空間數(shù)據(jù)比例尺的不準(zhǔn)確和變形，可以通過(guò)比例變換和糾正來(lái)處理。4、空間數(shù)據(jù)索引依據(jù)空間對(duì)象的位置和形狀或空間對(duì)象之間的某種空間關(guān)系，按一點(diǎn)順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包括空間對(duì)象的概要信息，如對(duì)象的標(biāo)識(shí)。比較有代表性的空間索引包括BSP樹(shù)、KDB樹(shù)、R樹(shù)、R+樹(shù)、CELL樹(shù)、四叉樹(shù)、格網(wǎng)索引、5、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接p1081）獨(dú)立存儲(chǔ)的圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接2）對(duì)通用DBMS擴(kuò)展以增加空間數(shù)據(jù)的管理那里6、圖像解譯的方法對(duì)圖像進(jìn)行解譯，是一項(xiàng)涉及諸多內(nèi)容的復(fù)雜過(guò)程。包括：研究地理區(qū)域的一般知識(shí)；掌握影像分析的經(jīng)驗(yàn)和技能；對(duì)影像特征的深入理解。圖像解譯過(guò)程一般是建立在對(duì)圖像及其解譯區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)之上，具體包括圖像的成像原理、圖像的成像時(shí)間、圖像的解譯標(biāo)志、成像地區(qū)的地理特征、地圖、植被、氣候?qū)W以及區(qū)域內(nèi)有關(guān)人類(lèi)活動(dòng)的各種信息。7、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量空間數(shù)據(jù)：是對(duì)有關(guān)空間位置、專(zhuān)題特征及時(shí)間信息的符號(hào)紀(jì)錄，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中空間特征和過(guò)程的抽象表達(dá)。空間數(shù)據(jù)質(zhì)量：空間數(shù)據(jù)在表達(dá)實(shí)體空間位置、特征和實(shí)踐所能達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性和三者統(tǒng)一性的程度?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)、使用和評(píng)價(jià)空間數(shù)據(jù)的依據(jù)。數(shù)據(jù)質(zhì)量是數(shù)據(jù)整體性能的綜合體現(xiàn)。其主要內(nèi)容如下：數(shù)據(jù)說(shuō)明：要求對(duì)空間數(shù)據(jù)的來(lái)源、數(shù)據(jù)內(nèi)容及其處理過(guò)程等作出準(zhǔn)確、全面和詳盡的說(shuō)明。位置精度：指空間實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí)體真實(shí)位置的接近程度，常表現(xiàn)為空間三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度。屬性精度：指空間實(shí)體的屬性值與其真值相符的程度。它取決于地理數(shù)據(jù)的類(lèi)型，常常與位置精度有關(guān)。時(shí)間精度：指時(shí)間的現(xiàn)勢(shì)性?？梢酝ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)更新的時(shí)間和頻度來(lái)體現(xiàn)。邏輯一致性：指地理數(shù)據(jù)關(guān)系上的可靠性，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)內(nèi)容，以及拓?fù)湫再|(zhì)上的內(nèi)在一致性。完整性：指地理數(shù)據(jù)在范圍、內(nèi)容及結(jié)構(gòu)等方面滿(mǎn)足所有要求的完整程度，包括數(shù)據(jù)范圍、空間實(shí)體類(lèi)型、空間關(guān)系分類(lèi)、屬性特征分類(lèi)等方面的完整性。表達(dá)形式的合理性：指數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)表達(dá)與實(shí)體的吻合性，包括空間特征、專(zhuān)題特征和時(shí)間特征表達(dá)的合理性等。：第六章1、空間分析的概念及分類(lèi)概念：空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地學(xué)原理為依托，通過(guò)分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對(duì)象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間形成和空間演變等信息。按照Goodchild提出的空間分析框架，空間分析分為產(chǎn)生式分析DEM分析、疊合分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析查詢(xún)式分析集合分析、查詢(xún)分析根據(jù)空間數(shù)據(jù)的形式將空間分析分為：矢量數(shù)據(jù)空間分析、柵格數(shù)據(jù)空間分析模型及概念模型的含義模型：就是將系統(tǒng)的各個(gè)要素，通過(guò)適當(dāng)?shù)暮Y選，用一定的表現(xiàn)規(guī)則所描寫(xiě)出來(lái)的簡(jiǎn)明映像概念模型：又稱(chēng)為邏輯模型，主要指通過(guò)觀察、總結(jié)、提煉而得到的文字描述或邏輯表達(dá)式，常由此構(gòu)成專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)3、柵格聚類(lèi)分析和聚合分析含義聚類(lèi)分析：柵格數(shù)據(jù)的聚類(lèi)是根據(jù)設(shè)定的聚類(lèi)條件對(duì)原有數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行有選擇的信息提取而建立新的柵格數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法聚合分析：柵格數(shù)據(jù)的聚合分析是指根據(jù)空間分辨力和分類(lèi)表，進(jìn)行數(shù)據(jù)類(lèi)型的合并或轉(zhuǎn)換以實(shí)現(xiàn)空間地域的兼并。4、柵格數(shù)據(jù)的疊置分析將有關(guān)主題層組成的各個(gè)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，其結(jié)果綜合了原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)層面要素所具有的屬性，同時(shí)，不僅生成了新的空間關(guān)系，而且產(chǎn)生新的屬性。信息復(fù)合模型(overlay)包括兩類(lèi)，即簡(jiǎn)單的視覺(jué)信息復(fù)合和較為復(fù)雜的疊加分類(lèi)模型。5、柵格數(shù)據(jù)分析的基本模式柵格數(shù)據(jù)的聚類(lèi)聚合分析、柵格數(shù)據(jù)的疊置分析、柵格數(shù)據(jù)的追蹤分析、柵格數(shù)據(jù)的窗口分析窗口分析：地學(xué)信息除了在不同層面的因素之間存在著一定的制約關(guān)系之外,還表現(xiàn)在空間上存在著一定的關(guān)聯(lián)性按照分析窗口的形狀，可以將分析窗口劃分為以下類(lèi)型：(1)矩形窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，分別向周?chē)藗€(gè)方向擴(kuò)展一層或多層?xùn)鸥?，從而形成矩形分析區(qū)域。(2)圓型窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，向周?chē)饕坏染嚯x搜索區(qū)，構(gòu)成一圓型分析窗口。(3)環(huán)型窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，按指定的內(nèi)外半徑構(gòu)成環(huán)型分析窗口。(4)扇型窗口：是以目標(biāo)柵格為起點(diǎn)，按指定的起始與終止角度構(gòu)成扇型分析窗口6、柵格數(shù)據(jù)的窗口分析，窗口類(lèi)型主要四種，分別是哪四種矩形、圓形、環(huán)形、扇形矩形窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，分別向周?chē)藗€(gè)方向擴(kuò)展一層或多層?xùn)鸥駡A型窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，向周?chē)饕坏染嚯x搜索區(qū)，構(gòu)成一圓型分析窗口環(huán)型窗口：是以目標(biāo)柵格為中心，按指定的內(nèi)外半徑構(gòu)成環(huán)型分析窗口扇型窗口：是以目標(biāo)柵格為起點(diǎn)，按指定的起始與終止角度構(gòu)成扇型分析窗口7、矢量數(shù)據(jù)分析的基本方法1）包含分析，確定要素之間是否存在著直接的聯(lián)系，即矢量點(diǎn)、線(xiàn)、面是否存在空間位置上的聯(lián)系2）矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)、線(xiàn)、面實(shí)體，自動(dòng)建立其周?chē)欢▽挾确秶鷥?nèi)的緩沖區(qū)多邊形實(shí)體，從而實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴(kuò)展的信息分析方法。例如交通線(xiàn)兩邊的綠化帶，噪聲污染影像的范圍。3）疊置分析，又稱(chēng)疊加分析、疊置分析，在相同的空間坐標(biāo)系統(tǒng)條件下，將同一地區(qū)兩個(gè)不同地理特征的空間和屬性數(shù)據(jù)重疊相加，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對(duì)象之間的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如提取某個(gè)區(qū)域空間某種專(zhuān)題內(nèi)容的數(shù)據(jù)根據(jù)所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，分為基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析和基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析兩種類(lèi)型基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析根據(jù)疊置對(duì)象圖形特征的不同，分為點(diǎn)與多邊形的疊合、線(xiàn)與多邊形的疊合和多邊形與多邊形的疊合三種類(lèi)型基于柵格數(shù)據(jù)的疊合分析常常稱(chēng)為地圖代數(shù)，包涵一系列可以進(jìn)行疊合分析的計(jì)算方法4)矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析用途：選擇最佳路徑、選擇最佳布局中心的位置組成部分：鏈、障礙、拐角點(diǎn)、中心、站點(diǎn)鏈，網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的管線(xiàn)，如街道、河流、水管等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求。結(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中鏈的結(jié)點(diǎn)，如港口、車(chē)站、電站等，其狀態(tài)屬性包括阻力和需求等。結(jié)點(diǎn)中又有下面幾種特殊的類(lèi)型。障礙，禁止網(wǎng)絡(luò)中鏈上流動(dòng)的點(diǎn)。拐點(diǎn)，出現(xiàn)