地理信息系統(tǒng)教程與地理信息系統(tǒng)概

1、地理信息系統(tǒng)概論第一章1:什么是地理信息系統(tǒng)它與一般的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有哪些異同點(diǎn)答：geographicalhical information system，它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）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)，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。GIS脫胎于地圖學(xué)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等眾多學(xué)科交叉融合而成的新興學(xué)科。但是，地理信息系統(tǒng)與這些學(xué)科和系統(tǒng)之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。（1） GIS與機(jī)助制圖（數(shù)字地圖）系統(tǒng)機(jī)助制圖是

2、地理信息系統(tǒng)的主要技術(shù)基礎(chǔ)，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，主要功能是強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)的處理、顯示和表達(dá)，有些數(shù)字制圖系統(tǒng)包含空間查詢功能。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(gè)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(yīng)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))數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不僅是一般數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，而且通常也是地理信息系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)軟件。GIS除需要功能強(qiáng)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(wù)數(shù)據(jù)庫更

3、加復(fù)雜，在功能上也比后者要多得多。（3）GIS與CAD系統(tǒng)二者都有坐標(biāo)參考系統(tǒng)，都能描述和處理圖形數(shù)據(jù)及其空間關(guān)系，也都能處理非圖形屬性數(shù)據(jù)。區(qū)別在于CAD系統(tǒng)處理的多為規(guī)則幾何圖形及其組合圖形功能較強(qiáng)，屬性庫功能弱，缺乏分析和判斷能力，而GIS處理的多為地理空間的自然目標(biāo)和人工目標(biāo),圖形關(guān)系復(fù)雜，需要有豐富的符號庫和屬性庫，較強(qiáng)的空間分析功能，圖形與屬性的相互操作頻繁，具有專業(yè)化的特征且CAD多在單幅圖上操作，海量數(shù)據(jù)的圖庫管理能力不如GIS。（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(jìn)行分析處理的軟件，強(qiáng)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

4、取，是GIS的重要信息源，遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過遙感圖像處理系統(tǒng)處理之后，或是進(jìn)入GIS系統(tǒng)作為背景影像，或是與經(jīng)過分類的專題信息系統(tǒng)一道協(xié)同進(jìn)行GIS與遙感的集成分析。這種系統(tǒng)一般缺少實(shí)體的空間關(guān)系描述，難以進(jìn)行某一實(shí)體的屬性查詢和空間關(guān)系查詢以及網(wǎng)絡(luò)分析等功能。2：地理信息系統(tǒng)有哪幾部分組成它的基本功能有哪些試舉目前廣泛應(yīng)用的兩個(gè)地理信息系統(tǒng)軟件為例，列出它們的功能分類表，并比較其異同點(diǎn)。GIS 主要有以下五部分：（1）系統(tǒng)硬件：用以存儲(chǔ)、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、空間分析和數(shù)據(jù)輸出等。（3）空

5、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(shí)體的空間特征、屬性特征和時(shí)間特征。（4）應(yīng)用人員：GIS應(yīng)用人員包括系統(tǒng)開發(fā)人員和GIS的最終用戶，他們的業(yè)務(wù)素質(zhì)和專業(yè)知識是GIS 工程及其應(yīng)用成敗的關(guān)鍵。（5）應(yīng)用模型：GIS 應(yīng)用模型是為某一特定的實(shí)際工作而建立的運(yùn)用地理信息系統(tǒng)的解決方案，其構(gòu)建和選擇也是系統(tǒng)應(yīng)用成敗至關(guān)重要的因素，是GIS技術(shù)產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)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(chǔ)與管理3數(shù)據(jù)處理和變換4空間分析和統(tǒng)計(jì)5產(chǎn)品制作與顯示6二次開發(fā)和編程3：地理信息系統(tǒng)的基本分析功能與應(yīng)用模型之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么地理信息系統(tǒng)的分析

6、功能是基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)按照一定規(guī)律或者參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出結(jié)果，這些規(guī)律和參數(shù)就可以構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用模型，比如降雨量計(jì)算模型或者風(fēng)力強(qiáng)度計(jì)算模型等，但應(yīng)用模型很多是專業(yè)領(lǐng)域的模型，其表現(xiàn)可以是參數(shù)表格，也可以是圖表或者計(jì)算公式，不利于地理信息這種要與地理坐標(biāo)相聯(lián)系并且需要特殊的可視化效果的信息分析與表達(dá)，因此要構(gòu)建適合于地理信息分析和表達(dá)的應(yīng)用模型就要把如氣象、農(nóng)業(yè)等行業(yè)應(yīng)用模型轉(zhuǎn)變或者結(jié)合地理信息做成與空間信息相連接的模型用于應(yīng)用分析。舉個(gè)例子：用宗地圖和房地產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作分析可以得到各地塊的房地產(chǎn)總價(jià)均價(jià)等，但房價(jià)與地塊之間的關(guān)系要做成一個(gè)應(yīng)用模型，其中就涉及地理位置、房產(chǎn)市場行情、人口數(shù)量與構(gòu)成、收入

7、統(tǒng)計(jì)等這類因素，會(huì)有各類計(jì)算公式，就很復(fù)雜了。4根據(jù)你的理解，闡述地理信息系統(tǒng)相關(guān)學(xué)科及關(guān)聯(lián)技術(shù)，并就地理信息系統(tǒng)理論的建立和發(fā)展問題，發(fā)表你的意見和觀點(diǎn)5地理信息系統(tǒng)可用于哪些領(lǐng)域根據(jù)你的了解論述地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展前景。6你對地理信息系統(tǒng)社會(huì)化的發(fā)展趨勢是怎么理解的7論述地理信息系統(tǒng)的幾個(gè)主要發(fā)展階段，它們的標(biāo)志性進(jìn)展及其對地理信息系統(tǒng)發(fā)展的影響。8給出“Geomatics”一次的定義。如何理解“Geo”和“matics”的含義“Geomatics”的出現(xiàn)有什么意義第二章9通過實(shí)例說明GIS空間數(shù)據(jù)的基本特征及在計(jì)算機(jī)中的表示方式。10簡述空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系及其對GIS數(shù)據(jù)處理的和空間

8、分析有何重要意義11試比較矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各有什么特征。12請簡述平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)在GIS中的作用。13什么是4D數(shù)據(jù)它們和矢量和柵格數(shù)據(jù)之間具有什么聯(lián)系14什么是游程編碼游程編碼的壓縮效果與哪些因素有關(guān)15什么是柵格四叉樹結(jié)構(gòu)請比較常規(guī)四叉樹與線性四叉樹的區(qū)別。16什么是TINGrid和TIN在表達(dá)曲面數(shù)據(jù)的時(shí)候各有什么特點(diǎn)第三章17比較空間內(nèi)插的移動(dòng)擬合法，局部函數(shù)和按距離加權(quán)等。如下圖所示，試用一次多項(xiàng)式擬合法和按距離加權(quán)法分別求取A點(diǎn)的高程，并比較其結(jié)果。18討論在空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)變換中，選擇控制點(diǎn)數(shù)量及分布的判斷標(biāo)準(zhǔn)。19試述克里金內(nèi)插法的基本原理、優(yōu)點(diǎn)及實(shí)施過程。20請舉幾例說

9、明常用的矢量和柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法。21除本章所訴的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換方法外，你還了解其他哪些方法比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)和轉(zhuǎn)換的場合。22試述GIS空間拓?fù)潢P(guān)系編輯的功能及具體的編輯算法。23請簡述仿射變換的原理及其誤差糾正的方法。24請簡述地圖投影的分類及作用。第四章25空間數(shù)據(jù)庫的概念及其組成部分有哪些26空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)有哪些主要的步驟和內(nèi)容27語義數(shù)據(jù)模型中的實(shí)體聯(lián)系模型的圖示中有哪些基本元素28什么是關(guān)系數(shù)據(jù)模型其中的基本概念，如元組、域、屬性、關(guān)鍵字、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系完整性等的含義分別是什么29在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，函數(shù)依賴和范式的含義是什么對下列關(guān)系模式ARC(ARC#,START-

10、NODE#,END-NODE#,LEFT-POLYGON#,AREA-LEFTPOLYGON,RIGHT-POLYGON#,AREA-REGHT-POLYGON);判斷是否符合范式要求，并提出分解模式。其中：ARC#為弧段標(biāo)識；START-NODE#,END-NODE#為弧段起止節(jié)點(diǎn)號；LEFT-POLYGON#,RIGHT-POLYGON#為左右多邊形標(biāo)識；AREA-LEFTPOLYGON，AREA-REGHT-POLYGON為左右多邊形的面積。30面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中的基本概念，如對象、消息、類、繼承、重載、多態(tài)、概括、聚類等的含義是什么31什么是空間數(shù)據(jù)庫索引主要的空間數(shù)據(jù)庫索引有哪些32

11、什么是空間元數(shù)據(jù)空間元數(shù)據(jù)的作用是什么第五章33試解釋緩沖區(qū)分析和疊合分析的概念，并舉例說明這兩種空間分析方法的用途。34比較緩沖區(qū)分析與緩沖區(qū)查詢的概念。35設(shè)某一實(shí)體的影響度Fi隨距離ri而呈指數(shù)函數(shù)變化，已知該實(shí)體的影響半徑為d0，分級指標(biāo)值為f0，試述對該實(shí)體進(jìn)行緩沖區(qū)分析的步驟和方法（i=1,2,3,4,5）。36討論從數(shù)字高程模型（DEM）中還可以派生出哪些數(shù)字地形數(shù)據(jù)37試以格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，提取山丘地區(qū)的山頂高程信息。38什么是地圖代數(shù)，主要存在哪些地圖代數(shù)的方法39什么是Voronoi圖，它有哪些主要特征和用途40請簡述Dijkstra算法及其在GIS最短路徑分析中的作

12、用。第六章41結(jié)合你的興趣領(lǐng)域（水土保持，洪水防災(zāi)，土地分等定級等），敘述基于GIS的地球科學(xué)應(yīng)用模型的建模步驟和方法。42通過應(yīng)用實(shí)例或?qū)嶋H操作過程圖，說明在解決地球科學(xué)問題中，如何將地球科學(xué)知識與GIS的應(yīng)用過程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并討論兩者之間的相互關(guān)系。43為公園選址，要求該公園的位置必須是從主要主要公路上容易到達(dá)，要減少噪音干擾，同時(shí)依山傍水，而且公園的可利用面積最大。試以GIS方法模擬選址分析步驟，設(shè)計(jì)其數(shù)據(jù)處理流程圖，并說明其有關(guān)的操作和算子。44第七章45試述應(yīng)用型GIS開發(fā)的過程和方法，并比較原型法和生命周期法設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。46試以城市地下管網(wǎng)信息管理為例，簡述建立運(yùn)行GIS的步驟和

13、方法。47以實(shí)例說明GIS用戶界面的基本類型及設(shè)計(jì)方法。48試述GIS工程文檔的分類及內(nèi)容，并以某項(xiàng)目為例，擬定其可行性研究報(bào)告大綱。49為什么制定GIS標(biāo)準(zhǔn)化的工作日益受到關(guān)注目前正在從事這項(xiàng)工作的國際組織有哪些50制定地理信息標(biāo)準(zhǔn)化為什么要采用結(jié)構(gòu)化的方式第八章51GIS產(chǎn)品有哪些表現(xiàn)形式各適合在什么情況下使用/52簡述GIS圖形輸出的內(nèi)容是什么53試述GIS圖形輸出的組織形式及地圖圖面配置的內(nèi)容和要求。54試述面狀符號圖的制圖原理及方法步驟。55簡述RGB顏色模型與CMYK顏色模型各自的特點(diǎn)。56什么是圖形變換簡述二維圖形變換的基本原理。57在計(jì)算機(jī)繪制透視立體圖過程中，如何進(jìn)行隱藏線的

14、處理你還能舉出其他一些處理隱藏線的方法嗎58什么是虛擬現(xiàn)實(shí)它在GIS可視化中的意義及發(fā)展前景如何地理信息系統(tǒng)教程第一章59你是如何理解地理信息系統(tǒng)概念的60地理信息系統(tǒng)的基本功能和應(yīng)用功能的區(qū)別和聯(lián)系時(shí)什么61現(xiàn)代信息技術(shù)的出現(xiàn)給測繪技術(shù)和地理分析技術(shù)帶來哪些主要的變化62工具型GIS與應(yīng)用型GIS的聯(lián)系和區(qū)別是什么63試將GIS的輸入設(shè)備按照不同的分類方法進(jìn)行分類，并說明其特點(diǎn)。64現(xiàn)代空間定位技術(shù)有哪些主要方法對GIS技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生什么影響65網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展使GIS技術(shù)產(chǎn)生哪些主要的變化66說明GIS在幾個(gè)不同發(fā)展階段的標(biāo)志性技術(shù)是什么，它們的出現(xiàn)如何促進(jìn)GIS的發(fā)展第二章67地球表

15、面、大地水準(zhǔn)面及地球橢球面之間的關(guān)系是什么68地理空間數(shù)據(jù)的描述有哪些坐標(biāo)系相互的關(guān)系是什么69采用大地坐標(biāo)與地心坐標(biāo)表述地面上一點(diǎn)的位置各有什么優(yōu)缺點(diǎn)70高斯投影的變形特征是什么為什么常常被用作大比例尺普通地圖的地圖投影71UTM與蘭勃特等角投影的主要特點(diǎn)與適用性是什么72在數(shù)字地圖中，地圖比例尺在含義與表現(xiàn)形式上有哪些變化73如何進(jìn)行不同基準(zhǔn)下的高程的轉(zhuǎn)換74除地形圖分幅外，談?wù)勥€有何種地理空間框架它們?nèi)绾芜M(jìn)行編碼75GPS數(shù)據(jù)如何與地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行集成76選擇投影需要考慮哪些因素如果要制作1:10萬的土地利用圖，該選何種類型的地圖投影第三章77空間實(shí)體一般具有哪些主要的特征78何為空間

16、關(guān)系空間關(guān)系在描述空間實(shí)體特征中的意義何在79空間數(shù)據(jù)的概念模型有哪些組成部分試分析它們之間的關(guān)系80試分析GIS的幾種主要的數(shù)據(jù)模型各自的優(yōu)缺點(diǎn)。81空間數(shù)據(jù)類型有哪些簡述其特征。第四章82總結(jié)矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)表達(dá)方面的特點(diǎn)。83簡述柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼的幾種方式和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。84柵格和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比較各自有什么特征85矢量和柵格數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)都有通用標(biāo)準(zhǔn)嗎請說明。86有人說矢量數(shù)據(jù)的實(shí)質(zhì)還是柵格數(shù)據(jù)。你怎么理解這句話87給出一張圖，試寫出圖中的DIME數(shù)據(jù)文件和對其中多邊形進(jìn)行鏈接編碼的算法步驟，比較多邊形鏈接編輯的異同。第五章88什么是數(shù)據(jù)庫，具有什么特點(diǎn)89矢量數(shù)據(jù)的管理方式有哪些

17、，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)90柵格數(shù)據(jù)的管理方式有哪些，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)91數(shù)據(jù)庫中空間數(shù)據(jù)是如何進(jìn)行分幅分層組織的92空間數(shù)據(jù)的索引方式有哪些，比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。第六章93GIS數(shù)據(jù)源有哪些簡述其特征并敘述通過何種途徑來獲取這些數(shù)據(jù)。94假設(shè)一條矢量等高線上的點(diǎn)太過密集，如何減少占用系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間你能給出多少方法各有什么適用范圍95對于掃描儀輸出的結(jié)果一般需要做哪些處理96從地圖上能得到GIS需要的所有數(shù)據(jù)嗎請舉例說明。97如果兩個(gè)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，怎么辦98如何發(fā)現(xiàn)進(jìn)入GIS中的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤99比較柵格數(shù)據(jù)重采樣的幾種方法。100數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

18、的途徑有哪些101空間數(shù)據(jù)共享的方法有哪些102簡述空間數(shù)據(jù)入庫流程。103簡述GIS空間數(shù)據(jù)編輯的主要內(nèi)容和方式。104如何評價(jià)GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量，以野外測量為例，分析其數(shù)據(jù)誤差的來源。第七章105簡述空間數(shù)據(jù)查詢的類型與查詢內(nèi)容。106說明空間數(shù)據(jù)查詢的一般過程及查詢結(jié)果的顯示方式。107說明拓?fù)潢P(guān)系查詢在地學(xué)分析中的意義。108說明分形維數(shù)提取方法及其在空間分析中的作用。第八章109說明緩沖區(qū)分析的原理與用途，并對比本章中兩種建立緩沖區(qū)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。110柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)在多層面疊置方法與結(jié)果上有什么差異疊置分析的地學(xué)意義是什么111網(wǎng)絡(luò)分析對空間數(shù)據(jù)有哪些基本要求112舉例說明不同形狀的空間分析窗口在地學(xué)分析中的作用。113試分析柵格數(shù)據(jù)在GIS空間分析中的優(yōu)點(diǎn)與局限性。第九章114不同類型地理信息描述地形起伏特征分別采用什么方法，各有何優(yōu)缺點(diǎn)115說明數(shù)字高程模型（DEM）的分類體系。116DEM