GIS考研-论述

精品文档 1欢迎下载 1 1 分析传统的数据模型存储空间图形数据的方法和特点以及他们存在的问题 分析传统的数据模型存储空间图形数据的方法和特点以及他们存在的问题 1 层次模型是一种树结构模型 它把数据按自然的层次关系组织起来 反映数据之间的隶属关系 它的特点是地理数据组织成有向有序的树结构 其中结点表示不同层次的地理要素 连线描述地理要 素间的从属关系 该关系一般是一对多关系 例如在一个地理实体中 多个结点从属于一条有向边 多条有向边从属于一个多边形 多个多边形从属于一个实体 层次模型的存储地理数据的局限性表现在 难以描述地理实体间的复杂关系 例如多对多关系 并且造成物理存储上冗余 对任何对象的查询都必须从根结点查询 相当于进行一维表搜索 不适合海量数据查询 数据独立性差 数据更新例如插入与删除操作复杂 涉及多指针 层次结构具有过程式性质 要求用户了解数据的物理结构 并且在数据操作要给出数据存取路径 对用户不透明 不具备演绎功能和操作代数基础 2 网络模型将数据组织成有向图结构 其中结点代表数据记录 连线描述不同结点数据间的联系 其基本特征是结点之间没有明确的从属关系 任意 2 个结点之间可以产生联系 所以可以表示多对多 联系 比层次数据结构减小了数据冗余 但是维护更难 网络模型的存储地理数据的局限性表现在 网状结构复杂 增加用户查询的定位困难 要求用户熟悉逻辑结构 网状结构也是具有过程式性质 与层次结构问题相同 不直接支持对层次结构的表达 不具备演绎功能和操作代数基础 3 关系模型结构一般表示为一张二维表 二维表是同类实体各种属性的集合 在用关系模型表示 地理实体时 一般用 4 张关系表来表示 即多边形信息表 多边形 边界表 边界 结点表 结点坐标 表 关系模型的存储地理数据的局限性表现在 无法用嵌套和递归的方式来描述复杂关系的层次和网状结构 模拟和操作复杂地理对象的能力较 弱 由于关系模型本身的原因 需要对地理实体进行不自然分解 造成存储冗余 结构与操作复杂 查询时要进行多张表的连接 执行效率不高 2 2 传统的关系数据库用于存储地理数据存在哪些局限性 当前的关系数据库的发展 传统的关系数据库用于存储地理数据存在哪些局限性 当前的关系数据库的发展 第一问上面已有 RDBMS 的发展主要体现在 1 非结构化大型对象的引进 LOB LOB 用于存储非结构化内容 存储大量变长字符串和二进制数据 后来随着多媒体的发展 又可以对 图像数据 视频信息和声音信息这些非结构化数据进行存储 2 分布式数据库的发展 由于网络的发展 地理上分布的组织 公司和团体对数据库的需求 在集中式数据库系统成熟技术的 基础上产生和发展了分布式数据库系统 它能够实现空间数据的共享和不同数据库之间的管理与功能 合作 3 对象特性的融入 为了迎接面向对象数据库在非传统应用领域对关系数据库提出的挑战 关系数据库中都增加了面向对 象的成分 如 Oracle Spatial 它支持空间类型数据和自定义类型数据 可以更有效的存储空间数据 精品文档 2欢迎下载 3 3 关于关于 SDBMSSDBMS 几种管理模式的特点以及存储管理的缺点几种管理模式的特点以及存储管理的缺点 1 文件 关系型管理模式 混合管理模式 特点 属性数据存在关系数据库中 而空间图形数据存储在文件中 两个部分数据通过空间实体的标 识码连接 检索数据时 一般要同时访问关系数据库和文件系统 然后联系起来 缺点 属性数据和图形数据通过 ID 连接 使得查询 操作困难 数据发布与共享困难 属性数据与图形数据分开使得数据的安全性 一致性 完整性 并发控制以及数据损坏后的恢复 性大大降低 缺乏表示空间对象及其关系的能力 2 扩展模式 全关系型 特点是将图形数据和属性数据都采用 RDBMS 统一管理 有两种方式 基于传统关系模型 特点是直接使用传统关系数据模型来组织 缺点是查询涉及一系列表 操作 费时 结构复杂 效率不高 基于扩展关系模型 特点是将图形数据的变长部分如坐标利用大二进制 LOB 来存储 缺点二进 制的读取效率低 涉及对象嵌套时 速度更慢 代表是 ESRI 和数据库开发商联合开发的空间引 擎 ArcSDE 对象关系型 在 RDBMS 上进行功能扩展的结构 能直接存储和管理非结构化数据 提供了空间数据定义和操作的专 门模块 效率比二进制块管理要高 缺点是这些功能函数都是事先定义 不带拓扑关系 也没有解决 对象嵌套的问题 代表是 Oracle Spatial 由数据库厂商独立开发 属于自己的 solution 不过实 现的只是简单点线面的存储 3 统一管理模式 它不是基于 RDBMS 而是在开放性的 DBMS 基础上扩充空间数据表达功能 用户使用自己的 ADT 扩充 DBMS 优点是数据类型操作方便 用户可以定制空间存取算法 缺点是用户在 DBMS 中用的是自己的 数据类型 某些应用可能会很复杂 4 4 试分析无拓扑关系矢量数据结构与矢量数据结构是如何定义的 并简要评价 试分析无拓扑关系矢量数据结构与矢量数据结构是如何定义的 并简要评价 1 无拓扑关系矢量数据结构 是对 面条 数据模型的描述 有两种方式定义 多边形环路法 点用一个坐标对记录 线用一串坐标对记录 面用封闭的坐标串记录 点位字典法 首先用一个文件记录所有的点坐标对 其他文件记录点线 点面的关系 如线用一串 点号记录 面用封闭的一串点号记录 其中 多边形环路法的缺点是 多边形的公共边存储了 2 次 不但冗余 而且容易造成边界处产生裂 缝 即碎屑多边形 点位字典法中避免了这种情况 但是也没有存储拓扑关系 2 拓扑关系矢量数据结构 除了记录坐标外 还记录空间关系 主要是关联关系 全显式定义是 面块 弧段 弧段 结点 结点 弧段 弧段 面块 弧段 面块 结点拓扑关系 半隐含表达则是存储了 上述的一部分关系 剩下的关系可以临时推导出 3 无拓扑关系数据结构的主要优点是数据结构简单 占用存储资源小 数据显示快 数据维护容易 缺点是存储相邻多边形有数据冗余 缺少多边形的邻域信息和图形拓扑信息 岛只作为一个单个图形 没有与外界的联系 精品文档 3欢迎下载 4 拓扑关系数据结构建立空间关系后 为数据错误的查找和空间分析提供了方便 缺点是数据结构 复杂 维护困难 5 5 论述空间数据共享中需要解决的关键问题以及共享策略 论述空间数据共享中需要解决的关键问题以及共享策略 空间数据具有多源性 空间分布性 时间动态性 数据量大等特点 在数据共享过程中需要解决空间 数据的标准 空间数据的互操作 远程数据传输策略等关键问题 共享策略 1 数据模型层次 目前空间数据模型多种多样 如 DEM 遥感影像 元数据等多种数据模型 为了实 现空间数据之间的互操作 需要为空间数据存储或者转换过程建立一个统一的模型 即对空间数据进 行统一描述和转换 如 OGC 定义的一个可用于网络数据交换的标准的模型 GML 2 数据存储与交换层次 数据格式转换模式 传统的 GIS 共享方法 缺点是转换过程中会有信息损失 转换过程复杂且频 繁 往往转换后还要进行编辑 不适合在线数据处理与分析 数据互操作模式 有 2 种方案 见简答 采用互操作模式实现共享的关键在于互操作规范 例如 OGC 提供了一个开放地学数据互操作规范 OpenGIS 也有缺点 直接数据访问模式 一个 GIS 软件可以存取多种数据格式 用户可以使用单个 GIS 软件访问和存 取多种格式 优点是无需进行数据转换 但是需要修改软件来适应新的要求 统一标准格式存储 3 元数据层次 除具有一系列分布式空间数据库服务器及其本地元数据外 还有一个中心服务器 它负责所有服 务器的总控管理 其主要作用是对所有空间数据库的元数据进行管理 它存储了一个统一的空间元数 据库 该元数据库描述了地理位置分布的服务器站点上空间数据库的情况 并可以通过每条元数据记 录访问它所对应的空间数据库 在每个服务器上 还拥有一个元数据库 即本地空间元数据库 它描 述了该服务器上所有空间数据库的情况 当该元数据库发生变更时 服务器会通过消息将更新情况发 送到中心服务器 由中心服务器上的元数据管理系统自动更新统一空间元数据库 客户对分布式数据 库的访问一般是通过中心服务器进行的 5 5 论述网格论述网格 GISGIS 与与 WebGISWebGIS 区别在哪些方面 区别在哪些方面 1 数据分布的区别 WebGIS 使得 GIS 摆脱了传统单机的束缚 使得 GIS 系统可以使用分布在不同地 理位置的资源 形成了 C S B S 的处理模式 但是这 2 种处理模式没有摆脱单一数据源的模式 数 据实际上还是集中方式管理 只是数据的提供者和请求者不在局限于同一个地理位置 而网格环境的 处理模式则是空间数据分布在不同的地理位置上 网格 GIS 可以对这些各种各样的数据进行无缝集成 和分布式协同处理 数据源不再单一 2 管理系统的区别 目前 WebGIS 中多是根据特定的 GIS 数据以及应用开发的 相对封闭 难以实现 互操作 并且随着数据源的迅速增长 WebGIS 的跨平台受到严重制约 相关中间件技术也要求服务器 与客户端有更为紧密的耦合 影响了跨平台的的数据访问 网格 GIS 中允许存在异构的资源管理系统 它们之间的数据访问与操作必须建立一个开放的标准接口 3 资源利用的区别 WebGIS 利用其他资源的能力比较差 一种 WebGIS 的配置只能使用其所有的各种 资源 而不能充分发挥其他资源的作用 而网格 GIS 则是充分利用各种资源 把各分布结点上部分或 者全部的资源调到最合适的计算结点 然后把计算处理的的结果返回给用户 另外 WebGIS 上的资源 是静态的 即不会随着时间推移而发生大的变化 而在网格 GIS 中资源时刻处于动态变化之中 因此 要求网格 GIS 的环境是可扩展的和开放的 精品文档 4欢迎下载 4 数据管理策略区别 应用 WebGIS 客户 Internet HTTP 协议 Web 服务器 数据 远程 应用 网格 GIS 客户 网格环境 网格协议 网格 GIS 节点 海量数据 远程 上图所示为 GIS 技术发展中数据管理的三个简单过程对比 可以看出 最初的 GIS 此图未画 是以 本地应用为目的而构建的 数据资源集中在本地机器或局域网内 GIS 应用程序通过文件协议访问数 据资源 WEBGIS 采取的是一种分布式的数据管理策略 数据访问通过 HTTP 协议 或 CORBA DCOM 等分布对象访问的方式实现 不过它的应用中间件依赖于具体的应用平台 对大数据量的远程访问仍 有一定难度 网格化的 GIS 也基于分布式的数据管理策略 但它采用与平台无关的标准交换协议 不 受现有代理和防火墙的限制 并且还能利用现有 HTTP 验证模式 对待 SSL 对于大数据量的访问可以 采用 GFTP 协议 XWINDOW 下的一个多线程 FTP 客户端工具 可以以支持运用 FTP HTTP 和 SSH 协议 来传输文件 或者使用二级缓存技术来提高数据访问的速度 l l 什么是地理信息系统 什么是地理信息系统 GIS GIS 它与一般的计算机应用系统有哪些异同点它与一般的计算机应用系统有哪些异同点 地理信息系统即是管理和分析空间数据的应用工程技术 又是跨越地理科学 信息科学和空间科学的 应用基础学科 其技术系统由计算机硬件 软件和相关的方法过程所组成 用以支持空间数据的采集 管理 处理 分析 建模和显示 以便解决复杂的规划和管理问题 GIS 脱胎于地图学 是计算机科学 地理学 测绘遥感学 环境科学 城市科学 空间科学 信息科 学和管理科学等众多学科交叉融合而成的新兴学科 但是 地理信息系统与这些学科和系统之间既有 联系又有区别 1 GIS 与机助制图系统 机助制图是地理信息系统得主要技术基础 它涉及 GIS 中的空间数据采集 表示 处理 可视化甚 至空间数据的管理 地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面 一个功能完善的地 理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能 此外它还应具有丰富的空间分析功能 2 GIS 与 DBMS 数据库管理系统 GIS 除需要功能强大的空间数据的管理功能之外 还需要具有图形数据的采集 空间数据的可视化和 空间分析等功能 因此 GIS 在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加复杂 在功能上也比后者要 精品文档 5欢迎下载 多地多 3 GIS 与 CAD 系统 二者虽然都有参考系统 都能描述图形 但 CAD 系统只处理规则的几何图形 属性库功能弱 更缺乏 分析和判断能力 4 GIS 与遥感图像处理的系统 遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件 它主要强调对遥感栅格数 据的几何处理 灰度处理和专题信息提取 这种系统一般缺少实体的空间关系描述 难以进行某一实 体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能 2 2 GISGIS 由哪几个主要部分组成由哪几个主要部分组成 它的基本功能有哪些它的基本功能有哪些 试以目前广泛应用的两个基础试以目前广泛应用的两个基础 GISGIS 软件为例 软件为例 列出它们的功能分类表 并按重要性进行排队和比较其异同点 列出它们的功能分类表 并按重要性进行排队和比较其异同点 GIS 主要有以下五部分 1 系统硬件 用以存储 处理 传输和显示地理信息系统或空间数据 2 系统软件 是系统的核心 用于执行 GIS 功能的各种操作 包括数据输入 处理 数据库管理 空间分析和图形用户界面等 3 空间数据 地理信息系统的操作对象 它具体描述地理实体的空间特征 属性特征和实践特征 4 应用人员 GIS 应用人员包括系统开发人员和 GIS 技术的最终用户 他们的业务素质和专业知识 是 GIS 工程及其应用成败的关键 5 应用模型 GIS 应用模型的构件和选择也是系统应用成败至关重要的因素 是 GIS 技术产生社 会经济效益的关键所在 也是 GIS 生命力的重要保证 其基本功能有 1 数据采集与编辑 2 数据存储与管理 3 数据处理和变换 4 空间分析和统计 5 产品制作与显示 6 二次开发和编程 3 3 根据你的了解 阐述 根据你的了解 阐述 GISGIS 的相关学科及关联技术 并就的相关学科及关联技术 并就 GISGIS 基础理论的建立和发展问题 发表你基础理论的建立和发展问题 发表你 的意见和观点 的意见和观点 地理信息系统与其他相关学科系统间的关系 1 GIS 与 地图学 GIS 是以地图数据库 主要来自地图 为基础 其最终产品之一也是地图 因此它与地图有着极密切 的关系 GIS 是地图学理论 方法与功能的延伸 GIS 与地图学一脉相承 它们都是空间信息处理的 学科 地图学强调图形信息传输 而 GIS 则强调空间数据处理与分析 地图学与 GIS 之间的联系是通 过地图可视化工具与他们的潜力来增强 GIS 的数据综合和分析能力 2 GIS 与一般事务数据库 GIS 离不开数据库技术 数据库技术主要通过属性来管理和检索 但一般没有空间概念 GIS 恩能够 处理空间数据 3 GIS 与计算机地图制图 计算机地图制图技术的发展对 GIS 的产生起了有力的促进作用 GIS 的出现又反过来为地图制图提供 了现代化的先进技术手段 数字地图是 GIS 的数据源 也是 GIS 的表达形式 计算机地图制图是 GIS 的重要组成部分 4 GIS 与计算机辅助制图 CAD GIS 处理的多为自然目标 CAD 处理的多为规则几何图形及其组合 GIS 的属性库内容结构复杂 功 能强大 图形属性的相互作用十分频繁 且多具有专业化特征 4 4 GISGIS 可应用于哪些领域 试结合你的专业论述可应用于哪些领域 试结合你的专业论述 GlSGlS 的应用和发展前景 的应用和发展前景 精品文档 6欢迎下载 1 在市政工作中的决策支持 城市发展的宏观决策中 宏观经济社会信息统计 公共安全 道路建设 税收管理 财政 工商行政 建筑物审批 水利 农业 环境 土地管理 矿 业 国土绿化 医疗卫 人民防空 防震减灾 2 在社会公共事业中 城市供水 公共交通 铁路 邮电通讯 电力供应 煤气燃气供应 3 在第三产业中 物业估价 房地产管理 中介服务 广告宣传 金融保险 商业服务 4 在军事中 作战指挥 后方管理 5 5 你对 你对 GISGIS 社会化的发展趋势是怎么理解的 社会化的发展趋势是怎么理解的 GIS 的社会化有一些的同义语 如 全球化 大众化 等等 他们实际上描述了 GIS 社会化的不同 侧面 大众化 是社会化的主要方面 它是指 GIS 技术已经融入到人们的日常生活中 迁移默化的改 变着生活的方式 将地图存储在计算机中 使以往利用地图提供的定位 定向 导航功能可以通过 GIS 实现 而 3S 集成技术 可以使定位导航功能更加自动化和准确 利用 GIS 可以将信息按照其空 间坐标组织起来 进行查询检索 进而可以分析其空间分布特点 进行决策支持 汽车导航 野外探 险和旅游 银行信用卡管理 商家经营分析 保险赔偿分析等等 人们生活的各个方面 GIS 都可以 在其发挥作用 数字地球 是 GIS 应用的极致 也是 GIS 社会化的顶点 公众在日常生活中使用着地理信息系统 可是他不需要了解任何 GIS 的知识 GIS 应用和其他应用紧 密结合在一起 已经成为人们日常生产和生活中不可分离的一部分 正如一些学者所预测的 GIS 发 展的将来就是没有 GIS 从应用角度来看 GIS 的社会化意味着每一个人都可以方便的使用 GIS 功能 而从应用开发角度来看 GIS 社会化的标志是 GIS 产业的形成与分化 形成专门的数据生产厂商 GIS 平台 构件开发商 GIS 集成商 GIS 服务提供商以及 GIS 工程监理等等 相关 GIS 技术标准的确立 对于 GIS 产业的发 展提供了基础 6 6 给出给出 Geomatics Geomatics 一词的定义 如何理解一词的定义 如何理解 Geo Geo 和和 matics matics 的含义的含义 Geomatics Geomatics 的出现有什么意义的出现有什么意义 1990 年 Gagnon 将 Geomatics 定义为 利用各种手段 通过一切途径来获取和管理有关空间基础信息 的空间数据部分的科学技术领域 Geo 是地理的意思 Matics 是数据的意思 他们只是从地 理学科来考虑地理信息系统 从 Geomatics 一词出现的过程可以看出 Geomatics 反映了现在测 绘科学 遥感和地理信息系统御现代计算机科学和信息科学相结合的多学科集成 以满足对空间信息 要求的发展趋势 信息是向人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识 是数据 消息中所包含的意义 它不随载体 的物理形式的各种改变而改变 信息具有如下的特点 信息的客观性 任何信息都是与客观事物紧 密相联系的 信息的适用性 信息对决策是十分重要的 建立地理信息系统的目的就是为生产 管 理和决策服务的 因而信息具有适用性 信息的传输性 信息可以在信息发送者和接受者之间传输 既包括系统把有用信息送至终端设备 包括远程终端 和以一定形式提供给有关用户 也包括信息 在系统内各子系统之间的传输和交换 信息的共享性 信息与实物不同 它可以传输给多个用户 为多个用户共享 而其本身并无损失 信息的这些特点 使信息成为当代社会发展的一项重要资源 数据 Data 是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号 不仅数字是数据 而且文字 符号 和图像也是数据 地理信息是指表征地理系统诸要素的数量 质量 分布特征 相互联系和变化规律的数字 文字 图 像和图形等的总称 8 GIS8 GIS 近代发展有什么特点近代发展有什么特点 GIS 起源于人口普查 土地调查和自动制图 1960 年 加拿大测量学家 R F Tomlinson 提出了把地图 精品文档 7欢迎下载 变成数字形式的地图 1963 年 又提出 GIS 这一术语 并建立了第一个 GIS 加拿大 GIS 随后 GIS 在全世界迅速发展起来 国际 GIS 的发展状况 60 年代 探索时期 GIS 思想和技术方法的探索 当时 人们关注的主题 什么是 GIS GIS 能 干什么 70 年代 巩固时期 这时由于计算机技术及其在自然资源和环境数据处理的应用 促进 GIS 迅速 发展 这期间 发展研究的重点是空间数据处理的算法 数据结构和数据库管理等方面 80 年代 实验阶段 也是 GIS 普遍发展和推广应用阶段 此时 人们把 GIS 与 RS 结合 解决全 球性问题 如全球沙漠化 全球可居住地评价 核扩散问题等 90 年代 全面应用 产业化阶段 对 GIS 进一步研究 研究的内容集中在 空间信息分析的新模 式和新方法 空间关系和数据模型 人工智能引入等方面 现代 普及发展阶段 随着信息网络化发展和深入 GIS 与世界接轨 尤其在发展中国家得到重视 和发展 我国 GIS 的发展 我国 GIS 起步虽较晚 但发展较快 可分为以下几个阶段 70 年代 准备阶段 一些知名人士 GIS 先驱看到 GIS 的广阔前景和 GIS 的重要性 进行极积呼 吁 为 GIS 在我国的发展奠定了与论准备基础并做了一些可行性实验 80 年代 试验起步阶段 这期间 我国在 GIS 理论探索 规范探讨 软件开发 系统建立等方 面取得了突破和进展 进行了一些典型 试验专题试验软件开发工作 90 年代 我国 GIS 发展阶段 我国改革开放以来 沿海 治江经济开发区的发展土地的有偿使 用和外资的引进 急需 GIS 为之服务 这也推动 GIS 在我国的全面发展 96 年以来 是我国 GIS 产业化阶段 近几年来 我国经济信息化的基础设施和重大信息工程已纳入国家计划 一批国家级和地方级 的 GIS 相继建立并投入运行 一批专业遥感基地已建立 并进入了产业化运行 一批综合运用 3S 技 术的重点项目已实施 并在自然灾害监测和图土资源调查中发挥效益 一批高等院校开设了与 GIS 相 关的新专业 培养了一大批从事 GIS 研究与开发的高层次人才 具有我国自主版权的 GIS 基础软件的 研制逐步进入了产业化轨道 等等这些都标志我国 GIS 产业已进入新的发展阶段 3 3 空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处 常见的数据的结构有哪些 空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处 常见的数据的结构有哪些 数据结构是指数据的组织形式 在计算机存储 管理和处理的数据逻辑结构 空间数据是一种较复杂 的数据类型 涉及到空间特征 属性特征及它们之间关系的描述 空间数据的结构主要有矢量数据结 构和栅格数据结构 非空间数据主要涉及属性数据 矢量数据结构是通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点 线和多边形等地理实体 坐标空间设为连 续 允许任意位置 长度和面积的精确定义 矢量结构的显著特点 定位明显 属性隐含 栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织 组织中的每个数据表示地物或现象 的非几何属性特征 栅格结构的显著特点 属性明显 定位隐含 即数据直接记录属性的指针或数据 本身 而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标 常见的数据结构有层状数据 网络数据 关系数据 语义数据 面向对象的数据结构 4 4 矢量数据与栅格数据的区别是什么 它们有什么共同点吗 矢量数据与栅格数据的区别是什么 它们有什么共同点吗 优点缺点 矢量 1 便于面向现象 土壤类 土地利 用单元等 2 结构紧凑 冗余度低 便于描述 线或边界 3 利于网络 检索分析 提供有效 的拓扑编码 对需要拓扑信息的操 1 数据结构复杂 各自定义 不便于数 据标准化和规范化 数据交换困难 2 多边形叠置分析困难 没有栅格有效 表达空间变化性能力差 3 不能像数字图像那样做增强处理 4 软硬件技术要求高 显示与绘图成本 精品文档 8欢迎下载 作更有效 4 图形显示质量好 精度高 较高 栅 格 1 结构简单 易于数据交换 2 叠置分析和地理 能有效表达空 间可变性 现象模拟较易 3 利于与遥感数据的匹配应用和分 析 便于图像处理 4 输出快速 成本低廉 1 现象识别效果不如矢量方法 难以表 达拓扑 2 图形数据量大 数据结构不严密不紧 凑 需用压缩技术解决该问题 3 投影转换困难 4 图形质量转低 图形输出不美观 线 条有锯齿 需用增加栅格数量来克服 但会增加数据文件 6 6 栅格数据结构的编码方法如何 栅格数据结构的编码方法如何 栅格数据的编码方法 直接栅格编码 就是将栅格数据看作一个数据矩阵 逐行 或逐列 逐个记录代码 压缩编码 包括链码 游程长度编码 块码 四叉树编码 八叉树编码 十六叉树编码等 链码 弗里曼链码 比较适合存储图形数据 游程长度编码通过记录行或列上相邻若干属性相同点的代码来实现 块码是游程长度编码扩展到二维的情况 采用方形区域为记录单元 四叉树编码是最有效的栅格数据压缩编码方法之一 还能提高图形操作效率 具有可变的分辨率 7 7 矢量数据结构的编码方法如何 矢量数据结构的编码方法如何 矢量数据的编码方法 对于点实体和线实体 直接记录空间信息和属性信息 对于多边形地物 有坐标序列法 树状索引编码法和拓扑结构编码法 坐标序列法是由多边形边界的 x y 坐标对集合及说明信息组成 是最简单的一种多边形矢量编码法 文件结构简单 但多边形边界被存储两次产生数据冗余 而且缺少邻域信息 树状索引编码法是将所有边界点进行数字化 顺序存储坐标对 由点索引与边界线号相联系 以线索 引与各多边形相联系 形成树状索引结构 消除了相邻多边形边界数据冗余问题 拓扑结构编码法是通过建立一个完整的拓扑关系结构 彻底解决邻域和岛状信息处理问题的方法 但 增加了算法的复杂性和数据库的大小 8 8 矢量与栅格数据如何互为转化 矢量与栅格数据如何互为转化 矢量转栅格 内部点扩散法 即由多边形内部种子点向周围邻点扩散 直至到达各边界 为止 复数积分算法 即由待判别点对多边形的封闭边界计算复数积分 来判断两者关 系 射线算法和扫描算法 即由图外某点向待判点引射线 通过射线与多边形边界交点 数来判断内外关系 边界代数算法 是一种基于积分思想的矢量转栅格算法 适合于记录拓扑关系的多边形矢 量数据转换 方法是由多边形边界上某点开始 顺时针搜索边界线 上行时边界左侧具有相同行坐标 的栅格减去某值 下行时边界左侧所有栅格点加上该值 边界搜索完之后即完成多边形的转换 栅格转矢量 即是提取具有相同编号的栅格集合表示的多边形区域的边界和边界的拓扑关系 并 表示成矢量格式边界线的过程 步骤包括 多边形边界提取 即使用高通滤波将栅格图像二值化 边 界线追踪 即对每个弧段由一个节点向另一个节点搜索 拓扑关系生成和去处多余点及曲线圆滑 8 8 纸张上的地图如何进入计算机系统 纸张上的地图如何进入计算机系统 图形数据的输入实际上就是图形的数字化过程 一般有两种方法 1 扶跟踪数字化仪输入 手扶跟踪数字化是目前最为广泛使用的将已有地图数字化的手段 利用手扶跟踪数字化仪可以输入点 精品文档 9欢迎下载 地物 线地物以及多边形边界的坐标 通常采用两种方式 即点方式和流方式 流方式又分为距离流 方式和时间流方式 数字化过程 把待数字化的图件固定在图形输入板上 首先用鼠标器输入图幅范围和至少四个控制点的坐标 随后 即可输入图幅内各点 曲线的坐标 通过数字化仪采集数据量小 数据处理的软件也比较完备 但由于数字化的速度比较慢 工作量大 自动化程度低 数字化的精度与作业员的操作有很大关系 所以 目前很多单位在大批量数字化时 已不再采用它 2 扫描仪输入 扫描仪直接把图形 如地形图 和图像 如遥感影像 照片 扫描输入到计算机中 以象素信息进行存储 表示的设备 按其所支持的颜色分类 可分为单色扫描仪和彩色扫描仪 按所采用的固态器件又分为 电荷耦合器件 CCD 扫描仪 MOS 电路扫描仪 紧贴型扫描仪等 按扫描宽度和操作方式分为大型扫描 仪 台式扫描仪和手动式扫描仪 扫描过程 扫描时 必须先进行扫描参数的设置 包括 扫描模式的设置 分二值 灰度 百万种彩色 对地形图的扫描一般采用二值扫描 或 灰度扫描 对彩色航片或卫片采用百万种彩色扫描 对黑白航片或卫片采用灰度扫描 扫描分辨率的设置 根据扫描要求 对地形图的扫描一般采用 300dpi 或更高的分辨率 针对一些特殊的需要 还可以调整亮度 对比度 色调 GAMMA 曲线等 设定扫描范围 扫描参数设置完后 即可通过扫描获得某个地区的栅格数据 通过扫描获得的是栅格数据 数据量比较大 如一张地形图采用 300dpi 灰度扫描其数据量就有 20 兆左右 除此之外 扫描获得的数据还存在着噪声和中间色调像元的处理问题 噪声是指不属于地图 内容的斑点污渍和其它模糊不清的东西形成的像元灰度值 噪音范围很广 没有简单有效的方法能加 以完全消除 有的软件能去除一些小的脏点 但有些地图内容如小数点等和小的脏点很难区分 对于 中间色调像元 则可以通过选择合适的阈值选用一些软件如 Photoshop 等来处理 一般对获得的栅格数据还要进行一些后续处理如图像纠正 矢量化等 扫描输入因其输入速度快 不受人为因素的影响 操作简单而越来越受到大家的欢迎 再加之计 算机运算速度 存储容量的提高和矢量化软件的踊跃出现 使得扫描输入已成为图形数据输入的主要 方法 11 11 何谓元数据 元数据的作用和意义 何谓元数据 元数据的作用和意义 元数据是关于数据的描述性数据信息 说明数据内容 质量 状况和其他有关特征的背景信息 其目 的是促进数据集的高效利用 并为计算机辅助软件工程服务 元数据的作用和意义 帮助数据生产单位有效的维护和管理数据 提供有关数据生产单位的各种有关信息供用户查询 帮助用户了解数据 提供有关信息 以便用户处理和转换有用数据 采用元数据可以便于数据共享 9 9 请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程 请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程 在数字图像中 二值图像占有非常重要的地位 在对地图 文字的扫描数字化和识别时 通常都是当 作二值图像来处理的 由于扫描后的图像是以不同灰度级存储的 为了进行栅格数据矢量化的转换 需压缩为两级 0 和 1 这就称为二值化 二值化的关键是在灰度级的最大和最小值之间选取一个阈值 当灰度级小于阈值时 取值为 0 当灰度级大于阈值时 取值为 1 2 二值图像的预处理 精品文档 10欢迎下载 对于扫描输入的图幅 由于原稿不干净等原因 总是会出现一些飞白 污点 线划边缘凹凸不平等 除了依靠图像编辑功能进行人机交互处理外 还可以通过一些算法来进行处理 除了上述方法外 还 可用其它许多方法 例如 对于飞白和污点 给定其最小尺寸 不足的消除 对于断线 采取先加粗 后减细的方法进行断线相连 用低通型滤波进行破碎地物的合并 用高通滤波提取区域范围等等 所谓细化就是将二值图像象元阵列逐步剥除轮廓边缘的点 使之成为线划宽度只有一个像元的骨架图 形 细化后的图形骨架既保留了原图形的绝大部分特征 又便于下一步的跟踪处理 细化的基本过程是 1 确定需细化的像元集合 2 移去不是骨架的像元 3 重复 直到仅剩骨架 象元 如果是对扫描后的地图图像进行细化处理 应符合下列基本要求 保持原线划的连续性 线宽只为一个像元 细划后的骨架应是原线划的中心线 保持图形的原有特征 细化后的二值图像形成了骨架图 追踪就是把骨架转换为矢量图形的坐标序列 其基本步骤为 从左向右 从上向下搜索线划起始点 并记下坐标 朝该点的 8 个方向追踪点 若没有 则本条线的追踪结束 转 1 进行下条线的追踪 否则 记下坐标 把搜索点移到新取的点上 转 2 注意的是 已追踪点应作标记 防止重复追踪 为了进行拓扑化 需找出线的端点和结点 以及孤立点 孤立点 8 邻城中没有为 1 的像元 如下图 2 1 端点 8 邻城中只有一个为 1 的像元 如图 2 2 结点 8 邻城中有三个或三个以上为 1 的像元 如图 2 3 在追踪时加上这些信息后 就可形成结点和孤段 就可用矢量数据的自动拓扑方法进行拓扑化了 1313 RSRS 与与 GPSGPS 的原理各是什么 与的原理各是什么 与 GISGIS 有什么关系 有什么关系 遥感 RS 是一种远离目标 通过非直接接触而判定 测量并分析目标性质的技术 是对目标进行信 息采集主要是利用了目标反射或辐射的电磁波 接收从目标中反射或辐射的电磁波的装置叫做遥感器 remote sensor 照相机及扫描仪等即属于此类 此外 搭载这些遥感器的移动体叫做遥感平台 platform 根据遥感平台的不同 遥感可分为地面遥感 航空遥感 航天遥感三种类型 航空遥感是以飞机或气球作为工作平台进行成像或扫描的一种遥感方式 航空遥感具有成像比例尺大 分辨率高 几何纠正准确等优点 在 GIS 中也有重要的应用 现在的航空遥感 除以感光胶片作为传 统记录外 还可进行磁带记录 把获取的紫外 红外 微波等信息 转换成图像和数字信息 以便于 计算机对遥感信息的进一步处理 航天遥感是利用人造卫星给多种传感器提供了离地面更高的工作平台 使传感器具有更广阔的视野 居高临下 俯视一切 卫星遥感还可不受国界和地形的限制 可对全球作连续的观测 遥感卫星根据 其轨道及搭载的遥感器不同而有不同的特征 遥感卫星的主要功能有 记录准确的遥感器的位置 可 靠地获取数据以及将获取的数据传送到地面站 全球定位系统 GPS 是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统 通过测定测距信号的传播时间来 间接测定距离的 将无线电信号发射机从地面站搬到卫星上 组成一个卫星导航定位系统 较好地解 决覆盖面与定位精度之间的矛盾 GPS 由空间部分 控制部分和用户设备三部分组成 RS 与 GIS 的结合具有重要意义 GIS 的生命力将最终取决于其空间数据库的现势性 遥感数据是 GIS 的重要信息源和数据更新的手段 同时 RS 与 GIS 的结合可以有效地改善遥感分析 利用 GIS 的空间 数据可以提高遥感数据的分类精度 由于分类可信度的提高 又推动了 GIS 中数据快速更新的实现 GIS 中的高程 坡度 坡向 土壤 植被 地质 土地利用等信息是遥感分类经常要用到的数据 另 外 RS 与 GIS 的结合可以进一步加强 GIS 的空间分析功能 RS 与 GIS 的结合方式通常有三种 分开但是平等的结合 精品文档 11欢迎下载 表面无缝的结合 整体的结合 此外 RS 用于 GIS 地理数据库的快速更新 用卫星影像获取各种地面要素的矢量信息 将遥感图像与 GIS 空间数据对应的图形以透明方式迭加 并发现和确定需要更新的内容 然后要将栅格数据进行矢 量化处理 同时进行一些入库前的预处理 数据就可以按 GIS 指定的数据结构入库了 全球定位系统 与 GIS 的结合也具有重要意义 GPS 定位准 耗时少 节约人力物力 推动了 GIS 中数据快速更新的 实现 1010 泰森多边形有什么特点 如何建立 泰森多边形有什么特点 如何建立 泰森多边形可用于定性分析 统计分析 邻近分析等 其特性有 每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据 泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近 位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等 泰森多边形的建立步骤 建立泰森多边形算法的关键是对离散数据点合理地连成三角网 即构建 Delaunay 三角网 建立泰森 多边形的 离散点自动构建三角网 即构建 Delaunay 三角网 对离散点和形成的三角形编号 记录每 个三角形是由哪三个离散点构成的 找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号 并记录下来 这只要在已构建的三角网中找 出具有一个相同顶点的所有三角形即可 见图 5 对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序 以便下一步连接生成泰森多边 形 排序的方法可如图 5 所示 设离散点为 o 找出以 o 为顶点的一个三角形 设为 A 取三角形 A 除 o 以外的另一顶点 设为 a 则另一个顶点也可找出 即为 f 则下一个三角形必然是以 of 为边的 即为三角形 F 三角形 F 的另一顶点为 e 则下一三角形是以 oe 为边的 如此重复进行 直到回到 oa 边 计算每个三角形的外接圆圆心 并记录之 根据每个离散点的相邻三角形 连接这些相邻三角形的外接圆圆心 即得到泰森多边形 对于三角网边缘的泰森多边形 可作垂直平分线与图廓相交 与图廓一起构成泰森多边形 1414 DEMDEM 有哪几种常用的生成方法有哪几种常用的生成方法 它的主要优缺点是什么它的主要优缺点是什么 规则格网模型 主要形式 如 GRID 等高线模型 不规则三角网模型 TIN 层次模型 Pyramids 金字塔 1 规则格网模型 优点 规则格网的高程矩阵 可以很容易地用计算机进行处理 特别是栅格数据结构的地理信息系统 它还可以很容易地计算等高线 坡度坡向 山坡阴影和自动提取流域地形 使得它成为 DEM 最广泛使 用的格式 缺点 格网 DEM 的缺点是不能准确表示地形的结构和细部格网 DEM 的另一个缺点是数据量过大 给数 据管理带来了不方便 通常要进行压缩存储 2 等高线模型 优点 直观 便于理解 缺点 只表示离散的数据 不能表示连续的数值 不便于坡度计算 地貌晕渲等 3 不规则三角网模型 TIN 优点 它既减少规则格网方法带来的数据冗余 同时在计算 如坡度 效率方面又优于纯粹基于等高 线的方法 缺点 1 在地形平坦的地方 存在大量的数据冗余 2 在不改变格网大小的情况下 难以表达复杂 地形的突变现象 3 在某些计算 如通视问题 过分强调网格的轴方向 4 层次模型 层次模型的存储问题 层次的数据必然导致数据冗余 自动搜索的效率 例如搜索一个点可能先在最粗的层次上搜索 再在更细的层次上搜索 直到找到该 精品文档 12欢迎下载 点 1515 地形分析有哪些主要内容及其运算模型 地形分析有哪些主要内容及其运算模型 坡度计算 坡向分析 曲面面积计算 地表粗糙度计算 高程及变异分析 谷脊特征分析 日照强度 分析 淹没边界计算挖方和填方等 运算模型 坡度 arcos 2 x y y zi j 1 zi j zi 1 j 1 zi 1 j 2 x zi j zi 1 j zi 1 j 1 zi j 1 2 4 x2 y2 1 2 坡向 tan 1 x A j y B j 式中 A j z 1 j 1 z 2 j 1 z 1 j z 2 j B j z 2 j z 2 j 1 z 1 j z 1 j 1 曲面面积 si j y2 zi j zi j 1 zi 1 j zi 1 j 1 2 4 x2 zi j 1 zi 1 j 1 zi j zi 1 j 2 4 x2 y2 1 2 地表粗糙度 Ri j D 1 2 Ozi 1 j 1 zi j zi j 1 zi 1 j O 高程及变异分析 谷脊特征分析 根据 zi j 1 zi j zi j 1 zi j 0 和 zi 1 j zi j zi 1 j zi j 0 来判断谷脊 日照强度分析 E G sinh a cost b sint cos sinh 或 E 0 E 0 表示阴暗 G 太阳常数 h 太阳高度角 t 时角 a b 坡面方程系数 坡度 淹没边界计算 H1 H 1 2 xtg H2 H 1 2 xtg zi j 1 当 zi j H2 zi j 0 当 zi j H2 1919 GISGIS 中应有哪些空间关系 中应有哪些空间关系 1 拓扑空间关系 2 顺序空间关系 方向空间关系 3 度量空间关系 主要指实体间的距离关系 远近 2020 空间数据的插值算法有什么用途 请举例说明有几种方法 空间数据的插值算法有什么用途 请举例说明有几种方法 空间数据插值是用已知点的数值来估算其他点的数值的过程 在 GIS 应用中 空间插值主要用于栅格 数据 估算出网格中每个单元的值 方法 全局方法和局部方法 全局方法 趋势面分析 回归分析 局部方法 泰森多边形 密度估算 反距离权重插枝 薄板样条函数法 克利金法 2121 DEMDEM 有什么用途 如何建立 有什么用途 如何建立 数字高程模型有许多用途 其中最重要的一些用途是 1 在国家数据库中存储数字地形图的高程数据 2 计算道理设计 其它民用和军事工程中挖填土石方量 3 为军事目的 武器导向系统 驾驶训练 的地表景观设计与规划 土地景观构筑 等显示地形 的三维图形 4 越野通视情况分析 也是为了军事和土地景观规划等目的 5 规划道路线路 坝址选择等 6 不同地面的比较和统计分析 7 计算坡度 坡向图 用于地貌晕渲的坡度剖面图 帮助地貌分析 估计侵蚀和径流等 8 显示专题信息或将地形起伏数据与专题数据如土壤 土地利用 植被等进行组合分析 9 提供土地景观和景观处理模型的影像模拟所需的数据 10 用其它连续变化的特征代替高程后 DEM 还可以表示如下方面 通行时间和费用 人口 直观 风景标志 污染状况及地下水水位等 DEM 有多种表示方法 通常所说的 DEM 指格网 DEM 和不规则三角网 DEM 地形分析也基于此 建立 精品文档 13欢迎下载 1 格网 DEM 及其建立 格网 DEM 是 DEM 的最常用的形式 其数据的组织类似于图像栅格数据 只 是每个象元的值是高程值 即格网 DEM 是一种高程矩阵 其高程数据可直接由解析立体测图仪获取 也可由规则或不规则的离散数据内插产生 离散点构格网 DEM 是在原始数据呈离散分布 或原有的格网 DEM 密度不够时需使用的方法 其基本思 路是 选择一合理的数学模型 利用已知点上的信息求出函数的待定系数 然后求算规则格网点上的 高程值 离散点构格网 DEM 所采用的是内插算法 插值的方法很多 如按距离加权法 多项式内插法 样条函 数内插法 多面函数法等等 大量的实验证明 由于实际地形的非平稳性 不同的内插方法对 DEM 的 精度并无显著影响 主要取决于原始采样点的密度和分布 简单而常用的为线性内插法和双线性多项 式内插法 线性内插的数学模型为 双线性多项式内插的数学模型为 其中 x y 为平面坐标 Z 为高程 a1 a2 a3 a4 为待定系数 只要将与插值点距离最近的三个点 对线性内插 或四个点 对双线性多项式内插 的坐标值和高程值代 入方程 即可解出全部系数 然后用插值点的坐标带入方程 即可计算出该点的高程值 2 不规则三角网 DEM TIN 及其建立 规则三角网 DEM 直接利用原始采样点进行地形表面的重建 由 连续的相互联接的三角面组成 三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点的密度和位置 所谓建立不规则三角网 DEM 就是由离散数据点构建三角网 如图 即确定哪三个数据点构成一个三 角形 也称为自动联接三角网 即对于平面上 n 个离散点 其平面坐标为 xi yi i 1 2 n 将其中相近的三点构成最佳三角形 使每个离散点都成为三角形的顶点 自动联接 三角网的结果为所有三角形的三个顶点的标号 如 1 2 8 2 8 3 3 8 7 见图 6 为了获得最佳三角形 在构三角网时 应尽可能使三角形的三内角均成锐角 其基本依据是三角形余 弦定理 9 9 VRVR 是什么 与是什么 与 GISGIS 有什么关系 有什么关系 VR 是 Virtual Reality 的缩写 中文的意思就是虚拟现实 虚拟现实 Virtual Reality 是一种