GIS三版总复习答案(共14页)

1、第一章 绪 论1、 信息（Information）：是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。 2、 信息的特点1)信息的客观性2)信息的适用性3)信息的传输性4)信息的共享性3、 数据：数据是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。4、 数据处理：即对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。5、 数据与信息关系：信息与数据是不可分离的，即信息是数据的内涵，而数据是信息的表

2、达。也就是说数据是信息的载体。 6、 地理信息 ：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。7、 地理信息的特点: 1）空间分布性2）具有多维结构的特征3）时序特征十分明显8、 地理数据：是与地理环境要素有关的物质的数量、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 。9、 地理信息系统：是由计算机硬、软件和不同方法组成的系统，该系统设计来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。10、 简述GIS的构成。它的的基本功能有哪些？硬件系统 、软件系统、空间数据库、应用模型、用户基本功：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统

3、计、产品制作与显示、二次开发和编辑。11、GIS与其它系统的区别 GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS，MIS在概念上更接近DBMSGI

4、S有别于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。第二章 地理信息系统的数据结构1、地理空间:一般指上至大气电离层，下至地幔莫霍面之间的区域。2、矢量表示法、栅格表示法：矢量表示法：采用一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素。栅格表示法：采用一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素。3、拓扑关系的类型1）拓扑邻接：相同拓扑元素之间的关系。2）拓扑关联：不同拓扑元素之间的关系。3）拓扑包含：同类但不同级元素之间的关系。4、空间数据的基本特征属性特征、空间特征、时间特征5、空间数据拓扑关系意义1）根据拓扑关系，不需要利

5、用坐标或距离，可以确定一种地理实体相对于另一种地理实体的空间位置关系。2）有利于空间要素的查询3）可以利用拓扑关系数据作为工具，重建地理实体。6、矢量数据结构类型包括哪些？1）实体数据结构2）拓扑数据结构7、利用关系表来表达下图节点、弧段多边形的空间拓扑关系及拓扑数据结构的关系表节点、弧段多边形的空间拓扑关系表2-1 节点与弧段的拓扑关系结点弧段a1,3,4b2,3,5c1,2,6d4,5,6e7表2-2弧段与节点的拓扑关系弧段起始结点终止结点1ca2bc3ba4da5db6dc7ee表2-3弧段与多边形的拓扑关系弧段 左多边形 右多边形1A2AB3CA4C5CB6B7BD表2-4多边形与弧段

6、的拓扑关系多边形弧 段A-1，-2,3B-6,5,2,-7C-3，-5,4D7拓扑数据结构的关系表1）弧段文件弧段号起始节点终止节点左多边形右多边形1caA2bcAB3baCA4daC5dbCB6dcB7eeBD2) 节点坐标文件节点代码横坐标纵坐标abcde3) 弧段坐标文件弧段代码坐标值1 ， 2， ， ， 3， ， ， 4， ， ， 5 ， ， ， 6 ， ，7， ， 4） 多边形文件多边形代码组成弧段A -1，-2，3B-6,5,2,-7C-5，4，-3D 78、栅格数据单元值的确定方法有哪些？中心点法：面积占优法：重要性法：百分比法：9、如何确定合理的网格尺寸？为了逼近原始数据精度，

7、除了采用这几种取值方法外，还可以采用缩小单个栅格单元的面积，增加栅格单元总数的方法。若研究区域最小图斑的面积为A，网边长为H。合理的网格尺寸： H=1/2（minAi)1/2 10、栅格数据压缩存储的编码方法 链式编码、游程长度编码、块式编码、四叉树编码11、游程：栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量。12、请比较常规四叉树与线性四叉树的区别？常规四叉树：常规四叉树每个节点通常储存 6 个量，即 4 个子节点指针、一个父节点指针和 一个节点值；常规四叉树可采用自下而上的方法建立，对栅格按莫顿码顺序进行检测，这种方法除了要记录叶节点，还要记录中间节点；常规四叉树在处理上简便灵活，而且当栅格矩阵很大，

8、存储和处理整个矩阵较困难时，可用常规四叉树存储法。线性四叉树：线性四叉树每个节点只存储 3 个量，即莫顿码、深度（或节点大小）和节点值；线性四叉树编码不需要记录中间节点、0 值节点，也不使用指针，仅记录非 0 值叶子节点， 并用莫顿码表示叶节点的位置；线性四叉树比常规四叉树节省存储空间；由于记录节点地址，既能直接找到其在四叉树中的走向路径，又可以换算出它在整个栅格区域内的行列位置，压缩和解压缩比较方便，各部分分辨率可不同，即可精确地表示图形结构，又可减少存储量，易于进行大部分图形操作和运算。13、空间数据分类：是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻

9、辑上将空间数据组织为不同的信息层，为数据采集、存储、管理、查询和共享提供依据。14、空间数据编码：是指将数据分类结果，用一种易于被计算机和人识别的符号系统表示出来的过程。15、编码的目的：编码的目的：用来提供空间数据的地理分类和特征描述，同时为了便于地理要素的输入、存储、管理，以及系统之间数据交换和共享需要。16、栅格数据图形数字化方法：1）透明格网采集输入2）扫描数字化输入3）数据传输或转换输入17、有一栅格数据文件按行方向由左到右、自上而下直接栅格编码表示为：1，2，2，2；0，1，2，2；1，3，2，2；0，1，2，2。分析并回答下列问题。表示面状地物的代码是几？按行方向写出一种游程编码

10、方案。假设方向代码分别表示为：东=0，东北=1，北=2，西北=3，西=4，西南=5，南=6，东南=7。写出线状地物的链式编码。按四叉树分解最多能分解几次？最大层数为多少？解：表示面状地物的代码是2按行方向写出一种游程编码（1，1）（2，4）（0，1）（1，2）（2，4）（1，1）（3，2）（2，4）（0，1）（1，1）（2，4）线状地物的链式编码。1，1，7，5，7按四叉树分解最多能分解2次？最大层数为3。18、计算四进制或十进制的Morton码基于四进制的线性四叉树编码先将十进制的行列号转换成二进制数表示，然后按下式计算对应的Morton码： MQ=2Ib+Jb式中：Ib为二进制行号 Jb为

11、二进制列号基于十进制的线性四叉树编码设十进制表示的行、列号在计算机内部的二进制数分别为： II=(inin-1i2i1), JJ=(jnjn-1j2j1)十进制的Morton码实际上是II、JJ的二进制数字交叉结合的结果，即：MD=injnin-1jn-1.i2j2i1j1将得到的MD由二进制再转换为十进制数即可。第三章 空间数据的处理1、何谓几何纠正？几何纠正的方法常用有几种？几何纠正是指对数字化原图数据进行的坐标系转换和图纸变形误差的改正，以实现与理论值的一一对应关系；仿射变换、相似变换、二次变换和高次变换等。2、投影（Project）：在数学中，投影的含义是指建立两个点集间一一对应的映射

12、关系。3、地图投影：在地图学中，地图投影就是指建立地球表面上的点与投影平面上点之间的一一对应关系。4、标准纬线：地图上经投影后保持无变形的纬线。5、试述我国地图使用的基本比例尺以及相应的地图投影？我国地形图的基本比例尺是1:500、1:1000、1:2000、1:5千，1:1万，1:2.5万，1:5万，1:10万，1:20万，1:50万，1:100万，大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger)，这是一个等角横切椭圆柱投影；小于50万的地形图采用等角正轴割圆锥投影，又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic) 大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图多采

13、用兰勃特投影和阿尔伯斯投影；海上小于50万的地形图多用等角正轴圆柱投影，又叫墨卡托投影(Mercator)。我国的卫星影像资料用UTM投影，一般应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。7、简述投影转换的方法包括正解变换、反解变换和数值变换等。8、矢量数据结构的优缺点？优点：1）便于面向现象(土壤类、土地利用单元等)；2）数据结构紧凑、冗余度低；3）有利于网络分析、空间查询等；缺点：1）数据结构复杂；2）软件实现的技术要求比较高；3）多边形叠合等分析比较困难；9、简述栅格数据结构的优缺点优点：1）数据结构简单；2）空间分析和地理现象的模拟均比较容易；3）有利于与遥感数据的匹配应用和

14、分析；缺点：1）数据量大、冗余度高；2）定位精度低；3）拓扑关系难以表达。10、直线AB转换过程：1)将点A、B分别转换成栅格数据，求出相应的栅格的行列值。2)求出直线所在行列值的范围。3)确定直线经过的中间栅格点。其步骤如下：第一步，求出相应i(j)行中心处同直线相交的y(x)值。当IJ： 当IJ：第二步，用直线方程求出对应y(x)值的点的x(y)值。第三步，从x，y值按公式求出相应i行(j列)的列(行)值j(i)。如上不断求出直线所经过的各行的列值，最后爰成直线的转换。11、基于图像数据的矢量化方法步骤1）二值化 2）细化3）边界线追踪13、（Douglas）曲线上点的压缩过程1）确定曲线

15、MN对应的直线方程2）求曲线MN上各点Pi到弦线MN的距离di3）求距离di的最大值dh4）比较dh与的大小，并计算开关量Q5）决定取舍，提取中间特征点6）形成新的数据文件14、空间数据的压缩，即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A，这个子集作为一个新的信息源，在规定的程度范围内最好地逼近原集合，而且具有最大的压缩比。15、比较空间内插的移动拟合法、局部函数和按距离加权法等。如下图所示，试用一次多项式拟合法和按距离加权法分别求取A点的高程，并比较其结果。点号X/mY/mZ/m114402342434330412245213264125移动拟合法：指对每一个待插值点P用一个多项式曲面拟合该点附近

16、的表面，从而计算出该点的高程值。局部函数：利用实验得到的点数据，根据自己提出的函数进行局部的拟合，从而求出局部函数的系数进而求未知点P的高程。按距离加权法：和移动拟合法相似，但使用加权平均值代替误差方程式求解出曲面函数。按距离加权法P=, =, Z=(*40+*24+*30+*24+*32+*25)/(+)=29.62) 移动拟合法把1,2,3,4,5,6，点代入得方程1 4 16 1 4 1 A 409 12 16 3 4 1 B 2416 12 9 4 3 1 C = 30 1 2 4 1 2 1 D 244 2 1 2 1 1 E 3216 4 1 4 1 1 F 25经过对矩阵 1 4

17、 16 1 4 1 1 409 12 16 3 4 1 1 2416 12 9 4 3 1 1 30 得1 2 4 1 2 1 1 244 2 1 2 1 1 1 3216 4 1 4 1 1 1 25A=-1.0 B=-2.1 C=0.52 D=8.8 E=9.2 F=9.0 把A（2,3）代入方程得 z=323）一次多项式拟合法把1,2,4,点代入得方程：40=A+B+4C 24=A+3B+4C 24=A+B+2C -得：16=2C =8-得：0= 2B+2C B=-8把B=-8、=8代入得：24=A-8+2*8 A=16Z=16-8*2+8*3=24经过比较得 移动拟合和按距离加权两者结

18、果相近，而按一次多项式拟合与两者差距大。第四章 GIS空间数据库1、数据库是数据库系统的简称。一个完整的数据库系统应该包括数据库存储系统、数据库管理系统（DBMS）和数据库应用系统。2、空间数据库：是某区域内关于一定地理要素特征的数据集合。什么是空间数据文件存储和管理，其特点是什么？空间数据文件存储和管理即空间数据以操作系统的文件形式保存在计算机中。特点： 一个GIS软件可以同时直接使用多个空间数据文件，一个空间数据文件也可以同时为多个GIS软件共享。空间数据是面向应用的，多个数据文件彼此孤立，不能反映数据之间的联系，造成数据的冗余和不一致性等。3、空间数据库管理实现方式经过了几个阶段：1）初

19、级式的管理模式其空间分析功能和属性处理功能分别调用空间数据文件和属性数据文件进行数据处理。2）混合式的管理模式其空间分析功能调用空间数据管理模块对空间数据文件进行处理，属性数据利用属性数据库进行管理。3）扩展式的管理模式（引擎方式）在常规数据库管理系统之上加上一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理能力。4）集成式的管理模式直接对常规数据库管理系统进行功能扩展，加入一定数量的空间数据存储和管理功能。4、数据库设计步骤1）需求分析2）概念设计3）逻辑设计4）物理设计5、空间数据库设计的原则1）尽量减少空间数据存储的冗余量；2）提供稳定的数据结构3）满足用户对空间数

20、据及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据查询结果。4）在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的复杂性；5）支持多种多样的决策需要，具有较强的适应性。6、实体：是对客观存在的起独立作用的客体的一种抽象。7、联系：是客体间有意义的相互作用或对应关系8、属性：对实体和联系的特征描述9、E-R模型进行数据库概念设计的步骤1）设计局部的E-R模型2）设计全局的E-R模型3）全局E-R模型的优化10、实现E-R模型优化具体方式可通过实体类型的合并来实现；冗余属性的消除；冗余联系的消除。18、关系数据库：一系列关系的集合构成一个关系数据库。 关键字：关系中的某一属性组，若它的值唯一地标识了一个

21、元组，则称该属性组为候选关键字。若一个关系中有多个候选关健字，则选定一个为主关键字。19、什么是关系完整性，关系模型的关系完整性有几类？并说明含义？关系完整性：指关系的正确性、相容性和有效性。包括：（1）实体完整性：设属性A是基本关系R的主关键字组成部分（即主属性），则属性A不能取空值。（2）参照完整性：若基本关系R中含有另一个基本关系S的主关键字K相对应的属性组F（此时F称为R的外部关键字），则对于R中每个元组在F上的值必须或为空值，或等于S中某个元组的主关键值。（3）用户定义完整：指由应用环境决定并针对某一具体数据库的约束条件必须满足的规则。20、函数依赖：它表征一个属性或属性集合的值对另

22、一个属性或属性集合的依赖性。21、何谓范式、第一范式、第二范式、第三范式、BC范式（BCNF）？范式：关系满足某种规范化的形式。第一范式：关系中的每个属性必须是原子的、不可分割的数据项。第二范式：指关系在满足1NF的基础上，每一个非主属性完全函数依赖于该关系的关键字。第三范式：是指关系在满足第二范式的基础上，其非主属性既非部分函数依赖，也不传递依赖于主关键字。BC范式（BCNF）：指如果关系模式R是第三范式，且没有一个非关键字属性是完全函数依赖于其它的非关键字属性，则关系模式R称为扩充第三范式的模式，即BC范式。22、E-R模型向关系数据模型转换规则：1）一个实体转换成一个关系模式，实体的属性

23、就是关系的属性，实体的关键字就是关系的关键字2）一个联系类型转换成一个关系模式，参与该联系的类型的各实体的关键字以及联系的属性转换成关系的属性。该关系的关键字有三种情况：（1）若联系的类型为1：1，则每个实体的关键字均是该关系的候选关键字；（2）若联系类型为1：N，则关系的关键字为N端实体的关键字（3）若联系类型为M：N，则关系的关键字为各实体的关键字的组合。23、常用的空间信息查询，主要有几类：第一类是单纯的属性查询。第二类是单纯的空间查询， 第三类是空间关系和非空间属性的查询，24、空间关系查询主要是对空间实体间存在的拓扑、顺序、距离、方位等关系查询。25、简单点、线、面实体相互关系的查询

24、包括哪些？1）点-点查询：查询距离某个点实体一定范围内的其它点实体。2）线-点查询：查询距离某个线实体一定范围内的点实体。3）面-点查询：查询某个面实体范围内的点实体。4）点-线查询：查询距离某个点实体一定范围内的线实体。5）线-线查询：查询与某个线实体相连的其它线实体。6）面-线查询：查询经过某个面实体的线7）点-面查询：查询某个点实体被包含在哪一个面实体的内部。8）线-面查询：查询某个线实体经过（穿过）的面实体。9）面-面查询：查询与某面实体相邻的其它面实体。第五章 GIS空间分析原理与方法1、空间分析的一般分类产生式分析(product mode) ：通过分析可以获取新的信息，尤其是综合

25、信息；咨询式分析(query mode) 。回答用户所提出的问题。2、按照空间数据形式，可把空间分析分为：矢量数据空间分析栅格数据空间分析3、数字地形模型(DigitalTerrainModel，简称DTM)是用数字形式表示地表事物空间位置和性质的地理信息模型。4、数字地形模型的分类？1）在形式上可分：规则格网不规则三角网数字等高线、等深线、地形特征线。2）根据属性内容分数字高程模型：属性值为高程。派生的地形模型：如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。5、空间分析是基于空间数据分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布

26、、空间形态、空间构成、空间演变等信息。6、坡度：水平面和地形表面之间夹角的正切值6、坡向：坡面法线在水平面上投影与正北方向夹角。8、地学剖面的绘制步骤建立数字高程模型；确定地形剖面线的位置；剖面线交点的内插计算；剖面线相邻交点的实际距离；地形剖面线及相关地理信息（地质、土壤、土地利用等）的叠加表示和输出。9、通视分析就是利用DEM判断地形上任意两点之间是否可以相互可见的技术方法。10、空间叠合分析是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系；11、多边形叠合分析方式通常有哪几种方式？1）Union 2）I

27、ntersect 3）Identity 4）Erase 5）Update空间邻近度分析通常有：空间缓冲区分析和Voronoi多边形分析。12、缓冲区：就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。13、空间缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据；14、空间缓冲区的三大要素，即主体、邻近对象和作用条件。15、缓冲区基本类型点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区建立第七章 地理信息系统的设计与评价1、应用型地理信息系统：是指在基础GIS的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户，解决特定实际问题的GIS。2、原型化的设计方法的基本步骤识别基本要求，做出基本设想；开发工作模型，提出有一定深度的宏观控制模型；程序编制和模型修正。通过软件编制，不断发现技术上的扩大点，并通过与用户的交流取得对系统要求和开发潜力的新的认识，调整系统方案。原型设计完成，根据一定标准判断用户需求是否已被体现，从而决定系