《地理信息系统基础》思考题及答案教学内容

1、地理信息系统基础思考题及答案地理信息系统基础思考题 hong 红色区域需要自己的斟酌 第一章1、什么是地理信息？地理信息有什么特性？ 定义：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状 态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象 之间关系的地理数据的解释。 从另一个角度来说，一切与空间 位置有关的信息都叫做地理信息。地理信息是指与所研究对象的 空间地理分布有关的信息 ，是表 示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律 的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息的特征空间分布性 ：属于空间信息，其位置的识别是与数联系在一起 的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。

2、 数据量大 。地理信息的空间特征、属性特征、时间特征。信息载体的多样性。地图、影像、文字、数字 地理信息的其他特征1）区域性： 通过经纬网等建立的地理坐标来实现空间位置的 标识；2）多维结构特性： 在二维空间的基础上实现多专题的第三维 结构；3）时序性（动态变化特征）： 十分明显，可以按时间尺度将 地理信息划分为超短期的（如台风、地震）、短期的（如江河 洪水、秋季低温）、中期的（如土地利用、作物估产）、长期 的（如城市化、水土流失）、超长期的（如地壳变动、气候变 化）等。2、什么是 GIS ？它具有什么特点？地理信息系统（ Geographic Information System ）是一种特

3、定而又 十分重要的空间信息系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，对 整个或部分地球表层（包括大气层）空间中有关地理分布数据进行 采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统 地理信息系统的特点具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能 力；以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生 高层次的地理信息。具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬 度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位，才能使具有时序 性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含 其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合 信息基础

4、，支持空间问题的处理与决策。地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系 统；而其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空 间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。信 息的流动及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据 的交换来仿真。3、GIS 与其它信息系统有什么区别？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 有别于地图数据库，

5、地图数据库仅仅是将数字地图 有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数 据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息， 它只是 GIS 的一个数据源。GIS 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。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 的软硬件设备复 杂、系统功能强； 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

6、不一定就是 GIS， MIS 在概念上更接近 DBMS 。地理信息系统（GIS）与管理信息系统（MIS）比较项目GISMIS数据类型有空间分布特性一由点S线、面及 相互关系构成主更为属性数据和统计据数据源图形图像2iS征属性表格.统计数据、报衷输出结采图形图像声品*统计报表文字 报吿、表格表格报表、报告I 1数字化仪、扫描仪绘图 仪、打印机、蛊带机 主机：養求高档微机或工作站打印机.键倉“ 一股微机软件JlrI WrI- i-d s1ARC/INFt 徹机版约3 7?,I作要求低、便宜.标准规格统一. 女Ooraclal. FUXBASE 等处理內容T采 用目的或分析用于系vT捡索、资源开发

7、利用或区域规划，地区综合治理， 环t 坐ML ttl.检盍系统分析办公管 Sa os工作方式人机对话，交互作用程度髙人为干预少I两者均以计算机为核心，数据星大而赁亲共同点简述GlS的构成。软件硬件空间数据管理人员简述GIS的发展。20世纪60年代起源于北美70年代是GIS发展的巩固阶段80年代为地理信息系统的大发展阶段90年代至今为地理信息系统的应用普及时代第二章说说地球空间模型是怎样建立的？GIS中为什么要考虑地图投影？地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等 参数的量算。地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、 面积等量算和各种空间分析。从几何意义上说，地球椭球面是一个不可

8、展曲面，不可 能用物理的方法展成平面，因此，在地图制图时首先要考虑把 曲面转化为平面。这样势必使曲面产生破裂、褶皱、拉伸或断 裂等无规律变形，因此不适合绘制科学、准确的地图，因此必 须采用特殊的方法实现球面到平面的科学转化。空间数据的基本特征有哪些？F空间特征： 描述空间对象的地理位置以及相互关系。F属性特征： 描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。F 时间特征： 描述空间对象随时间的变化。F参见 P26 图 2-13地理信息的数字化描述方式有哪些？它们各自是怎样来描述地理信 息的？如何利用关系表来表达空间拓扑关系？ 什么是元数据？元数据的主要作用是什么？元数据包括哪

9、些内容？ 一般都认为元数据就是“关于数据的数据”。元数据的主要作用 (P31)F 帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数 据文档；F 提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内 容、数据质量、数据交换网络 (clearing house) 及数据销售等 方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据；F 提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及 与数据交换和传输有关的辅助信息；F 帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出 正确的判断；F 提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。 元数据的内容F 对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生 产历史等的说明；F 对

10、数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、 数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等；F 对数据处理信息的说明，如量纲的转换等；F 数据转换方法的描述； 对数据库的更新、集成方法等的说明。第三章什么是数据结构？对空间数据而言有什么特点？F 数据结构是指 数据组织的形式 ，是适合于计算机存储、 管理和处理的数据逻辑结构；对空间数据而言则是 地理实体的 空间排列方式和相互关系 的抽象描述，是对数据的一种理解和 解释。不说明数据结构的数据是毫无用处的，不仅用户无法理 解，计算机程序也不能正确处理。空间实体可抽象为哪几种基本类型？它们在矢量数据结构和栅格数 据结构分别是如何表示的？F 栅格数据结构F

11、矢量数据结构F 其他数据结构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 矢量数据结构是 通过记录坐标 的方式，尽可能地将点、线、面 地理实体表现得精确无误。叙述下列栅格数据存储的压缩编码方法：链式编码、游程长度编 码、块状编码和四叉树。并分别用该四种方法对右图的栅格数据进 行压缩编码。什么是栅格数据的属性误差？如何确定栅格单元的属性值？F 在一个栅格的地表范围内，可能存在 具有不同属性 的地 理实体，如可能存在多于一种的地物，而表示在相应的栅格结 构中常常 只能是一个代码 ，因此出现属性误差。中心点法 面积占优法 重要性法 百分比

12、法 试列表比较矢量和栅格数据结构的优缺点。栅格数据矢量数据优点；示地理数据的精度较盒 严密的数据结构，数据量小 完整的描述空间关系图形愉出精确美规蝶F她缺点；嗷据结构复杂矢量甕置较为复杂哦学模拟比较困难技术复杂，特别是软硬件优点：數据结构简单空间数据的叠置和组合方便*类空间分析很易于送行 數学模拟方便缺点：图形数据量夫用大像元减少数揺量时，精度和信息量受损地图输出不美观难以建立网络谆接关系投影变换比较费时第四章简述GIS的几种主要数据模型，并进行各自优缺点分析。F混合结构模型F扩展结构模型F统一数据模型简述GIS数据库的特征。F空间特征：描述空间物体的位置、形态、拓扑关系。F抽象特征：空间数据

13、描述的是真实世界所具有的综合特征，非常复杂，必须经过抽象处理。F空间关系特征：除了空间坐标隐含了空间分布关系外，空间数据中也记录了拓扑数据结构表达的多种空间关系。F多尺度与多态性：不同观察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情况下会有形态差异。F非结构化特征：在通用的关系数据库管理系统中，数据记录一般是结构化的。F分类编码特征：在许多情况下，一种地物类型对应于一个属性数据表文件。F海量数据特征：一个城市GIS的数据量可能达几十GB乃至TB、PB级。需要在二维空间上划分块或者图幅，在垂 直方向上划分层来管理。F 应用面广的特征： GIS 数据应用于地理研究、环境保 护、土地利用与规划、市政

14、管理等各方面。为什么不能用标准 DBMS 存储空间数据？F 空间数据记录是变长的，而一般的数据库都只允许把记 录的长度设定为固定。F 在存储和维护空间数据拓扑关系方面存在着严重缺陷。F 一般都难以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加 等基本操作。F 不能支持复杂的图形功能。F 单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录，一般的 DBMS 也难以支持。F 难以保证具有高度内部联系的 GIS 数据记录需要的复杂 的安全维护。目前空间数据库存在的主要问题有哪些？F 数据共享问题- 数据文件格式统一性：如何对各种格式的数据进 行不损失的转换。- 地理信息的标准化- 数据共享的政策F 数据瓶颈问题- 数

15、据量大- 两种数据结构的存在F 数据更新问题- 数据的整体更新、局部更新、数据采集的途径、 时效性、保持原有数据的不变、更新数据与原有数据的 正确连接等。F 数据安全问题第五章 空间数据采集方法有哪些？它们分别适合采集什么样的数据？F 空间数据采集方法- 手扶跟踪数字化仪米集- 摄影测量数字化采集- 扫描跟踪数字化米集- 外业实地米集F 选择采集方法的依据是如何应用图形数据，图形数据类 型，现有设备状况，现有人力、物力、财力状况等。说说在数字化中属性数据采集的原则和方法？F 对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键入或文 件、表格、数据库导入。F 对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性数

16、据， 则必须进行编码输入。为什么要对数字化地图进行编辑与处理后才能入 GIS 数据库？ F 通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据， 都不可避免的存在着错误或误差，属性数据在建库输入时，也 难免会存在错误，所以，对图形数据和属性数据 进行一定的检 查、编辑 是很有必要的。简述地理信息系统空间数据的误差来源F 1、空间数据的不完整或重复： 包括空间点、线、面数 据的丢失或重复、区域中心点的遗漏、栅格数据矢量化时引起 的断线等；F 2、空间数据位置的不准确： 包括空间点位的不准确、 线段过长或过短、线段的断裂、相邻多边形结点的不重合等；F3、空间数据的比例尺不准确；F4、空间数据的变形；F

17、5、空间属性和数据连接有误；F6、属性数据不完整。试述 GIS 数据质量和空间数据的不确定性包含了哪些方面？ 你认为 哪几方面的数据质量是难以保证和最需要注意的 ？从空间数据的形式表达到空间数据的生成，从空间数据的处 理变换到空间数据的应用，在 这两个过程 中都会有数据质量问题的 发生。F 空间现象自身存在的不稳定性F 空间现象的表达F 空间数据处理中的误差F 空间数据使用中的误差第六章 什么是空间分析？空间分析的主要内容有哪些？ 概念：空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析 技术，其目的在于提取和传输空间信息。空间分析的主要内容F 空间位置： 借助于空间坐标系传递空间对象的定位

18、信 息，是空间对象表述的研究基础。F 空间分布：同类空间对象的群体定位信息，包括分布、 趋势、对比等内容。F 空间形态：空间对象的几何形态。F 空间距离：空间物体的接近程度。F 空间关系：空间对象的相关关系，包括拓扑、方位、相 似、相关等。什么是空间数据的内插？空间数据的内插的方法有哪些？F 通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方 法称为 空间数据的内插 。其方法是从存在的观测数据中找到一 个函数关系式，使该关系式最好地逼近这些已知的空间数据， 并能根据函数关系式推求出区域范围内其它任意点或任意分区 的值。F 常用的分类算法F 主成分分析法F 层次分析法F 系统聚类分析F 判别分析解释缓冲区分析、叠置分析、最佳路径分析，并举实例说明用途。F缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法 。