地理信息系统复习重点

地理信息系统复习重点1.地理信息系统的概念？它与一般的计算机应用系统有那些异同点？答：GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用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。异同点：GIS离不开数据库技术。数据库中的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等都是GIS广泛使用的核心技术。GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般MIS（数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析。因为没有拓扑关系,其图形显示功能也很有限。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。地理信息系统有哪几部分组成？它的基本功能有那些？答：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GIS与MIS、CAD有什么区别？、答：MIS为一般管理信息系统而GIS为空间信息系统，MIS面向对象为非空间数据，GIS则是空间数据；

CAD处理的多为规则几何图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对较弱，而GIS处理的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关系复杂，需要有丰富的符号库和属性库，GIS还有较强的空间分析功能。此外，CAD一般仅在单幅图上操作，海量数据的图库管理能力比GIS要弱。ArcGIS中采用的地图坐标有哪几种？我国常用的坐标系有那些？1匕子34坐标生5,空间数据的基本特征？空间特征：指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物的空间关系。专题特征：（属性特征）：指空间现象或空间目标的属性，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征。时间特征：空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算得到。.什么是拓扑关系？拓扑关系的类型有那些？拓扑关系的意义是什么？答：拓扑关系：指图形在保持连续状态下变形时，其图形关系不变的性质。拓扑关系的种类：关联关系：不同拓扑元素之间的关系邻接关系：相同拓扑元素之间的关系。包含关系：面与其他拓扑元素之间的关系。几何关系：拓扑元素之间的距离关系。层次关系：相同拓扑元素之间的等级关系。拓扑关系的意义：建立空间目标之间的拓扑关系与数据共享问题有密切的联系；在数据采集和图形编辑时，为维护数据的一致性提供了方便；根据拓扑关系，可以重建地理实体。.空间数据表示（组织）的基本方法？答：主要运用空间分幅、属性分层和时间分段的方法对空间数据进行组织。GIS空间数据的基本特征：空间特征、属性特征、时间特征。在计算机中空间特征采取空间分幅，即将整个地理空间划分为许多子空间，在选择要素表达子空间；属性特征采取属性分层即将要表达的空间数据抽象成不同类型属性的数据层来表达；时间特征采取时间分段即将有时间特征的地理数据按其变化规律划分为不同的时间段数据再逐一表示。.什么是矢量数据结构？什么是栅格数据结构？二者各有什么优缺点？答：矢量数据结构：将地理现象或事物抽象为点、线、面实体，将它们放在特定空间坐标系下进行采样，用坐标值采样。有拓扑/无拓扑（实体数据结构）优点：1.表示地理数据的精度高。2.严格的数据结构，数据量小。3.用网络连接法能完整地描述拓扑关系。4.图形输出精确美观。5.图形数据和属性数据地恢复、更新、综合都能实现。6.它是面向目标的，不仅能表达属性编码，而且能方便地记录每个目标地具体属性信息。缺点：1.数据结构复杂。2.矢量多边形的叠置算法较为复杂。3.数据模型比较困难。栅格数据结构：以规则的像元阵列来表示或现象的分布的数据结构。矩阵/游程编码/四叉树（常规/线性）优点：1.数据结构简单。2.空间数据的叠置和组合十分容易方便。3.各类空间分析都易于进行。缺点：1.图形数据量答。2.用大像元.矢量数据结构有哪几种主要类型？（shape文件是哪一种、coverage等）基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构，它是利用欧里几得几何学中的点、线、面及其组合体来表示实体空间分布的一种数据组织方式。这种数据组织方式能最好地逼近实体的空间分布特征，数据精度高，数据存储冗余度低，便于进行网络分析，但对于多层空间数据的叠合分析比较困难。矢量数据结构分为以下几种类型：.简单数据结构：数据按照以基本的空间对象（点、线或多边形）为单元进行单独组织，不含有拓扑关系数据。.拓扑数据结构：包括DIME（对偶独立地图编码法）、POLYVRT（多边形转换器）、TIGER（地理编码和参照系统的拓扑集成）等。它们的共同特点是：点是相互独立的，点连成线，线构成面。每条线起始于结点（FN）,止于终结点（TN），并与左右多边形（LP和RP）相邻接。.曲面数据结构：是指联想分布现象的覆盖表面，具有这种覆盖表面的要素有地形、降水量、温度、磁场等。表示和存储这些要素的基本要求是必须便于连续现象在任一点的内插计算，因此经常采用不规则三角网来拟合连续分布现象的覆盖表面，称为TIN数据结构。.拓扑数据结构的基本元素有哪些？如何用拓扑数据结构表示下图的关系。答：点（结点）：孤立点、线的端点、面的首尾点、链的连接点等。线（链、弧段、边）：两结点间的有序弧段。面（多边形）：若干条链构成的闭合多边形。拓二卜关系的表达：和面通与孤鲍的拓扑关系 豪2结点与那段的拓扑美系面域 孤康 结点 邨段P, 乱 K c. A .0号P- b. d. f B a, dj bP± c, f, e C d, fPd E D b, fj cE C颗瓠段与维煮的拓扑关系郎段 结点a A Bb Br Dc Dj Ad B, €e C Af C, D国 E,E袭』盟般埼面域的柘扑关系郎段左邻面右邻面比 PO P1b P2 PLc P3d PD PSe PO 73f P2 P3E PI.栅格数据结构编码（游码编码、线性四叉树编码、二维行程编码）游程编码是逐行将相同值的栅格合并，记录合并后栅格的值及合并栅格的数量（即游程），其目的是压缩栅格数据量，消除数据间的冗余。栅格四叉树结构是指将空间区域按照四个象限进行递归分n次，每次分割形成2*义2*个子象限中的属性数值都相同为止，该子象限就不再分割。

555522225555522225553一jJ32zMi.ih.j2-I■55r115"■'L：；3.IP3三:•普'326555433366444313664443336444433364444333(2)行程编码——游程终止编码8,8(5>4)(2,8)(5,4)(3,6)(5,4)(3,7)(6,1)(5,4)*腾讯课堂⑵8)(2,8)(%5)(3,8)(3,6)(1,7)(3,8)(3,8)(3,8)(3,8)3.栅格数据结构的表示*腾讯课堂(2)行程编码*腾讯课堂⑵8)(2,8)(%5)(3,8)(3,6)(1,7)(3,8)(3,8)(3,8)(3,8)3.栅格数据结构的表示*腾讯课堂(2)行程编码行号游程累计数12一25 —.38412517620723g26行索引文件:游程序列号嫡码⑸4尸个/D\⑵4)3\(5,4)4A(3,2)5(2,2)6⑸4)7/(3,3)_ 8⑵1)*■H■Hl2461)25 1\(44)2673)/游程数据文件:13.空间元数据的概念及其作用？13.空间元数据的概念及其作用？四叉树分割将图像区域按大小相同的象限4等分图像区域的栅格阵列应为四叉树结构NWLevul23233四叉树分割将图像区域按大小相同的象限4等分图像区域的栅格阵列应为四叉树结构NWLevul23233每个象限又可根据一定规则判断是否继续等分为次一层种属性代码，则停止继续分的4个象限。子象限只含一腾讯课堂腾讯课堂概念：是地理的数据和信息资源的描述性信息。对地理空间数据的内容、质量、条件和其他特征进行描述与说明作用：帮助空间数据的使用者查询所需的空间信息，进行空间数据的共享，并进一步处理空间数据。.常用的数据模型有哪几种？分别用这几种数据模型表示下图的实体关系？分为网络结构层次结构关系结构.数字地形模型的定义？数字地形模型的分类？数字地形模型是地形表面形态和属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型分类：规则格网模型、不规则三角网模型、等高线模型模型、趋势面模型。拟合法，等高线，格网DEM不规则三角网（TIN）.DEM的定义，和DTM的区别？是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。数字高程模型模拟的是地表的高程值，数字地形模型除了高程值还可以模拟地表的属性信息.坡度、坡向、地表粗糙度的概念坡度：指坡面的倾斜程度。水平面与局部地表表面之间夹角的角度，也可以看成局部地表面和周围的地表面之间最大的高程变化率。坡向：指地形坡面的朝向。最大高程变化率所在的方向。地表粗糙度：是反映地表起伏变化与侵蚀程度的指标，一般定义为地表单元曲面面积与投影面积之比。.地形剖面线的绘制，基于DEM进行通视分析？地形剖面线表现在地表从一个点到另一个点沿途的地形变化情况，可以通过已知的DEM进行，主要运用插值法在剖面上的两点间插值出相应的高程。通视分析就是利用DEM判断地形上任意两点之间是否可以互相可见的技术方法，可以分为视线通视分析和视域通视分析。.不规则三角网的定义，三角形应满足的条件？其数据组织？不规则三角网，是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每份三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最近邻点构成三角形，即三角形的边长之和最小。不规则三角网（TIN,TriangulatedIrregularNetwork）模型采用一系列相连接的三角形拟合地表或其他不规则表面，常用来构造数字地面模型，特别是数字高程模型。最常用的生成方法是Delaunay剖分方法。TIN在表示复杂表面方面具有许多优越性，应用于数字制用、地用表面的模型化及分析以及LIS中。数据组织：1.角度判别法建立TIN.2.狄洛尼三角网。20.空间数据的编码也称特征码，是指将数据分类结果用一种易于被人和计算机识别的符号系统表示出来的过程。数据的编码包括分类码和标识码，它是属性与图形一一对应的关键字段。.空间数据的变换包括哪两种?仿射变换、投影变换.几何纠正的类型？仿射变换的原理及其特点?几何纠正的方法：仿射/相似/二次变换/高次多项式变换。仿射变换原理：可以对坐标数据在X和y方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转和平移。仿射变换特点：①直线变换后仍为直线②平行线变换后仍为平行线③不同方向上的长度比发生变化.地图投影的基本原理。地图投影的分类？地理信息系统常用的地图投影有那些？按一定的数学法则，把参考椭球面上的点、线投影至■上的方法。分类:高斯-克吕格投影一种等角横轴切椭圆柱投影（其投影带中央子午线投影成直线且长度不变，赤道投影也成直线，并与中央子午线投影线正交）。（1）按地图投影的构成方法可分为：几何投影和非几何投影。几何投影：按投影面的形状分为方位投影、圆柱投影、圆锥投影；按投影面与地球的相对位置关系分为正轴投影、横轴投影和斜轴投影；非几何投影：伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影；（2）按地图投影变形性质可分为：等角投影、等积投影、任意投影。.基于多边形数据的栅格化方法包括那些？矢量向栅格转换方法：矢量向栅格转换处理的根本任务就是把点、线或面的矢量数据，转换成对应的栅格数据，这一过程叫做栅格化。栅格化可以分别针对点、线和面来进行，点的栅格化是线和面栅格化的基础。转换方法：建立矢量数据的平面直角坐标系和栅格行列坐标系之间的对应关系。点的栅格化：矢量坐标（x，y），转换后的栅格单元行列值（I，J）；线的栅格化：线的栅格化先分解成折线的每一个线段的栅格化，对应一条线段的栅格化，先使用点栅格化的方法，栅格化线段的两个端点，然后再栅格化线段中间的部分；面的栅格化：基于弧段数据的栅格化方法，与线段栅格化的方法类似，基于多边形数据栅格化的方法，是以非拓扑的实体多边形作为栅格化的处理单元，将一个多边形的内部栅格单元赋予多边形的属性值，基于多边形数据的栅格化方法包括：内点填充法、边界代数法和包含检验法等。.栅格数据矢量化的过程是什么？栅格向矢量的转换方法：栅格数据结构向矢量数据结构转化又称为矢量化。矢量化方法：）二值化，先根据栅格数据建立一个阈值，再根据这个阈值将不同的数据使灰度图像二值化。）细化，是消除线画横断面栅格数的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或周围轮廓线位置的单个栅格的宽度。细化又可分为“剥皮法”和“骨架法”两大类。）跟踪法：是将细化处理后的栅格数据转换为从节点出发的线段或闭合的线条，并以矢量形式存储线段的坐标。.矢量空间数据压缩的方法？矢量空间数据的压缩主要通过利用某种算法从矢量数据集合中抽出一个子集来实现。①道格拉斯-佩克算法②光栅法③垂距法（垂线法）.空间数据的内插方法？移动拟合法内插、多面函数法DEM内插、最小二乘法内插（配置法）和克里金法（常用的一种）.空间分析的种类？①叠加分析②缓冲区分析③网络分析④地形分析.叠加分析的概念？将两层或多层地图要素进行叠置产生一个新要素层的操作,将原来要素进行切割以及重建拓扑关系形成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性.什么是空间邻近分析，常用的两种方法是什么？空间邻近度分析：是描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，是空间分析的一种重要手段。常用的两种方法：空间缓冲区分析和Voronoi多边形分析。.泰森多边形的定义，特征？基于矢量数据如何绘制泰森多边形？定义：一组由连接两邻点线段的垂直平分线组成的连续多边形组成特征：泰森多边形内的任一点到构成该多边形的控制点的距离小于到其他多边形控制点的距离绘制：设有一组离散参考点Pi（i=1.2,...，n），从pi中取出一个点作为起始点，从pi附近的参考点中取出第二个点，作他们两点之间的垂直平分线，然后在这附近寻找第三个点，作第i点与前两点的垂直平分线，并相交于前面的一条垂直平分线。递归下去，找第四点，并做它与前三点的垂直平分线，一直循环下去，这些垂直平分线形成了泰森多边形。.缓冲区分析？是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这一个图层与需要进行