武汉大学地理信息系统原理复习题目

实用文档实用文档GIS原理一复习提纲主要参考书： 地理信息系统教程---胡鹏等，武汉大学出版社第一章：绪论1、信息与信息技术信息，是用文字等介质来表示事物的内容数量和特征， 作为生产建设管理的依据。 特点:客观性、适用性、可传输性、共享性数据，是一种未加工的原始资料。信息来源于数据。地理信息，是有关地理实体空间分布，性质特征和运动状态的信息，它是对表达地理特征和现象之间关系的地理环境，数据的解释。空间分布性、数据量大、信息载体的多样性。信息系统，数据采集，管理，分析，表达2、地理信息科学侧重将地理信息视为一门科学，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、 存储、提取以及管理分析过程中提出的一系列基本问题。1）分布式计算2地理信息的认知3）地理信息的互操作4）比例尺5）空间信息基础设施的未来6）地理数据的不确定和GIS分析7）GIS和社会8）GIS空间分析9）空间数据3、GIS发展历史20世纪60年代：起步（我国晚十年）20世纪80年代：Arc/Info等软件的发展4、数字地球的概念（真正的理解在 P26的导图）数字是指：数据库、虚拟技术，计算机网络 地球是指：遥感、遥测加在一起是地理信息技术在此基础上，我们需要明白计算科学，海量存储，卫星图像，宽带网络，互操作、元数据playwhatroleinthisconcept5、地理信息系统的含义，GIS与其它IS之间的关系和区别。（1）含义：a综上，GIS具有数据采集、管理、分析和表达 的功能bGIS的处理对象是有关的地理。分布数据，也就是空间数据，为了能对这些空间数据进行定位，定性和定量的描述，决定了GIS要对空间数据按统一地理坐标进行编码，这是GIS与其他信息系统不同的根本所在。（2）区别：GIS与一般MIS: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， 没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。GIS与CADCAD研究对象为人造对象一规则几何图形及组合；GIS处理的数据大多来自于现实世界，较之人造对象更复杂， 数据量更大；数据采集的方式多样化；CAD0形功能特别是三维图形功能强，属性库功能相对较弱；GIS的属性库结构复杂，功能强大；CAD中的拓扑关系较为简单；GIS强调对空间数据的分析， 图形属性交互使用频繁；CAD-般采用几何坐标系。GIS采用地理坐标系。GIS与CAMCAM侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有地图辅助设计和产生高质量矢量地图的输出机制；它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺乏 拓扑关系；它与数据库的联系通常是一些简单的查询。2）CAM是GIS的重要组成部分；GIS综合图形和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策信息。6、结合GIS软件，掌握GIS的基本功能和应用功能。（1）功能：数据采集与输入数据编辑于更新数据存储与管理空间查询与分析（空间查询、叠加分析、缓冲区分析、网络分析、地形分析）数据显示与输出（2）应用领域：资源管理区域和城乡规划灾害监测环境评估作战指挥交通运输宏观决策商业金融、通讯邮电、日常生活等各领域7、GIS的组成部分有哪些？了解GIS的硬件配置和软件配置。一、GIS组成TOC\o"1-5"\h\z用户（GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户 ）软彳^（支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统 ）硬彳4i（各种设备-物质基础）（地理空间）数据（系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础 ）二、硬件配置输入：数字化、解析测图仪、扫描仪、遥感处理设备等存贮处理：计算机、硬盘、光盘等存储设备输出：打印机、绘图仪、显示终端等

网络：服务器，网络适配器、传输介质、调制解调器等网络设备三、软件配置GIS硬件操作系统GIS数据库、GIS专业平台软件GIS用户界面、GIS应用软件第二章：GIS数据结构1、空间实体的概念、及其描述内容，空间数据的基本特征；概念：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性，复杂性，相对意义的概念。二、地理实体的描述——空间数据1.描述的内容3.位置、形状、尺寸、识别码（名称）实体的角色、功能，行为，实体的衍生信息时间测量方法、编码

方法、空间参考系等/4、数据结构几何数据（空间数据、图形数据）关系数据一实体间的邻接、关联包含等相互关系〉属性数据一各种属性特征和时间元数据矢量“栅格+1.描述的内容3.位置、形状、尺寸、识别码（名称）实体的角色、功能，行为，实体的衍生信息时间测量方法、编码

方法、空间参考系等/4、数据结构几何数据（空间数据、图形数据）关系数据一实体间的邻接、关联包含等相互关系〉属性数据一各种属性特征和时间元数据矢量“栅格+TIN（专用于地

表或特殊造型）RDRMS属性表-一-采用MIS较成熟空间元数据描述空间实体就要描述其空间信息一一位置和空间特征， 同时描述其属性信息一一名称和各种属性属性特征（非定位数据）：表示实际现象或特征。例如变量、级别、数量特征。空间特征（定位数据）：表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。空间特征又称几何特征或定位特征，一般以坐标数据表示，如笛卡尔坐标等。时间特征（时间尺度）：指现象或物体随时间的变化，其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的等。2、空间实体分哪几类？空间关系类型有哪些？A.点状实体、线状实体、面状实体和体状实体B.1、拓扑空间关系：2、顺序空间关系： （方向空间关系）用上下左右、前后、东南西北等方向性名称来描述空间实体的顺序关系，算法复杂，至今没有很好的解决方法。3、度量空间关系，主要指实体间的距离关系，远近。1）在地理空间中两点间的距离有两种度量方法。a、沿真实的地球表面进行，除与两点的地理坐标有关外，还与所通过路径的地形起伏有关，复杂，引入第二种。b、沿地球旋转椭球体的距离量算。距离类别：欧氏距离（笛卡尔坐标系）、曼哈顿（出租车）距离、时间距离（纬度差）、大地测量距离（大地线）（沿地球大圆经过两个城市中心的距离） 。3、主要拓扑空间关系有哪些，如何表达，拓扑空间关系的意义。主要的拓扑关系：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。拓扑表达：拓扑关系具体可由4个关系表来表示：（1）面-链关系：面-构成面的弧段（2）链-结点关系：链-链两端的结点（3）结点-链关系：结点-通过该结点的链（4）链-面关系：链-左面-右面拓扑空间关系的意义：对于数据处理和GIS空间分析具有重要的意义，因为：1）拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何关系具有更大的稳定性，不随地图投影而变化。2）有助于空间要素的查询，利用拓扑关系可以解决许多实际问题。如某县的邻接县，-面面相邻问题。又如供水管网系统中某段水管破裂找关闭它的阀门， 就需要查询该线（管道）与哪些点（阀门）关联。3）根据拓扑关系可重建地理实体。4、空间数据模型有哪些？空间数据模型与数据结构的关系， GIS常用的数据结构。A.在GIS中与空间信息有关的信息模型有三个， 即基于对象（要素）（Feature）的模型、场（Field）模型以及网络（Network）模型。基于对象（要素）的模型强调了离散对象，根据它们的边界线以及组成它们或者与它们相关的其它对象，可以详细地描述离散对象。场模型表示了在二维或者三维空间中被看作是 连续变化的数据。网络模型表示了特殊对象之间的 交互，如水或者交通流。B.?C.常用数据结构：栅格、矢量

5、矢量数据的获取方式。1）由外业测量获得可利用测量仪器自动记录测量成果 （常称为电子手薄），然后转到地理数据库中。2）由栅格数据转换获得利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。3）跟踪数字化用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。6、矢量数据的组织。矢量数据在计算机中的组织独立编码卜点:（工丁）线：（工力，…，（马,£）面：（工1,” 龙）…-独立编码卜点:（工丁）线：（工力，…，（马,£）面：（工1,” 龙）…-，（修》*1）点:点号文4线:点号串面:点号串座号XY11122t3344■■■*■•,•n556677、矢量数据各种编码方式（实体式、索引式、双重独立式、链状双重独立式） ，大致了解各种方式的特点。矢量数据编码方式主要有以下几种： 1、实体式编码2、索引式（树》^）编码3、双重独立式编码4、链状双重独立式编码一拓扑数据结构

多边形坐标串P1**«»*<■P2P3******4.1实体式编码•实体式（spaghetti） 面条模型：以实体为单位记录其坐标优点二结构简单、直观、易实现以实体为单位的运算和显示。缺点：1、相邻多边形的公共边界被数字化并存储两次，造成数据冗余和碎屑多边形一数据不一致，浪费空间，导致双重边界不能精确匹配。2,自成体系，缺少多边形的邻接信息，无拓扑关系，难以进行邻域处理,如消除多边形公共边界，合并多边形。3,岛作为一个单个图形,没有与外界多边形联系.不易检查拓扑错误.所以，这种结构只用于简单的制图系统中，显示图形。.索引式编码：优点：用建索引的方法消除多边形数据的冗余和不一致， 邻接信息、岛信息可在多边形文件中通过是否公共弧段号的方式查询。缺点：表达拓扑关系较繁琐，给相邻运算、消除无用边、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难，以人工方式建立编码表，工作量大，易出错。.?Maple双重独立式编码结构尤其适应于城市 地籍宗地的管理，在宗地管理中，界址点对应于点、界址对应于线段，面对应于多边形，各种要素都有唯一的标识符。.拓扑关系明确，也能表达岛信息，而且以弧段为记录单位，满足实际应用需要。因为一般数字化一条街道时，必然有许多中间点，但我们在做空间分析时却没有必要以这些中间点所组成的折线为研究对象，而应以整条弧段（某条街道）为研究对象 ^8、栅格数据图形表示方法栅格结构用密集正方形（或三角形，多边形）将地理区域划分为 网格阵列。位置由行，列号定义，属性为栅格单元的值。点：由单个栅格表达。线：由沿线走向有相同属性取值的 一组相邻栅格表达。面：由沿线走向有相同属性取值的 一片栅格表达。9、建立栅格结构的方法有哪些？如何确定栅格单元的尺寸、栅格代码（属性值）？1、 手工获取，专题图上划分均匀网格，逐个决定其网格代码。2、扫描仪扫描专题图的图像数据｛行、歹U、颜色（灰度）｝,定义颜色与属性对应表，用相应属性代替相应颜色，得到（行、歹U、属性）再进行栅格编码、存贮，即得该专题

图的栅格数据。由矢量数据转换而来。遥感影像数据，对地面景象的辐射和反射能量的扫描抽样，并按不同的光谱段量化后，以数字形式记录下来的象素值序列。格网DEM^据，当属性值为地面高程，则为格网 DEM通过DE岫插得至IJ。2,栅格单元的尺寸】）原则:向能有效地逼近空间对象的分布特征，又成少载据的冗余度，格网太大，忽啮小酮，信息丢失”一般讲实体特征窗复杂，栅格尺寸越小，分薪率前高，然而楣格数据里电大分善军的平方指数增加）计算机成本就越高，，处理速度越慢。1〉方法：用保证最小多边形的箱度标准来确定尺寸经曜公式：方=1/2（皿114）产人为栅格单元边长n为区域斫有多边也的面租口（三）栅格+蜗（JH生值）Offit当一个栅格单元内有多个可造厩性值时，『定方法来确定栅格国性值口】、中心点法;取位于栅格中心的属性值为读栅格的属性值。二、面和占优法二栅格单元属性值为面相最大者•常用于分类较细，地磔另囹廓较小时&3、重要性法：定义慝性相的重费甥I，取重要的属性值为栅格国性值，京用于有重要意义而碰较小的要素，特制是空、缗HS要素。工长度占优法——每个栅格单甫值由该栅格中线段最长的实体的属性来雁.为了逼近原始救数据精度,除了果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立 /确定实例A连多什在烂季要素具有特殊意义

的较小地物A分类较细、

地物斑块较小AB10、 栅格数据的各种编码方法（行程、块码、链式编码、四叉树编码） ，了解各种编码方法的优缺点。i、直接栅格编码•褥助格教揖看作一个窝腕阵.通行记录代理»据.1｝每行都从左利右记录,AAAAABEBAABRAABB21奇数柠从左到右.偶数柠从右到左二椅直二最宜观.最基本的闲格存心结构.出君进柠任何国瑜教豳处理.独将赦据最大.格网数多.由于地理出1蛀住者较芸的相关性.酊相邻宋元的伯柱柱是相同的.所以*由现了各种栅福数策压境方法.敏瘠EEq是将数强表示成更需累的格式以睡抄存储空间的一项技术-分为：无顶压第，在船码过程中付息没有丢失.经过解码可供且原有的危息■-信导保持拐码.有损压第，为最大握度压尊敷掘,在注码中损失一曜认为不也要的睹息.弊码后.这部分信息无法懊坦.-信息不保削a码.其行程编码（变长编码）工将原图表示的被嵬矩阵变为数番对工n属性型.柠号t可不要＞花度:连约相同同僚的栅格个数.2）属性码.点位特点:对于游程崔度安码.区域越大.效据的相关性越乱剜压靖捷大.透用于类型区域面曲较大的专艇图.而不适合于类型连堂变化或差剧区域分散的分类图（压缩屿图的■程度成反比）.这码在栅格加密叶.如I盘不会明量骄方!•压■拿高.并最大限度地保留原始胡格玷梅.如四舸码运篁茴单.且易于检武.交加.合并等操作.这?H&码应用广泛.3、块码蒋程编码向工1T展采用方琅区域柞为记录单元.住HE最单元包括施比的若干福格0或党对组成工（初均行一列.半是.属性值）如工 1*345676<).Cla.s.4).Gl<lt>.U%i.t)依次扫描，睇过的不邕复..耳有可变分甥率.即当属性受牝小时曲跳大.对于大块图寰记录单元大.分辨窣低.压境比育.6小柒国会记录单元小.分辨率有.压电比低 了所以，与行程第码凳期.碣图彩电亲程度的朝 S4.楂式、FremaiiiS码、边制渊押物格敌蛔，线状地物而她边界）表示为矢居的记录n首先定义一个标窗口・中间楣卷的定向育s科可能*并播这s卷可能卜丁进行辆.】3记下地物属性码和起点行-列后*进行也踪.福到矢盘壁，国性码支点行近点力制吗&14546:6b3757(^54323雄式犯里表优息域也可有效地存贮压缩栩格曲^便于取困,长度-转折方向和边界、线段凹凸度的计算.映点：不易做边界合并.媾入抵作*税轮较困珪（对号部修苴将改变型悻结构）■区域空词分析困难.相郡区城边界被第爱存偌.?四叉树编码（四）四义侧田超购优与1）对于团块闺像，四叉树表示法占用空间比网络法要少得多，四叉树表示法基本上是-种的:余表示法，2）四叉树具有可繇事多重分善举的特点使得它有很好的应用而墨，适用于通理龌性事呈映状分布的空间数据，特别适用于姻1分布不均匀的决状空谢据，但不适用于好表面＜inw）第E出鲍。此外，目前应用四叉树冠存下列问题：n矢/栅正反费换还不睡。2）建立四叉树耗费机时很多。3）四叉树虽可修改，但很费事6）一个物体的圉像在构成四叉到时会祗分割到若干个象隈中，使它6）一个物体的圉像在构成四叉到时会祗分割到若干个象隈中，使它失去了内在的相关性。4）四叉树未能直瞒示物体间的拓扑关系，5）宇F树志示法L曲，四叉树式示法械点在于转摸的不稳超或叫皆动变异例如，两个圉鼬送异仅由于平移，就会构成极为不同的四叉树，因而很难根据四叉树来判断这两个圉品是否全同，故不利于做形状分析和是泅别，11、B福，整个区域苗深度.分几鬟.几次分割叶工不眦耳分密的魏树又工11、B福，整个区域苗深度.分几鬟.几次分割叶工不眦耳分密的魏树又工逐奇分制的埃每个樗又均有抄分又.叫圆又树.1＞章投四叉树记录这棵树的叶结点外，中间结点，结点之间的联系用指制眠系，每个结点客杀个费里;父结点指导、四个子结点的指升和本结点的国性值。拾粉不仅增加了教帮的存传量.荏霜加了换作的爱命性;如层次数（分例次教）由从攵结点移到短结点的次效来捐定.结点所虺的海像块的位置需要从强节点开的泰群推翼下来-所以.堂赳四丈树并不广泛用于春情数据.箕擀值在于建立宣和文件.进行数量检索.四叉树编码的基本思想及其表示方法（树形表示，常规四叉树、线性四叉树的表示），四进制和十进制Morton码的计算，计算机将一幅图象压缩为线性四叉树（或二维行程编码）的具体过程。《一）四叉树概述:一种可聿分率的荐均匀网将蓑统.L基本题理工持7 但元蝇的图嵌（不整的用背置料上）按IS个噩限进行递归分割，笄判断国性是百单一.单一二不分.不熟一：遂有分割.2,四又场的转寿表示，用一倒立树表示这种分制和的结果.

2）线性四里树记录叶结点的萍3度（几次分别）和国性。地址码（定位码、Morl＞四进十迸M优点二・存贮里小，只对叶结点编码，节省了大量中同结点的存绪，地址码身含着结由的分割路径和分割次粒快・线性四叉相可直接寻址，通过其坐标值直接计算其BartMiS-而不用建立四叉树。・定位码容易存绪和的行实BW合才团噂组合操作。（二）四迸制1咖批ton码1、方法打四叉树从上面R（形底）（从整体开始）由叶结点找Hortmj码口JU分割一次.增加一位数字.大分S*在前*小分割在后.所鼠.男的位拉志示分割的次数.B-每一个位均是不大于3ft回进制数.表达位置.由妣四只树叶结点的具体位置o2、方法2二四叉树自下而上合并的方法1）计算辑个棚格对应的股1）计算辑个棚格对应的股LJ化为二进制th,儿看最大的L上不足在粉卜季。其始行列号从哨。2）按吗的升序播趣注表•放在连续的内存块中。3）依次检查每四个相邻的™则应的属性值，相同合并《不同码位去掉）-不同则存盘，直到爱有能解合并的子块为1卜。《三）十进制伽stMl科 加1-一善按描a作的方法：知分为2.列为3的神珞的皿罗骗，（1）行一拷号为二进制Ite10Jb=11强）】行J列交叉 \XZ/1VO^=13仃）再化为十进制-生St上是按左上一右上一左下.右下的♦序,从事开始对每个描结进行自然铜码.AAAAABBBAAAAABBBAAEBAABBAjA1A4A?ABBB2367AAmB891213AA5B10LI1415Morton码扫面顺序:JJ01234567Jb000001010011100101110111II1b一0000000010100111001011101111001002003012013他210311211320100200210300311120121130131301102202303203312212313213341002002012102113003013103115101202203212213302303312313611022022123023132032133033171112222232322333223233323332、把一幅卧*柳图鼠压缩侬性四叉树的过程A0A1A4A51*、揉陶象读人—Jr组立AB3B6B7・相郎的四个桑元一致的合善.只记录第一个象AA05元曲wm国-循环比较所慈成的大块.相同的再合善.直到S91213不雒合共为止.AABE3・-进f用/程长阳咽压缩.压缩时只记录第一个篇1G111415元的hlorgEi科.右图的反■处理过程为，r-的SrtM码读入一雉数组.Morton^：01234567BS1011121314AAABABBBAAAABBBB尸.四相比象元合葬*只记制一个象元曲命足口码.01*3J567812AAABAABBAB3,.由于不储进f合并.剜用港程长度幅起压笔.0346S1：矢栅数据的比较。?栅格结构和矢量结构是模拟地理信息的两种不同的方法。?栅格数据结构具有“属性明显、位置隐含”的特点，它易于实现，操作简单，有利于栅格的空间信息模型的分析， 但栅格数据表达精度不高，数据存储量大，工作效率低。因此基于栅格结构的应用来说，需要根据应用项目的自身特及其精度要求来恰当地平衡栅格数据结构的表达精度和工作效率两者之间的关系。?矢量数据结构具有“位置明显、信息隐含”的特点，它操作起来比较复杂，许多分析操作（如叠置分析）用矢量数据结构 难于实现；但它的数据表达精度高，数据存储量小

输出图形美观却工作效率高。两种数据结构的对照表比较内容矢量结枸神格结帼教堂结构坐枸复条、紧;盖,冗余度任芝申、冗余度宣数博盘小大图形精度高——…—— …j低谴后法津格式不一票一教或接之敬堀共享不息实袤套层空就拓扑和网络分好叁易失现不易主观叠量分析不E央赛矢量、栅格形式的三维数据结构有哪些？八叉树的存储结构有哪些，三维边界法的具体如何表示？栅格：将地理实体的三维空间分成细小单元 ---体元。普遍用八叉树矢量：x,y,z,抽象为点、线、面、体，面构成体。方法多种，常用三维边界表示法。1）视期人又树与常烧四叉用美慷，用1。项字段未记录传个结点。个子结点指鼾，1个文结点指加・1个结点属性2.最普遍构癖式.方式白蛇.马掌握-怛指鼾占总存储量的94%*空间使用率1£.：）埋件A又期一、5加小码用接一81宪瑞定的次序再A又树黄僦一榜性表』表中的每个元青与一个结直相对度.每个结点用固定的字节描述.其中牲位专门用来说明它是百为叶结点.樽直！节省存归空间.便于靠也运擅.但丧失一定的关樽直！节省存归空间.便于靠也运擅.但丧失一定的关活性,不便于其它遍历方式对树的结也进行存取.陛用效果不隹.其线性表为：胪ABF1237CDEFGH期艮三时结点3,3,4.丸品7,隐含电暇定了这接每个结点均1分为以弄乐记为0.L3于结点记录存放的次序—便于检客治费存储.除等完全人又场.即厮有时结点均在同一层次附观，上层均为苓叶BCDEFGH立密BCDEFGH立密34.)三■三维边界表示法4r三■三维边界表示法4r当青若干个枣面砧时.说您宛育一个加表.s■扩充后的边恚为衮达拓扑还可拘其它一度育关的内容结合到所髭用的表中I如耨边所属的塞迫带信息结合进边表中以后的瘩式二LLh1*USjL]<LLLh1*USjL]<L&J.LV,v3LV3Vj★的%巧V,X电1*'2%七4Vj犯犯富1W包含E1.Z外共边为11的信息第三章空间数据库.空间数据库概念和特点是地理信息系统在计算机物理存储介质上 存储和应用相关的地理空间数据的总合。特点：1）数据量特别大；2）数据种类多，复杂；3）数据应用面相当广。.空间数据特征.1）空间特征：一般需要建立空间索引。2）非结构化特征：结构化的，即满足第一范式：每条记录定长，且数据项是原子数据.而空间数据的数据项变长，对象包含一个或多个对象，需要嵌套记录。3）空间关系特征：拓扑数据给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂性。4）分类编码特征：一种地物类型对应一个属性数据表文件。多种地物类型共用一个属性数据表文件。5）海量数据特征。3.三种传统模型用于GIS的局限性层次模型用于GIS地理数据库的局限性层次模型反映了实体之间的层次关系， 简单、直观，易于理解，并在一定程度上支持数据的重构。用于GIS地理数据库存在的主要问题是：1）很难描述复杂的地理实体之间的联系，描述多对多的关系时导致物理存储上的 冗余；对任何对象的查询都必须从层次结构的根结点开始，低层次对象的查询效率很低，很难进行反向查喻；数据独立性较差，数据更新涉及许多指针，插入和删除操作比较复杂，父结点的删除意味着其下层所有子结点均旗删除:层次命令具有过程式性质，要求用户了解数据的物理结构，并在数据操纵命令中显式地给出教福的存取路径；基本不具备演绎功能和操作代数基础。网状模型用于GIS地理数据库的局限性网状模型反映地理世界中常见的多对多关系，支持数据重构，具有一定的数据独立和数据共享特性，且运行效率较高。用于GIS地理数据库的主要问题如下：由于网状结构的复杂性，增加了用户查询的定位困难，要求用户熟悉数据的逻辑结枸,知道自己所处的位置；网状数据操作命令具有过程式性质，存在与层次旗•学相同狗何题：不直接支持对于层次结构的表达;本不具备演绎功能和操作代数基础。系模型用于GIS地理数据库的局限性对属性数据用通用RDBMS*以很好管理，但对于空间数据一般DBMS^有局限，表现为：法用递归和嵌套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；关系模型描述本身具有复杂结构和涵义的地理对象时，需对地理实体进行 不自然的分解,导致存储模式，变词途径及操作等方面的显得语义不甚合理；于概念模式和存储模式的相互独立性，及实现关系之间的联系需要执行系统开销较大的联接操作，运行效率不够高。4）空间数据通常是变长的，而一般 RDBM冢允许记录的长度设定为固定长度，此外，通用DBMS隹于存储和维护空间数据的拓扑关系。一般RDBMSS1以实现对空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本操作。一般DBMS^能支持GIS需要的一些复杂图形功能。一般RDBMS1以支持复杂的地理信息，因为单个地理实体的表达需要多个文件、多条记录，包括大地网、特征坐标、拓扑关系、属性数据和非空间专题属性等方面信息。GIS管理的是具有高度内部联系的数据，为了保证地理数据库的完整性，需要复杂

的安全维护系统，而这些完整性约束条件必须与空间数据一起存储， 由地理数据库来维护系统数据的完整性。否则，一条记录的改变会导致错误、相互矛盾的数据存在，而一般 RDBMS难以实现这一功能。

9、GIS空间数据库类型。（1）基于文件管理的方式；（2）文件与关系数据库混合管理系统一双元模型： 1）图形与属性结合的各自分开处理模式—— 早期系统：2）图形与属性结合的混合处理模式；（3）全关系型空间数据库管理系统一分层模型；（4）对象--关系数据库管理系统（5）面向对象空间数据库管理系统。空间索引的含义和作用；--空间索引（也称为空间访问方法（SpatialAccessMethodSAM）,就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。--作为一种辅助性的空间数据结构，空间索引介于空间操作算法和空间对象之间， 它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。空间索引方法有哪些？尽管有许多特定的数据结构和算法用来完成空间索引 ，但基本原理相似，即采用分割原理，把查询空间划分为若干区域（通常为矩形或多边形，这些区域或单元包含空间资料并可唯一标识。目前,有两种分割方法，一种是规则分割方法，另一种是基于对象的分割方法。规则分割方法是将地理空间按照规则或半规则方式分割 ，分割单元间接地与地理对象相关联 ，地理要素的几何部分可能被分割到几个相邻的单元中 ，这时地理对象的描述保持完整，而空间索引单元只存储对象的位置参考信息。在基于对象的分割方法中 ，索引空间的分割直接由地理对象来确定，索引单元包括地理对象的最小外接矩形。目前，国际上研究出许多高效的空间索引方法 ，常见的空间索引方法一般是自顶向下、逐级地划分地理空间，从而形成各种树状空间索引结构。比较有代表性的规则分割方法包括规则格网索引方法（Jones,1997年）、BSP树（Fuchs,1983年）和KDB树（Robinson,1987年）等。基于对象的分割方法包括R树（Guttman,1984年）、R+^Se11is,1987年）和Ce11树（Guttman,1991年；刘东,1996年；陈述彭，1999年）等。结构较为简单的索引文件、格网型空间索引有着广泛的应用。12、空间数据库设计的主要过程。12、空间数据库设计的主要过程。空回薮用*的谑计是指在现在空回薮用*的谑计是指在现在数蟠库管理系统的朝6上建立空间数痛窿的整个过BL13、 空间数据维护中数据库的重组织、重构造的含义。1、交回铉通阵的花缸猊改变数据的存储位置，将指在不改变空间数据库原来的逻辑结构和物理结构的前提下,数据予以重新组织和存放。改变数据的存储位置，将2、空间数据库的重构造指局部改变空间数据库的逻辑结构和物理结构。数据库重构通过改写其概念模式（逻辑模式）的内模式（存储模式）进行。第四章空间数据的采集和质量控制1、空间数据采集的任务GIS的数据源二GIS的数据源二「地图数据，遥感数据，文本数据，统计数据实测数据,多媒体数据，已有系统的数据二.空间数据采集的任务将现有的上述类型到服转换成可以处理与接收的数字形式，通常要经过骏证、修改、编辑等处理。2、研究GIS数据质量的目的和意义研究GIS数据质量对于评定GIS的算法、减少GIS设计与开发的盲目性都具有重要意义。精度越高，代价越大。 GIS数据质量对保证GIS产品的可靠性有重要意义。3、空间数据的地理参照系相关内容，结合实习内容理解为什么要在 arcgis设置地理坐标

系或投影坐标系，理解地理基础及其意义。（1）为了对空间进行定位，必须要有经纬度坐标系（地理坐标），但是经纬度坐标系难以进行距离、方向、面积量算，故而要引入投影坐标系一一笛卡尔平面坐标系，笛卡尔平面坐标系便于量算和进一步的空间数据 处理和分析。为了描述空间点在垂直高度上的特性一一高程（由高程基准面起算的地面点的高度） ，需要使用高程系统。（2）地理基础：是地理信息数据表示格式与规范的重要组成部分。各种GIS的数据源、服务目的和各自特征可以不同，但均有自身统一的地理基础。四、的地理基础一控相础O各种Gisfiq数据通、邮目的和各自特征可以不同，但均有自身统一的题O1、地理基砒的内容地震基砸是地理信息数据表示地震基砸是地理信息数据表示格式与投范的重要组成部分统一的地圉毂影系经统一的地理格阿坐标系线（地磐照系）2,投黠与坐标系二每一种狡嬲都与一惬标系统相联系*坐标系绫是一套说解一物体地理坐标的朝，着教之一为投男。投恐关系着如何将圉形物体显示于平面上，面坐标系缢则显示祸地的酬所在的相对位置。3、统一的蛆圉投勒系也意必为地理信息系统通译和谩计_种或几种适用的峭投影系绕和网槁坐标系统，为各种地理信息的输入、输出及E»处理提供一个绕一修位吗?，使各种来源的地理信息碱侬第具有共同的增建基础，并在这个基破上反腆出它m釉睢位置和地理关系特征■4、空间数据分层方法和目的1、空间数据分层方法：1）专题分层每个图层对应一个专题，包含某一种或某一类数据。如地貌层、水系层、道路层、居民地层等。2）时间序列分层即把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。3）地面垂直高度分层把不同时间或不同时期的数据作为一个数据层。2、空间数据分层的目的便于空间数据的管理、查询、显示、分析等。1）空间数据分为若干数据层后，对所有空间数据的 管理就简化为对各数据层的管理，而一个数据层的数据结构往往比较单一，数据量也相对较小，管理起来就相对简单；2）对分层的空间数据进行查询时，不需要对所有空间数据进行查询，只需要对某一层空间数据进行查询即可，因而可加快查询速度；3）分层后的空间数据，由于便于任意选择需要显示的图层，因而增加了图形 显示的灵活性；4）对不同数据层进行叠加，可进行各种目的的空间分析。5、编码、代码，分类编码的原则，区分分类码和标识码。编码：是指确定属性数据的代码的方法和过程。代码：是一个或一组有序的易于被计算机或人识别与处理的符号，是计算机鉴别和查找信息的主要依据和手段。编码的直接产物就是代码，而分类分级则是编码的基础。2、分类编码的原则分类是将具有共同的属性或特征的事物或现象归并在一起，而把不同属性或特征的事物或现象分开的迂程.分类是人类思维所固有的一种活动，是认识事物的一种方法。分类的基本原则是：科学性、系统性、可扩性、实用性、兼容性、稳定性、不受比例尺限制、灵活性3.是直接利用信息分类中”X）K肾）学的结果制定的分类代碣，用于标记不同类别信息的数据.分类码一般由敷字、或字符、或数字字符混合构成.代码结构如右图所示.信X（x）X（X）+要素实体代码 ►定位分区代租一识别位,-用于犷克代码

十陵，一府（或网校）物字》中类.一位（或两位）徵字6、空间数据采集前需要进行哪些准备工作?1、资料准备，区域标定1）基础原始数据的确定2）数据分类项目的确定3）数据标准的准确性的确定2、进行三个统一：（地理基础统一，即确定投影、比例尺、分类分级编码）3、所用软件的检查、试用菜单准备及其它辅助工作。4、硬件检查。5、精度试验。6、试验，样区、单项试验。7、如何进行空间数据（几何数据和属性数据）的采集?

二、二、几何是指把传战的纸质超其它材料上的;图（模拟信号）转换为计机可识别的图彩数据（敷信号）的过程，以便进一在计算执中进行存分;和输出*（四）解析测图法（五）已有雅据转入属性数据采集：1、键盘，人机对话方式2、程序批量输入。8、空间数据输入的误差有哪些？如何进行检查，对此， GIS应提供的功能有哪些?1、空间数据输入的误差1）几何数据的不完整或重复。2）几何数据的位置不正确。3）比例尺不正确。4）变形。5）几何数据与属性数据的连接有误。6）属性数据错误、不完整。7）键盘输入错误，漏输数据或属性错误分类、编码等。2、空间数据的检查1）通过图形实体与其属性的联合显示，发现数字化中的遗漏、重复、不匹配等错误;2）在屏幕上用地图要素对应的符号显示数字化的结果， 对照原图检查错误；3）把数字化的结果绘图输出在透明材料上，然后与原图叠加以发现错漏；4）对等高线，通过确定最低和最高等高线的高程及等高距，编制软件来检查高程的球依是否正确；5）对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭合来检查，或根据多边形与多边形内点的匹配来检查等；6）对于属性数据，通常是在屏幕上逐表、逐行检查，也可打即出来检查；7）对于属性数据还可编写检核程序，如有无字符代替了数字，数字是否超出了范围,隼等；8）对于图纸变形引起的误差，应使用几何纠正来进行处理。3.提供的功能：目标检核、机器检核、图形叠合比较和属性数据检核 ？9、GIS数据质量的基本内容有哪些？空间数据的误差类型？1、GIS数据质量的基本内容1）位置（几何）精度：如数学基础、平面精度、高程精度等，用以描述几何数据的误差。2）属性精度：如要素分类的正确性、属性编码的正确性、注记的正确性等，用以反映蒿性数据的质量。3）逻辑一致性：如多边形的闭合精度、结点匹配精度、拓扑关系的正确性等，由几何或属性误差也会引起逻辑误差。4）完备性：如数据分类的完备性、实体类型的完备性、属性数据的完备性、注记的完杂性，烫混层完杂性,检脸完建性等.5）现势性：如数据的采集时间、数据的更新时间等。2.空间数据的误差类型?MapleSnow目前影响数据共享的因素。体制上：行业数据保密政策。技术上：不同系统对空间数据采用的数据结构和数据格式不同。网络化程度：资源共享是网络主要功能之一，用户可共享网络分散在不同地点的各种软硬件。空间数据标准的具体含义，目前进行空间数据交换的方式有哪些？是指空间数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式 等的标准形式。每个地理信息系统都必须具有相应的空间数据标准。方式?三，空醴据交换库准1,外部救据交兼标准符点:自动fl匿度福，速酶1聒，但它可融不同OS之邮款1酷换i喷。它仍然是实现舱据共享的主流方式。2、空同圈眼互操作协议宜笺调用梃蛾直接调用操裂空同数据的API宜笺调用梃蛾直接调用操裂空同数据的APIGIS2特点二匕沙卜部数据交换标准方便，但由于各种软件存偌和处理空间凝据的方式不同，空间蕊据的互操作崎又不可能恨傀大，因此住住不麓解决所有问题。守、空丽姆共享平台GIS1c/sTir<=>雁身署存放空问数据GIS1c/sTir<=>雁身署存放空问数据眼努港存沽空间常淄采用客户机/畸翳体系结构，各鹏诵3一个公共的平台在服符器存取斫有械，以避免数据的不一致性。特点：里路例？，但现有的件各有自己的底层，要统一平台目前难以实现。4.统一缄库接口在对空间数据侬有共同理斛的基硅上，各系统开发专re”踊换程序，将本系统的内神墀斜娱靛垓T®库的接口-空间数据库接口特类程序V>GIS2空间数据库接口特类程序V>GIS2特点：谢方式的前提，首程求对现实世界遵行统一的面向对象的数据理解，这不易实现的。目前二外部数据交揍标淮偶是弼相联享的主舫式。空间元数据的定义和作用，空间元数据的分类。1、空间元数据的定义和作用1)定义：地理的数据和信息资源的描述性信息。它通过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，以便人们有效地定位、评价、比较、获取和使用与地理相关的数据。2)作用：(a)用来组织和管理空间信息，并挖掘空间信息资源。(b)帮助数据使用者查询所需空间信息。(c)组织和维护一个机构对数据的投资。(d)用来建立空间信息的数据目录和数据交换中心。(e)提供数据转换方面的信息。

2、空间元数据的分类描述数据库文件内容和It据项共性＞地理单元实体我属性数据库描述个别数据项恃性空间、非空间

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或知识数据m嬖三磬超/.描述个别数据》2、空间元数据的分类描述数据库文件内容和It据项共性＞地理单元实体我属性数据库描述个别数据项恃性空间、非空间

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或知识数据m嬖三磬超/.描述个别数据》值特性数值1M2数值nl数值皿耒样原则，数据库的有效期，救堀的时司警度、分辨率以及方法等◎是用户用于概雌直海救掘集的主要向容*2）中层元黜据《熟睡I"•m），既可以作为题据第系期“城外曲组成部分，也可以作为后面翻侬国性以及要素等内容的父1m痴t靖般系孙全面反崛［侬的内容•3）底层元敕据（要素■感性的类型和实肿utM&ta，包括最近更新日期，位置婀里，存在问题标识（如覆据的丢失原因），薮据兑理过程等。是元款据体系中询s造》实世界的重要部分。 互操作的含义，互操作地理信息处理（ GIS互操作），GIS互操作类型，OPENGIS见范的含义，了解OPENGI领范的作用。1、互操作含义指异构环境下两个或两个以上的实体， 尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但它们可以互相通信和协作，以完成某一特定任务，这些实体包括 程序、对象、系统运行环境等。互操作地理信息处理，是指数字系统的这些能力：1）自由地交换所有关于地球的信息，即所有关于地表上的、空中的、地球表面以下的对象的信息。2）通过网络协作运行能够操作这些信息的软件。概括为自由交换地理空间信息及协作运行空间信息处理的软件。GIS互操作类型1）软件的互操作，强调软件功能块间的相互调用；2）数据的互操作，强调数据集之间相互透明的 访问；3）语义互操作，强调信息的共享，在一定语义约束下（对地理现象共同的理解下）的互操作。OpenGIS规范的含义OGIS（OpenGeodataInteroperableSpecification）,也叫开放式地理数据交换规程，它是由开放地理信息系统协会（OpenGISConsortium）制定的一系列开放标准和接口。OpenGIS规范是OGO范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规范系统。OpenGIS规范的作用

通过OpenGIS规范把商业部门、集成部门、用户、研究人员、数据提供商等连接到一起,通过必要的软件工具和通信技术，为各种用户提供对地理信息的共享和互操作。第五章空间数据的处理1、空间数据处理的大致内容（各小节标题） 。坐标变换：图幅数据的坐标变换、几何纠正、地图投影变换图形编辑：编辑操作、关键算法拓扑关系的自动建立：点线拓扑关系自动建立、多边形拓扑关系自动建立图形的裁剪、合并与图幅接边：图形的裁剪、图形的合并、图形的接边空间插值：边界内插、趋势面分析、局部内插、移动平均法数据压缩与光滑：数据压缩、曲线光滑空间数据格式转换：矢量向栅格、栅格向矢量2、图幅数据的坐标变换包括哪些内容？为什么图幅定向 （或称图象配准）至少需要四对控制点？几同心损比例尺飒缸乘系数几同心损坐标旋恃和平移通过控制身蛹高加强、=^勉以改E坐标旋恃和平移即数字度标蛾，利用防射鳏改正.4、蹑蛾：三种方法•3、仿射四英廉是两坐标系由谢变换“设图纲朗游I起＜,旃个方向比斛尺不同，当工世四尺相前，为I田峻操6*=01-处+A=^(cor^ccr^-sifl户sin协十&y=0”m(fi-ff)+占—。式向^c*s^+cos#向&)+b面优为,x-tf1xl+tf2^1+■y=b\xl+b2y\+b面优为,符性：•直绕变掾后仍为直线：平行线变搔后仍为平行线,・不同方向上的长度比发生都＞求假上式市你个未知被，害不在一直线t的对渐蝴点，由于误差，格余蝴I，所以，用于圉幅定向至少需要酮H湖.点。3、了解地图投影变换的大致方法。实现图形编辑的基本操作有哪些?人解析交推法1）反解变换去保称瑞费换法》 N2、数值变换法利用若干同名数字化点（对同一点在两种投影中均已知其坐标的点） ，采用插值法、有限差分法或多项式逼近的方法，即用数值变换法来建立两投影间的变换关系式。3、数值解析变换法当已知新投影的公式，但不知原投影的公式时，可先通过数值变换求出原投影点的地理坐标入，然后代入新投影公式中，求出新投影点的坐标。即：1.结点的编辑2.图形的编辑3.数据检查与清理4.撤销与恢复编辑4、实现图形编辑的关键算法是点、线、面的捕捉，具体如何实现，如何加快捕捉速度?捕捉范国由国改为躁，这可大大加快搜索圉§<>2、线的睚该线的每t捕捉范国由国改为躁，这可大大加快搜索圉§<>2、线的睚该线的每t直缜釉:点s&,G到直线宜反yyiL %）的距离南5计遨光标点坐标为s&,力.。为捕i览年，绕的坐标为《八），&yj…k»）（»通冠计算理彳若箝财A为光标S捕捉到了法条线，否则为未橘把到立加快线捕捉的速度的方法:।）在病的蛹提申，可每计算一个距高乙就逃行一次比较，若4G，则幡提或办不至再进行下面直线段到空s&MES计算了o£>把不可龄洗标捕监e魁，用管单算法去除.3）对于线段也采用类似的方法如8。<>葡化嚼公式二d-niin(dx.dy)(ijJD二^©>41、点的捕捉设光标点为5也切，某一点状要素的坐标为ACT，1）可设一捕捉半径D®常为”5个象素，这主要由屏翻粉精率和疑的尺寸决定）。印和俱I距离训、于HIM认为蹴成功，肮心蜘的点是品谢例ft，幽弱整其它点。索方运算熟向了牍的速度，因《，［图酹有时算改为:d=max。X-xlf\Y-y\)3、面的｝艇实际上就是地洗标点3、面的｝艇实际上就是地洗标点S&,外是否在多娜内，若在多边服内则硼耀到。判断点是否在多翊内的算法主要有垂线法舞角法”垂线法的基本思想是M光标点引垂绕弼上可以是任意方向的射线），计算与多邂的交点个款“若交点个数为奇顾麻明该点在多辿取内,若交点个教为偶翻，鸣该点在多边形外”加快速度的方法：1＞找出够也酬锄血，若光标点落在谢丽申，才有可熊捕18到该面，馥脓弃赫移边吸e一步计算和判断屯2）对不可能有交点磔弱而酬简单的坐标迅速去除，3）运用计算交点的技巧＜＞｛的w5、多边形拓扑关系自动建立的具体过程。6、图幅接边，几何裂缝、逻辑裂缝的具体含义，如何解决？图形合并；内插和外推的含义？进行空间插值的方法有哪些？图幅接边一形成无缝数据库。可通过识别或提取相邻图幅，要求图幅编号合理来解决。几何裂缝：指由数据文件边界分开的一个地物的两部分不能精确地衔接。 --几何接边（通过人工接边、直接移动〈突变〉或回缩2-3个点减少突变。逻辑裂缝：同一地物地物编码不同或具有不同的属性信息，如公路的宽度，等高线高程等。---逻辑接边图形合并--数据拼接。数据文件合并：一幅图内的多层数据合并在一起；或将相邻的多幅图的同一层数据合并。内插：在已观测点的区域内估算未观测点的数据的过程；外推:在已观测点的区域外估算未观测点的数据的过程 .一--预测。内插方法：（一）边界内插首先假定任何重要的变化都发生在区域的边界上，边界内的变化则是均匀的、 同质的。边界内插的方法之一是泰森多边形法。泰森多边形法的基本原理是，未知点的最佳值由最邻近的观测值产生。（二）趋势面分析是一种多项式回归分析技术。多项式回归的基本思想是用多项式表示线或面， 按最小二乘法原理对数据点进行拟合，拟合时假定数据点的空间坐标 X、Y为独立变量，而表示特征值的Z坐标为因变量。（三）局部内插利用局部范围内的已知采样点的数据内插出未知点的数据。（四）移动平均法在局部范围（或称窗口）内计算n个数据点的平均值9、矢量、栅格数据的压缩方法有哪些？Douglas-Peucher：压缩效果好，但必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大；垂距法：压缩算法好，可在数字化时实时处理，每次判断下一个数字化的点，且计算量较小光栏法：算法简单，速度快，但有时会将曲线的弯曲极值点 p值去掉而失真。矢量面要素转换为栅格数据，包括边界线的栅格化和面域的填充，有哪些具体方法实现线的栅格化和面域的填充？（一）线的栅格化1、DD砒（数字微分分析法）2、Bresenham算法（二）面（多边形）的填充方法1，内部点点•长法（科•子犷骰法）2、.自描法3、边填充算法第六章空间查询与空间分析1.空间数据查询种类有哪些，什么是扩展 SQL查询？（一）几何参数查询；（二）空间定位查询：（1）按点查询；（2）开窗查询（三）空间关系查询：（1）相邻分析检索；（2）相关分析检索；（3）包含关系查询；（4）穿越查询；（5）落入查询；（6）缓冲区查询；（7）边沿匹配检索（四）属性查询：（1）查找；（2）SQL查询；（3）扩展SQL查询（五）其他查询方法：（1）可视化空间查询；（2）超文本查询；（3）自然语言空间查询空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的，即在数据库查询语言上加入空间关系查询。为此需要增加空间数据类型（如点、线、面等）和空间操作算子（如求长度、面积、叠加等）。在给定查询条件时也需含有空间概念，如距离、临近、叠加等。.集中特征数、离散特征数分别描述属性数据的什么特性，各自包含哪些内容（1）属性数据的集中特征数----描述数据分布的集中位置。包含频数和频率、平均数、数学期望、中数、众数（2）属性数据的离散特征数： 描述数据集的离散程度，相对于中心位置的程度。 包含:极差、离差、方差与标准差、变差系数。.统计数据的分类分级方法有哪些，了解大致思路。系统聚类法、最优分隔分级法、

.DEM的含义，DE—要的表示方法有哪些。DEM(DigitalElevationModels),是国家基础空间数据的重要组成部分，它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为： z=f(x,y)。等高线法、TIN、Grid.TINDEM和GridDEM各自特点，了解DEM勺特点。TIN小结■表示方法：将区域划分为相邻的三角面网络，区域中任意点都将落在三角面顶点、线或三角形内.落 其高程与顶点相同；落则由两个顶点线性插值得到；落则由三由两个顶点线性插值得到；落则由三个顶点插值得到.・生成方法：由不规则点.矩形格网或等高线转换而得到。•TIN允许在地形复杂地区收集较多的信息，而在简单的地区收集少量信息，避免数据冗余.■对于某些类型的运算比建立在数字等高线基彳上的系统更有效y如坡度、坡向等的计算。3)理则格网法@对细则格网法是即表示成高程侬，此时，DEH来漉于直接规财01缁网采样点我由不挑则塞散数据点内插产生.结构简单，计算机对疤蚓懒理比较方便，高程矩陈已成为D幅通用的酸高超国特别有利于各种应用口但舔统ft有际联导G地形爵单的迪区存在大篁冗余数据？b)如不改费格同大小.则无法适用于起健度不同的地目C)对于某些特殊计算如峻计算时，格网的处昉向被夸大工此由于幽格迫于物K，不建福■示地瞬1关筑特征,如山峰、年坑■山整工

3、DEI特点与传缢地嗨士段，口则E为猱面的T嗷字表达腔式有如R特Q1＞看易好种彩式显示廊信息。地侬阻巡过计算机软件处理后，产生多和立体图。而匐财卵图一经制作左后，比例尺不誉易改变或需要人工处理02）精度不会t员失.常规倜随着时间的推移，图纸格会定B，失荐原有医髓嘎口而I唯用数学媒介，因而能保挣精度不娈0昼外，由常版的理用人或方法制作其他触的帼，精度会受到灵L而由时直睇出，蒋度可得到湖。3＞容易实现自动化、开批“常加唱要耽和儆都必须重复相同的工序，劳动强度大而且躺长，而况昭由于是教字膨式的，所以增加和修改地形信息只需将修改信息直接给人计算机，控软件后即可得各耐蛇图〃.DEM生产中两种主要途径（地形图扫描矢量化法和数字摄影测量法）的生产流程

5T民DEM.讲义中的“三、DEM^Z用”也称为DEM＞析或地形分析，基于DEM勺地形分析的具体内容有哪些？（一）基于DEM勺信息提取：坡度、坡向、地表粗糙度计算、高程变异分析、地貌形态的自动分类（二）等高线的绘制：等高线的追踪和光滑（三）基于DEM勺可视化分析：坡面分析、通视分析、地形三维图绘制、地貌晕渲图绘制、模拟飞行（四）流域水文特征及土木工程.如何进行地貌形态的自动分类?

55、饱蒯鳍的自动分类地形自动分类地形分类标准表平地向丘丘陵恁山高山绝对h<400^00相对h<100100-200----城向<3.多边形叠置分析（矢量形式的）含义、用途和实施步骤。2、多边形与多边形睡置1）定义:是指不田幅重不同圉疑迦物臻之间的叠盍，根边噬界的交直来建立具有多重属性的多边形《台咸噩）或进行多边形范困内的属性特性蹒计分析（绕计整量）.台成捶金震要避行昌性台并*方法可用加、减，素、除，也可取平均值、最大最小值，或取遗i运算的结果等”统计叠置是峭4个多堀中含有其它多迦愉国性翘的面租等，即把其它图kft铮颜纳寓性信息提取到本名边形中来。2）应用:寻求和碓中具有旗且牲的分布区域•例如，±1够里口，幻翔弱叠置，可得出土雇与分区合成圉，也可得出ii属性缢计表《国性面相）。3）实施步骤a）对原始数据（多边形）形成拓扑关系。b）多层多边形数据的空间叠置，形成新层。c）对新层中的多边形重建拓扑。d）删除多余多边形（或处理意义多边形） 提取感兴趣的部分。.区分栅格叠置分析的点变换、邻域变换和区域变换的含义。1、单点变换：只将对应栅格单元的属性作某种运算（加、减、乘、除、三角函数、逻辑运算等）得到新图层属性，而不受其邻近点的属性值的影响。2、区域变换新属性的值不仅与对应的原属性值相关， 而且与原属性值所在的区域的长度、 面积、形状等特性相关。如输出面积大于 x的图斑3、邻域变换计算新图层属性时，不仅考虑原始图上对应栅格本身的值， 还需考虑该图元邻域关联的其他图元值的影响。如面元分布图，生成面元边界图时，判断是否为边界点，需判断本身为面属性，且其邻域包含背景属性（四、八邻域。.缓冲区的含义和作用，了解矢量、栅格形式的缓冲区建立的过程。缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。数学表达为：其中，R为缓冲宽度，或缓冲半径。作用：缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一，一般应用于求地理实体的影响范围，即邻近度问题。如道路噪声影响范围就是沿道路建一定宽度的缓冲区，车流量决定缓冲区半径。如某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析等等。以线状地枷为例二多个实体的副区，半径可以不同1■线的重采样，对线进行化简，以加快缰申区建立的逮席,-毋的矢里麴据压缩算法。2、建立线塞冲区，在线的两边按一定的距普（裳即距）绘平行线，并在邺超处绘羊图，连瞪M区多边形03.重羲共理:对攀冲区诲界求交并判断诲个交点是屿还是入点，以决定交点之崩四段保富或昭瞬,这样就可得到岛t四耀中区心三、基于楣格穗添建立算法比较简单，核心问题是解馨换曲缓:中区提取一定宽度型修边形12.网络的含义，有哪些网络要素和属性，具体如何表示?空间网络分析（spatialnetworkanalysis）是G1S空间分析的重要组成部分.网络是一个由点.线的二元关系构成的系统,通常用来描述某种黄源或物质在空间上的运动.GIS中的网络分析是依据网络的拓扑关系（线性实体之间.线性实体与结点■之间、结点与节点之间的连接、连通关系），通过考察网络元素的空间及属41数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面的一种分析计算.2、网络基本要素：1）结点：网络中任意两条线段的交点。2）链，连通路线，连结两点的段要素，是资源运移的通道。3）转弯：在连通路线相连的结点处，资源运移方向可能转变，从一条链上经结点转向另一条链。4）停靠点（站点）：网络中资源的上、下结点。5）中心：收发资源的结点处的设施，如河流网络中的水库，公共汽车停车场。6）障碍：资源不能通过的结点。3、属性1）阻碍：资源在网络中运行的阻力。2）资源需求量：网络中与弧段和停靠点相联系资源的数量，如某条街所住的学生数。3）资源容量：网络中心为弧段的需求能容纳或提供的资源总数量， 如接收的学生总数。得隼点3）停靠煮、中^的属性结点号MA得隼点3）停靠煮、中^的属性结点号MA段至谑段角度时间阴强⑻1"」（不允许拐弯）।DO1）脩谑链谑号起结点终结点长度（km）正方向阴强曲皿反方向阴强（knLli）资源需求里10呻.414533555（4:裳示不福，单行谄）2）转弯二H条瓠相连共有转弯个致死停学点二直接在相的皓点上用上需求里留庄，负为下却，正感膝载，中心：资通最大苔里、%踊国和鲍延姆（在其它中心溺某个敦里时才提怏服努＞•结点等需求里45结点等需求里45交46-20结点号费源最*咨1联努范闱联翁延跑2410002000…---学校.网络分析包括哪些内容？（一）路径分析（二）连通分析---最小生成树（三）资源分配一定位与分配问题（四）流分析.最短路径分析的含义；最小生成树的含义，其具体应用，如何得到一幅赋权图的最小生成树；1、最短路径分析含义：在网络中从起点经一系列特定的结点至终点的资源运移的最佳路线，即阻力最小的路径。最小生成树：生成树是图的极小连通子图。生成树T的权数：设T为图G的一个生成树，若把T中各边的权数相加，则这个和数称为生成树T的权数。在G的所有生成树中，权数最小的生成树称为G的最小生成树。2、应用：类似在n个城市间建立通信线路这样的连通分析问题。

图的顶点表示城市，边表示两城市间的线路，边上所赋的权值表示代价。对n个顶点的图可以建立许多生成树，每一棵树可以是一个通信网。若要使通信网的造价最低，就需要构造图的最小生成树。队构造最小生成树的依据有两条1）在网中迭最7条边连蜗断个顶点手尽可危选取权值为最力碘。4、算法（Kj^kal,克罗斯克尔箕法,侧-®SW法）设图谣由■伸点梅的曲蝴圉，赚造最小劫例的典黜TF：1）先把图的的各边按蝇A小到A重解例，并取神娓小的f边为T中的如2）在价的边中，按旗序取下Tifi。若该边与T中已有的边梅成回路，则舍去该边，否则选,丁中*3）重复2），静指条边被送选工中〉这ki桀边at是用1。.了解定位与分配模型、流分析的概念。1、含义：定位与分配模型是根据需求点的空间分布， 在一些候选点中选择给定数量的供应点以使预定的目标方程达到最佳结果。---最佳分配中心，最优配置。包括：定位问题是指已知需求源的分布，确定在哪里布设供应点最合适的问题；分配问题是确定这些需求源分别受哪个供应点服务的问题。1、概念：1）流：资源在结点间的传输。2）流分析：按照某种优化标准（时间最少、费用最低、路程最短或运送量最大等）设计资源的运送方案。.空间分析模型的具体含义和意义，通用 GIS空间分析功能与各种领域专用模型的结合主要有哪三种途径。1、定义：空间分析模型是指用于GIS空间分析的数学模型，是在 GIS空间数据基础上建立起来的模型，是通过作用于原始数据和派生数据的一组 顺序的、交互的空间分析操作命令， 对一个空间决策过程进行的模拟。3、空间分析模型的意义（1）空间分析模型是联系GIS应用系统与专业领域的纽带，必须以广泛、深入的专业研究为基础；

（2）空间分析模型是综合利用 GIS中大量数据的工具，数据的综合分析和应用主要通过模型来实现；（3）空间分析模型是分析型和辅助决策型GIS区别于管理型GIS的一个重要特征，是解决空间分析和辅助决策问题的 核心。S、空熊模现状：通用GIS空间分析功能与各种掘域专用腹野资合主要有三种途径：高空语言建立专北榄空二次开发语言专让槿空高空语言建立专北榄空二次开发语言专让槿空1）松散耦合式（外部空间诞整）3）混台型空间藤型法是前两种方法fi例合，目距位傕利用dS提的助能，最大限度地就少用户自妞发的工作里和难度，又倒抄牌空被里法的灵活性。.空间决策支持的定义，用GIS解决空间问题的一般步骤，掌握例子，学会分析具体问题。1、空间决策支持定义是应用空间分析的各种手段对空间数据进行处理变换，以提取隐含于空间数据中的某些事实和关系，并以图形和文字的形式直观地加以表示，为现实世界中的各种应用提供科学、合理的支持。2、GIS解决空间问题的一般步骤1）明确目的、要求；2）收集（准备）数据并建库；3）确定GIS空间分析步骤；4）输出结果；第七章空间信息的可视化1、空间信息可视化的含义，具体有哪些形式？空间信息的可视化是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。1、地图：硬拷贝：纸质或其它介质地图；软拷贝：屏幕上的电子地图。2、多媒体地学信息综合、形象地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。3、三维仿真地图4、虚拟现实它是由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级人机交互系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。2、电子地图、动态地图、虚拟现实的含义。1、概念：1)电子地图，是以地图数据库为基础，以数字形式存储于计算机外存储器上，并能在屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图” 、“瞬时地图”。2)电子地图集，是为了一定用途，采用统一、互补的制作方法系统汇集的若干电子地图，这些地图具有内在的统一性，互相联系，互相补充，互相加强。1、概念：动态地图是能集中、形象地表示空间信息的时空变化状态和过程的电子地图。它产生和发展是时空GIS的发展的必要基础和前提1、概念：虚拟现实(VirtualReality)是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术，是当代信息技术高速发展和集成的产物。本质上，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口， 通过计算机建立一种仿真数字环境,将数据转换成图像、声音和触摸感受，利用多种传感设备使用户“投入”到该环境中，用户可以如同在真实世界那样“处理”计算机系统所产生的虚拟物体。第八章GIS发展热点1、基本概念：地理传感器、全球地球观测系统 GEOSS分布式空间数据库、瓦片金字塔技术及其应用、数据库无缝组织、 GIS互操作、OpenGIS空间数据交换格式--XML、GML及KML多源数据及其集成模式、 WebGIS网格GIS、移动GIS地理传感器可以被定义为接受并测量与地理相关的环境刺激的任何设备。全球对地观测集成系统 (GlobalEarthObservationSystemofSystems ,GEOSS)是一个更新、更广泛的概念，其实质是一个包括卫星对地观测系统在内的 “多系统组成的集成系统”，是各类对地观测系统之间的联合和协同，是一个分布式系统集，包括实地 (含地基(surface-based)和海基(ocean-based))、空基(airborne-based)和天基(space-based)观测，使用卫星、浮标、地震仪等设备，每个子系统均由观测、数据处理与存档、数据交换与分发组件构成。分布式空间数据库技术是分布式数据库技术在 GIS领域的扩展，是空间数据库技术与计算机网络技术的结合，它基于一定的空问数据模型来管理地理空间信息。瓦片金字塔是一种多分辨率数据模型， 其核心思想是分层和分块： 原始数据按不同分辨率重采样产生层；同一层数据按指定的格网大小均匀剖分即得瓦片。1）大区域地形可视化（Worldwind）2）海量遥感影像的管理和发布（GoogleEarth）3）瓦片网络地图（GoogleMaps,,51ditu、mapabc、mapbar）无缝组织是海量空间数据组织与管理的一项重要内容， 其目的是保证空间数据在属性、 时间和空间上的无间断，是实现海量数据用户操作访问透明化的一种技术和手段。GIS互操作（地理数据互操作） 是指通过规范接口自由处理所有种类地理数据的能力和在GIS软件平台通过网络处理地理数据的能力。GIS互操作有三层含义：1）软件的互操作，强调软件功能块间的相互调用；2）数据的互操作，强调数据集之间相互透明的访问；3）语义互操作，强调信息的共享，在一定语义约束下（对地理现象共同的理解下）的互操作。OpenGIS（OpenGeodataInteroperationSpecification ）,也叫开放式地理数据交互操作规程，是由开放地理信息系统协会（OpenGISConsortium）制定的一系列开放标准和接口。WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物，可以简单定义为 Web上的GIS,它以Web页面作为GIS软件的用户界面，是基于Internet/Intranet的技术标准和通信协议的网络化地理信息系统。Internet用户可以从WWW）任意一个节点，浏览WebGIS站点中的各种空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使 GIS进入千家万户。2、WebGIS的体系结构和主要的实现方法;L4.2\VebGIS体系结构1）两层体系结构（c/s模式）两层体系结构把昵应宦分成客户端和服务器两部分,形成客户/服务器计算模式（Client/SeryeriC/5）&2）三层体系结构（B/S模式）三层体系结构可以看作是基于服务器端的眦bGI5体系结构一胖服务器/瘦客户端模式的拓展和细化，将C/逐构中的JK务器端分解成应用服务器和多个数据库JK务器，从而形成一种新的计算模式一浏览器/服务器模式侬。阳erZServer«B/S）«袭示逻辑层； 应用逻辑层 ；数据透辑层I3）基于WebServices的WebGIS体系结构基于队bService9系/穗侬见，层逻辑模式二w*iW£tfInttmrtGiS应用【memctas应用用户程口功1缩口w*iW£tfInttmrtGiS应用【memctas应用用户程口功1缩口目录中94Map1ml我用眠符星她据借口Web熊分甚

9OAP/XML交除劝t挪第1 I~至闻元翻i当务2~I~殳闿数圜E务3XMUGML转换ffiiXMUOML

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数擅障数据服备屋4）G/S结构G/S是基于地学信息浏览器GGeo-InfomationBrowser）和空间信息服务器（SpatialInformationServer）的网络软件楔式的简森・^GoogleEarth-MASAWarIdWind等数字地球平台采用的软件模式（许义星，苗放，2008）0C/SB/SG/S仓义客户址Z1蜗S■描海企掘府舞嚣迪字值恿浏览器冬回信息及劳髭苗梅两金三总传■祠是殛层陆充他⑶'睹客日餐腓度客户立g?折田无g『208+<0VX.£英值忧就用排关系湎障.M辐带宜再洎小无需更专门设计客户H，充分百1用客户友的蜃遨由像处理能力.灵满力便.两塔开ttH、Tfc数蹙