黄杏元地理信息系统知识概括背诵版

第一章简介名词说明地理信息系统：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决困难的规划和管理问题。空间数据引擎（）：是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加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的实力。代表性的是的。一、基本概念1.1数据及信息原题：1、数据及信息的基本概念是什么？绘制相关图形并简要表达数据及信息的关系（2012）数据：是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义。信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事务、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们供应关于现实世界新的事实的学问，作为生产、管理和决策的依据。信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。关系：①数据是信息的表达，而信息是数据的内容。②信息是对数据的说明、运用及解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过说明才有意义，才成为信息。

③就本质而言数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。1.2地理信息及地理信息系统地理信息：是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图象和图形的总称。地理信息系统：(2010)是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决困难的规划和管理问题。特点及类型特点：①公共的地理定位基础；②具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的实力；③系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预料实力，并能产生高层次的地理信息；④以地理探讨和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。类型：①探讨范围：全球系统、区域系统和国家系统②探讨内容：专题系统和综合系统③运用的数据模型：矢量系统、栅格系统和矢栅混合系统及一般计算机应用系统有哪些异同点？（2004）原题：简述地理信息系统及一般管理信息系统的区分和共同之处（2006）结合目前国土资源部主持的其次次全国土地调查，谈谈（计算机协助技术）、（遥感）及的区分和联系？（2009）请举例谈谈及的主要区分及亲密联系有哪些？（2011）①及一般管理信息系统在硬件上：为了处理图形图像数据，配有特地的输入输出设备。在软件上：研制特地的图形图像数据分析算法和处理软件，这些软件及数据结构和数据库管理方法有关。在信息处理内容和采纳目的上：一般管理信息系统是查询检索和统计分析，处理结果为表格；不仅有以上功能，还有分析资源合理利用等，为生产供应决策。②及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分在于空间分析方面。一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的全部功能，此外它还应具有丰富的空间分析功能。③及(数据库管理系统)除须要功能强大的空间数据的管理功能之外，还须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，在硬件和软件方面均比一般事务数据库更加困难，在功能上也比后者要多地多。④及（2009、2011）处理多为自然目标，处理多为规则几何图形及其组合；属性库内容结构困难，功能强大，图形属性相互作用频繁，且多有专业化特征。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析和推断实力。⑤及(遥感图像处理的系统)（2009）用于对遥感图像数据分析处理，栅格数据几何处理，灰度处理和专题信息提取，是主要数据源。图像能作为背景影像。遥感图像处理的系统是特地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。基本构成原题：详述地理信息系统的组成？并画出示意图（2005）简述地理信息系统的构成（2006）以一种软件为例，绘图说明的构成和功能（2009）主要组成部分①系统硬件：包括各种硬件设备，是系统功能实现的物质基础；②系统软件：支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；③空间数据：系统分析及处理的对象，构成系统的应用基础；④应用人员：服务的对象，分为最终用户和开发人员；⑤应用模型：解决某一特地应用的应用模型，是技术产生社会经济效益的关键所在。软件的基本组成空间数据管理系统、图形图像处理系统、数字高程模型、空间数据分析系统、智能专家系统、输入输出支持系统。功能原题：以一种软件为例，绘图说明的构成和功能（2009）绘图表示的基本功能，详述其发展历程和发展趋势（2010）基本功能：数据采集及编辑、数据存储及管理、数据处理和变换、空间分析和统计、产品制作及显示、二次开发和编程应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、协助决策发展透视4.1发展历程和发展趋势原题：试述传统的不足及的性能特点、将来的发展和应用趋势。（2009）绘图表示的基本功能，详述其发展历程和发展趋势（2010）发展趋势①地理信息系统已成为一门综合性技术，地理信息系统不仅及全球卫星定位系统（）、遥感（）构成“3S”集成系统，而且及、多媒体、通信、英特网、办公自动化、虚拟现实等多种技术相结合，构成了综合的信息技术；②地理信息系统产业化的发展势头强劲；③地理信息网络化已成为当今社会热点，逐步受到关注；④地理信息科学的产生和发展，地理信息系统已经发展到地理信息科学，但学科体系尚未健全，还处在发展阶段。发展历程①开拓期：1963年开创了世界上第一个地理信息系统即加拿大地理信息系统（），被誉为地理信息系统之父；②巩固和发展期：计算机第三代推出，计算机屏幕数字化操作，公司开发了闻名的软件；③大发展时期：由于第四代计算机推出，促进了地理信息系统技术发展，1987年美国成立了国家地理信息及分析中心（）。④普刚好代：美国前副总统提出了“数字地球”这一概念；⑤新时代：地理信息系统正在起先走进千家万户，地理信息系统也英特网结合实现了人类社会巨大资源共享，网络，移动渐渐普及。4.2的应用，如何应用？原题：结合你的专业论述的应用和发展前景（2004）的应用现今地理信息系统已应用于测绘及地图制图、资源管理、城乡规划、灾难监测、环境爱护、国防、宏观决策支持等领域3S结合的好处是地理信息系统（）、全球定位系统（）和遥感技术（）的结合。它们在3S体系中各自充当着不同的角色，遥感技术是信息采集（提取）的主力；全球定位系统是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，给予坐标，使其能和"电子地图"进行套合；地理信息系统是信息的"大管家"。可以补充4.3相识及展望原题：依据你的地理信息系统学问和相关专业学问，针对“是工具还是科学？”这个世界性问题，详谈你对的相识和展望（2008）略数据结构地理空间及其表达

1.1地理空间的概念地理空间：一般包括地理空间定位框架及其联结的特征实体。地理空间定位框架即大地测量限制，有平面限制网和高程限制网组成。

我国三种坐标系并存：1954北京坐标系，1980国家大地坐标系，地心坐标系。高程：指空间参考的高于或低于某基准平面的垂直位置，主要用来供应地形信息。高程起算基准面为“1985国家高程基准”，该基准比原国务院批准启用的“黄海平均海平面”高29。1.2空间实体的表达空间实体：点、线、面、曲面和体。指在给定的时刻具有确定的空间位置和形态特征，并具有地理意义的地理空间物体。

矢量表示法：采纳一个没有大小的点（坐标）来表达基本点元素删格表示法：采纳一个有固定大小的点（面元）来表达基本点元素地理空间数据及其特征2.1的空间数据原题：地理信息系统数据源的类型有哪些？（2010）空间数据是的核心的数据来源地图数据：来源于各类一般地图和专题地图影像数据：来源于卫星遥感和航空遥感地形数据：来源于地形等高线数字化，和其他实测数据属性数据：来源于各类调查报告，实测数据等元数据：来源于各类纯数据通过调查、推理、分析和总结得到的有关数据的数据。空间数据分类（依据对象分）类型数据；面域数据；网络数据；样本数据；曲面数据；文本数据；符号数据。2.2空间数据的基本特征原题：举例描述空间数据的基本特征（2006）空间数据的基本特征有哪些？请叙述（2012）简述空间数据拓扑关系及其对数据处理和空间分析有何重大意义？（2011）详述空间拓扑关系的类型和特点（综合计算题）（2012）空间数据特征：空间特征、属性特征、时间特征（人口数的逐年变更）空间特征数据包括地理实体或现象的定位数据和拓扑数据属性特征数据包括地理实体或现象的专题属性（名称、分类、数量等）数据和时间数据黄杏元书P33页拓扑结构：是明确定义空间结构关系的一种数学方法拓扑关系：地理实体不仅具有空间位置、形态、大小等空间特征，而且不同实体之间还存在邻接、关联和包含等空间相互关系特征，由于描述的地理实体的这种关系时不须要考虑空间坐标和距离因素，所以又称为拓扑关系。

空间数据的拓扑关系包括拓扑邻接：指空间图形中同类元素之间的拓扑关系拓扑关联：指空间图形中不同元素之间的拓扑关系拓扑包含：制空间图形中不同等级元素之间的拓扑关系拓扑关系对数据处理和空间分析的重大意义：①依据拓扑关系，不须要利用坐标或者计算距离，就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利用拓扑数据有利于空间要素的查询；③可以利用拓扑数据作为工具，重建地理实体。2.3空间数据的计算机表示地理实体相邻两个结点间的一个弧段是基本存储单位。

三、空间数据结构的类型原题：1、什么是空间数据结构？有哪几种数据结构？（2011）空间数据结构：是对空间数据的合理组织，是适合于计算机系统存储、管理和处理地学图形的逻辑结构，是对地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述及表达。结构分类：矢量数据结构：面对地物的结构栅格数据结构：面对位置的结构矢量栅格一体化的数据结构3.1矢量数据结构原题：矢量数据结构分为几种类型（2005）拓扑数据结构的类型和特点（2010）在地理信息系统中，什么是图？它有哪些主要特性和用途？（2012）联接编辑的算法（计算综合）（2008）矢量数据结构：基于矢量模型的数据结构，结构上利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。

主要类型：1、简洁数据结构：空间数据依据以基本的空间对象为单元进行单独组织，不含有拓扑关系结构，最典型是面条结构。

特点：①数据按点、线或多边形为单元组织，数据排版直观，数字化操作简洁；②每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次，造成数据冗余和不一样；③点、线和多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，相互之间不关联；④岛只作为一个单个图形，没有及外界多边形的联系。2、拓扑数据结构分类：(对偶独立地图编码法)、（多边形转换器）、（地理编码和参照系统的拓扑集成）。

特点：点是相互独立的，点连成线，线构成面。拓扑编辑功能：（计算综合）（2008）①多边形连接编辑②结点连接编辑3、曲面数据结构：用不规则三角网来拟合连续分布现象的覆盖表面的一种数据结构图（泰森多边形）：设平面上有n个互不重叠的离散数据点，则其中的随意一个离散数据点都有一个接近范围，在中的任一个点同点之间距离小于它同其他离散数据点之间距离。这里的域是一个不规则多边形，该多边形称为泰森多边形。图主要特性：①每个泰森多边形内仅含有一个基站②泰森多边形区域内的点到相应基站最近③位于泰森多边形边上的点到其两边的基站距离相等④在推断一个限制点及其他哪些限制点相邻，可干脆依据泰森多边形得出结论，泰森多边形是n边形，则及n个离散点相邻。图用途：利用泰森多边形可以确定一些商业中心、工厂或其他的经济活动点的影响范围。假如要在考虑每个点的实际大小的基础上修正相邻点连线的垂线，利用泰森多边形分析商店和工厂的影响区域，将更具典型意义。由此，城市规划专家能大致估算一个商业中心满意的最大人口数量泰森多边形分析并不只限于经济地理方面的应用，还可用于近邻关系分析，区域专题现象的分级统计分析，绘制区域等值线图等。和在表达曲面数据的时候各有什么特点？张超书P1833.2删格数据结构原题：写出游程长度编码数据和四叉树编码数据（2005）删格数据结构：基于删格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。

主要类型：1、删格矩阵结构：是一种全删格阵列的空间数据组织形式。存储空间m行*n列*2字节2、游程编码结构：（游程指相邻同值网格的数量）是逐行将相邻同值的网格合并，并记录合并后网格的值及合并网格的长度，其目的是压缩删格数据量，消退数据间的冗余。游程编码数据：二元映射法、游程长度编码法（计算综合）（2005）3、四叉树数据结构：将空间区域依据四个象限进行递归分割（2n*2n，且n>=1），知道子象限的数值单调为止。凡值（特征码或类型值）呈单调的单元，不论单元大小，均作为最终的存储单元。线性四叉树：节约存储量常规四叉树：处理上简便敏捷四叉树编码数据算法（计算综合）（2005）4、八叉树和十六叉树结构3.3矢量及删格一体化数据结构原题：简述矢量及栅格一体化数据结构形式（2006）基本概念要求统一管理图形数据、属性数据、影像数据和数字高程模型数据，称为四库合一矢量及删格一体化数据结构设计：（约定）①点状目标和结点只有位置，没有形态和面积；（因为没有形态和面积，在计算机内部只须要表示该点的一个位置数据及结点关联的弧段信息）②线状目标只要将其通过的删格地址全部记录下来即可；（有形态，没面积，需用一组元子来填满整个路径，并表示该弧段相关的拓扑信息）③面状目标应包含边界和边界所保卫的整个区域。（有形态有面积，由元子填满路径的一组边界和由边界组成的紧凑空间）3.4矢量及删格数据结构的比较（优缺点）（2005）三、空间数据结构的建立

空间数据结构的建立是指依据确定的数据结构类型，形成及该数据结构相适应的空间数据，为空间数据库的建立供应物质基础。4.2空间数据的分类和编码原题：什么是地理数据编码？有何意义？（2005）空间数据的分类：首先依据图形原则，将空间数据分为点、线、面三种类型；其次是对象原则。

空间数据的编码：指将数据分类的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。编码的结果是形成代码。编码原则：唯一性、可扩充性、易识别性（可对比、联想）、简洁性、完整性编码目的及意义：是用来供应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的须要。4.3矢量数据的输入及编辑输入过程事实上是产生和矢量数据结构相适应空间数据的过程。编辑的目的是为了消退数字化过程中引入的错误，以及将数字化数据重新组织以便得到便于进一步处理和运用的格式。方法：手扶跟踪数字化仪输入、扫描矢量化输入、解析测图仪数据输入以及其他数据传输和转换输入手扶跟踪数字化仪输入过程：原图打算——输入初始化参数——输入数字化四角点坐标和限制点坐标——输入数字化图幅内的图形——检查和修改数字化错误——建立拓扑关系和输入属性——检查和修改拓扑错误——检查和修改属性表错误4.4删格数据的输入及编辑方法：透亮网格采集输入、扫描数字化输入以及其他数据输入和转换输入透亮网格采集输入过程：打算透亮网格——网格叠置于原图上，依据单位格网交点占优法、单位格网面积占优法、单位格网长度占优法来获得栅格数据4.5主要数据输入方法（2010）第三章空间数据处理数据处理：数据变换、数据重构、数据提取

数据变换：指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换，包括几何订正、投影转换和辐射订正等，以解决空间数据的几何配准。

数据重构：指数据从一种格式到另一种格式的转换，包括结构转换、格式变换、类型替换等，以解决空间数据在结构、格式和类型上的统一，实现多源和异构数据的联接及融合。

数据提取：指对数据进行某种有条件的提取，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以解决不同用户对数据的特定需求。地图投影及空间数据的坐标变换1.1地图投影原题：地图投影的原理、类型、应用条件（2004）简述地图投影探讨的主要内容（2009）简述高斯—克吕格投影的特点（2012）地图投影：就是探讨将地球椭球风光 上的经纬网依据肯定的数学法则转绘到平面上的方法及其变形问题。原理实质：是将地球托球风光 上的经纬度线间依据肯定的数学法则转移到平面上，在地球椭球面和平面之间建立点及点之间函数关系的数学方法；分类：按构成方法分类：①几何投影：方位投影、圆柱投影、圆锥投影按球面及投影免得几何位置不同可风为正轴投影、横轴投影和斜轴投影；②非几何投影：伪方位投影、伪圆柱投影、伪圆锥投影、多圆锥投影按变形性质分类：等积投影、等角投影、随意投影地图投影的选择：空间分析及建模P37三大投影：墨卡托投影、高斯—克吕格投影、投影（通用横轴墨卡托）

高斯—克吕格投影：等角横切椭圆柱投影优点：投影公式简洁、各带投影相同特点：①中心子午线无变形②无角度变形，图形保持相像③离中心子午线越远，变形越大

空间数据坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系，包括集合订正和投影转换，它是空间数据处理的基本内容之一。

1.2几何订正原题：空间数据的几何订正目的是什么？目前一些通用的软件供应哪些几何订正功能（2011）目的：几何订正是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的改正。功能：现有的商业软件一般都具有仿射变换、相像变换、二次变换等几何订正功能。相像变换：假设地图因变形而引起的实际比例尺在x和y方向上都不相同，因此具有图纸变形的订正功能。仿射变换：是数据处理中运用最多的一种几何订正方法，其主要特性为：同时考虑到x和y方向上的变形，因此订正后的坐标数据在不同方向上的长度比将发生变更。1.3投影转换原题：地图投影转换的方式有哪些？投影转换的方法①正解变换：通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，干脆由一种投影的数字化坐标x、y变换到另一种投影的直角坐标X、Y。②反解变换：由一种投影的坐标反解出地理坐标（x、y—B、L），然后将地理坐标代入另一种投影坐标的坐标公式中（B、L—X、Y），从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的转换（x、y—X、Y）。③数值变换：依据两种投影在变换区内的若干同名数字化点，采纳插值法，或有限差分法，或有限元法，或待定系数法等，从而实现由一种投影到另一种投影的变换。1.4坐标变换的地理意义①实现地图的数学法则②实现由设备坐标（数字化仪坐标或栅格图像坐标）到现实世界坐标（地理坐标）的转换③限制数据采集的经度④实现多图幅拼接或不同比例尺地图的匹配

二、空间数据结构的转换

矢量数据结构和删格数据结构应用原则：数据采集采纳矢量数据结构，有利于保证空间实体的几何精度和拓扑特性的描述；而空间分析则主要采纳删格数据结构，有利于加快系统数据的运行速度和分析应用的进程。2.1由矢量向删格的转换根本任务（目的）是通过一个有限的工作存储区，使得矢量和删格数据之间不行避开的读写操作，限制在最短的时间范围内。原理：在矢量图上，上覆一栅格的格网。把栅格格网的每个格网下的矢量图内容，依据肯定规则，读给相应格网，形成栅格图数据。①基于弧段数据的删格化方法：其算法可分解为数据管理和转换计算两步。

②基于多边形数据的删格化方法：检验夹角之和、检验交点数（点及平面图行的包含性检验）（2005）2.2由删格向矢量的转换目的：是为了将删格数据分析的结果，通过矢量绘图装置输出，或者为了数据压缩的须要，将大量的面状删格数据转换为由少量数据表示的多边形边界，但是主要目的是为了能将自动扫描仪获得的删格数据加入矢量形式的数据库。原理：通过自动扫描仪进行扫描采样，得到不同灰度值表示的数据，经过二值化、细化、跟踪得到矢量数据。①基于图象数据的矢量化方法二值化：扫描后栅格数据是按0-255的不同灰度量度的，将其压缩至2个灰阶，在最大最小灰阶之间定义一个阈值。细化：消退线划横断面栅格数的差异，使得每一条线只保留代表其轴线或四周轮廓线位置单个栅格的宽度。跟踪：将写入数据文件的细化处理后的栅格数据，整理为从节点动身的线条或闭合的线条，并以矢量形式存储坐标。

②基于再生删格数据的矢量化方法再生栅格数据：依据弧段数据或多边形数据生成的栅格数据绘制边界线：①识别内边界，内边界端点坐标置零②识别公共边界，公共边界端点置零③追踪外边界，外边界各点坐标按首尾连接依次排列

三、多源空间数据的融合3.1遥感及数据的融合原题：遥感及数据的融合的常用方法主要有哪些？（2011）优点：两者数据融合，有利于增加多重数据的复合实力，改善遥感信息提取的刚好性和牢靠性，便于利用遥感影像协助空间数据的获得及更新，有效地提高各类数据的运用率。方法详细表现：①遥感图象及图形的融合：产生影像地图，具有数学基础，丰富光谱信息和几何信息，还有属性信息，提高可视化效果。②遥感数据及的融合：有助于遥感影像几何校正和配准，消退地形起伏所造成的像元位移，提高定位精度，还可参及分类，提高分类精度。③遥感图象及地图扫描图象的融合：从遥感图像中快速发觉已发生变更的区域，进而实现数据库自动/半自动快速更新。3.2不同格式数据的融合

主要有以下几种方法：基于转换器的数据融合；基于数据标准的数据融合；基于公共接口的数据融合；基于干脆访问的数据融合

四、空间数据的压缩及综合4.1空间数据的压缩数据压缩：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，在规定的精度范围内最好地靠近原集合，而又取得尽可能大的压缩比。

曲线上点的压缩面域删格数据的压缩五、空间数据的内插方法原题：比较空间内插的移动拟合法、局部函数和按距离加权法等（2004）空间数据的内插：通过已知点或分区的数据，推求随意点或分区数据的方法5.1点的内插

点的内插是探讨具有连续变更特征现象（例如地面高程等）的数值内插方法。点内插法分类：精确的：按距离加权内插法、多项式内插法、样条函数内插法、有限差分法和克吕格内插法。粗略的：指数级数趋势面内插法、傅里叶级数内插法、最小二乘样条函数内插法和按距离加权最小二乘法。过程：1、数据取样：数据点的选取和坐标的确定

2、数据处理：以数据点作为限制基础，用某一数学模型来模拟地表面，进行内插加密计算，确定三角网或格网节点处的特征值。移动拟合法、局部函数法、按距离加权法的比较，计算（2004）移动拟合法：是只对每一个待插值点P用一个多项式曲面拟合该店旁边的表面，从而计算出该点的高程值局部函数法：通常以格网小块为加密区，采纳低次项函数拟合地表面。按距离加权：前提是离散点匀称分布，且每一离散点具有同等的意义。

3、数据记录：将建立的节点特征值记录于存储器内，以供分析应用。5.2区域的内插

区域的内插是探讨依据一组分区的已知数据来推求同一地区另一组分区未知数据的内插方法。

1、叠置法2、比重法：依据平滑密度函数的原理，将源区的统计数据从同质性变更为非同质性，而非同质性代表着一般社会经济现象的普遍特点。

图幅数据边沿匹配处理

1、识别和检索相邻图幅的数据

2、相邻图幅边界点坐标数据的匹配

3、相同属性多边形公共界线的删除空间数据库空间数据库概述1.1空间数据库的概念原题：简述空间数据库的特点（2008）简述空间数据库的内容（2010）概念定义：指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的及应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。组成：完整的空间数据库系统包括空间数据库、空间数据库管理系统和空间数据库应用系统等三个部分组成。特点：①数据量浩大。空间数据库面对的是地理学及其相关对象，而在客观世界中它们所涉及的往往都是地球表面信息、地质信息、大气信息等及其困难的现象和信息，所以描述这些信息的数据容量很大，容量通常达到级。②具有高可访问性。空间信息系统要求具有强大的信息检索和分析实力，这是建立在空间数据库基础上的，须要高效访问大量数据。③空间数据模型困难空间数据库存储的不是单一性质的数据，而是涵盖了几乎全部及地理相关的数据类型。④属性数据和空间数据联合管理，可随时间而发生相应变更。⑤具有空间多尺度性和时间多尺度性。⑥应用范围广泛。1.2空间数据库的设计原题：简述数据库的基本设计步骤，并绘制结构图（2006）空间数据库的设计一般遵守哪些基本原则？（2012）

空间数据库的设计问题，其实质是地理信息系统中空间客体数据的模型化问题。

1、空间数据库设计过程地理现象和过程（对其的抽象）——概念模型——逻辑模型——存储模型2、空间数据库的数据模型设计层次模型、网状模型、关系模型、语义模型、面对对象模型

3、空间数据库设计的原则、步骤和技术方法原则：①尽量削减空间数据存储的冗余量②供应稳定的空间数据结构，在用户需求变更时，该数据结构能快速作相应的变更③满意用户对空间数据刚好访问的需求，并能高效地供应用户所需的空间数据查询结果④在数据元素间维持困难的联系，以反映空间数据的困难性⑤支持多种多样的决策须要，具有较强的应用适应性步骤：①需求分析：用系统的观点分析及某一特定的数据库应用有关的数据集合②概念设计：把用户需求加以说明，并用概念模型表达出来③逻辑分析：把概念模型利用数据库管理系统所供应的工具映射为数据库管理系统所支持的数据模型，并用数据描述语言表达出来。④物理设计：数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上加以实现，从而建立一个具有较好性能的物理数据库技术方法：数据分析技术（分析用户数据的语义的技术手段），技术设计技术（数据分析结果转化为数据库的技术手段）

1.3空间数据库的实现和维护1、空间数据库的实现：依据空间数据库逻辑设计和物理设计的结果，在计算机上创建实际的空间数据库结构，装入空间数据，并测试和运行。

2、相关的其他设计：包括加强空间数据库的平安性、完整性限制，以及保证一样性、可复原性等。

二、空间数据库概念模型设计——传统的数据模型原题：传统数据库模型有哪三种？它们各自的优缺点是什么？（2011）

传统的数据模型主要指层次、网状和关系三种模型。

2.1层次数据模型：描述了各类客体及客体类之间的联系。

层次数据结构的数据存取：树遍历法、通用选择法

2.2网状数据模型：以系结构为基础2.3关系数据模型关系数据模型是将用户对数据的视图及其物理实现分割开来，把数据逻辑结构归结为满意肯定条件的二维表中的元素，这种表是关系，关系的集合构成关系模型。关系：关系是二维表，每行对应一个元组，每列对应一个域关键字：关系中的某一属性组，若它的值唯一标识了一个元组，该属性组为关键字关系模式：关系的描述称为关系模式关系数据库：一系列关系的集合构成关系数据库关系完整性：关系完整性指关系正确性、相容性和有效性2.4三种传统数据模型的比较（2011）传统数据库的不足之处：以记录为基础的结构不能很好地面对用户和应用；不能以自然的方式表示客体之间的联系；语义贫乏；数据类型太少难以满意应用须要。黄杏元书P126三、空间数据库概念模型设计——语义模型和面对对象数据模型3.1语义数据模型

语义数据模型的模型结构是由若干种抽象所组成，用这些抽象来描述客体的基本语义特性，在依据语义模型结构规则把这些抽象有机地组织起来。

最常用的语义模型之一是实体联系模型。模型具有一些明显的优点，即接近人的思想，易于理解，同时又及计算机详细的实现无关，是一种很好的数据库概念设计的方法。3．2面对对象数据模型。

1、面对对象数据模型的基本概念：对象；消息；类

2、继承及类之间的层次关系

3、功能重载和多态性

4、概括和聚集

5、空间数据库对象模型地理元数据和数据字典空间数据库索引元数据：关于数据的数据，是有关数据和信息资源的描述信息空间元数据：是指在空间数据库中用于描述空间数据的质量表示方法，空间参考和管理方法等特征的数据数据字典：数据库中各类数据描述的集合空间元数据的作用是帮助空间数据的运用者查询所需的空间信息进行空间数据的共享，进一步处理空间数据。空间数据库索引：是依据空间实体的位置形态或空间实体的某种空间关系，按肯定的依次排列的一种数据结构。主要的空间数据库索引有：范围索引、格网空间索引、四叉树空间索引。空间分析的原理及方法原题：简述空间分析方法（2005）简述地理信息系统中主要有哪些空间分析方法（2008）在常用的软件中，空间分析功能主要有哪些？请详述（2012）空间分析的根本目的在于通过对空间数据的深加工或分析，获得新的信息。

空间分析的定义：是基于空间数据的分析技术，它以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获得有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成、空间演化等信息。空间分析方法分类产生式分析：数字地面模型分析、空间叠合分析、缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析询问式分析：空间集合分析，空间数据查询一、数字地面模型分析原题：的应用主要有哪些？（2005）阐述的概念，构建方法及其应用领域（2009）地表粗糙度的含义是什么？如何计算？推导公式并绘制简洁图形表示（2011）简述的概念、特点及其主要用途（2010）的概念，构建方法及应用领域（2012）数字地面模型（）：是定义于二维区域上的一个有限项的向量序列，它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。/地形表面形态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。数字高程模型（）：当数字地形模型中地形属性为高程时。对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。构建方法建立的方法有多种。从数据源及采集方式讲有：①干脆从地面测量,例如用、全站仪、野外测量等;②依据航空或航天影像，通过摄影测量途径获得,如解析测图、数字摄影测量等等;③从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集