地理信息系统的基本功能和特征

地理信息系统的基本功能和特征基本功能（数据采集与编辑、数据存储和管理、数据处理和变换、空间分析和统计、产品制作与演示、二次开发和编程）。地理信息系统的特点或特征①地理信息系统是隶属于信息系统中的一类，属于空间信息系统；②与非空间信息系统（如管理信息系统）区别在于它能够处理空间定位数据；③与计算机辅助设计或制造系统相比具有地理信息系统中的空间分析能力。空间拓扑关系的概念、意义、空间数据解码拓扑关系：图形在保持连续变形下的那些不变的几何关系，包括：拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。空间拓扑关系的意义：①根据拓扑关系，不需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。空间数据的编码：是指将数据分类结构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。国家基础地理信息数据的分类代码由六位数字组成，有大类码（一位）、小类码（一位）、一级代码（二位）、二级代码（一位）、识别码（一位）。GIS数据融合的概念和几种方法基于转换器的数据融合：数据转换一般通过交换格式进行，是目前GIS系统数据融合的主要方法。特点：数据转换过程复杂，系统内部的数据格式需要公开。基于数据标准的数据融合：是采用一种空间数据的转换标准来实现多元GIS数据的融合。特点：能处理多个数据集，转换次数少，系统内部的数据格式不需要公开，只要公开转换采用的技术即可。基于公共接口的数据融合：又称数据互操作模式，接口是一种规程大家都需要遵守并达成统一的标准。特点：独特立于具体平台，转换技术高度抽象，数据格式不需要公开，代表着数据共享的发展方向。基于直接访问的数据融合：是指一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的直接访问。特点：避免了数据转换，不需要拥有数据格式的宿主软件，也不必运行软件。空间数据处理的几种方式和内涵：1、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，包括几何纠正和地图投影转换等，以实现空间数据的几何配准。2、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、格式转换、类型替换等，以实现空间数据在结构、格式和类型上的统一，多源和异构数据的联接和融合。3、数据提取指对数据进行某种条件的取舍，包括类型提取、窗口提取、空间内插等，以适应不同用户对数据的特定要求。数据库和空间数据库的概念和原理：空间数据索引方法、GIS空间数据库设计原则空间数据库索引包括1）范围索引：范围索引即在记录每个空间实体的坐标时，同时记录每个空间实体的最大和最小坐标。2）格网空间索引：是将区域划分成大小相等的网格，记录每个网络内所包含的空间实体在数据库中的地址。3）四叉树空间索引：是将区域进行若干层次的划分，每个层次的划分是将上一层次划分得到的每个区域分成四个相等的子区域，判定空间实体包含在哪一层次的哪一个子区域中，则用子区域的编码来记录空间实体。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提供稳定的可转换的数据结构；③满足用户及时访问的需求，并能高效地提供用户所需的空间数据库查询结果；④在数据元素间维持复杂联系，以反映空间数据库的复杂性；⑤支持多种决策需要，具有较强的应用适应性。GIS应用模型的概念、几种类型和方法GIS的应用模型，就是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，是观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。模型的形成过程实际上就是解决问题的过程GIS应用模型的分类：理论模型；经验模型；混合模型。GIS应用模式的功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。地理信息系统设计的主要方法，及其各自的优缺点、GIS系统实施的内容。生命周期设计法：是指系统设计按照阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后按照一定的准则顺序开发实施。优点：便于开发工作的组织管理缺点：系统开发过程比较长，新系统的实际效果的可见性差，来自最终用户的反馈比较迟，不容易把握用户需求的变化。原型化设计法：根据用户提出的需要，由用户和开发人员共同商定其中重要和基本的开发目标，然后选择一个试验区，设计出初步方案，短时间内开发出一个能满足用户基本需要的初步原型和系统雏形，交由用户适用经过一段运行后，根据用户意见对原型加以修改和扩充产生一个新的原版版本，如此反复和迭代，最后形成一个比较完善和质量较高的应用型GIS。优点：能使用户更积极的参与新系统的设计和实现，能使开发人员及时获取用户的反馈意见，能更快的看到系统的实际效果，能使系统的开发风险降到最低。缺点：不易控制开发经费和开发时间。系统实施的内容包括：①系统硬件和软件的引进和调试；②系统数据库的建立和数据质量控制；③应用模块开发和建立用户应用界面；④应用系统联调、测试和编写系统测试报告；⑤按照计划任务书进行系统的验收及技术鉴定。地理信息标准化的内容：统一的名词术语内涵、统一的数据采集原则、统一的空间定位框架、19、透视分析是探测全属趋势常用方法，准确判定趋势特征关键在于选择合适透视角度。1.什么是GIS空间分析？其方法是什么？GIS空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。方法：叠置分析、缓冲区分析、窗口分析、网络分析空间数据库是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。特点：2.简述空间数据质量的主要控制方法。a)传统的手工方法：将数字化数据与数据源进行比较，图形部分的检查包括目视方法、会知道透明图上与原图叠加比较，属性部分的检查采用与原属性逐个对比；b)源数据方法：数据集的源数据中包含大量有关数据质量的信息，通过它可检查数据质量，同时通过跟踪源数据可以了解数据质量的状况和变化；c)地理相关法：用空间数据的地理特征要素自身的相关性来分析数据的质量。3.简述空间关系的类型a)空间拓扑关系：拓扑变换下保持不变的关系；b)空间顺序关系：描述实体在地理空间上的排列顺序；c)空间度量关系：描述空间实体的距离远近关系，一般用欧式距离表示。一、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）1．高程指空间参考的高于或低于某基准面的垂直位置，主要用来提供地形信息。（√）2．游程编码结构属于矢量数据结构中的一种。（×）3．在ArcGIS软件中，新建图层（要素类）在ArcCatalog中进行。（√）4．TIN的中文全称是不规则三角网。（√）5．在栅格数据结构中，一个点是由一个栅格单元来表达的。（√）6．分辨率越高，一个栅格单元代表的实地面积越大。（×）7．ArcGIS软件是由中国的超图公司开发的。（×）8．Shapefile是一种栅格数据格式，它不能转换为ArcGIS识别的格式。（×）9．“MustNotOverlap”是ArcGIS中的拓扑规则之一。（√）10．DEM的中文全称是数字高程模型。（√）二、名词解释第一章1．数据：是通过数字化或直接记录下的可以被鉴别的符号，是一种未经加工的原始资料。2．信息：是向人们或机器提供的关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理形式的改变而改变。3．地理信息系统：是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。第二章4．对象模型：也称为要素模型，将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立对象分布在该空域中。5．场模型：也称域模型，是把地理现象作为连续变量或体来看待，如大气污染度、地表温度、土壤湿度和地形地貌等。第四章6．数据处