“地理信息系统”复习提纲.doc

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1、地理科学2012级“地理信息系统概论”复习提纲（请结合课件和书本复习，尤其要注意课件上的每一个例子）第一章 绪论1、什么是数据和信息？它们有何联系和区别？数据：通过数字化或直接记录下来的可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。数据是一种未经加工的原始资料，数字、文字、符号、图像和声音等都是数据。信息：数据所表示的事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。信息的特点：具有客观性、适用性、可传输性和共享性联系和区别：数据是信息的表达形式，是信息的载体，信息则是数据的内涵,信息来源于数据，数据本身

2、没有意义，只有通过解释才有意义，才成为信息2、地理信息地理数据 的定义？地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。 特征：空间特征、属性特征、时序特征。地理数据：是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。3、什么是地理信息系统（GIS）? 地理信息系统的基本构成? 与其它信息系统的主要区别是什么?地理信息系统：地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成，用以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

3、问题。基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型区别：4、GIS功能软件的分类？GIS基础软件平台的代表性产品？5、地理数据的种类？6、地理信息系统的基本功能有哪些?举例说明GIS的应用领域？6大基本功能：数据采集与编辑；数据存储与管理； 数据处理和变换；空间分析和统计； 产品制作与显示；二次开发和编程。应用领域：资源管理（森林和矿产资源的管理、野生动植物的保护土地资源利用评价）； 区域规划（对交通流量、土地利用和人空数据进行分析，预测将来的道路等级）；国土监测（土地利用动态变化分析和环境质量的评估研究）； 辅助决策（利用地理信息系统确定商业中心的布局和潜在市场的分布寻找商业地

4、域规律）；定位服务7、GIS的发展历程。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在我国的发展：准备阶段：1978年到1980年，进行舆论准备，正式提出倡议，开始组建队伍、组织个别实验研究。 起步阶段：1981年到 1985年，理论探索和区域性实验研究。并在此基础上制定国家地理信息系统规范。 初步发展阶段：1986年到90年代。地理信息系统作为一个全国性的研究领域，已逐步和国民经济建设相结合，并取得了重要进 展和实际应用效益。快速发展阶段： 90年代末到现在。理论日趋成熟，应用日益广泛，三维GIS、WEBGI

5、S走向应用，GIS市场开始形成。第二章 地理信息系统的数据结构1、地理空间定位框架即大地测量控制系统，由平面控制网和高程控制网组成，为建立地理空间数据的坐标位置提供了一个通用的参照系2、空间实体的表达方法地理空间的实体包括点（point）、线（line）、面（polygon）、曲面（surface）、体（volume）等类型。矢量表示法：采用一个没有大小的点(坐标)来表达基本点元素。栅格表示法：采用一个有固定大小的点(面元)来表达基本点元素。3、GIS空间数据的基本特征？通过实例说明空间数据在计算机中的表示方法？基本特征：空间特征：；属性特征；时间特征空间特征：是指空间对象的位置及与相邻对象的

6、空间关系或拓扑关系；空间特征又称定位特征或几何特征，一般用坐标数据表示。属性特征：是指空间对象的专题属性；如名称、分类、质量特征和数量特征等。时间特征：是指空间对象随着时间演变而引起的空间和属性特征的变化。其变化的周期有超短周期的、短期的、中期的和长期的。空间数据在计算机中的表示方法：空间分幅：即将整个地理空间划分为许多子空间，再选择要表达的子空间；（工作区）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示；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。（注意：P48 实例）4、简述空间数据的拓扑关系（定义、类型）及其对GIS数据处理和空间分析

7、有何重要意义？定义：拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法；在GIS中，用于空间数据的组织、分析和应用，反映出实体之间的相互关系。类型：拓扑邻接： 同类元素之间的拓扑关系。拓扑关联：不同类元素之间的拓扑关系。拓扑包含：同类不同级元素之间的拓扑关系。意义：(1)根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，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。5、矢量数据结构的定义？主要类型？拓扑数据结构的弧段文件的构成？定义：是利用几何学中的点、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，通过记

8、录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。类型：实体数据结构：只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。拓扑数据结构：点是相互独立的，点连成线，线构成面。 拓扑数据的多边形文件：多边形标识码、弧段标识码、相关属性弧段文件的构成：弧段标识码、起始节点、终止节点、左多边形、右边多边形。节点文件的构成：节点代码、节点坐标、弧段标识码6、栅格数据结构的定义？主要类型？定义：基于栅格模型的数据结构，指将空间分割成有规则的网格（删个单元），在各个栅格单元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：栅格矩阵结构、游程（行程）编码结构、四叉树结构、链码、块码7、栅格数据的精度取

9、决于网格边长，那网格边长大小怎么确定？8、提高栅格数据精度的方法有哪些？1、中心点法、长度占优法：适于连续分布的地理要素 2、面积占优法：适于分类较细、地物斑块较小的要素分布 3、重要性法：适于具有特殊意义的较小的地物 4、为了逼近原始数据精度，除了采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.9、栅格数据结构中混合象元取值的处理方法？10、曲面数据的表达方法？11、不规则三角网的数据组织？（每个数据记录所包含的数据项 图2-23）三角形标识码、该三角形的相邻三角形的标识码、该三角形的顶点标识码、3个顶点的坐标值12、矢量数据栅格数据的获取方法？13、什么是空

10、间数据分类？应遵循的原则？空间数据的分类：是指根据系统功能及国家规范和标准，将具有不同属性或特征的要素区别开来的过程，以便从逻辑上将空间数据组织为不同的信息层,为数据采集、存储、管理、查询和共享提供依据。原则：（1)几何图形原则：点、线、面 (2)对象原则：不同的地理对象应作为不同的数据层。14、空间属性数据编码的一般步骤？基本方法？一般方法的步骤： 列出全部制图对象清单； 将制图对象分类、分级； 拟定分类代码系统； 设定代码及其格式，设定代码使用的字符和数字、码位长度、码位分配等； 建立代码和编码对象的对照表，这是编码最终成果档案，是数据出入计算机进行编码的依据。基本方法：层次分类编码法：是

11、按照分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种代码，它的优点是能明确表示出分类对象的类别，代码结构有严格的隶属关系。多源分类编码法：对于一个特定的分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各位数字代码之间并没有隶属关系。矢量结构与栅格结构的比较矢量结构与栅格结构的比较第三章 空间数据处理1、空间数据处理包含的内容？数据变换、数据重构、数据提取2、空间数据变换的定义？包含的内容？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。3、地图投影转换的方法？正解变换、反解变换和数值变换4、矢量和栅格数据结构的比较和转换方法？转换方法：5、矢

12、量数据栅格数据的压缩方法？矢量曲线上点的压缩方法：道格拉斯-普克法面域栅格数据的压缩方法：游程编码法；四叉树编码压缩法。6、数字高程模型的构建步骤？一般包括数据取样、数据内插和数据精度分析等步骤7、数据内插的方法：线性内插、双线性内插、加权平均法第四章 地理信息系统空间数据库1、空间数据库的概念及其组成部分？概念：组成部分：数据库存储系统、数据库管理系统、数据库应用系统2、空间数据库的设计的主要步骤和内容？步骤：1.需求分析：系统分析特定的专业应用需求 2.概念设计：把用户的雪球加以解释，并用概念模型表达出来。概念模型是对现实世界的抽像。主要描述数据及其之间的语义关系，如实体-联系模型、面向对

13、象数据模型 3.逻辑设计：把概念模型利用数据库管理系统提供的工具映射为计算机中数据库管理系统所支持的数据模型。如实体-联系模型转换成关系数据库模型 4.物理设计：数据库的逻辑模型在实际物理存储设备上加以实现，建立物理数据库（存储结构和存储路径）3、实体-联系模型（E-R模型）中有哪些基本元素？实体：对客观存在的起独立作用的食物的一种抽像，用矩形符号表示（包括点线面体）联系：实体间有意义的相互作用或对应关系。用菱形符号表示（包括1:1、1：N、N:N三种类型）属性：对实体和联系特征的描述，属性用椭圆表示属性和实体。4、什么是关系数据库模型？是一种数学化的模型，它把数据的逻辑结构归结为满足一定条件

14、的二维表中的元素，这种表就称为关系。关系的集合构成关系模型。5、E-R模型向关系数据库模型的转换方法。1:1联系转换：可以在两个实体类型转换成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系类型的属性。1:N联系转换：则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型的键和联系类型的属性。M:N 联系转换：则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的键加上联系类型的属性，而键为两端实体键的组合。6、什么是空间数据库索引？主要有哪些类型？是依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接

15、矩形以及存储类型：范围索引、格网索引，四叉树空间索引7、通常一个空间数据对象可以被分别存储在哪三个关系表中？要素表存储空间对象的坐标数据。属性表存储空间对象的属性数据。索引表存储空间对象的空间索引，一般可以是格网空间索引或四叉树空间索引。同一个对象在三个关系表里的记录用一个共同的要素ID编码联系起来。8、什么是空间元数据？空间元数据的作用是那些？是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表达方式、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一作用：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。第五章 空间分析的原理与方法1、空间分

16、析的定义：是基于空间数据的分析技术，它是以地球科学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间构成、空间演算等信息2、DTM、DEM的定义DTM:数字地形模型-用数字化的形式表达的地形信息DEM:3、讨论从DEM中可以派生出哪些地形数据？坡度、坡向、曲面面积、地表粗糙度、高程变异、以及谷脊特征的与地形有关的地形数据4、解释缓冲区分析和叠合分析的概念，并举例说明这两种空间分析方法的用途？缓冲区分析是围绕空间的点、线、面实体，自动建立其周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或者主体对邻近对象的辐射范围或者影响程度，是解决临近度问题的空间分析工具之一。用

17、途：它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。例如：污染源求敏感区范围；城市的噪音污染源所影响的一定空间范围；交通线两侧所划定的绿化带等叠合分析：指在相同的空间系统坐标系统条件下，将同一地区两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。一般用于搜索同时具有几种地理属性的分布区域。5、进行栅格叠合分析的条件？要具备两个或多个相同地区的相同行列数的栅格数据，栅格单元的大小也相同。6、空间网络分析的应用领域？主要分析方法？应用领域：路径分析（为邮递员设计最佳投递路线，该路线应是投递时的最短路线，并选择最有效率的投递顺序）、确定最近

18、设施（寻找最近的医院）创建服务区域（对零售店创建1公里范围内、1-2公里范围内、2-3公里范围内的服务区域）、网络跟踪：研究网络中资源和信息的流向就是网络跟踪的过程（在点污染研究中，可以跟踪污染物从污染源开始，沿河流向下游扩散的过程。）分析方法： 第六章 地理信息系统的应用模型1、举例说明GIS应用模型构建的过程和一般步骤？应用模型的构建实际包括:目的导向分析和数据导向操作两步骤：明确分析的目的和评价准则；准备分析数据；空间分析操作；结果分析；解释、评价结果；结果输出。2、GIS应用模型建模的方法？方法：制图建模实现方法采用空间分析流程的逆过程。 即从空间分析的最终结果开始，反向一步步分析为得

19、到最终结果，需要采取哪些空间分析方法？哪些数据是必须的？并确定每一步要输入的数据以及这些数据是如何派生而来。可视化制图建模工具如ArcView GIS的ModelBuilder第七章 地理信息系统的设计与评价1、应用性GIS的定义、特点？ 定义：是在基础GIS的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户、解决特定实际问题的GIS。 特点：它具有特定的用户和应用目的；具有为满足专门用户专门需求而开发的地理空间实体数据库和应用模型；它继承基础型GIS开发平台提供的部分功能，并具有专门开发的用户界面。2、系统设计的模式？结构化就是有组织、有计划和有规律的安排，应用于GIS系统设计就是采用自上而下，划分模

20、块、逐步求精的一种系统分析方法。结构化的系统设计模式，由四个组成部分构成：1）通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系统的目的、要求和规定；2）描述和评价与系统设计过程有关的资源和限定因素，例如现有的硬件、软件和有关的政治和法律因素；3）说明和评价所拟定的不同系统,这些系统能够满足所规定的要求；4）对拟定的系统作最后的评价,从中选择一个运行的系统。主要特点：1）强调对用户的调查和对系统功能需求的分析。2）在系统设计的各个阶段都要写成有关的文件，以便进行评价。3）用户要参与系统的设计，以免系统设计的失误。3、地理信息系统设计的流程？四个主要阶段：系统分析、系统设计、系统实施、系统运行及维护。

21、（四过程构成系统的生命周期）方法：生命周期设计法、原型化设计法三个基本要求：即加强系统实用性、降低系统开发和应用的成本、提高系统的生命周期。4、GIS数据库在数据采集时应遵循的原则？5、GIS评价的内容？系统效益、系统可靠性、可扩展性、可移植性、系统效益第八章 地理信息系统产品的输出1、GIS产品的定义？ 是指经过空间数据处理和空间分析产生的可以直接供研究、规划和决策人员使用的产品，其形式有地图、图表、图象、数据报表或文字说明等，以及各种格式的数字产品等。 GIS输出的内容主要包括空间数据和属性数据两部分。2、GIS产品的类型？（一）按输出的载体类型分类：常规地图、数字地图（二）按输出的内容和形式分类：1、全要素地形图2、各类专题地图3、遥感影像地图4、统计图表和数据报表（属性数据）3、数字地图的优点？（1）信息存储量大、体积小、便于携带和通过网络传播。（2）可在计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图的无极缩放、漫游等显示和信息的动态选择、查询、量算等功能。（3）便于与遥感信息和GIS空间数据相结合，实现地图的快速更新，同时也便于多层次信息的综合表现和分析。4、数字地球的定义、核心思想、基础？定义：是一种基于因特网的嵌入海量数据的多分辨率的真实地球的三维表现。核心思想：用数字化手段统一处理地球问题；通过网络最大限度地利用地球信息资源。基础：网络地图