地理信息系统导论课程复习提纲
一、名词解释
1.地理信息——指表示地理环境诸要素的数量、质量、分布特征及其相互联系和变化规
律的数字、文字、图象和图形等的总称，属于空间信息，具有多维结构的特征，时序特征十分明显。
2.地理信息系统(GIS，Geographic Information System)——是一种以地理空间数据
库为基础，用于获取、存储、查询、分析和显示地理空间数据的计算机系统，是空间数据和属性数据的综合体。
3.地理坐标系统(Geographic Coordinate System)——是由经纬度定义的地球表面空
间要素的定位参照系统，经度和纬度都是用角度度量的。
4.地图投影——指从球形球体的地理坐标转换到平面位置的地球表面到平面的数学转
换，其结果是以经纬线在平面上系统排列来代表地理坐标系统。
5.投影坐标系统(Projection Coordinate System)——是基于地图投影而建立的，由大
地基准面和地图投影两组参数确定的平面直角坐标系统。
6.拓扑(Topology)——是研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的几何属性，
即拓扑属性，用图表或图形来研究几何对象排列及相互关系，能确保数据质量和完整性、强化GIS分析以及执行空间数据查询。
7.栅格数据模型——也称基于字段的模型，是用规则格网来覆盖整个空间，该格网的每
个像元值对应于该像元位置上空间现象的模型，能较好表示连续现象。栅格数据结构实际上就是像元阵列，由像元大小确定它的分辨率，由行列号确定它的位置，由像元值表示空间对象的类型、等级等特征。
8.无损压缩——是一种减少数据量的数据压缩方法，保留了像元或像素值，允许原始栅
格或者图像被精确重构，用来分析或产生新的数据。
9.元数据——是一种提供关于空间数据信息的，对于数据进行描述或说明的数据，说明
空间数据内容、质量、状况等其它有关特征的背景信息。
10.几何变换——指利用一系列控制点和转换方程式在投影坐标上配准数字化地图、卫星
图像或航空相片的过程，它利用一系列控制点建立数据模型，使一个地图坐标系统与另一个地图坐标系统建立联系，或者使影像坐标与地理坐标建立联系。
11.均方根误差(RMS Error，Root Mean Square Error)——是度量几何变换质量的一
种定量方法，它估量对控制点实际位置（真实的）与估算位置（数字化的）之间的偏差。
12.空间分析(Spatial Analysis)——是基于空间数据的分析技术，是为解答地理空间问题
而进行的数据分析与挖掘，它以地学原理为依托，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、空间形成和空间演变等信息。
13.缓冲区(Buffer)——根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的
带状区域，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。
14.空间叠置分析(Overlay)——指在统一空间参照系统条件下，将同一地区、相同比例尺
或相同分辨率的两个或多个地理对象的图层进行叠置，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，涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差的运算。
15.数字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)——是对地理空间起伏连续变化的
数字表示形式，用来描述地理空间的第三维坐标——高程。DEM模型表示高程点的规则排列，通常用矩阵表示。DEM是DTM的一个子集，是DTM的基础数据，最核心部分。
16.数字地形模型(DTM，Digital Terrain Model)——指带有空间位置特征和地形属性
特征的数字描述，是在数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。
17.不规则三角网(TIN，Triangle Irregular Network)——指用一系列连续无重叠的三
角形来近似模拟地球陆地表面，从而构成不规则的三角网。与DEM对比，TIN是基于高程点的不规则分布。
18.空间插值(Interpolation)——是指用已知点的数值来估算其他点的数值的过程，常用
于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面的过程。
19.控制点——也称已知点、样点或观测点，是空间插值中已知数值的点。控制点的数目
和分布对空间插值精读的影响极大，空间插值的一个基本假设就是估算点的数值受到邻近控制点的影响比较远控制点的影响更大。
20.距离倒数权重插值(IDW Interpolation，Inverse Distance Weighted
Interpolation)——是一种精确的局部插值方法，它假设未知点的值受近距离已知点的影响比远距离已知点的影响更大。
21.薄板样条函数(Thin-plate Splines)——是一种局部插值方法，它生成一个通过控制
点的表面，并使所有点连接形成的所有坡面的斜度变化最小，即基于生成最小曲率的面来拟合控制点。
22.克里金法(Kriging)——是一种局部插值方法，假定属性的空间变异包含空间相关成
分，在空间相关范围分析的基础上，用相关范围内的采样点来估计待插点属性值，可用估计的预测误差来评估预测的质量，常用于地统计学中进行优化策略。
二、填空
1.GIS的组成：地理空间数据、硬件、软件、专业人员和基础设施。
2.GIS的坐标系统大致有三种：平面坐标系统（用户自定义坐标系统）、地理坐标系统、
投影坐标系统，它们并不是完全独立的，而且各自都有各自的应用特点。
3.经线和纬线的角度可以用度-分-秒(DMS)、十进制表示的度数(DD)或弧度(rad)表示。
4.我国北京-54坐标采用了克拉索夫斯基椭球体，大地原点是原苏联的普尔科沃，大地高
程是以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准；西安-80坐标采用了IUGG 1975椭球体，大地原点定在陕西省泾阳县永乐镇，大地高程为1985年修正值（比前者高出29 mm）；而全球定位系统(GPS)则采用了WGS 84椭球体。
5.地理格网(Grids)分为经纬网(Graticule)和方里网(Measured Grid)。
6.地图投影可根据投影面类型分为方位投影、圆柱投影和圆锥投影；根据投影所保留的
性质可分为正形投影、等积投影、等距投影和等方位投影。
7.一般而言，一种地图投影包括5种参数：标准线（标准纬线/标准经线）、主比例尺、
比例系数、中心线、横坐标东移和纵坐标北移。
8.我国国家地形图基本比例尺除了1：100万是使用兰伯特投影外，其余均使用高斯-克
吕格投影，其中1：1万地形图使用3°分带，其余使用6°分带。
9.高斯-克吕格投影的Scale Factor为1，UTM投影的Scale Factor为0.9996。
10.矢量数据模型中，Coverage（有拓扑）和Shapefile（非拓扑）属于地理相关数据模
型，空间数据和属性数据分别贮存在链接的分离系统。Geodatabase（有拓扑）属于面向对象数据模型，基于对象数据模型将空间数据和属性数据贮存在一起。
11.地理关系数据模型用两个独立的系统分别存储空间和属性数据：用图形文件存储空间
数据，用关系数据库存储属性数据。一般要用要素标识码(ID)对两者进行链接，空间和数据两部分必须同步才能进行查询、分析和数据显示。
12.矢量数据转换为栅格数据称为栅格化，栅格数据转换成矢量数据称为矢量化。
13.为了保证几何变换的精度，控制点的均方根误差必须控制在一定的容差值内，如一景
地面分辨率是30 m的TM影像需要使RMS误差小于1个像元。
14.建立缓冲区的算法包括角平分线法和凸角圆弧法。缓冲距离（缓冲大小）未必为常数，
也可以根据给定字段的取值而变化。
15.栅格数据分析中常包括4种类型：局域运算、邻域运算、分区运算和自然距离量测。
局域运算由单个或多个输入栅格通过关系函数得到新栅格；邻域类型有矩形、圆形、环形和楔形。
16.最大z容差算法选取高程点的常用算法是得朗奈(Delaunary)三角测量法。
17.地形制图技术主要有：等高线法、垂直剖面法、地貌晕渲法、分层设色法和透视图法。
18.“GIS之父”R. F. Tomlinson（罗杰·汤姆林森）在1963年开发出第一个可操作的
GIS——CGIS（加拿大地理信息系统）。
19.有一点实体P，其矢量坐标为P（10.5，16.2），若有15*15的格网，其每个格网边长
为2，则P点栅格的行列坐标为（8，5）。
三、简答或分析
1.GIS的基本功能
(1) 数据的采集、检验与编辑（数据获取）
(2) 数据的格式化、转换、概化（数据操作）
(3) 数据的组织与管理
(4) 数据分析（其中空间分析是地理信息系统的核心功能）
(5) 显示
2.GIS的应用
(1) 土地利用遥感动态监测(5) 城市交通GIS
(2) 海洋渔业GIS (6) 警用GIS
(3) 基于地理信息系统的滑坡风险评价(7) 医疗机构信息查询与分析
(4) 城市、区域规划和地籍管理(8) 个人应用
3.墨卡托投影的特点
墨卡托投影是正轴等角切圆柱投影，经纬线相互垂直，经线相互平行且间隔相等，纬线间隔自投影中心向两极逐渐增大。它的面积变形最大，在纬度60°地区，经纬线都扩大了2倍，面积比扩大了4倍，且愈接近两极，经纬线扩大的越多。到了纬度80°经纬线都扩大近6倍，面积比扩大33倍，所以墨卡托投影在80°以上高纬通常不绘。
4.高斯-克吕格投影与UTM投影的特点对比
(1) 高斯-克吕格投影是横轴等角切椭圆柱投影，中央经线和赤道投影为互相垂直的直线且为投影的对称轴，无角度变形，中央经线无长度变形，除赤道外其余纬线为曲线且对称于赤道。纬线间隔自赤道向两极增大，在赤道上经线间隔自中央经线向东西两侧递增。为了保证精度，高斯-克吕格投影采用3°或6°分带投影，长度变形＜0.14 %。
(2) UTM投影即通用横轴墨卡托投影，是横轴等角割圆柱投影，除了中央经线投影后的长度比变为0.9996以外其余性质跟高斯-克吕格投影一样，是美国等国家地形图使用的主要投影方式。UTM投影也采用6°分带投影，长度变形＜0.04 %，但起算子午面却是从西经180°起每隔经差6度自西向东分带，将地球划分为60个投影带。
5.兰伯特投影和阿伯斯投影的特点对比
(1) 兰伯特(Lambert)投影：双标准纬线(正轴)等角割圆锥投影，自赤道起按纬差4°
分带，北纬84°以北和南纬80°以南采用等角方位投影。无角度变形，两条标准纬线上没有变形，纬线间隔自圆心向扇形边缘减少，经线间隔自对称轴向边沿增大，超过标准纬线的纬度间距将增加。
(2) 阿伯斯(Albers)投影：正轴等积割圆锥投影，角度变形大，投影区域面积保持与实地相等。纬线间距自圆心向扇形边缘减少，经线间距自对称轴向东西两侧递增。
(3) 我国大部份省区图以及大多数这一比例尺的地图也多采用Lambert投影和属于同一投影系统的Albers投影。
6.多光谱波段的卫星影像存储格式
(1) 波段序列(.bsq)法：将每一波段的卫星数据存储为一个图像文件，如一副影像有7个波段，那么该数据集则具有7个连贯的文件，每个波段对应一个文件。
(2) 波段依行交替(.bil)法：将所有波段的值按行存储在一个文件中，如：行1，波段1；行1，波段2…行2，波段1；行2，波段2…
(3) 波段依像元交替(.bip)法：将所有波段的值按像元存入一个文件中，如：像元(1，1)，波段1；像元(1，1)，波段2…像元(2，1)，波段1；像元(2，1)，波段2…
7.栅格数据模型
(1) 卫星图像(6) 土地覆被数据
(2) USGS的数字高程模型(7) 二值扫描文件
(3) 非USGS的数字高程模型(8) 数字栅格图
(4) 全球数字高程模型(9) 图形文件
(5) 数字正射影像(10) 特定GIS软件的栅格数据
8.栅格数据的压缩编码技术/无损压缩的方法（实例分析）
(1) 链式编码(Chain Codes)：数据结构：起点行列号，单位矢量，如R: (1,5),3,2,2,3,3,2,3
(2) 游程长度编码(Run-Length Codes)：逐行编码，数据结构：行号，属性，重复次数，如1, A, 4, R, 1, A, 3
(3) 块式编码(Block Codes)：以正方形区域为记录单元，数据结构：初始位置, 半径, 属
性，如(1,1,3,A),(1,4,1,A),(1,5,1,R), (1,6,2,A) …
(4) 四叉树编码(Quadtree Codes)：用递归分解法不断续分直至四叉树的每个象限中仅有一个像元值，其中0－NW，1－SW，2－SE，3－NE。
9.栅格模式与矢量模式比较
项目
栅格模式矢量模式
优点
1、数据结构简单
2、叠加操作更易实现、更有效
3、能有效表达空间可变性
4、便于做图像的有效增强
1、数据结构更严密
2、提供有效的拓扑编码，便于拓扑操作
3、图形输出美观
缺点
1、数据量大，需要压缩
2、难以表达拓扑关系
3、图形输出不美观，有锯齿
1、数据结构复杂
2、叠加操作不方便
3、表达空间变化性能力差
4、不能做增强处理
10.建立缓冲区的应用
(1) 作为保护区并被应用于规划或管理目的，如政府规定河流两岸2英里以内的区域为缓冲区，区内禁止砍伐，减少水土流失；河流缓冲区、岸边地带或植被种植过滤带等；
(2) 可以作为中立地带，解决矛盾冲突；
(3) 表示包含区或研究区，缓冲区本身成为分析对象，如道路缓冲区可用于研究森林火灾风险；
(4) 作为一种采样方法，如对河网按规则间距建立缓冲区，可以用河网距离函数对木本植被成分和模式进行分析。
11.地图叠置方法（绘简图说明，P244）
(1) Union（联合）：保留了来自输入图层中的所有要素，输出图层的区域范围对应于两幅输入图层合并后的区域范围，要求两幅输入图层均为多边形图层。
(2) Intersect（求交）：仅保留两个图层共同区域范围的要素，输入图层不限，叠置图层是多边形，当同时输入几个图层属不同维度时，最终输出的是最低维度的相交图层。
(3) Symmetrical difference（对称差异/均匀差值）：仅保留输入图层各自独有的区域范围内的要素，要求两个输入图层均为多边形图层。
(4) Identity（识别）：仅仅保留由输入图层定义的区域范围内的要素，输入图层可含点、线或多边形，而识别图层必须是多边形图层。
12.地图叠置分析中主要的要素操作方法（绘简图说明，P256-257）
(1) Clip（剪取）：以剪切图层的区域范围将输入图层进行剪切，生成一副只包含落在剪切图层区域范围内的输入图层要素（包含属性）。输入图层不限，剪取图层必须是多边形。
(2) Append（拼接）：把两个或多个图层拼接在一起生成一个新图层，具有相同的要素和属性，可作为一个图层来进行数据查询或显示。
(3)Update（更新）：进行多边形整合，输出图层为一个经删除处理后的图层与一个新特征图层进行合并后的结果。
(4) Erase（擦除）：从输入图层消除那些落在擦除图层区域范围内的要素。
→ArcToolbox/Analysis Tools/Overlay/Erase
(5) Split（分割）：把输入图层分成两个或以上的土层，一个表示区域亚单元的分割图层被用作输入图层的分割模版。
13.DEM的数据来源
(1) 地形图：地形图是地貌形态的传统表述方法，是各种尺度DEM建立的主要数据源；
(2) 野外测量：对于小范围的DEM其主要服务于工程设计，对精度要求较高；
(3) 摄影测量数据：航空/航天摄影测量、地面摄影测量；
(4) 雷达测量数据：主动遥感测量，周期短，精度高，高程精度可达到10cm，空间分辨率达到1米。
14.Dijkstra算法
Dijkstra算法是由荷兰计算机科学家E. W. Dijkstra（迪杰斯特拉）于1959年提出的一个按路径长度递增的次序产生最短路径的算法，该算法被公认为是解决此类最短路径问题最经典，也是比较有效的算法。
实例：Dijkstra算法计算v1—v5的最短路径？（最佳路径）
T（最后确定最短距离）；P（暂时标号距离）
W（两点间距离）
从某一点n出发：
Pm=min{Pm,Tn+w(m,n)}，Tm=min{Pm}
详解：
1、从v1出发有3条路：
P2= min{P2,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T1+w(1,2)}= min{+∞,10}=10；
P4= min{P4,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T1+w(1,4)}= min{+∞,30}=30；
P5= min{P5,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T1+w(1,5)}= min{+∞,100}=100；
T2=min{P2}=10；
2、从v2出发有1条路：
P3= min{P3,Tn+w(m,n)}=min{+∞,T2+w(2,3)}= min{+∞,10+50}=60；
T4=min{P4}=30；
3、从v4出发有1条路：
P5= min{P5,Tn+w(m,n)}=min{100,T4+w(4,5)}= min{100,30+60}=90；
T3=min{P3}=60；
4、从v3出发有2条路：
P4= min{P4,Tn+w(m,n)}=min{30,T3+w(3,4)}= min{30,60+20}=30；
P5= min{P5,Tn+w(m,n)}=min{90,T3+w(3,5)}= min{90,60+10}=70；
T5=min{P5}=70
故最短路径：v5—v3—v2—v1
15.合并与关联的区别
(1) 合并(Join)：用两个表格的一个共同关键字或者主关键字和外部关键字把两个表格
连在一起，被推荐用于“一对一”或“多对一”的关系。
(2) 关联(Relate)：临时性地把两个表格链接在一起，而各表格保持独立，类似于超链接。优点是对四种关系类型（一对一，一对多，多对一，多对多）都适用，但是关联减慢了
数据存储的速度，特别是对远程数据库的处理更慢。
四、其他考点
1.地图投影?P40-41
无坐标：
ArcToolbox/Data Management Tools/Projections and Transformations/Raster/ Define Projection
改坐标：
ArcToolbox/Data Management Tools/Projections and Transformations/Feature/ Project
2.Coverage数据结构的点、线、多边形要素及其对应的关系表?P51-53
3.栅格化：ArcToolbox/Conversion T ools/To Raster
矢量化：①多边形边界提取②边界线追踪③去除多余点及曲线圆滑④拓扑关系生成
4.对扫描地图进行地理参照配准?P128-129
5.聚合容差、拓扑规则、图幅拼接等的操作?P150-154
6.属性数据查询、空间数据查询、栅格数据查询的操作?P232-236
7.地图叠置的要素类型?P242-243
8.缓冲区的建立操作?P261
9.IDW与Spline的操作对比
10.无损压缩方法的应用?见三、8.
11.栅格数据分析：
聚合分析（合并）：ArcToolbox/Spatial Analyst Tools/Reclass/Reclassify
聚类分析（0,1）：ArcToolbox/Spatial Analyst Tools/Map Algebra/Raster Calculator
12.综合查询案例——选址问题（美国中部新销售点）
13.空间选址综合设计——市区择房分析报告（大实验报告）
电子政务地理信息系统综合平台研究 金笑天1 段玉山2 张殊楠1 (1 上海众恒信息产业有限公司,上海200040) (2 华东师范大学地理系,上海 200062) 基金项目:基金(No.2002AA114010);上海构件库及其应用; 摘 要：地理信息系统(GIS)作为电子政务系统的一个主要组成部分发挥着重要作用，为了进一步整合业务条线系统和各类数据资源，本文提出并设计了作为电子政务应用和管理纽带的GIS综合平台,主要包括信息流控制平台，信息维护平台等，该平台为空间数据、地理信息系统、业务系统的共享复用与建设提供了一种解决方案。最后探讨了如何基于构件技术实现地理信息系统综合平台。基于该设计思路构建了上海市首个区县级别地理信息系统综合平台。 关键词：地理信息系统；综合平台；电子政务；构件 中图法分类号: TP319文献标识码:B Research of digital government geographic information system integration platform Jin Xiao-tian,Duan Yu-shan,Zhang Shu-nan (1 Shanghai Triman Information & Technology Co.,Ltd,Shanghai,China,200040) (2 Geography Department, East China Normal University, Shanghai,China,200062) 【Abstract】 As a main part of digital government Geographic Information System(GIS) has a key value.For integrating the operation system and data resources this paper discusses the design of GIS integration platform which is the link of digital government application and management.The flatform includes the information flow control platform,information maintaince platform and etc.It gives a solution of resusing and instructing spatial data、GIS and operation system.This papers also discusses the use of component technology to realize GIS integration platform.The first Shanghai district and county level GIS integration platform is constructed based on the design idea. 【Key Words】Geographic Information System；integration platform； digital government；component 1．建设背景 地理信息系统（GIS）是一种输入、存储、管理、分析和显示地理信息的计算机系统，是分析和处理地理空间数据的通用技术，是信息技术的一个重要分支，主要应用在环境、资源、交通、商业等行业领域，是数字城市、电子政务系统的重要组成部分。电子政务是各有关部门和各级政府利用信息和网络通信技术，加强政府的管理，实现政务公开、提高效率、科学决策、改进和完善服务职能的重要手段，是一项重要的系统工程。近年来基于空间信息管理和应用的各个行业领域的业务条线GIS系统的建设蓬勃发展，例如房地GIS，商业GIS，环保GIS，园林GIS等一系列GIS系统，它们作为电子政务系统的空间信息子系统，在提供空间服务，改善业务效率，加强政府职能，为民服务等诸多方面发挥着重要作用。 但在这些诸多条线GIS系统建设中存在如下一些问题：条块分割，形成“信息孤岛”，
地理信息系统导论 平时作业 班级土木093班 姓名马亮亮 学号 200902024
一、什么是GIS?它具有什么特点？ 答：（1）GIS即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。 （2）特点： 1、开放性 具有开放式环境及很强的可扩充性和可连接性。GIS技术支持多种数据库管理系统，如ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库；运行多种编程语言和开发工具；支持各类操作系统平台；为各应用系统，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供标准化接口；可嵌入非专用编程环境。 2、先进性 GIS平台采用与世界同步的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处理技术。系统设计采用目前最新技术，支持远程数据和图纸查询，利用系统提供的强大图表输出功能，可以直接打印地图、统计报表、各类数据等。可分层控制图纸、无级缩放、支持漫游、直接选择定位等功能。系统具备完善的测量工具，现场勘查数据，线路杆塔等设备的初步设计，并可直接进行线路设备迁移与相关计算等，实现线路辅助设计与设备档案修改。具有线路的方位或区域分析判断功能，为用户提供可靠的辅助决策，综合统计分析，为管理决策人员提供依据。特别是把可视化技术和移动办公技术纳入GIS系统的总体设计范围。地图精度高，省级地图的比例尺达到1：10000或1：5000，市级地图比例尺达到1：1000或1：500，地图能分层显示山川、水系、道路、建筑物、行政区域等。 3、发展性 具有很强的可扩充性和可连接性。在应用开发过程中，考虑系统成功后进一步发展，包括维护性扩展功能和与其它应用系统的街接与整合的方便。开发工具一般采用J2EE、XML 等。 二、GIS与其它信息系统有什么区别？ 答：通常意义上的信息系统存储结构都是数据信息，结构为表单，查询、排序、删增操作比较简单 GIS的存储结构是地物空间信息，以图形为对象的（甚至是三维形体），将图形变为几何信息、拓扑信息、坐标数值、投影信息的组合体，用复杂的表单结构来存储，因此GIS 系统的操作是以图形为界面，比普通信息系统复杂得多。 三、空间数据采集方法有哪些？它们分别适合采集什么样的数据？ 答：GIS数据的获取、更新、维护工作主要由测绘行业承担。地面数字测图就是在这种背景下发展起来的，它日益成为获取大比例尺数字地图及城市各类地理信息系统以及为保持其现势性所进行的空间地理信息系统数据更新的主要手段。数字化测图主要经历了两种模式： a．数字测记模式最初由外业电子手簿记录，同时人工配合画草图，符号标注，然后交由内业，依据草图人工编辑图形文件，自动成图。之后发展为测注模式不变，但方式变化，利用智能化的外业采集的软件，不仅记录点位，而且记录成图的全部信息，人工键入减少，使测记法效率更高，数字测图也更加实用。对于这种阶段下的数字测绘，GIS数据获取只能将原有的图纸利用GIS或其相关软件提供矢量化方法进行转化。这种数字化过程会由于图纸变形，设备的精度及人为因素造成的误差而影响数据精度。下面是传统方法作业的地形固
读书破万卷下笔如有神 GIS设计复习题 一、名词解释 1.GIS设计： GIS设计就是在GIS开发的整体过程中，遵循一般软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点、特殊规律和要求，对GIS软件从系统定义、系统总体设计、系统详细设计、空间数据库和地理模型库设计、GIS实施、GIS软件测试与评价、直到GIS维护的各个阶段进行工程化规范的方法体系。 2.结构化生命周期法： 结构化生命周期法的基本思想是将系统开发看作工程项目，有计划、有步骤地进行工作，它认为虽然各种业务信息系统处理的具体内容不同，但所有系统开发过程都可以划分为六个主要阶段：系统开发准备、调查研究及可行性研究、系统分析、系统设计、系统实施、维护和评价。 3.维护副作用： 因修改软件而造成的错误或其他不希望出现的情况称为维护副作用，有编码副作用、数据副作用和文档副作用三种。 4.数据传输加密： 为确保数据的安全可靠，必须保障在传输过程中数据内容不被透露、避免信息量被分析（破析）、检测出数据流的修改等，称为数据传输加密。 5.数据质量P15 6.GIS数据流模型P46 7.数据字典 数据字典是关于数据信息的集合。它是数据流图中所有要素严格定义的场所，这些要素包括数据流、数据流的组成、文件、加工小说明及其它应进入字典的一切数据，其中，每个要素对应数据字典中的一个条目。 8.用例的粒度P53 9.完全因子分解系统：P76 10.互操作接口设计P78 11.地理模型P143 12.模块: 一个软件系统通常由很多模块组成，函数和子程序都可称为模块，它是程序语句按逻辑关系建立起来的组合体。 二、单选题 1、结构化程序设计概念最早由E.W.Dijkstra于（）年提出 A. 1963年 B. 1965年 C. 1962年 D. 1967年 2、在程序流程图常用符号中菱形表示（） A. 程序起止 B. 控制流 C. 处理步骤 D.逻辑判断
绪论 简述GIS的理解（需具体说明） 地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息解决方案 GIS的概念 GIS是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统用来支持空间数据采集、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。 GIS是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。 地理信息的定义 理解1：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识； 理解2：表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称； 理解3：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。它起源于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。 地理信息的特点 空间分布性：地理信息的定位特征多维性：单点多重属性信息动态性（时间性）：随时间动态变化数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征 地理信息含义 “有地理参照的信息”(Geographically Referenced Information)或者，“与地理位置有关的信息”GIS的定义、特点 地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示和输出地理数据功能的计算机软硬件系统。地理信息系统是一种以地理坐标为骨干的信息系统。 GIS的组成 ①系统硬件 GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机 GIS外部设备：输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等；输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等；数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等 GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 硬件的三种应用模式 单机模式： 由基本外设、处理设备和输出设备构成 适用于小型GIS建设 数据传输与资源共享不方便 局域网模式： 部门或单位内部GIS建设 专线连接 资源共享较方便 广域网模式： 用户分布地域广泛，不适合专线连接 公共通讯连接 资源共享方便 局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接 ②系统软件 系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX 等。系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。 基础软件 数据库软件 流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。 Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。 图形平台 某些GIS软件中图形处理平台。如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件 ③空间数据是GIS的血液 GIS的操作对象为空间数据 空间数据特征：空间参考、属性、时间数据； 空间数据组织：矢量结构、栅格结构。 ④管理人员 GIS的开发是以人为本的系统工程。 业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。 不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。 技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。 GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出空间查询：位置查询、属性查询、拓扑查询 空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索空间物体 空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、统计分析、决策分析 缓冲区分析：解决近邻度问题 缓冲区分析就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，然后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。 网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题 GIS中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。 叠加分析：解决设施的选址问题 把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算，产生新的空间图形和属性的过程。 GIS的产生和发展（选择或判断） 1963年加拿大测量学家Tom linson创造了GIS系统 ①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段 简述GIS的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和分析；生成报表。 举例说明GIS可应用的行业 所谓地理信息系统的应用就是人们应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展服务。 气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、A VHRR、城市土地利用信息系统、电信资源管理、铁路地理信息系统、公安警用地理信息系统、医疗机构信息查询 GIS的地学基础 GIS中为什么要考虑地图投影 地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算与分析。 地球椭球体为不可展曲面 地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析 地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面展开为平面时必然产生破裂或褶皱。“地图投影”就是要解决球面不可展的矛盾。 地图投影 由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度、纬度)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标、横坐标)或者极坐标(极径、极角)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。地图投影是保证地图精确度的重要的数学基础之一。 地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形 地图投影分类 投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影
一、前言 地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）是一种集空间数据获取、管理、分析、模拟和可视化表达功能于一体的计算机系统。GIS技术是建立在地理学、测量学、制图学、电子工程学和计算机科学基础上的交叉科学，并随着社会对信息管理的需要而产生和发展的。GIS在近年的发展中已越来越显示出其强大的功能和应用潜力，从电力输配电监测、城市基础设施管理、自然资源调查、资源管理、交通规划与管理、大型工程选址，环境和灾害评估到辅助决策等国民经济的各个领域，都占有一席之地。 目前GIS的最新发展方向从组件式GIS迈向到服务式GIS（Service GIS），GIS图形与属性的一体化（真正形成地理数据服务器），Web GIS的研究和应用，专家系统和人工智能应用等。GIS在应用上出现了以下趋势： 1、网络化方向发展。在客户/服务器模式、Web GIS技术，以及分布式GIS技术支撑下，GIS正由单机或局域网络运行系统向广域网系统发展，使信息在全社会的共享成为现实，也使空间信息的产业化成为现实； 2、综合集成方向发展。GIS不再是单一的地理信息系统，而是将它自身与遥感（RS）和全球定位系统（GPS）融为一体，充分利用RS的动态监测和信息快速获取功能，以及GPS的空间精确定位功能，形成GIS精确定量、定位和动态分析能力； 3、决策支持方向发展。GIS的发展重心已经由侧重于数据获取、存储、检索的初级阶段，逐步向模拟、分析、预测预报和辅助决策的高级阶段发展。 二、概述 （一）规划的编制目的和意义 为了更好的部署和实施XX电业公司地理信息系统，特编制《XX电力地理信息系统可行性研究报告》，明确项目建设的工作目标、任务、工作计划及工作重点，对开展建设XX电力地理信息系统工程工作具有重要的现实意义。 （二）规划编制依据 《国家信息化“九五”规划和2010年远景目标（纲要）》 《计算机软件工程规范国家标准汇编》GB8567-88 《信息安全技术网络基础安全技术要求》GBT20270-2006 《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》GBT20271-2006 （三）项目建设目标 XX电力地理信息系统建设的总体目标为：以搭建统一基础数据平台为目标，以基础地理信息空间数据库建设和应用为导向，制定统一的数据标准和技术规范，集成与整合XX电业公司现有的基础测绘成果和地理信息资源，建成分布于多级网络环境、多分辨率、多尺度、多源的基础地理信息数据库；使所有的电网设备和运行情况一目了然，将现有的生产MIS、营销MIS、调度自动化、95598等系统软件集中到同一个平台上进行查询和图形化显示，实现电网管理的规范化管理。 （四）规划的范围 项目建设的必要性和可行性 项目建设的指导思想、建设内容及建设原则 项目建设的总体需求 项目建设的总体规划 项目采用的关键技术 实施策略与运行、管理机制 建设进度安排 经费预算及资金来源 效益分析 结论和建议 三、项目建设的必要性和可行性 （一）项目建设的背景 XX地处XXX平原，境内拥有500千伏变电站X座，220千伏变电站X座，110千伏变电站X座，35千伏变电站X座。110kV输电线路XXkm，35kV输电线路XXXkm，10kV输电线路XXXkm。截止到2010年底，实现购网电量XXX亿千瓦时 全县下辖XXXX等12个镇，用电人口58万左右。
简议测绘学 一、总述 作为一门有着悠久历史的科学，测绘学起源于人们的生产实践，并随着社会的发展而不断发展。从公元前1400年的古埃及河谷和平原发现的证据所表明的地产边界的测定，到公元前3世纪中国人磁罗盘的制作；从以毕达哥拉斯(Pythagoras)、亚里士多德(Aristotle)为代表的学者们提出的地圆说，到近代牛顿(J.Newton)、惠更斯(C.Huygens)的地扁说,再到利斯汀（Listing)提出的大地水准面，直至后来的莫洛坚斯基（Molodenskey)理论。这些众多的科学史实说明了，测绘学与人们的生活息息相关，并且随着时间不断发展和完善。 进入近现代，两次工业革命彻底改变了科技的发展速度和发展轨迹，信息技术革命给科技发展注入了更强的动力。随着科学技术质和量的飞跃，测绘学也取得了长足的发展进步。远远超越原始最基本的简单测量，测绘学的理论和方法发生了巨大的变化，测绘学逐渐成为一个由大地测量学、摄影测量学、地图制图学、工程测量学、海洋测绘学、全球卫星导航定位技术、遥感科学和技术、地理信息系统等细小分支所构成的日趋完整且日渐严密的科学系统，并且在现代的国民经济和国防建设中发挥着越来越重要的作用。 二、测绘学主要分支的概述： 1.大地测量学 大地测量学主要研究地球表面及其外层空间点位的精密测定、地球的形状、大小和重力场，地球整体和局部运动，以及它们的变化的理论和技术。作为一门古老而又年轻的科学，是地球科学的一个重要分支。其基本目标是测定和研究地球空间点的位置、重力及其随时间变化的信息，为国民经济建设和社会发展、国家安全以及地球科学和空间科学研究等提供大地测量基础设施、信息和技术支持。现代大地测量学与地球科学和空间科学的多个分支相互交叉，已成为推动地球科学、空间科学和军事科学发展的前沿科学之一，其范围也已从测量地球发展到测量整个地球外空间。 更具体的讲，大地测量学的基本任务是：1）建立和维护高精度全球和区域性大地测量系统与大地测量参考框架；2）获取空间点位置的静态和动态信息；3)测定和研究地球形状大小、地球外部重力场及其随时间的变化；4)测定和研究全球和区域性地球动力学现象；5）研究地球表面观测量向椭球面和平面的投影变换及相关的大地测量计算问题；6）研究新型
gis设计与开发 Gis设计与开发思路 现实需求、GIS概念模型、机理过程、人机交互系统、现实需求 开发方式：独立开发，扩展式二次开发，集成式二次开发 第一章GIS设计思想内容，标准 （一）GIS设计目标 通过改进系统设计方法，严格执行开发的内容划分，进行阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性，降低系统开发和应用的成本，延长系统生命周期的目的。 （二）GIS设计的特点 1、数据：数据量大，实体种类繁多、实体间关联复杂的特点 2、功能：GIS设计以空间数据为驱动 3、工程：GIS工程投资大，周期长，风险大，涉及部门繁多 二gis设计的理论基础 Gis工程学：GIS本身发展和将系统工程学思想引入GIS设计的产物 （一）GIS工程学体系 1、任务：寻求系统总体最优化 2、基础理论：（1）系统学思想（整体性，层次性，相关性，功能性，动态性），（2）系统工程学（3）软件工程学（4）地理信息科学三层次（理论，技术，应用） 3、方法论：根据GIS工程学的基础理论而形成的一系列程序化的基本操作技术与方法（二）GIS工程学的特点 1、以空间信息系统工程优化为目的 2、横跨多学科 3、直接面向决策，为可持续发展提供决策支持 4、与GIS产业化密切相关 三GIS设计的内容 （一）设计原则：标准化，先进性，兼容性，高效性，可靠性通用性 （二）设计内容 软件设计和数据库设计 第二章gis设计的方法 一、结构化生命周期法 1、结构化生命周期法又称结构化分析和设计方法，又称结构化系统开发方法 结构化生命周期法是系统分析员，软件工程师，程序员以及最终用户按照用户至上的原则，自顶向下分析与设计和自底向上逐步实施建立计算机系统的一个过程，是组织，管理和控制信息系统的开发过程的一种基本框架。 2、基本思想：（1）要求设计过程必须严格按照阶段进行 （2）在系统建立之前就必须严格的定义和描述用户的需求。 3、阶段划分：（1）系统开发的准备阶段 （2）调查研究及可行性研究阶段
GIS 技术的研究现状及未来发展趋势 摘要:GIS 是随着计算机技术发展而形成的一门新兴技术,其应用程度和范围也随之渗透、延伸,得到了人们的广泛关注。该文综述了地理信.息的发展现状,从多个角度分析当前 GIS 技术发展存在的不足,并在此基础上研究分析了 GIS 技术的未来发展趋势。 关键词:GIS 研究现状发展趋势 0 引言 随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善, GIS(Geographic Information System技术也日趋成熟,并且逐渐被人们所认识和接受。近年来, GIS 被世界各国普遍重视,尤其是“数字地球”概念的提出,使其核心技术 GIS 更为各国政府所关注。目前,以管理空间数据见长的 GIS 已经在全球变化与监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发挥着越来越重要的作用。当前 GIS 正处于急剧发展和变化之中,研究和总结 GIS 技术发展,对进一步开展 GIS 研究工作具有重要的指导意义。因此,本文就目前 GIS 技术的研究现状及未来发展趋势进行总结和分析。 1 GIS 研究现状及其分析 1.1 GIS研究现状 世纪 90年代以来,由于计算机技术的不断突破以及其它相关理论和技术的完善, GIS 在全球得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显著的成效,其概括起来有以下几个方面 [1]:①硬件系统采用服务器 /客户机结构,初步形成了网络化、分布式、多媒体 GIS ; ②在 GIS 的设计中, 提出了采用“开放的 CIS 环境” 的概念, 最终以实现资源共享、数据共享为目标; ③高度重视数据标准化与数据质量的问题, 并已形成一些较为可行的数据标准; ④ 面向对象的数据库管理系统已经问世, 正在发展称之为“对象 --关系 DBMS (数据库
测绘学概论论文2021字 篇一：测绘学概论论文 浅谈对测绘学的认识 xxx 学号:202130161xxxx 武汉大学测绘学院测绘工程x班 摘要：在许多人的眼中，测绘是一个艰苦而且枯燥的行业，从名称上看，这个专业所研究的东西似乎也比较低端，没有什么科技含量。然而事实却并非如此，通过一个学期对《测绘学概论》的学习，笔者深刻地认识了测绘这个专业，也纠正自己曾经的一些错误认识。本文就是笔者对测绘这门学科的一些认识和理解，也是对那些认为测绘是一门没有科技含量而且艰苦的观点的驳斥。 关键词：测绘学；传统分类；现代发展 1 测绘学的基本概念和研究内容 测绘学起初的概念是以地球为研究对象，对其进行测定和描绘的科学。这种概念的测绘工作限于较小的区域，测绘工作者利用普通的测量仪器，通过平面测量的方法直接测绘地形图。这就是通常所说的“白纸测图”。然而，这种方式劳动强度大，效率低，精度差，也难怪那么多人会认为测绘是一项艰苦而枯燥的工作。 然而随着测绘学科的不断发展，尤其是人类科技的发展、社会的进步，上面所说的测绘已经远远不能满足人们的需求。地球的表面不是平面，测绘工作也不限于较小的区域，尤其是测绘科学技术的应用领域不断扩大，其工作范围不仅是一个国家或地区，有时甚至要进行全球的测绘工作。这样一来，测绘工作就不像上面所说的那样简单，而是复杂多了。如今的测绘学研究的对象不仅是地球，还
需要将研究范围扩大到外层空间的各种人造和自然实体，甚至是地球的内部结构等。因此，对测绘学的一个比较完整的基本概念应该是：研究测定和推算地面及其外层空间点的几何位置，确定地球形状和地球重力场，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济的发展和国防建设以及地学研究服务。这个概念看起来可能有些抽象，但至少我们可以看出测绘学科研究的内容是极其丰富的。 下面仅就测绘地球列举其研究的基本内容： 1)在已知地球形状、大小及其重力场的基础上建立一个统一的地球坐标系统，用以表示地球表面及其外部空间任一点在这个地球坐标系中的几何位置。 2)以坐标为基础，使用一定的测量仪器和测量方法进行地表形态的测绘工作。 3)将获取的自然界与人类社会现象的空间分布、相互联系及其动态变化信息以地图的形式反映和展示出来。 4)用测绘资料引导工程建设的实施，监视建筑物的形变。 5)在陆地之外，对海洋环境进行测绘工作。 5)依据数学上的一定准则，由一系列带有观测误差的测量数据，求出未知量的最佳估值及其精度。 6)依据不同的测绘理论和方法，使用不同的仪器和设备，采用不同的数据处理和平差手段，最后获取符合不同应用领域要求的测绘成果。 从这些内容中我们可以看出测绘是一门综合性很强的学科，绝不是想许多人认为的那样简单。测绘是一门对国民经济建设、国防建设、科学研究有重大意义的学科，与我们每个人都有密切的联系。
城市建设管理地理信息系统的分析与设计摘要：本文从建设城市建设管理地理信息系统的现实意义、总体目标、功能结构设计、数据结构设计和应用前景进行了探讨，阐述了城市建设管理地理信息系统建设思路。 关键词：城市建设管理；地理信息；应用 中图分类号：tp311.52文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-02 urban construction management geographic information system analysis and design shi xiangao (wuhan city construction information center,wuhan430014,china) abstract:this article from the construction of urban construction and management of geographic information systems of practical significance,overall objective,functional design,data structure design and application prospects are discussed to explain the city’s geographic information system construction and management ideas. keywords:urban construction management;geographic information;application gis（geographic information system），地理信息系统，是20
系统总体设计报告 农场域土地利用管理信息系统
系统总体设计报告目录一、系统结构设计 二、系统功能设计 三、接口设计 四、界面设计 五、数据库设计
系统框架设计
模块功能设计 1.地图显示与浏览 (1)刷新：刷新地图显示。 (2)要素选择：选择要素，以点、圆圈、多边形等方式选取。 (3)放大：地图放大。 (4)缩小：地图缩小。 (5)漫游：地图整体鼠标移动。 (6)全副显示：使地图在当前窗口中最大化显示。 2.地图数据编辑与修改 (1)属性修改：打开属性表，修改要素变更属性。 (2)要素编辑：选择要素，对其进行编辑、修改、删除。 编辑工具条：点工具：加点、减点、移动。 线工具：延伸、移动，新增、删除。 面工具：移动、删除。 (3)保存编辑：保存当前编辑内容。 (4)Undo:撤销操作。 (5)Redo:返回操作。 3.地图要素查询 3.1按属性查询 (1)在弹出属性查询Form里选择感兴趣图层，编辑选择条件，查询感兴趣要素，返回结果直接显示在主界面地图上。 3.2空间查询
(1)进行空间拓扑查询，通过获得查询对象与拓扑关系，查询出符合条件的几何空间对象及其属性。 3.3图查属性 (1)查询当前被选择对象的属性信息，直接选择要素，右击查询属性，相应要素的属性弹出显示。 4.制图输出与打印 (1)制做成图：将各显示图层统一与标注地图输出图框中编辑成图，加入地图必须整饰要素、辅助要素等等，最后.jpg或.bmp等栅格数据结构输出。 (2)将上步中制作的栅格地图，选择合适幅面，连接打印机，打印成纸质版地图。 5.统计与分析 (1)对选中要素的统计，统计各类利用类型的面积、分布等信息。 (2)基于属性表的统计功能，统计整体的各类利用类型的面积、分布等信息。以表格显示统计结果，并选择打印成文本资料。(3)空间分析：对选中要素做缓冲区等简单空间分析操作，尽量满足不同用户的分析需求，扩展系统的应用范围。 缓冲区分析：选择感兴趣的几何要素，点击缓冲区分析方法按钮，在弹出框内设置缓冲参数、类型等，将操作结果作为新建图层直接显示于地图最上层。 6.其他扩展功能
地理信息系统研究的新进展 进入21 世纪以后,地理信息系统主要的基础理论和技术研究热点有了新的变化,代表了地理信息系统研究的新进展,主要归纳如下: 1. 稳定、快速的GIS 数据采集和数据更新体系 GIS 数据的来源可以包括:野外数字化采集系统、地图扫描矢量化采集系统、局域和广域差分GPS 数据采集系统、遥感数据采集和更新系统、数字摄影测量数据采集系统等。对于每一种数据采集系统的研究都将设计许多具体内容,数据源采集和更新体系是GIS 理论和技术研究的首要问题。 2 .GIS 空间数据的质量与不确定性分析 数据和软件是GIS 走向产业化的前提,同时GIS 空间数据的质量直接影响GIS 的分析和应用,影响了GIS 的生存和发展。当前GIS 空间数据的精度分析与质量控制研究中,从手工数字化数据采集质量到扫描数字化数据质量、从矢量数据误差模型研究到影象数据分类和分析质量研究、从空间位置数据质量研究到空间属性数据质量研究、从数据误差传播分析到数据误差模型的可视化、从模拟数据不确定性分析到批量数字产品生产的质量控制和抽样检验等的变化可看出GIS 数据质量不确定性研究的对象越来越广,内容越来越多。 3 .3D 地理信息系统(3DGIS) 的研究 在传统的二维(2D) GIS 中,通常是将垂直方向的信息抽象成一个属性值,如DTM 中的高程,然后进行空间操作和分析。如果在垂直方向上的采样多于一个,如:资源勘探中在一个钻孔中的多个采样,2DGIS 则难以处理。在这种场合下具有真三维(3D) 处理和分析功能的GIS 系统是必需的。而所谓的3DGIS 就是在二维GIS 的基础上对具有三维地理参考坐标的地理信息输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟操作的计算机系统。目前3DGIS 的数据结构研究比较多。基于体素的(V oxel2based) 三维系统比较成熟,广泛用于石油勘探中;基于矢量数据的系统模型处于研究中,例如四面体或边界表示的矢量方法、八叉树与TIN 的混合结构、八叉树与TEN 的混合结构、面向对象的矢量与栅格一体化结构等。目前3DGIS 的数据模型研究有两个方向:第一是利用三维几何和CAD 领域的可视化, 构成3DGIS 中交互式的模型和可视化功能;第二是开发3DGIS 数据管理和空间分析功能,它从数据库方面进行考虑,这两个方面的结合以及迅速发展的虚拟现实技术将产生新的3DGIS 数据模型。 4. GIS 时空系统(spatio - temporal system) 研究 在许多应用领域中,如环境监测、地震救援、天气预报等,空间对象是随时间变化的,而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用。过去GIS 忽略时态主要是受器件的限制,也有技术方面的原因。近年来,对GIS 中时态特性的研究变得十分活跃,即所谓“时空系统”。 根据处理时间和有效时间的划分,可以把时空系统分为 4 类:静态时空系统(static ST system) 、历史时态系统( historical ST system) 、回溯时态系统(rollback ST system) 和双系统( bitemporal ST sys2tem) 。时空系统主要研究时空模型,时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析。目前比较流行的做法是在现有数据模型基础上扩充,如在关系模型的元组中加入时间,在对象模型中引入时间属性。 5 .GIS 空间数据查询语言的研究
物联网技术导论学期 论文 题目：定位技术综述
前言:随着物联网应用研究的不断深入，定位技术已经越来越被人所熟识。定位系统可以通过特定的位置标识测距技术来确定物体物体的空间物理位置信息。目前常用的定位系统可以分为两种：一种是基于卫星导航的定位，另一种是基于参考点的基站定位。本文将会按顺序分别介绍下列不同的定位系统的发展、组成、原理、运用。
目录： 一：卫星定位技术（GPS系统）1：GPS系统的发展 2：GPS系统的组成 3：GPS定位的原理 4：GPS的运用 5：GPS总结 二：蜂窝定位技术 1：COO定位 2：TOA定位 3：TDOA定位 4：AOA定位 5：A-GPS定位
一：卫星定位技术 卫星定位导航系统是利用卫星来测量物体为止的系统。由于对科技水品要求较高且耗资较大，所以世界上只有少数几个国家能够自主研制卫星定位导航系统目前只有美国、俄罗斯、中国拥有自主运行的定位系统。下面简单介绍GPS的发展、组成、原理、运用。 1：GPS系统的发展 GPS意为全球定位系统，全称是“Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Position System,NA VSTAR/GPS”。GPS 系统在早期主要由美国发展和研制，在20世纪70年代，美国guofangbu7开始研究和建立新一代空间导航定位系统，组要目的是用来提供美国实时、全天候和全球性的导航服务。直到1994年，才终于布局完成，该系统被称为GPS。 2：GPS系统的组成 GPS系统主要由空间部分、地面控制部分和用户接收设备三部分组成， ①：空间部分
地理信息系统导论考试重点 1、地理信息系统 地理信息系统是由计算机硬件、原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。 2、拓扑关系 描述两个对象之间在拓扑变化（及发生缩放、旋转、拉伸等变形）下保持不变的几何属性（即图形关系保持不变），用来表示要素间的连通性或邻接性的关系。 3、空间索引 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、最小外接矩形以及存储地址。 4、元数据与空间元数据 元数据就是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征。 空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方法、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。 5、叠合分析 在统一的空间参照系统下，将同一地区的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。 6、泰森多边形（V oronoi） 将已知的离散分布的数据点连接成三角形，做三角形各边的垂直平分线，每个数据点周围的若干垂直平分线便围成一个多边形，该多边形即为泰森多边形。 7、矢量数据结构 基于矢量模型的数据结构称为矢量数据结构。矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。 8、栅格数据结构 栅格数据结构实际上就是像元阵列，像元的行列号确定位置，用像元值表示
空间对象的类型、等级等特征，每个栅格单元只能存在一个值（行、列、像元值）9、矢量数据的输入与编辑 跟踪数字化 扫描矢量化 数字测图仪 数据结构转换 10、栅格数据的输入与编辑 图像扫描 遥感解译 数据结构转换 11、矢量数据的优缺点 优点： 便于面向实体的数据表达； 数据结构紧凑，冗余度底； 拓扑关系有利于网络分析、空间查询等。 缺点： 数据结构复杂； 软件实现的技术要求比较高； 多边形等叠合分析相对困难。 12、栅格数据的优缺点 优点： 数据结构相对简单； 空间分析较容易实现； 有利于遥感数据的匹配应用和分析。 缺点： 数据量大，冗余度高，需要压缩处理； 定位精度比矢量低； 拓扑关系难以表达。 13、图像数据矢量化方法
简答题 1．何为GIS设计？ GIS设计就是在GIS开发的整体过程中，遵循一般软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点、特殊规律和要求，对GIS软件从系统定义、系统总体设计、系统详细设计、空间数据库和地理模型库设计、GIS实施、GIS软件测试与评价、直到GIS维护的各个阶段进行工程化规范的方法体系。 2．GIS设计的目标和主要内容是什么？ GIS设计目标就是通过改进系统设计方法、严格执行开发的阶段划分、进行各阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性、降低系统开发和应用的成本、延长系统生命周期的目的。GIS设计包括软件设计和数据库设计两部分的内容。 3．GIS有哪些特点？ GIS作为一个特殊的软件领域，其主要特点是海量数据存储及空间数据与属性数据一体化管理，基于GIS本身的特殊性，GIS设计也有其自身的特点：⑴ GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大、实体种类繁多、实体间的关联复杂等特点。⑵ GIS设计以空间数据为驱动。⑶ GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。 4．简要说明GIS有哪些产品模式及其主要特征。 GIS产品可归结为以下几种模式。 数字地图 数字地图是GIS最简单、最基本的产品之一。通过GIS的地图数据库，可以实现地图的数字化存储，即数字地图。 b）桌面制图 很多GIS产品具有桌面制图的功能（如MapInfo公司的MapInfo，ESRI公司的ArcView，ArcEditor和ArcInfo等产品）。桌面制图提供的产品不仅可以对数字地图进行显示、漫游、缩放，还可以对地图进行实时的编辑。桌面制图是GIS传统的市场领域，也是份额最大的一块。 c）桌面GIS 桌面GIS同时管理空间信息与属性信息，可以进行简单的空间分析操作，还可以在此基础上进行二次开发。由于它们具有界面友好、操作简单等优点，所以广泛应用于城市规划、土地管理、市政管理等部门。 d）专业化GIS 专业化GIS的主要特点是具有相对较强的分析功能。地理数据的基本组成要素包括空间数据、属性数据和拓扑数据。其中，拓扑数据指的是地理要素间的空间位置关系。专业化GIS不仅存储地理要素的空间数据和属性数据，而且还对其拓扑数据进行存储，极大增强了GIS的空间分析功能。 5．为实现地理信息资源共享，必须具备哪些基本条件？ 要实现地理信息资源共享，必须具备三个基本条件：一是数据资源的贮备；二是要有技术支撑系统的保障，例如通讯技术、网络技术、数据库技术等现代化技术手段；三是共享规则的制订、被广泛采纳和遵循，主要包含标准、规范、政策和相关法律。 6．简要说明使用结构化生命周期法进行GIS设计需要完成的六个阶段内容。 ⑴系统开发准备阶段。针对用户提出开发系统的要求，有关人员进行初步调查，组成开发领导小组，制定开发的进度和计划。如果新系统开发采取外包方式，本阶段还要包括招投标过程。⑵调查研究及可行性研究阶段。采用各种方式进行调查研究，了解现行系统的界限、组织分工、业务流程、资源及薄弱环节等，绘制现行系统的相关图表。在此基础上，与用户协商方案，提出初步的新系统目标，并进行系统开发的可行性研究，提交可行性报告。⑶系统分析阶段。在对现行系统进行调查研究的基础上，使用一系列的图表工具进行系统的目标分析，划分子系统以及功能模块，构造出新系统的逻辑模型，确定其逻辑功能需求，交付新系统的逻辑功能说明书。⑷系统设计阶段。根据逻辑模型进行物理模型的设计，并具体选择一个物理的计算机信息处理系统。这个阶段还要进行人-机过程的设计、代码设计、输入、输出、文件数据库设计及程序模块、通讯网络设计等。⑸系统实施阶段。系统实施是新系统付诸实现的实践阶段，主要是实现系统设计阶段所完成的新系统物理模型。包括软硬件设备的安装和调试、程序设计、代码编写、调试。还包括对用户及操作人员进行培训，编制操作、使用手册和有关文档。⑹维护和评价阶段。对系统的修改和完善进行维护，如针对系统处理过程、程序、文件、数据库甚至某些设备和组织的变动进行相应的维护。系统的评价，广义上贯穿于系统开发过程的始终，这里主要指系统开发后期的评价。旨在将建成的新系统与预期的目标做一一比较，不同的指标综合体现为用户的满意程度——可接受性。、原型法是应软件设计新情况和新要求的出现而产生的，其特点主要体现为鼓励用户不断修改和完善需求，并根据新的需求不断修改和完善原型。请说明应用原型法开发信息系统各个阶段的内容。 7．原型法开发信息系统包括哪几个阶段？ ⑴确定用户的基本需求。在这一阶段中，用户根据系统的特点清楚地表达自己的基本需求，系统分析开发人员据此来确定系统的规模及基本框架，判断系统需要的数据能否得到，同时应估算出开发原型的成本。⑵开发初始原型。开发初始原型仅仅反映用户的基本需求，并不要求完善。⑶利用原型来提炼用户需求。用户通过亲自使用原型，从而了解其需求得到的满足程度以及存在的问题。开发人员一方面记录下用户提出的该系统的缺点和不足之处；另一方面也要借助原型系统引导、启发用户表达对系统的最终要求，在用户和开发人员共同反复讨论过程中进一步提炼用户需求以及需要修改和变动之处。⑷修正和改进原型。开发人员根据第三阶段中用户提出的修改意见或发现的问题，对初始原型系统进行修改、扩充和完善。这是一个多次反复的过程，直到用户满意为止。 8．用UML模型进行系统的分析和设计有什么优点？ 采用UML模型进行系统的分析和设计具有以下优点：①在面向对象设计领域，存在数十种面向对象的建模语言，都是相互独立的，而UML可以消除一些潜在的不必要的差异，以免用户混淆；②通过统一语义和符号表示，能够稳定面向对象技术市场，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。 9．系统定义时期的主要任务是什么？ 系统定义时期的主要任务是确定软件开发工程必须完成的总目标以及工程的可行性；导出实现工程目标应该采用的策略即系统必须完成的功能；估计完成该项工程需要的资源和成本；并且制定工程进度表；最后编写系统需求分析报告。这个时期的工作通常又称为系统分析，由系统分析员负责完成。10．简述GIS数据字典的任务？ GIS数据字典的任务是对GIS数据流图中出现的所有被命名的图形要素在数据字典中作为一个词条加以定义，使得每一个图形要素的名字都有一个确切的解释。 11．简述GIS成本有哪些部分组成？ GIS的成本由五个部分组成：①购置并安装软硬件及其相关设备的费用；②生产系统所需数据的费用；③软件开发费用；④系统安装、运行和维护费用； ⑤人员培训费用。 12．总体设计的主要任务是什么？ 总体设计的主要任务是确定系统总体架构与软、硬件配置，根据系统分析成果进行系统功能模块的划分，建立模块的层次结构及调用关系，确定模块间的接口及人机界面，并设计数据库总体结构。 13．试述详细设计与总体设计阶段工作的差别？ 详细设计以总体设计阶段的工作为基础，但又不同于总体设计阶段，这主要表现为以下两个方面：⑴在总体设计阶段，数据项和数据结构以比较抽象的方式描述，例如，总体设计阶段可以声明矩阵在概念上可以表示一幅遥感图像，详细设计就要确定用什么数据结构来表示这样的遥感影像。⑵详细设计要提供关于算法的更多细节，例如，总体设计可以声明一个模块的作用是对一个表进行排序，详细设计则要确定使用哪种排序算法。总之，在详细设计阶段为每个模块增加足够的细节，使得程序员能够以相当直接的方式对每个模块编码。 14．结构化方法详细设计的主要表达工具有哪些？ 结构化方法详细设计的主要表达工具有：程序流程图、N-S盒式图、问题分析图、类程序设计语言、序列图和活动图。 15．试说明关系型数据库建库三个范式的内涵。 第一范式（first normal form，简称1st NF）要求同一张表中没有重复项出现，如果有则应将重复项删除。这个删除重复项的过程就称为规范化处理。第二范式（sencond normal form，简称2nd NF）要求每个表必须有一个（而且仅一个）数据元素为主关键词（primary key），其它数据元素与主关键词一一对应。主关键词在表中必须具有唯一性，作为主关键词的数据项中不能出现重复的记录。第三范式（third normal form，简称3rd NF）是指表格中的所有数据元素不但要能够唯一地被主关键词所标识，而且他们之间还必须相互独立，不存在其它的函数关系。也就是说对于一个满足2nd NF的关系表来说，表中有可能存在某些数据元素的函数还依赖于其它非关键词数据元素的现象。 16．程序编写的组织管理包括哪些内容？ 程序编写的组织管理包括：1)对程序员组织训练；2)购进软件消化利用；3)程序编写；4)程序模块的调试；5)程序模块的验收。 17．组件式GIS具有哪些特点？ 1)小巧灵活、价格便宜；2)无须专门GIS开发语言，直接嵌入可视化开发工具；3)不逊色于传统GIS软件的强大GIS功能；4)直接嵌入各种开发工具，开发简捷；5)更加大众化，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统。 18．简述述组件式GIS应用系统的开发过程。 用户调研、可行性研究、用户需求分析、系统总体设计、系统详细设计、基础平台选择、熟悉基础平台、进行二次开发、系统测试、系统维护和系统使用。 19．简述程序代码编写过程中应注意的问题？ 1)程序语言的选择；2)程序设计风格的确定；3)系统代码文档的编写。20．简述程序调试过程中发现的错误有哪些排除方法？ 方法有：1)硬性排错：采用试验的方法，比如设置临时变量、增加调试语句、设置断点、单步执行等。2)归纳法排错：准备几组有代表性的输入数据，反复执行，对得出的错误结果进行整理、分析、归纳，提出错误原因及位置假想，再用新的一组测试数据去验证这些假想。3)演绎法排错：针对各组测试数据所得出的结果，列举出所有可能引起出错的原因，然后逐一排除不可能发生的原因与假设，将余下的原因作为主攻方向，最终确定错误位置4)跟踪法排错：在错误征兆附近进行跟踪找错；错误诊断出来以后，需要进行修改；修改完后，应立即利用先前的测试用例，重复先前的测试过程，进一步验证排错的正确性。 21.系统文档主要包括哪些内容？ 系统文档主要包括系统实施方案、系统架构方案、系统分析报告、系统总体设计、数据库设计报告、系统详细设计、系统测试报告、用户手册等。22.如何有效地维护和管理系统文档？ 1)软件开发小组应由一位文档保管员负责集中保管本项目的已生成文档（主 文档）。2)开发小组成员可根据工作需要自己保留一些个人文档，但这些文档 一般都应是主文本的复制件，应与主文本保持一致，在做必要修改时，也应 同步修改主文档。3)开发人员个人只保存主文档中与本人工作有关的部分文 档。4)在新文档取代旧文档时，管理人员应及时注销旧文档。在文档的内容 有更改时，管理人员应随时修订主文档，使其及时保持最新。5)在软件开发 过程中，可能需要修改已完成的文档。修改主文档前应充分估计修改可能带 来的影响，并且按照提议—评议—审核—批准—实施的步骤加以严格控制。 6)开发过程结束时，文档管理人员应收回开发人员的个人文档，并同时检查 个人文档与主文档的一致性，当发现两者有差别时，应立即着手解决。 23.简答系统实施阶段的任务？ 系统实施阶段的任务可概括为以下五个方面： ①硬件和软件的购置及安装。包括计算机、绘图机、数字化仪、扫描仪等输 入输出和分析处理设备以及各种支撑软件如操作系统、数据库系统、编译系 统的购置安装。②程序的编写与调试。由于各模块的详细设计已经形成，只 需要编写相关程序。一般的处理办法是自编程序，但对于一些比较特殊的成 熟的算法可购买，程序编写后要进行调试，以减少程序的错误。③系统的安 装与调试。即对系统硬软件的安装及调试。④培训。在购买硬件、编写软件 的同时，应对用户进行培训。同时，这也是考验及检查系统结构、硬件设备 和应用程序的过程。⑤系统中有关数据的录入或转换。指的是各种地图数据 及属性数据的输入或从其它系统转化过来的过程，这个工作量是相当大的， 需要耗费大量人力、物力及时间。 24.在系统实施阶段，如何选择程序语言？ 程序语言的选择应作如下考虑：①考虑编程的效率及代码的可读性。一般应 选择高级语言作为主要的编程工具。②考虑要符合详细设计的思想。一般应 选择结构化的语言，如C、Pascal等，这些语言的特点是直接支持结构化的 控制结构，具有完备的过程结构和数据结构。③程序设计语言应是一种通用 语言。因为GIS软件既包括数据、图形处理及分析，还包括对各种软硬件的 控制等，任何一种专用型的高级语言都无法完全胜任。④考虑到程序的执行 效率以及对某些特殊硬件的控制和操作要求。可以针对特定的模块采用混合 编程，达到程序的特别目的。⑤考虑编码和维护成本。选择合适的高级语言 以降低编码量及日常维护工作中的困难程度。⑥根据系统开发的不同规模， 选择合适的高级语言。比如对于一个大型的GIS，用Turbo C就可能不完全 适用，而应选择Visual C++等易于项目管理的高级语言。⑦根据不同的开发 平台和使用平台，选择不同的语言。⑧系统的兼容性、移植性等。 25.简单述GIS软件评价的含义以及评价的内容。 GIS评价是在GIS测试的基础上，通过对技术因子、经济因子和社会因子（如 进行评价，从而得出对系统整体水平以及系统实施所能取得的效益的认识和 评价。软件评价的内容包括：1)技术评价：可靠性、可扩展性、可移植性、 系统效率。2)经济评价：系统产生的效益、软件商品化程度、技术服务支持 能力、软件维护与运行管理。3)社会评价：系统的科学价值、系统的政治与 军事意义、系统决策能力、管理工作改革。 26.试简述GIS维护流程？ 1）提交GIS维护申请；2）评估维护请求；3）维护过程；①确定维护的类型。 ②改正性维护。③适应性和完善性维护。④实施维护工作。⑤编写详细的维 护报告。 简述GIS可行性研究工作的主要内容？ 简述系统详细设计阶段的目标与任务？ 简述地理建模的一般过程？ 简述GIS软件维护工作的影响因素？ 论述题 1．论述系统可行性研究的主要内容是什么？ 2．论述GIS工程学的主要任务、理论基础和内容分别是什么？ 3．GIS规范化和标准化在GIS产业化和社会化过程中的作用是什么？其具体 内容主要体现在哪些方面？ 4．论述GIS详细设计阶段的表达工具有哪几种？各有什么特点？ 5．简要论述GIS软件评价的基本方法，评价类型及评价指标？ 6．论述空间数据库建库流程？ 7．试简述结构化生命周期法包括哪几个阶段？每个阶段的基本任务是什么？ 8．简述在GIS系统实施时有哪些系统实施人员参与及他们各自的任务？ 9．论述地理信息管理与更新的主要技术手段及各自的特点？ 1