Gis地理信息系统复习资料大全
1、地理信息：地理信息是有关地理实体和地理现象的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
2、地理数据：是各种地理特征和现象间关系的数字化表示，包括空间位置、属性信息、时空特征
3、地理信息系统：一种特定的十分重要的空间信息系统，是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
4、地理空间分析的三大要素：空间位置、属性、时间
5、GIS的基本功能：采集、编辑与处理、数据存储和管理、空间查询和空间分析、数据输出
6、GIS的组成：硬件系统、软件系统、网络、空间数据、管理和应用人员
1、地图投影：将地球椭球面上的点映射到平面上的方法，称为地图投影
2、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
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
3、投影有哪几种变形？长度变形、面积变形、角度变形
4、我国国家的基本比例尺地形图有哪些？
1：100万：兰勃特投影大部分分省图、大多数同级比例尺也采用兰勃投影
1：50万、1：25万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1:1万、1：5000采用高斯—克吕格投影。
1、概念模型：地理空间中地理事物与现象的抽象概念集，是地理数据的语义解释。
2、逻辑模型：GIS描述概念数据模型中实体及其关系的逻辑结构，是系统抽象的中间层
3、物理模型：是概念模型在计算机内部具体的存储形式和机制，即在物理磁盘上如何存放和存取，是系统抽象的最底层
4、概念模型的分类：对象模型、场模型、网络模型
5、对象模型：是将整个研究地理空间看作是一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空间区域中，对象模型强调地理空间的单个地理现象
6、场模型：把地理空间中的现象作为连续的变量或体来看待，如大气污染程度、地表温度、地形高度
7、网络模型：网络模型是描述不连续的地理现象，与对象模型在某些方面类似，不同之处在于它需要考虑通过路径相互连接多个地理现象之间的连通情况。公路、铁路、通信线路、管道等
8、拓扑关系的定义？空间数据有哪些拓扑关系？
定义：地图上的拓扑关系是指图形在保持连续状态下的变形（缩放、旋转和拉伸等），但图形关系不变的性质。
邻接关系、关联关系、包含关系、连通关系
1、矢量数据结构定义：矢量数据结构是对矢量数据模型进行组织的。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。尽可能精确地表示点、线、多边形等实体；坐标空间设为连续,允许任意位置、长度和面积的精确定义。
分类：实体数据结构、拓扑数据结构
特点:（a）以几何空间坐标为基础，记录取样点的坐标。以这种数据组织方式，就可以得到精美的地图。（b）可以对复杂数据以最小的数据冗余进行存贮，具有精度高、存储空间小等特点。
（1）实体数据结构：是指构成多边形边界的各个线段，以多边形为单元进行组织。只记录空间对象的位置坐标和属性信息，不记录拓扑关系。
存储：（a）独立存储：空间对象位置直接跟随空间对象；（b）点位字典：点坐标独立存储，线、面由点号组成
特征：（a）这种数据结构具有编码容易，数字化操作简单和数据编排直观等优点；（b）相邻公共边界要数字化两遍，存在数据冗余，可能导致输出的公共边界出现间隙或重叠；（c）缺少多边形的邻域信息和图形的拓扑关系；（d）岛只作为一个单个图形，没有建立与多边形的外界联系，处理嵌套多边形比较麻烦
适用范围：制图及一般查询，不适合复杂的空间分析
（2）索引式结构：
数据结构采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息，具体方法：是对所有边界点进行数字化，将坐标对以顺序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相联系，形成树状索引结构。
优点：树状索引结构消除了相邻多边形边界的数据冗余和不一致的问题，在简化过于复杂的边界线或合并多边形时可不必改造索引表，邻域信息和岛状信息可以通过对多边形文件的线索引处理得到。
缺点：比较繁琐，因而给邻域函数运算、消除无用边、处理岛状信息以及检查拓扑关系等带来一定的困难，而且两个编码表都要以人工方式建立，工作量大且容易出错。
（3）双重独立编码结构：
双重独立编码结构是对图上网状或面状要素的任何一条线段，用顺序的两点定义以及相邻多边形来予以定义。
它是以城市街道为编码主体，它的特点是采用了拓扑编码结构。
（4）链状双重独立编码结构：
链状双重独立式数据结构是DIME数据结构的一种改进。在DIME中，一条边只能用直线两端点的序号及相邻的面域来表示，而在链状数据结构中，将若干直线段合为一个弧段（或链段），每个弧段可以有许多中间点。
在链状双重独立编码结构中，主要有4个文件：多边形文件、弧段文件、弧段点文件、点坐标文件
2、栅格数据结构
定义：又称为网络结构或像元结构，是将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列,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。
栅格单元的选取方法：中心点法、面积占优法、重要性法、百分比法
完全栅格数据结构的组成方式：（a）基于象元方式；（b）基于层方式；（c）基于面域方式
压缩栅格数据结构有哪几种？它们的基本思想和压缩规则、及压缩的特点。能写出给出栅格图的几种压缩编码。（重点）
压缩栅格数据结构有4种：链式编码、游程长度编码、块状编码、四叉树结构
（1）链式编码
基本思想：又称为弗里曼链码(Freeman)或边界链码。链式编码主要是记录线状地物和面状地物的边界。它将线状地物或面状地物的边界表示为：由某一起点开始按某些基本方向确定的单位矢量链。
基本思想是：对于一幅栅格数据（或影像），常常有行（或列）方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容。
（3）块状编码
基本思想：从左上角的像元开始，搜索最大覆盖范围的方形区域，使得这一区域内所有的像元具有相同的属性值，以方形区域为记录单元，记录每一个方形区域。
优点：一个多边形所能包含的正方形越大，多边形的边界越简单，块式编码的效果越好。块码在合并、插入、检查延伸性、计算面积等操作时有明显的优越性。
缺点：游程和块式编码都对大而简单的多边形更有效，而对那些碎部较多的复杂多边形效果并不好。
（4）四叉树结构
基本思想：是将一幅栅格数据层或图像等分为四部分，逐块检查其格网属性值（或灰度）；如果某个子区的所有格网值都具有相同的值，则这个子区就不再继续分割，否则还要把这个子区再分割成四个子区；这样依次地分割，直到每个子块都只含有相同的属性值或灰度为止。
优点：①容易而有效地计算多边形的数量特征。②阵列各部分的分辨率是可变的，边界复杂部分四叉树较高，即分级多，分辨率也高，而不需表示的细节部分则分级少，分辨率低。因而既可精确表示图形结构，又可减少存储量。③栅格到四叉树及四叉树到简单栅格结构的转换比其它压缩方法容易。④多边形中嵌套不同类型小多边形的表示较方便。
缺点：树状表示的变换不具有稳定性，相同形状和大小的多边形可能得出不同四叉树结构，故不利于形状分析和模式识别
3、十进制的Morton码的计算
十进制Morton码（简称MD码）。十进制mortan码可以使用栅格单元的行列号计算（遵循C语言规范，矩阵的第一行为“0”行、第一列为“0”列）.
先将十进制的行列号转换成二进制数，进行“位”运算操作，如图4.11 所示，即行号和列号的二进制数两两交叉，得到以二进制数表示的MD码，再将其转换为十进制数。
4、什么是影像金字塔
影像金字塔是指在统一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细、数据量由小到大的金字塔结构。影像金字塔结构用于图像编码和渐进式图像传输，是一种典型的分层数据结构形式，适合于栅格数据和影像数据的多分辨率组织，也是一种栅格数据或影像数据的有损压缩方式。
1、数据库中常用的数据模型有哪几种？
a、层次模型（Hierarchical Model）
b、网状模型（Network Model）
c、关系模型（Relational Model）
d、面向对象模型（Object Oriented Model）
2、什么是空间数据库？它与其它通用数据库相比有什么特点？
空间数据库：是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合；是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与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。
特点：
⑴数据量特别大.
⑵不仅有地理要素的属性数据（与一般数据库中的数据性质相似），还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据，并且这两种数据之间具有不可分割的联系；
⑶数据应用广泛。
3、矢量数据的管理有哪几种方式？（1）文件-关系数据库混合管理；（2）全关系数据库管理；（3）对象-关系数据库管理
4、栅格数据的管理有哪几种方式？
（1）文件管理方式；（2）文件-数据库管理方式；（3）关系数据库管理方式
5、空间数据引擎
空间ESRI公司与Oracle等数据库开发商合作，开发出一种能将空间图形数据也存放到大型关系数据库中管理的产品，将其定名为“spatial database engine”，简称SDE，即为“空间数据库引擎”。
空间数据引擎主要是为解决存储在关系数据库中的空间数据与应用程序之间的数据接口问题。这是SDE的实质
目前空间数据库引擎主要有两种主要方式
1、以ESRI与数据库开发商联合开发的空间引擎SDE为代表，可称之为“中间件”方式的空间数据库引擎。
2、另一种空间数据引擎由数据库厂商开发。这些厂商凭借其在数据库核心技术上的优势，在关系数据库管理系统本身作出扩展，使之支持空间数据管理。如Oracle公司的Spatial即是支持空间数据管理的专用模块，这种方式可成为“嵌入式”空间数据库引擎。
6数据的图幅组织 125页
（1）为什么要分幅？ GIS中将某一问题域或某一项GIS任务称为一个GIS工程。（2）常见的分幅方式：
工作区根据需要往往将一幅或相邻几幅图当作一个工作单元
工作层工作层被定义为空间数据处理的一个工作单元，工作区由若干工作层组成。
7、空间索引的定义
空间索引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。
1、GIS的数据源有哪几种？
按表现方式：数字化数据，多媒体数据，文本资料数据按获取方式：地图数据，遥感数据，实测数据，共享数据
2、空间数据采集与处理的流程？数据源的选择、采集方法的确定、数据的编辑和处理、数据质量控制与评价、数据入库
3、数据采集的定义及分类？
数据采集就是运用各种技术手段，通过各种渠收集数据的过程。GIS的数据采集包括两个方面内容：空间数据的采集和属性数据的采集。
空间数据采集：1、野外数据采集；2、地图数字化；3、摄影测量的方法；4、遥感图像处理
属性数据采集：1、属性数据编码；2、分类的原则；3、无标准的编码方法
4、栅格图像的矢量化有哪两种方式？软件自动矢量化、屏幕鼠标跟踪矢量化
5、属性数据的编码一般遵循哪五个原则？
、编码的系统性和科学性 2、编码的一致性和唯一性 3、编码的标准性和通用性 4、编码的简洁性 5、编码的可扩展性
6、多源分类编码法
又称独立分类编码，指对一个特定分类目标，根据诸多不同的分类依据分别进行编码，各数字代码之间并没有隶属关系。
7、图形编辑
图形编辑又叫数据编辑、数字化编辑，是指对地图资料数字化后的数据进行编辑加工，其主要的目的是在改正数据差错的同时，相应地改正数字化资料的图形，数据编辑是数据处理的主要环节，并贯穿于整个数据采集与处理过程。
8、数字化后的地图上，经常会有哪些错误出现？1、伪节点；2、悬挂节点；3、碎屑节点；4、不规则多边形
9、地形图的纠正有哪些方法，给出其定义及采点原则。
四点纠正法，一般是根据选定的数学变换函数，输入需纠正地形图的图幅行、列号、地形图的比例尺、图幅名称等，生成标准图廓，分别采集四个图廓控制点坐标来完成。
逐网格纠正法，是在四点纠正法不能满足精度要求的情况下采用的。这种方法和四点纠正法的不同点就在于采样点数目的不同，它是逐方里网进行的，也就是说，对每一个方里网，都要采点。
原则：一般要先采源点（需纠正的地形图），后采目标点（标准图廓），先采图廓点和控制点，后采方里网点。
10、遥感影像的纠正及其采点原则？
遥感影像的纠正，一般选用和遥感影像比例尺相近的地形图或正射影像图作为变换标准，选用合适的变换函数，分别在要纠正的遥感影像和标准地形图或正射影像图上采集同名地物点。
具体采点时，要先采源点（影像），后采目标点（地形图）。
选点时，要注意选点的均匀分布，点不能太多。
点位应选由人工建筑构成的并且不会移动的地物点，以免点的移位影响配准精度。
11、栅格重采样
重采样是栅格数据空间分析中处理栅格分辨匹配问题时常用的数据处理方法。有以下3种常用的方法
（1）最邻近像元法； (2)双线性插值法；（3）双三次卷积法
12、实现数据格式的转换有哪几种方式？（1）外部数据交换方式；（2）直接数据访问方式；（3）标准空间数据交换标准方式
13、图幅拼接的步骤？
1、逻辑一致性的处理；
2、识别和检索相邻图幅；
3、相邻图幅边界点坐标数据的匹配；
4、相同属性多边形公共边界的删除
14、拓扑生成，重点掌握多边形拓扑关系的建立，要能说出多边形自动生成的步骤和方法。
（1）节点匹配
以任一弧段的端点为圆心，以给定容差为半径，产生一个搜索圆，搜索落入该搜索圆内的其他弧段的端点，若有，则取这些端点坐标的平均值作为结点位置，并代替原来各弧段的端点坐标
（2）建立节点-弧段拓扑关系
在结点匹配的基础上，对产生的结点进行编号，并产生两个文件表，一个记录结点所关联的弧段，另一个记录弧段两端的结点。
（3）建立多边形拓扑关系的算法
1、空间查询的一般过程？用户---输入查询内容---空间数据库---处理过程---返回查询结果—用户
、空间关系查询有哪几种？（1）拓扑关系查询：邻近关系查询、包含关系查询、关联关系查询、（2）缓冲区查询
1、空间分析的定义：是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生
出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
2、空间分析的步骤：确定问题并建立分析的目标和要满足的条件；针对空间问题选择合适的分析工具；准备空间操作中要用
到的数据；定制一个分析计划然后执行分析操作；显示并评价分析结果
3、叠置分析的定义及分类：叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原
来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。
4、聚类分析和聚合分析：
聚类分析
栅格数据的聚类、聚合分析是指将一个单一层面的栅格数据系统经某种换而到的一个具有新含义的栅格数据系统的数据处理过程。
栅格数据的聚类分析是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立的新的栅格数据系统的方法。
聚合分析
栅格数据的聚合分析是根据空间分辨力和分类表，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并。
空间聚合的结果往往将较复杂的类别转换为较简单的类别，并且常以较小比例尺的图形输出。当从地点、地区到大区域的制图综合变换时常需要使用这种分析处理方法。
7、什么是窗口分析，窗口分析的3个要素？
窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与其它层面的信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。窗口分析中的三个要素：
中心点，在单个窗口中的中心点可能就是一个栅格点，或者是分析窗口的最中间的栅格点，窗口分析运算后的数值赋予它。分析窗口大小与类型，依据的单个窗口中的栅格分布状况，如平滑运算的3×3矩形窗口、扇形窗口等。
运算方式，图层根据窗口分析类型运算，依据不同的运算方式获得新的图层，如DEM提取
8、什么是网络分析？
网络分析的根本目的是研究、筹划一项基于网络数据的工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的花费时间最短等，研究内容主要包括选择最佳路径，选择最佳布局中心的位置，资源分配，结点弧段的遍历等。其基本思想则在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。
9、网络分析中网络是由那些部分的组成？
(1)线状要素——链
网络中流动的管线，是构成网络的骨架，也是资源或通信联络的通道，包括有形物体如街道，河流，水管，电缆线等，无形物体如无线电通讯网络等，其状态属性包括阻力和需求。
(2)点状要素
①障碍，禁止网络中链上流动的，或对资源或通信联络起阻断作用的点；
②拐角点，出现在网络链中所有的分割结点上状态属性的阻力，如拐弯的时间和限制（如不允许左拐）；
③结点，网络链与网络链之间的连接点，位于网络链的两端，如车站、港口、电站等，其状态属性包括阻力和需求；
④中心，是接受或分配资源的位置，如水库，商业中心、电站等。其状态属性包括资源容量，如总的资源量，阻力限额，如中心与链之间的最大距离或时间限制；
⑤站点，在路径选择中资源增减的站点，如库房、汽车站等其状态属性有要被运输的资源需求，如产品数。
10、从网络分析应用功能的角度上，网络分析分哪几类？
路径分析。最佳地址，资源分配，地址分配。
11、什么资源配置及其分配原则？
资源分配主要是优化配置网络资源的问题，资源分配的目的是对若干服务中心，进行优化划定每个中心的服务范围，把所有连通链都分配到某一中心，并把中心的资源分配给这些链以满足其需求，也即要满足覆盖范围和服务对象数量，筛选出最佳布局和布局中心的位置。资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性和网络组成。分配的原则是将已有路径的累计阻碍强度加上该弧段自身的阻碍强度，选取总阻碍强度最小的路径，与该路径相连的中心为最佳中心。