地理信息系统课后习题
第一章
1.什么是地理信息系统？它与一般的计算机应用系统有哪些异同点？
答：地理信息系统有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中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。
地理信息系统和一般信息系统的区别如下：
（1）在硬件上，为了处理图形和图像数据，系统需要配置专门的输入和输出设备，如数字化仪、绘图机、图形图像的显示设备等；许多野外实地的采集和展台观测得到的资源信息是模拟量形式的，系统还需要配置模---数转换设备，这些设备往往超过中央处理机的价格，体积也比较大。
（2）在软件上，要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件，这些算法和软件又直接和数据的结构及数据库的管理方法有关。
（3）在信息处理的内容和采用目的方面，一般的信息系统主要是查询检索和统计分析，处理的结果大多是制成某种规定格式的表格数据；而地理信息系统处了基本的信息检索和统计分析外，主要用于分析研究资源的合理开发利用，指定区域发展规划及地区的综合治理方案，对环境进行动态的监视和预测预报，为国民经济建设中的决策提供科学依据，为生产实践提供信息和指导。
两者的共同之处：
两者都是以计算机为核心的信息处理系统，都具有数据量大和数据之间关系复杂的特点，也都随着数据库技术的发展在不断地改进和完善。
2.地理信息系统由哪些部分组成？它与其他信息系统的主要区别有哪些？
答：计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据库、以及系统管理和操作人员，其核心部分是计算机软/硬件系统。
区别：
3.地理信息系统的基本功能有哪些？
答：1.数据的采集与输入
2.数据的编辑与处理
3.数据的存储与管理
4.空间分析
5.数据显示与输出
4.与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的？
答：空间分析功能是地理信息系统的一个独立研究领域，它的主要功能特地你是帮助确定地理要素之间新的空间关系，它不仅已成为区别于其他类型的一个重要标志，而且为用户提供了灵活解决各类专门问题的有效工具。
（1）.叠加分析通过将同一地区两个不同图层的特性相叠加，不仅建立新的空间特征，而且能将输入的特征属性予以合并，易于多条件的查询检索、地图裁剪、地图更新和应用模型分析等。
（2）缓冲区分析：研究根据数据库的点、线、面的实体，自动建立各种类型要素的缓冲多边形，用于确定不同的地理要素的空间接近度或邻近性。它是地理信息系统重要的和基本的空间分析功能之一。
（3）数字地形分析：地理信息系统提供了构造数字工程模型及有关地形分析的
功能模块，包括坡度、坡向、地表粗糙度、山谷线、山脊线、日照强度、库容量、表面积、立体图、剖面图和通视分析等，为地学研究、工程设计、和辅助决策提供重要的基础性数据。
5.地理信息系统可应用于哪些领域？根据你的了解论述地理信息系统的应用前景。
答：目前地理信息系统的应用遍及环境、资源、石油、电力、地籍、公安、急救、市政管理、城市规划、经济资讯、灾害损失预测、投资评价、城府管理和军事等众多领域。
（1）资源管理（2）区域与城乡规划（3）灾害监测和预防（4）环境评估（5）作战指挥（6）宏观决策
总之，地理信息系统正越来越成为国民经济各有关领域必不可少的应用工具，相信它的不断成熟与完善将为社会的进步与发张做出更大的贡献。6.对于地理信息系统社会化的发展趋势，你是怎么理解的？
答：随着计算机和信息技术的发展，ＧＩＳ迅速的变化着，呈现以下发展态势：（１）ＧＩＳ网络化
建立万维网ＧＩＳ服务器及实现相关技术成为研究ＧＩＳ的热门技术。万维网地理信息系统或万维网地理信息系统是当前地理信息系统发展的一个重要方向。
万维网地理信息系统是地理信息系统在万维网上的实现，是利用万维网技术对传统地理信息系统的改造和发展。与传统ＧＩＳ相比，ＷｅｂＧＩＳ有以下特点：
１．适应性强
２．应用面广
３．现势性强
４．维护社会化。数据的采集、输入，空间细细的分析与发布将在社会协调下运作，对ＷｅｄＧＩＳ的维护将是社会化的，可减少重复劳动。
５．使用简单
（２）开放式ＧＩＳ
开放式地理信息系统是指计算机和通信环境下，根据行业标准和接口所建立起来的地理信息系统。开放式ＧＩＳ是为了寻找一种方式，将地理信息系统技术、分布处理技术、面向对象方法、数据库设计及实时信息获取方法更有效地结合起来
（３）时态ＧＩＳ
时间和空间不可分割的联系在一起，跟踪和分析空间信息随时间的变化，应当是ＧＩＳ的一个合理目标。这样的ＧＩＳ就被称为时态ＧＩＳ。时态ＧＩＳ的组织核心是时空数据库，其概念基础则是时空数据模型。（４）３维ＧＩＳ
随着许多行业诸如地质、矿山、海洋、城市地下管网、城市空间规划、城市景观分析、无线通信覆盖范围分析等对三维ＧＩＳ德需求日益迫切，３ＤＧＩＳ的理论和应用近年来受到许多学者的关注。
（５）虚拟ＧＩＳ
虚拟ＧＩＳ就是ＧＩＳ与虚拟环境技术的结合。
（６）多媒体ＧＩＳ
多媒体技术离地信息系统将文字、图形（图像）、声音、色彩、动画等技
术融为一体，为ＧＩＳ应用开拓了新的领域和广阔的前景。
（７）５Ｓ技术的结合
５ｓ技术指的是全球定位系统（GPS），数字摄影测量系统（DPS）、遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、和专家系统（ＥＳ），５Ｓ技术的结合与集成充分体现了学科发展从细分走向综合的规律。
（８）ＧＩＳ中的应用模型
近年来，ＧＩＳ开始向空间决策支持系统的方向发展，对应用模型的依赖，特别是对模型分析、模拟能力的依赖表现的更为明显。应用模型的使用和发展，已成为ＧＩＳ进一步发展的重要前提和现代ＧＩＳ发展水平的重要标志。
第二章
1．GIS的研究对象是什么? 地理实体有什么特点?
GIS的研究对象是地理实体，即指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元。
地理实体类别及实体内容的确定是从具体需要出发的，例如，在全国地图上由于比例尺很小，福州就是一个点，这个点不能再分割，可以把福州定为一个空间实体，而在大比例尺的福州市地图上，福州的许多房屋，街道都要表达出来，所以福州必须再分割，不能作为一个空间实体，应将房屋，街道等作为研究的地理实体，由此可见，GIS中的地理实体是一个概括，复杂，相对的概念。
地理实体以什么形式存储和处理反映了实体的三个特征。
属性特征：对空间实体的属性定义和说明信息。
空间特征：对空间实体的分布位置、几何特征和空间关系的定义
时间特征：空间实体的时间尺度。
2．地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据
地理实体以什么形式存储和处理反映了实体的不同的特征和和不同的数据类型。同物理、化学等学科使用的数据类型相比，地理数据是一种较复杂的数据类型，涉及到空间特征、属性特征及它们之间关系的描述，人们常把地理数据称为空间数据。
地理实体数据的特征：
空间特征：表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。包括定位数据和拓扑数据；
属性特征：表示专题属性（名称、分类、数量等）；
时间特征：指现象或物体随时间的变化。其变化的周期有超短期的，短期的，中期的，长期的。
依据空间数据来源的不同分为：地图数据、地形数据、属性数据、元数据、影象数据等；
依据表示对象的不同分为：点，线，面、体数据。
3.空间数据的结构与其他非空间数据的结构相比较有什么特殊之处？试给出几种空间数据的结构描述。
答：特殊之处：（1）数据结构即数据组织的形式，是适合于计算机存贮、管理、处理的数据逻辑结构。空间数据结构是空间数据在计算机中的具体组织方式。目前尚无一种统一的数据结构能够同时存储上述各种类型的数据，而是将不同类型的空间数据以不同的数据结构存储一般来说，属性数据与其他信息系统一样常用
二维关系表格形式存储。元数据以特定的空间元数据格式存储，而描述地理位置及其空间关系的空间特征数据是地理信息系统所特有的数据类型，主要以矢量数据结构和栅格数据结构两种形式存储。空间数据具有独有的三个特征：属性数据，几何数据，以及关系数据。
结构描述：（2）第一：矢量数据结构，
第二：栅格数据结构。
4.矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点？
答：区别：栅格数据：属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性的指针或属性本身，而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标。
矢量数据：定位明显，属性隐含，其定位是根据坐标直接存储的，而属性则一般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上。
矢量是面向目标组织数据的，而栅格数据时面向空间分布组织数据的。
共同点：
（1）都是同属于空间数据结构的类型
（2）它们表示的影像数据不能直接运算，交互时必须进行矢量和栅格转换。（3）都是为了处理空间数据，处理大容量的数据的方法。
5.定位明显、属性隐含，其定位是根据坐标直接存储的，而属性则一般存于文件头或数据结构中某些特定的位置上，这种特点使得其图形运算的算法总体上比栅格数据结构复杂得多，有些甚至难以实现。当然这种结构也有其便利和独到之处，在计算长度、面积、形状和图形编辑、几何变换操作中，矢量结构有很高的效率和精度，而在叠加运算、邻域搜索等操作时则比较困难。
6.矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？
矢量：
（1）便于面向实体的数据表达
（2）数据结构紧凑，冗余度低
（3）拓扑结构有利于网络分析，空间查询等
栅格：（1）数据结构比较简单
（2）空间分析较容易实现
（3）有利于的遥感数据匹配应用与分析
7.空间数据库的概念是什么？其组成部分有哪些？
答：空间数据库也叫地理数据库，是地理信息系统的重要组成部分，为GIS提供给空间数据的存储和管理的方法。在数据获取过程中，空间数据库用于存储和管理地理信心；在数据处理、分析和数据输出阶段，它是地理信息的提供者。
8.空间数据库的设计有哪些步骤和内容？
答：
1）需求分析
（1）调查用户需求
（2）需求数据的收集和分析
（3）编制用户需求说明书
2）结构设计
（1）概念设计
（2）逻辑设计
（3）物理设计
3）数据层设计
第三章
1、地理信息系统的主要数据源有哪些？
答：地图，遥感图像，文本资料，统计资料，实测数据，多媒体数据，已有系统的数据。
2、简述属性数据的编码原则、编码内容和编码方法。
原则：唯一性，合理性，可扩性，简单性，实用性，规范性；内容：登记部分，分类部分，控制部分；
方法：层次分类编码法，多元分类编码法。
3地图投影转换的方法有哪些？
答：正解变换；反解变换；数值变换
4、何为GIS中的数据误差？数据误差的类型有哪些？
答：GIS的误差指GIS中数据表示与其现实世界本身的差别。类型：几何误差，属性误差，时间误差，逻辑误差。
5、简述空间数据质量控制的常见方法。
方法：传统的手工方法，元数据方法，地理相关法
第四章
1、简述DEM的主要表示模型
答：DEM最主要的三种表示模型是：规则格网模型、等高线模型和不规则网模型。
规则格网模型通常是正方形，也可以是矩形，三角形等规则格网。规则格网将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个数值，数学上表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素，对应一个高程值。
等高线模型表示高程，每一条等高线对应一个已知的高程值，这样一系列等高线集合和它们的高程值就构成了一种地面高程模型。
不规则三角网（TIN）是另一种表示数字高程模型的方法，它是将离散分布的实测数据点连成三角网，网中每个三角形要求尽量接近等边形状。并保证由最邻近的点构成三角形，既三角形的变长之和最小。
2、解释缓冲区分析和叠加分析的概念，并举例说明这两种空间分析方法的用途。答：空间叠加分析是指在相同的空间坐标系统条件下，将同一地区两组或两组以上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。举例：中国政区图，全国森林分布图叠加后可以查询森林在各省的分布情况。缓冲区分析就是围绕空间的点、线、面实体，自动建立起周围一定宽度范围内的多边形。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。举例：交通沿线的废气污染，河流沿线的供水能力，公共设施的服务半径。
3、矢量数据叠加有什么作用？
答：可以通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域。可以按照确定的地理指标，对叠加后产生的具有不同属性的多边形进行重新分类或分级。可以准确的计算一种要素在另一种要素的某个区域多边形范围内的分布状况和数量特征，或提取某个区域范围内某种专题内容的数据，根据新图层的属性表可以查询原图层的属性信息，新生成的图层和其他图层一样可以进行各种空间分析和查询操作。
4、栅格数据的叠加与矢量数据的叠加有什么不同？
答：栅格数据的叠加与矢量数据的叠加主要区别在于存储的空间数据结构类型不
同。栅格数据叠加是将点、线、区域的格网叠加得到新的属性数据，矢量数据叠加是将点、线、面等精确数字化表示的地理实体叠加得到新的多边形和新多边形范围内的属性。
5、解释网络及网络分析的概念，熟悉用Dijkstra算法计算最短路径。
答：网络是指由具有无结构性质的节点与相互作用关系构成的体系。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，使从一地到另一地的运输费用最低等。
6、解释聚类分析的概念，并举例说明其用途。
答：系统聚类是根据多种地学要素对地理实体进行划分类别的方法，对不同的要素划分类别往往反映不同目标的等级序列，如土地分等定级、水土流失强度分级等。
7、地理信息系统产品的输出形式有哪几种？
答：地图图形输出、属性数据报表输出
1. 屏幕显示
2.矢量绘图
3.打印输出
8、简述地理信息系统产品的输出类型。
答：1、常规、静态的纸张地图 2、动态的数字地图
第五章
1、地理信息系统的开发方法有哪些？
答：1、结构化生命周期法；
2、由底而上法；
3、快速原型方法；
4、面向对象的软件开发方法；
5、“演示”和“讨论”方法
2、简述地理信息系统开发的过程。
答：1、系统的调查分析
调查内容：需求调查分析，可行性分析，系统分析
2、系统的设计：总体设计，系统建库分析与设计
3、系统实施：硬软件配置及准备，人员培训，数据聚集及数据库建立，模块程序的编制、调试与运行，系统测试，系统文档资料的建立，系统验收。
4、运行和维护：纠错，完善和适应性维护，硬件设备的维护，数据更新。
3、地理信息系统的评价指标是什么？
答：指将运行着的系统与预期目标进行比较，考察是否达到了系统设计时所预定的总体目标、功能需求、技术和经济指标。
4、简述地理信息系统的标准化、意义和作用。
答：1、促进空间数据的使用及交换：数据质量，数据库设计，数据档案，数据格式，数据的可视化，数据产品的测评。
2、促进地理信息共享：面向地理系统过程语义的数据共享的概念模型，地理数据的技术标准，数据安全技术，数据可操作性。
5、地理信息系统标准化的内容是什么？
答：1、地理信息内容和层次：地理知识、地理信息、地理数据，地理信息的构成和信息结构
2、地理信息的分类和编码：地理信息的分类（线分类，面分类法），地理信息的编码。
3、地理信息的记录格式和转化
4、地理信息规范及标准的制定。
第六章
1、述几种典型的导航卫星系统？
1.子午仪导航系统：由六颗卫星组成，轨道近似圆形，倾角90度左右，
轨道高度1100KM，周期107min。卫星连续发播400MHz和150MHz的载波信号，在400MHz载波上由导航电文，它向用户提供卫星位置和时间信息。第一代导航卫星，美国产，1964年交付美军，1967年允许民用。它基本满足了当时的需求，但是不能连续导航，两次定位时间间隔1.5——4小时，无法满足现代化军事和民用的高精度要求。
2.ＧＰＳ：定时测距的导航卫星。由空间部分、监控部分和用户部分
组成。①空间部分由21颗工作卫星和三颗在轨热备份卫星组成卫星星座，卫星分布在六个等间隔的，倾角55度的近似圆轨道，周期11小时58分。主要任务是发播导航信号，卫星上有原子钟（误差300万年一秒）、L波段双频发射机、S波段接收机、伪码发生器和导航电文存储器。使用三种频率工作，L1（1575.42MHz）和L2（1227.6MHz）用于导航定位，L3（1381.05MHz）是GPS的附加信号，是探测到的大气中的核爆炸信息。卫星发播的导航电文包括卫星星历、时钟偏差校正参数、信号传播延迟参数、卫星状态信息、时间同步信息和全部卫星的概略星历。用户通过对导航电文的解码得到以上参数，用于定位计算。②监控部分包括监控站、注入站和主控站。监控站现有5个站点（斯普林斯、亚森逊岛、迪戈加西亚岛、夸贾林、夏威夷），将接收的信息传送到主控站，主控站再将导航数据和指令注入卫星。③用户部分：GPS 接收机。
3.ＧＬＯＮＡＳＳ：前苏联的军用导航系统。由21颗工作卫星和三颗
在轨热备份卫星组成卫星星座与GPS相似，区别在于GPS采用频分制，ＧＬＯＮＡＳＳ采用码分制。
4.ＧＮＳＳ：目的为民用航空和自主着陆提供星基和地基的导航信号，
精度高可靠性可用性，完全受控于民间方面。
5.ＩＮＭＡＲＳＡＴ：由国际移动卫星组织筹建。１９９６年初向全
球提供通信服务，具备导航地位能力。
6.双星定位系统：原理是以卫星为球心，以卫星至用户的斜距为半径，
可以作为两个大球，在满足一定条件下，两大圆球面相交形成交线圆，穿过赤道面，在地球南北半球各有一个交点，其中就有一个用户的位置，在已知用户的大地高时，可以唯一确定用户位置。它由空间卫星、地面中心站和用户终端组成。功能是①快速定位②实时导航③简短通信④精密授时。
7.北斗一号：国产，兼具有报文通信和授时功能的新型、全天候、高
精度、区域性的卫星导航系统。原理是采用三球交会测量原理进行地位，以两颗卫星（位置已知）为两球心，两球心至用户的距离为半径作二球面；另一个球面是以地球球心为中心，以地球半径与用户所在点的高程之和为半径的球面，三球交会点就是用户的位置。
2、熟悉GPS系统组成及定位原理.
1．组成：由空间部分、监控部分和用户部分组成。
2．原理：GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中包含GPS卫星的位置信息。用户用GPS接收机在某一时刻同时接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站（接收机天线中心）P至三颗以上GPS卫星的距离，并解算出该时刻GPS 卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站P的位置。
3、 GPS可应用于哪些领域?根据你的了解论述GPS的应用前景。
GPS可应用于以下几个方面
1.航空（主要有GPS/惯导组合技术、发展地形辅助导航、发展联
合战术信息分发系统）、
2.军事（主要有用于各种精密打击武器的制导、构成C^3I系统的
重要组成部分、用于各种需要精确定位与时间信息的战术操作中、用于各种军事通信系统和计算机网络的时间同步以及用于信息保密系统中、用于武器试验场的高速武器的跟踪和精确弹道测量，时间系统的统一于保持，雷达威力及精度校验等）
3.导弹武器系统、
4.空间飞行器
5.道路工程中，
6.以GPS系统的空间卫星上的精确时钟为基础，在地面监控站的监
控下，传送精确时间和频率也是另一重要应用。
7.此外，可利用GPS获得气象数据，为某些实验和工程应用。
对GPS应用前景的论述：
GPS应用发展势头迅猛，短短几年，GPS在我国的应用已从少数科研单位和军用部门迅速扩展到各个民用领域，GPS的广泛应用改变人们的工作方式，提高了工作效率，带来了巨大的经济以及科技效益。如今，GPS技术已经运用到我们的日常生活的方方面面，如从手机上的导航定位软件到汽车导航就是一个例子。未来，我相信GPS以其全球性、全能性、全天候性的快速导航定位、定时、测速等优势必然会在在交通运输和道路工程，灾难救援、失物寻找等诸多领域中得到越来越广泛的应用。
4、熟悉组合导航系统及其特征。
组合导航系统通常采用数据融合方法将多个传感器的导航信息融合在一起，使得组合系统的精度、稳定性能、容错性能等各项性能指标均优于子系统单独工作时的性能。常见的有GPS与INS技术，GPS与计算机技术，GPS与GSM技术，GPS与GIS技术，GPS与其它传感器的数据融合等。
特征，以GPS与INS技术为例：改善系统精度、加强系统的抗干扰能力、解决周跳问题、解决GPS动态应用采样频率低的问题、用途更广。组合方式分为：松散组合和紧密组合（或称深组合）。
5、GPS/INS组合导航的优势有哪些？
答：一般来说，GPS/INS组合具有以下优势：
1.改善系统精度
高精度的GPS信息可以用来修正INS，控制其误差随时间的积累。利用GPS 信息可以估计出INS的误差参数以及GPS接收机的钟差等量。另一方面，利用INS短时间内定位精度较高和数据采样率高的特点，可以为GPS提供辅助信息。利用这些辅助信息，GPS接收机可以保持较低的跟踪带宽，从而可以改善系统重新捕获卫星信号的能力。
2.加强系统的抗干扰能力
GPS信号受到高强度干扰，或当卫星系统接收机出现故障时，INS系统可以独立地进行导航定位。当GPS信号条件显著改善到允许跟踪时，INS系统向GPS 接收机提供有关的初始位置、速度等信息，以供在迅速重新获取GPS码和载波时使用。INS系统信号也可用来辅助GPS接收机的天线对准GPS卫星，从而减少了
干扰对系统的影响。
3.解决周跳问题
对于GPS载波相位测量，INS可以很好的解决GPS周跳和信号失锁后整周模糊度参数的重新解算，也降低了至少4颗卫星的要求。
4.解决GPS动态应用采样频率低的问题
在某些动态应用领域，高频INS数据可以在GPS定位结构之间高精度内插所求事件发生的位置（如航空相机曝光瞬间的位置测定）。
5.用途更广
GPS\INS组合系统是GPS与INS互补、互相提高的集成，而不是二者的简单组合，组合系统性能更强，应用领域更广。
正是由于这两套系统具有极好的互补性，不仅可以低成本提供全球精确导航，也可以满足军事应用对保密性的要求。
6、PS\INS组合的方式。
答：GPS接收机和惯性导航系统的组合，根据不同的应用要求，可以有不同水平的组合，即组合的深度不同。按照组合深度，可以把组合系统大体分为两类：一类叫松散组合（Loose Coupling）或称简易组合（Easily Integration），另一类叫紧密组合（Tight Coupling）。
1.松散组合
这是一种低水平的组合，其主要特点是GPS和惯导仍独立工作，组合作用仅表现在用GPS辅助惯导。
2.紧密组合（或称深组合）
紧密组合是指高水平的组合或深组合，其主要特点是GPS接收机和惯导系统相互辅助。
第七章
1、GIS与遥感的集成：GIS用于分析和显示空间数据的系统，遥感影像是空间数据的一种形式，类似于GIS中的栅格数据，但遥感图像的处理和栅格数据的分析有较大差异：遥感图像处理的目的是为了提取各种专题信息，其中一些处理功能，如图像、滤波、分类以及一些特定的变换处理等，并不适用于GIS中的栅格空间分析。目前大多数GIS软件没有提供完善的遥感数据处理功能，而遥感图像处理软件又不能很好的处理GIS数据，故需要实现两者的集成。（1）GIS作为图像处理工具：几何纠正和辐射纠正、图像分类、感兴趣区域的选取；（2）遥感数据作为GIS信息的来源：线及其他地物要素的提取、DEM数据的生成、土地利用变化以及地图更新。
2、数字地球的基本概念及其特点：数字地球是指整个地球经数字化之后由计算机网络来管理的技术系统；特点：（1）“数字地球”的数据具有无边无缝的分布式数据层结构，包括多源、多比例尺、多分辨率的、历史和现实的、矢量和栅格格式的数据。（2）“数字地球”具有一种可以迅速充实的、联网的地理数据库，以及多种可以融合并显示多源数据的机制。（3）“数字地球”以图像、图形、图表、文本报告几种形式分别提供免费或收费的全球范围的数据、信息、知识方面的服务。（4）“数字地球”中的数据和信息同时也按普通、限制、保密等级组织起来。不同的用户对不同的数据和信息具有不同的使用权限。（5）用户可以以多种方式从“数字地球”中获取信息。
3、WebGIS的主要实现技术：CGI方法、Server API方法、插件方法、Java Applet（Java小应用）方法、ActiveX方法。
4、GIS与GPS的集成：作为实时提供空间定位数据的技术，GPS可以与GIS 进行集成，以实现不同的具体应用目标。（1）定位；通过将GPS接收机连接在安装GIS软件和该地区空间数据的便携式计算机上，可以方便的显示GPS接收机所在位置，并实时显示其运行轨迹，进而可以利用GIS提供的空间检索功能得到定位点周围的信息，从而实现决策支持。（2）测量：首先要确定GPS定位精度是否满足测量的精度要求，其次，对不规则区域或者路径的测量，需要确定采样原则，采样点选取的不同会影响到最后的测量结果；（3）导航和交通管理：车辆跟踪、提供出行路线规划和导航、信息查询、话务指挥、紧急救援。
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、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．“Must Not Overlap”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．数据处理：就是对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数据形式进行编辑运算，清除数据冗余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式。7．空间内插：是一种通过已知点数据推求同一区域其他未知点数据的计算方法。8．空间外推：则是通过已知区域数据，推求其他区域数据的方法。 9．元数据：是关于数据的描述性数据信息，说明数据内容、质量、状况和其他
地理信息系统复习题（完整版） 1、 什么是数据，什么是信息，以及两者之间的关系？ 数据：是未加工的原始材料，是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，包括数字、文字、符号、图像等，数据本身没有意义。 信息：是数据的含义，是有用的有意义的数据，是数据的内容和解释，它向人们提供关于现实世界的事实知识，作为生产、管理、经营、分析、决策的依据。 两者之间的关系：①数据是信息的载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。 ②数据经过加工才能变成有效的信息，同样的数据经过 不同的处理过程，可变成不同的信息。 ③由于数据和信息之间紧密联系，通常并不严格区分 数据信息 2、 地理信息系统的概念、构成以及功能（5点） 概念：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统是设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示的计算机综合应用技术系统，可描述整个或部分地球表面及其实体的空间地理分布，用以解决复杂的规划和管理问题。 构成：系统硬件、系统软件（专业软件、数据库软件、系统管理软 件）、空间数据（数据来源有室内数字化、外业采集以及其他数据的转换）、应用人员、应用模型 功能：数据输入、预处理、管理、查询和分析、可视化表达输出。 工作原理：空间模型、地理参考系、矢量和栅格数据结构。 3、 地理数据的定义、三个特征（第三章） 地理数据的定义：直接或间接关联着相对于地球的某个地点的数据，是表示地理位置、分布特点的自然现象和社会现象的诸要素文件，包括自然地理数据和社会经济数据。 空间数据的定义：指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间、空间关系等特性。 特征：空间特征 属性特征 时间特征 补充：地理数据是GIS的操作对象，据来源分包括地图数据、影像数据、地形数据、属性数据和元数据。据表示的对象分包括类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据和符号数据。 地理空间一般包括地理空间定位框架及其所联接的特征实体。 地理实体（空间实体）指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具体有概括性，复杂性，相对意义的概念。
地理信息系统试题 一、名词解释 1.地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环 境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不 同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度 3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。 数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成 有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 5.对象模型：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 为独立的对象分布在该空域中。 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生 产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 7. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 8.空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 9.影像金字塔结构：在同一的空间参照下，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。 10.空间索引：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。 11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找 出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、 空间数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。 13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。
第一章绪论 1.什么是地理信息系统?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么? 2.地理信息系统由哪些部分组成?与其他信息系统的主要区别有哪些? 3.地理信息系统中的数据都包含哪些? 4.地理信息系统的基本功能有哪些?基本功能与应用功能是根据什么来区分的? 5.与其他信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的? 6.地理信息系统的科学理论基础有哪些?是否可以称地理信息系统为一门科学? 7.试举例说明地理信息系统的应用前景。 8.GIS近代发展有什么特点? 9 ．城市发展规划中应用 GIS 的意义有哪些 ? 10 ．城市公用事业管理中应用 GIS 的迫切性有哪些 ? 11 ．你认为地理信息系统在社会中最重要的几个应用领域是什么？给出一些项目例子。 12 ．你认为地理信息系统与自己的生活有关系吗？请举例说明。 13 ．你认为地理信息系统在政府决策中应该起什么作用？ GIS 应该具备什么条件？ 14 ．地籍 GIS 有些什么特点？ GIS 功能应如何扩展？ 系统原理与应用期末考试复习题 第二章空间数据结构 1．GIS的对象是什么? 地理实体有什么特点? 2．地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据. 3．空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处？试给出几种空间数据的结构描述。 4．矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点吗？ 5．矢量数据在结构表达方面有什么特色？ 6．矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗？请说明。 7．栅格数据的运算具有什么特点？ 8．栅格与矢量运算相比较各有什么特征？ 9．矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处？ 10．请说明八叉树表示三维数据的原理。 11 ．三维空间的边界如何表示？你还能给出其它方法吗？ 第三章空间数据库 1 ．数据库主要有哪几个主要的结构成分？ 2 ．数据库是如何组织数据的？ 3 ． DBMS 的作用是什么？ 4 ．地理实体如何存放在数据库里？ 5 ．请简要说明层次模型、网状模型、和关系模型的结构特点。 6 ．对象数据模型有什么特点？ 7 ．时间在地理信息系统内有什么意义？如何保存时间信息？ 8 ．如何设计空间数据库？ 9 ．对空间数据库进行维护有什么意义？
地理信息系统教程考试复习题
1.与其它信息系统相比，地理信息系统的哪些功能是比较独特的? 空间分析和统计功能是GIS的一个独 立研究领域，它的主要特点是帮助确定地理要素之间新的空间关系，包括拓扑叠加，缓冲区建立，数字地形分析，空间几何分析。 8.GIS近代发展有什么特点? （1）面向对象技术与GIS结合。（4）Internet与GIS的结合。 （2）真三维GIS与时空GIS。（5）GIS与专家系统/神经网络的结合。 （3）GIS应用模型的发展。（6）GIS与虚拟现实技术的结合。 2．GIS的研究对象是什么? 地理实体有什么特点? GIS的研究对象是地理实体，即指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元。 属性特征：用以描述事物或现象的特性，即用来说的“是什么”。 空间特征：用以描述事物或现象的地理位置及空间相互关系，又称几何特征和拓扑特性。 时间特征：用以描述事物或现象随时间的变化。 3．地理实体数据的特征是什么？请列举出某些类型的空间数据 属性数据：描述空间实体的属性特征的数据，也称非几何数据，如类型/等级/名称/状态等； 几何数据：描述空间实体的空间特征的数据，也称位置数据，定位数据，即“在哪里” 关系数据：描述空间实体的空间关系的数据，如空间实体的邻接、关联、包含等，主要是拓扑关系。 依据空间数据来源的不同分为：地图数据、地形数据、属性数据、元数据、影象数据等； 依据表示对象的不同分为：点，线，面、体数据。 4．GIS的数据源有哪些？ ①地图数据②遥感数据③文本资料④统计资料 ⑤实测数据⑥多媒体数据⑦已有系统的数据 5．请说明分类分级对于属性数据的意义。 分类是将具有共同属性或特征的事物或现象归并在一起，而把不同属性或特征的事物或现象分开的过程。分级是对事物或现象的数量或特征进行等级的划分，主要包括确定分级数和分级界限。在属性数据中，有一部分是与几何数据的表示密切有关的，例如，道路的等级、类型等，决定着道路符号的形状、色彩、尺寸等。在GIS中，通常把这部分属性数据用编码的形式表示，并与几何数据一起管理起来。编码的过程是将信息转换成数据的过程，前提是首先要对需表示的信息进行分类分级。 6．如何发现进入GIS中的数据有错误？ 1、通过图形实体与其属性的联合显示，发现数字化中的遗漏，重复，不匹配等操作。 2、在屏幕上用地图要素对应的符号显示数字化的结果，对照原图检查错误。 3、把数字化的结果绘图输出在透明的材料上，然后与原图叠加以便发现遗漏。 4、对等高线确定最低和最高等高线的高程及等高距，编制软件来检查高程的赋值是否正确。 5、对于面状要素，可在建立拓扑关系时，根据多边形是否闭合来检查，或根据多边形与多边形内点的匹配来检查等。 6、对于属性数据，通
《地理信息系统基础》主要知识点 第一章 什么是地理信息？地理信息有什么特性？ 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，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。或者定义为：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。从另一个角度来说，一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。 （1）空间分布性：属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显著的标志。 （2）数据量大。 （3）信息载体的多样性。 什么是GIS？它具有什么特点？ 地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中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。 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息。 具有公共的地理定位基础，所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行严格的空间定位，才能使具有时序性、多维性、区域性特征的空间要素进行复合和分解，将隐含其中的信息变为显示表达，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础，支持空间问题的处理与决策。 地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。 GIS与其它信息系统有什么区别？ GIS有别于DBMS（数据库管理系统），GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这种能力使用户能得到关于数据的知识，因此，GIS 是能对空间数据进行分析的DBMS，GIS必须包含DBMS。 GIS有别于地图数据库，地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。 GIS有别于CAD系统，二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。 GIS有别于MIS（管理信息系统），GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用，GIS的软硬件设备复杂、系统功能强；MIS则只有属性数据库的管理，即使存贮了图形，也是以文件形式管理，图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。管理地图和地理信息的
第一章概论 1.地理信息系统包括哪几类型？试举例说明。 工具型地理信息系统：具有对各种地理空间数据进行输入、处理、管理、查询、 分析和输出等通用功能，可供其他系统调用或允许用户进行二次开发，以建立应 用型地理信息系统的操作平台，是建立应用型GIS的一条捷径。特点：对计算机 硬件适应性强，数据管理和操作效率高、功能强，具有普遍性和易拓展性，操作 简便且易掌握。示例：国外Arc/Info、GenaMap、MapInfo、MGE、GeoMedia，国 MapGIS、SuperGIS、GeoStar、CityStar 应用型地理信息系统：与特定地理区域相互联系的地理信息系统，根据用户的 需求和应用目的而设计来解决一类或多类特定应用问题，除了基本功能外还具 有解决地理空间实体与空间信息的分布规律、分布特性及相互依赖关系的应用 模型和方法。分为专题GIS和区域GIS。特点：针对性明确、专业性强，系统开 销小。示例：“塔里木河水资源管理信息系统” 2.地理信息系统设计主要有哪几种方法？各有何特点？ 结构化程序设计：是面向数据流开展需求分析工作的一种有效方法。利用一般 工程方法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计。基本思想：一般 采用自顶向下，逐层分解的演绎分析法来定义系统的需求；地理信息系统的开发 是一个连续有序、循环往复不断提高的过程，每一个循环就是一个生命周期；分 析系统的每个细节、前后顺序和相互关系，找出各部分之间的数据接口。用结构 化的方法构筑地理信息系统的逻辑和物理模型等。特点：软件结构描述较清晰， 便于掌握系统全貌，也可逐步细化为程序语句，是一种使用相对广泛，也比较成 熟和完善的系统分析方法。但结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构 化分析的前提是：面临静态需求。 原型化的设计方法：常用的一种，在开发初期不强调全面系统地掌握用户的需 求，是根据对用户需求的大致了解，由开发人员快速生成一个实实在在的初始系 统原型。随着用户和开发者对系统理解的加深，不断对原型进行修正、补充和细 化，用快速迭代的方法建立最终的系统，并提交给用户使用。步骤：确定用户需 求——开发初始原型——征求改进意见——修改完善原型——制定原型完成。 特点：有一定的盲目性，但对于非专业人员和小规模系统设计来说更加实用，有 利于用户介入系统设计工作，是种动态的软件开发技术。能够大大减少软件系统 的后期维护费用，使系统功能能够正确反映用户的需求。同时对于较复杂和具有 不确定性的系统目标有较强适应性，可使设计与实施的结合更为紧密。 面向对象的解决方法：基本思想：将系统所面对的问题，应用封装机制，按其自 然属性进行分隔，按人们通常的思维方式进行描述，建立每个对象的领域模型和 联系，既模拟信息实体的在结构又模拟动作机制，使设计出的软件尽可能直接表 现出问题求解过程。整个系统只由对象组成，对象间的联系通过消息进行。特点： 将强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员之间的交流； 对需求的变化有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有 利于用户参与，容易扩充和重组。性质：封装性、继承性、多态性。 3.地理信息系统主要有哪几种开发方法？各自有何优缺点？ 独立开发：不依赖任何GIS工具软件，利用专业程序设计语言开发应用模型，直 接访问GIS软件的部数据结构。从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结 果输出，所有算法都由开发者独立设计。优点：无需依赖任何商业GIS工具软 件，独立性强，降低了开发成本。这种系统综合程度和效率最高。缺点：开发难
地理信息系统原理试卷 一、单项选择(每小题 2 分，共20 分) 1．世界上地理信息系统的普遍发展和推广应用的阶段是20世纪（）年代： A. 60年代 B. 70年代 C. 80年代 D. 90年代 2．以下不属于GIS输出设备的为（） A. 绘图仪 B. 数字化仪 C. 打印机 D. 高分辨率显示装置 3、在地理信息系统中，空间线对象是（）：. A．0维特征 B. 1维特征 C. 2维特征 D. 3维特征. 4、空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为：（） A．拓扑邻接B．拓扑关联C．拓扑包含 D．拓扑相交 【 5、获取栅格数据的方法有：（） A．手扶跟踪数字化法B．屏幕鼠标跟踪数字化法 C．扫描数字化法D．人工读取坐标法 6、栅格结构的特点是：（） A．定位明显、属性隐含B．定位明显、属性明显 C．定位隐含、属性明显D．定位隐含、属性隐含 7、以线性四叉树表示8*8的栅格矩阵时，第6行第5列位置处的栅格的十进制MORTON码 与四进制MORTON码值分别为：（） A. 57，302 B. 50，302 C. 57， 321 D. 50，321 8、描述图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关系的 数据为：（） A．属性数据B．拓扑数据C．几何数据D．统计数据 > 9、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是：（） A.增大栅格单元面积 B.缩小栅格单元面积 C.改变栅格形状 D.减少栅格总数 10、GIS区别于其它信息系统的一个显著标志是：（） A.空间分析 B.计量分析 C.属性分析 D.统计分析 11、数据处理是GIS的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式，包括 结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（） A. 数据重构 B. 数据变换 C. 结构转换 D. 数据抽取 12、某选址项目中，需要同时满足三个条件：1）距离公路2000米以内；2）距离湖泊1000 米以外；3）地块面积大于500KM2。利用GIS的空间分析功能进行选址，分别采用（）
地理信息系统原理试卷 、单项选择（每小题 2分，共20分） 1世界上地理信息系统的普遍发展和推广应用的阶段是 A. 60年代 B. 70年代 C. 80年代 D. 90年代 2?以下不属于 GIS 输出设备的为（ 3、在地理信息系统中，空间线对象是（） 4、空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为: 5、获取栅格数据的方法有: 6、栅格结构的特点是: 的栅格矩阵时，第 6行第5列位置处的栅格的十进制 MORTON 码与四进制MORTON 码值分别为：（） A. 57, 302 B. 50, 302 C. 57, 321 D. 50, 321 8、 描述图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质?或空间实体之间的关系的 数据为： （） A ?属性数据 B ?拓扑数据 C ?几何数据 D ?统计数据 9、 在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是： （） A.增大栅格单元面积 B.缩小栅格单元面积 C.改变栅格形状 D.减少栅格总数 10、 GIS 区别于其它信息系统的一个显著标志是： （） A.空间分析 B.计量分析 C.属性分析 D.统计分析 11、 数据处理是 GIS 的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式，包 括结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（ ） A.数据重构 B.数据变换 C.结构转换 D.数据抽取 12、 某选址项目中，需要同时满足三个条件： 1 ）距离公路2000米以内；2）距离湖泊1000 米以外；3）地块面积大于 500KM 2 。利用GIS 的空间分析功能进行选址，分别采用（ ） A.缓冲区分析、in tersect 叠加分析、基于非空间属性的查询； B. 缓冲区分析、identify 叠加分析、基于空间关系的查询; 20世纪（）年代: A.绘图仪 B.数字化仪 C.打印机 D.高分辨率显示装置 A ? 0维特征 B. 1维特征 C. 2维特征 D. 3 维特征. A ?拓扑邻接 B ?拓扑关联 C ?拓扑包含 拓扑相交 A ?手扶跟踪数字化法 B ?屏幕鼠标跟踪数字化法 C ?扫描数字化法 D .人工读取坐标法 A ?定位明显、属性隐含 B ?定位明显、属性明显 C ?定位隐含、属性明显 D .定位隐含、属性隐含 7、以线性四叉树表示 8*8
地理信息系统技术应用 项目一GIS平台选择 1、世界上第一个地理信息系统是：（ B ） A．美国地理信息系统 B.加拿大地理信息系统 C.日本地理信息系统 D.奥地利地理信息系统 2、地理信息系统形成于20世纪：（ B ） A.50年代 B.60年代 C.70年代 D.80年代 3、GIS的主要组成部分包括：（ A ） A.计算机软硬件系统、地理数据和用户 B.计算机软硬件系统、.地理数据和分析程序 C.计算机软硬件系统、地理数据和绘图机 D.计算机软硬件系统、网络和用户 4、把GIS分为专题地理信息系统、区域地理信息系统与地理信息系统工具是按：（ C ） A.数据容量 B.用户类型 C.内容 D.用途 5、地理数据一般具有的三个基本特征是：（ A ） A.空间特征、属性特征和时间特征 B.空间特征、地理特征和时间特征 C.地理特征、属性特征和时间特征 D.空间特征、属性特征和拓扑特征 6、下列有关GIS的叙述错误的是：（D） A、GIS是一个决策支持系统 B、GIS是研究地理系统的科学技术保证 C、地图学理论与地图分析方法是GIS重要学科基础 D、GIS是数字地球演变的必然趋势 7、 GIS所包含的数据均与相联系。（ B ） A.非空间属性 B.空间位置 C.地理事物的类别 D.地理数据的时间特征 8、根据应用层次的高低，应用型GIS可分为：（ C ） A.空间管理信息系统、空间事务处理系统、空间决策支持系统 B.空间管理信息系统、空间数据处理系统、空间决策支持系统 C.空间事务处理系统、空间管理信息系统、空间决策支持系统 D.空间数据处理系统、空间管理信息系统、空间决策支持系统 9、以下关于GIS软件企业及其品牌的描述不正确的是：（ D ） A.ARC/INFO是美国ESRI公司的产品 B.ARC/INFO 被公认为是世界上第一个商业化GIS系统 C.MapGIS.SuperMap.GeoStar都是国产GIS基础软件平台 D.ArcGIS.SuperMap.CASS.MapGIS.GeoStar都属于GIS基础软件平台 10、地理信息系统的空间数据是指： ( B ) A.三维图形数据，它们与时间有关 B.图形数据与属性数据，它们与时间有关 C.二维图形数据，它们与时间有关 D.属性数据，它们与空间有关 11、下列有关数据的叙述正确的是： ( B ) A.信息是数据的表达，数据是信息的内涵 B.数据是信息的表达，信息是数据的内涵 C.数据不随载荷它的物理设备的形式而改变
地理信息系统概论 1.地理信息系统的定义、分类、特点 （1）地理信息系统——主要是以处理和分析地图图形、图像数据为核心的计算机系统。（2）分类：①根据其研究范围，分为全球系统、区域系统和国家系统。 ②根据研究内容，分为专题系统和综合系统。 ③根据其使用的数据模型，分为矢量系统、栅格系统和矢栅混合系统。 （3）特点：1）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力； 2）以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力；并能产生高层次的地理信息； 3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；计算机系统的支持是GIS的重要的特征，使GIS得到快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和动态分析。 2.GIS的的基本组成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型 3.地理信息系统硬件系统构成及其作用。 （1）数据输入设备（数字化仪、工程扫描仪、数字测量设备）——将地理数据转换成数字的形式存入计算机，以便进行处理和分析计算等工作。 （2）数据处理设备（图形工作站、个人计算机、客户机/服务器系统）——用作数据的处理、管理与计算。 （3）数据输出设备（绘图仪、打印机、计算机显示器和大屏幕投影仪等）——为地理信息系统软件提供用户操作的界面，并把地理信息系统的最终成果展现给用户。 4.地理信息系统软件系统的构成：GIS功能软件（GIS应用软件、GIS基础软件平台）、基础支撑软件（数据库系统软件、系统库软件）和操作系统软件（操作系统）。 5、地理信息系统的功能 1）基本功能：包括数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与显示、二次开发和编程 2）应用功能：包括资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策 6.数据和信息的定义两者的特点及关系
地理信息系统基础[广西省级基础地理信息系统建设构思] 〖摘要〗测绘工作是为国民经济建设服务的一项基础性、前期性和公益性的工作。测绘技术的发展，给测绘管理工作提出了新的课题。传统的测绘管理方法（包括行业管理、技术管理、生产管理、测绘资料管理及对外提供服务等）已不能满足现代技术发展的需要。本文就利用计算机技术、网络技术、办公自动化技术及GIS技术建设省级基础地理信息系统的有关问题提出作者的初步见解。 关键词基础、地理信息系统 1引言 随着电子技术、计算机技术及现代测绘技术的发展，GPS技术给传统的大地测量技术带来了革命性的变化。数字摄影测量技术使传统的航测技术产生了根本的变革。以GIS、GPS、RS为代表的3S的技术给测绘业带来了前所未有的机遇和挑战。国家测绘局以发展数字化测绘技术为起点，以推广3S技术应用为龙头，先后在四川、北京、黑龙江、陕西、湖北、广东、海南等地建立七个数字化测绘技术生产示范基地，并将发展地理信息产业确定为测绘行业的发展方向和归宿，1995年底，国家基础地理信息中心正式成立，同时在原来技术工作的基础上，开始筹建国家基础地理信息系统。 广西地区的GIS技术应用属全国较早的省份之一，北海市规划局、北海市土地局、南宁市土地局、柳州市规划局等均已建立或正在建设自己的地理信息系统。在测绘系统，3S技术应用起步虽然较晚，但经过各方面的共同努力，进步很快。以广西测绘局为代表的数字化测绘生产技术已基本形成生产规模，GPS应用技术已比较成熟，广西综合区情地理信息系统建设工作进展顺利，其它专题GIS技术开发与应用正在起步，数字摄影测量技术将在今后几年的1：5万、1：1万地形图更新建库工作中得到广泛应用。
第一章绪论 1.什么是数据和信息？它们有何联系和区别？ 定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。 联系和区别： 信息与数据是不可分离的。信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。信息是对数据解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息；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。 数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。即不随载体的物理设备形式的改变而改变。 信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。 数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。 不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。 2.什么是地理信息系统（GIS）?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么? GIS定义： GIS是一个发展的概念。不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的定义。 定义①：是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。 定义②：是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题为主要任务的计算机系统。 定义③：是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。 定义④：地理信息系统是一种决策支持系统。它的定义由两方面组成，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交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以空间数据库为基础，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。 定义⑤：目前有人认为“GIS”从原来强调空间信息技术系统(SYESTEM)，发展到地球信息科学体系形成(SCIENCE)，现在已强调空间信息服务(SERVICE)。 GIS与地图数据库的异同： 地图数据库有比例尺概念，GIS是为某一特定比例尺建立的一个地图成品仓库，它可由GIS 管理，其中的地图具有图形表现属性,一般数据库不需具备这些属性；它是GIS的下游产品，它的更新依赖于GIS，它提供的信息是GIS向人们提供服务的中间产品；GIS是在地理信息的基础上对真实世界进行数量化处理分析，但地图数据库存在的地理要素经人为修改，不完全是真实地理的反映；
地理信息系统练习题 一、填空题（共26分，每空1分） 1. 地理信息系统作为一门科学，一般地认为是集计算机科学、（）、地理等学科为一体的新兴边缘科学。 2. GIS一般由硬件、软件、数据、( )、( )五大部分组成。 3.GIS基本功能主要是：数据采集和编辑，（），（），空间分析和统计，产品制作和显示，二次开发和编程。 4. 矢量数据结构编码的方式一般有（）、（）、（）等。 5. 面向对象方法的核心技术包括（）、（）、聚集、联合等。 面向对象方法的特性主要是抽象性、封装性、( )。面向对象方法的基本概念主要是 ( )、类、方法和( )。 6. 路径分析一般包括（）、（）、N条最佳路径分析、动态最佳路径分析等。 7. 地理信息系统的硬件配置设计主要包括（）、 ( )、( )、存储设备、网络设备等的设计。 8. 世界流行的GIS软件有（）、( ) 、Mapinfo等。 9. 我国的国家基本比例尺地形图均采用( ) 投影。 10.目前GIS一般均采用( )作空间数学基础。空间数据结构一般指空间数据的组织关系和( )。数据库由数据集、存储介质、( )三个基本部分组成。数据库的数据模型一般有( )、( )、关系和对象关系。 二、选择题（共8分，每小题1分）（请选择唯一正确答案） 1. 以下选项中不属于空间数据编辑与处理过程的是（）。 A.数据格式转换； B.投影转换； C.图幅拼接； D.数据分发 2. 以下选项中不属于WebGIS软件产品的是（）。 A.Mapinfo ProServer； B.GeoMedia； C.ArcIMS； D.MapGuide 3. 以下选项中不属于地理信息系统设计与开发步骤的是（）。 A.系统设计； B.系统维护； C.系统测试； D.系统安装 4. 计算最短路径的经典算法是（）。 A.Huffmann； B.Freeman； C.Dijkstra； D.Morton 5. 我国地理信息系统的发展自20世纪（）起步。 A.60年代初； B.70年代初； C.80年代初； D.90年代初 6. 以下投影方式中不属于几何投影的是（）。 A.方位投影； B.圆柱投影； C.圆锥投影； D.多圆锥投影 7. 以下分析方法中不属于空间统计分类分析的是（）。 A.地形分析； B.主成分分析； C.系统聚类分析； D.判别分析
4.根据下面示意图，给出其的矢量数据结构编码。 4.根据下面示意图，给出其的矢量数据结构编码。 点： 点号坐标 1 x 1 , y 1 12 x 12 , y 12 21 X 21 , y 21 28 X 28 , y 28 39 X 39 , y 39 线： ID 起点终点点号 a 39 1 39,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,1 b 28 39 28,40,41,42,43,44,39 c 12 28 12,25,26,27,28 d 1 12 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 e 12 1 12,13,14,15,16,1 f 21 12 12,22,23,24,12 g 1 21 1,17,18,19,20,21 h 28 21 28m 29,30,31,21 i 21 39 21,32,33,34,35,36,37,38,39 多边形
多边形编号多边形边界 I d, e II c, f, h III b, h, i IV a, i, g 模拟试题二 4.下面两个多边形图层 A 和 B，图中标注的是多边形的属性，请画出 A 与 B 两个图层 Overlay 的结果图层 C 的示意图，并标注属性，其中 C 的属性为 C=A+B 。 “地理信息系统原理”课程考试试题一参考答案 一、名词解释 1.地理信息系统的定义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。 2.TIN 即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。 TIN 模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。 3.元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。元数据的内容包括对数据集的描述、对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。 4.信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。 二、简答题 1.地理信息系统的组成。 一个完整的 GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映 GIS 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 （1）计算机硬件系统：是计算机系统中的实际物理装置的总称，是 GIS 的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。 （2）计算机软件系统：计算机软件系统是指必需的各种程序。对于 GIS 应用而言，通常包括：计算机系
地理信息系统概论课后习题部分答案 第一章 1、什么就是地理信息系统（GIS）？它与一般计算机应用系统有哪些异同点？ 答：地理信息系统：就是由计算机硬件、软件与不同得方法组成得系统，该系统设计支持空间数据得采集、管理、处理、分析、建模与显示，以便解决复杂得规划与管理问题。GIS 脱胎于地图学，就是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学与管理科学等众多学科交叉融合而成得新兴学科。但就是，地理信息系统与这学科与系统之间既有联系又有区别: （1）GIS 与机助制图系统机助制图就是地理信息系统得主要技术基础，它涉及GIS 中得空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据得管理。地理信息系统与数字制图系统得主要区别在于空间分析方面。一个功能完善得地理信息系统可以包含数字制图系统得所有功能，此外它还应具有丰富得空间分析功能。（2）GIS 与DBMS(数据库管理系统) GIS 除需要功能强大得空间数据得管理功能之外，还需要具有图形数据得采集、空间数据得可视化与空间分析等功能。因此，GIS 在硬件与软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多地多。（3）GIS 与CAD 系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD 系统只处理规则得几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析与判断能力。（4）GIS 与遥感图像处理得系统遥感图像处理得系统就是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理得软件。它主要强调对遥感栅格数据得几何处理、灰度处理与专题信息提取。这种系统一般缺少实体得空间关系描述，难以进行某一实体得属性查询与空间关系查询以及网络分析等功能。2、地理信息系统有哪几个主要部分组成？它得基本功能有哪些？试举目前广泛应用得两个基础地理信息系统软件为例，列出它们得功能分类表，并比较异同点？ （1）系统硬件:包括各种硬件设备，就是系统功能实现得物质基础；（2）系统软件:支持数据采集、存储、加工、回答用户问题得计算机程序系统；（3）空间数据:系统分析与处理得对象，构成系统得应用基础；（4）应用人员:GIS 服务得对象，分为一般用户与从事建立、维护、管理与更新得高级用户；（5）应用模型:解决某一专门应用得应用模型，就是GIS 技术产生社会经济效益得关键所在。 3、试说明地理信息系统得基本分析功能与应用模型之间得区别与联系就是什么？ 答：地理信息系统分析功能就是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出得结构，这些规律与参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型与风力强度计算模型等。但应用模型很多就是专业领域得模型，其表现可以就是参数表格也可以就是图标或计算公式，不利于地理信息这种要与地理坐标想联系，并且需要特殊得可视化效果得信息分析与表达。因此要构建适合于地理信息分析与表达得应用模型就要吧如气象农业等行业应用模型转变或者结合地理信息做成与空间信息想连接得模型应用于分析。 4、根据您得了解，阐述地理信息系统得相关学科及关联技术，并就地理信息系统基础理论得简历与发展问题，发表您得意见与观点？ 答：地理信息系统与其她相关学科系统间得关系（1）GIS 与地图学GIS 就是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也就是地图，因此它与地图有着极密切得关系。GIS 就是地图学理论、方法与功能得延伸，GIS 与地图学一脉相承，它们都就是空间信息处理得学科，地图学强调图形信息传输，而GIS 则强调空间数据处理与分析，地图学与GIS 之间得联系就是通过地图可视化工具与她们得潜力来增强GIS 得数据综合与分析能力。（2）GIS 与一般事务数据库GIS 离不开数据库技术。数据库技术主要通过属性来管理与检索，但一般没有空间概念，GIS 恩能够处理空间数据。（3）GIS 与计算机地图制图计算机地图制图技术得发展对GIS 得产生起了有力得促进作用，得出现又反过来为地图GIS 制图提供了现代化得先进技术手段。数字地图就是GIS 得数据源，