GIS的定义：以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并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而建立起来的计算机技术系统。
GIS的特征：(1)数据的空间定位特征 (2)空间关系处理的复杂性 (3)海量数据管理能力
GIS的分类：
按内容分类：(1)专题地理信息系统 (2)区域信息系统 (3)地理信息系统工具
按提供性能：(1)空间管理型GIS (2)空间分析型GIS (3)空间决策型GIS
按系统开发：(1)最终用户用GIS (2)专业人士用GIS (3)软件开发者/系统集成者用GIS 按系统结构：(1)单机GIS (2) 网络GIS
按数据结构：(1)矢量数据结构GIS (2) 栅格数据结构GIS (3)混合型数据结构
GIS的组成：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。
GIS的基本功能：(1)数据的输入与编辑 (2)数据的存储与管理
(3)空间查询及分析(4)数据的输出(5)二次开发
GIS的研究内容：
基本理论研究：(1)研究GIS的概念、定义和内涵 (2)研究理论体系、特点、功能、任务
(3)研究GIS的历史和发展方向
技术系统设计：(1)硬件设计与配置 (2)数据结构及表示 (3)地理信息系统工具
(4)输入、输出系统 (5)空间数据管理 (6)用户界面、工具设计
应用方法研究：(1)应用系统设计 (2)专题分析模型 (3)数据采集与检验 (4)地学专家系统
地理信息：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，它是对地理数据的解释。
地理数据：地理数据是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。
信息系统的类型：(1)事务处理系统 (2)管理信息系统 (3)决策支持系统 (4)人工智能和专家
3S：地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感(RS)
5S：3S + 地球观测系统(EOS)、数据摄影测量系统(DPS)
空间数据：(1)某个已知坐标系中的位置 (2)实体间的空间关系 (3)与几何位置无关的属性
GIS与CAD和CAM的区别：
(1)CAD不能建立地理坐标系和完成地理坐标变换
(2)GIS的数据量比CAD、CAM大得多，结构更为复杂，数据间联系紧密，这是因为GIS涉及的
区域广泛，精度要求高，变化复杂，要素众多，相互关联，单一结构难以完整描述
(3)CAD和CAM不具备GIS具有地理意义的空间查询和分析功能。
地理空间：是指地球表面及近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域，地球上最复杂的物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程就发生在该区域。
空间实体：对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的结果，简称空间实体，它们的一个典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此之间的相互关系。空间实体具有4个特征：空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关系特征。
数据概念模型：
对象模型：也称作要素模型。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的对象分布在该空域中。按照其空间特征分为点、线、面、体四种基本对象，对象也可能由其他对象构成复杂对象，并且与其他分离的对象保持特定的关系，如点、线、面、体之间的拓扑关系。每个对象对应着一组相关的属性以区分各个不同的对象。
场模型：也称作域（field）模型。是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、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等。根据不同的应用，场可以表现为二维或三维。
网络模型：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。网络是由欧式空间R2中的若干点及它们之间相互连接的线（段）构成。现实世界许多地理事物和现象可以构成网络，如公路、铁路、通讯线路、管道、自然界中的物质流、物量流和信息流等，都可以表示成相应的点之间的连线，由此构成现实世界中多种多样的地理网络。
空间数据类型：
几何图形数据：来源于各种类型的地图和实测几何数据。几何图形数据不仅反映空间实体的地理位置，还要反映实体间的空间关系。
影像数据：主要来源于卫星遥感、航空遥感和摄影测量等。
属性数据：来源于实测数据，文字报告，或地图中的各类符号说明，以及从遥感影像数据通过解释得到的信息等。
地形数据：来源于地形等高线图中的数字化，已建立的格网状的数字化高程模型（DTM），或其他形式表示的地形表面（如TIN）等。
元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据，如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、元数据比例尺、地理空间参考基准、数据转换方法等。
空间关系包括：(1)空间拓扑关系 (2)顺序空间关系 (3)度量空间关系
拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等关系；
顺序空间关系：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体之间前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系；
度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系。
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。地图上各种图形的形状、大小会随图形的变形而改变，但是图形要素间的邻接关系、关联关系、包含关系和连通关系保持不变。
拓扑关系的表达方式分为：显示表示和隐式表示
显示表示：就是将网结构元素（结点、弧段、面域）间的拓扑关系数据化，并作为地图数据的一部分给以存储。
隐式表示：不直接存储拓扑关系，而是由几何数据临时推导生成所需的拓扑关系。
拓扑和非拓扑属性
建立拓扑关系的意义：
(1)拓扑关系能清楚地反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变换而变化。
(2)利用拓扑关系有利于空间要素的查询
(3)可以根据拓扑关系重建地理实体。
空间逻辑数据模型：(1)矢量数据模型 (2)栅格数据模型 (3)矢量-栅格一体化模型
(4)镶嵌数据模型(规则和不规则) (5)面向对象数据模型
矢量数据模型：以矢量方式组织数据、用于对实际地理空间的现象和特征进行模拟和演示的数据模型。
特点：可以明确的描述图形要素间的拓扑关系。适合各种比例尺。
栅格数据模型：适用于场模型抽象的的空间对象。栅格用数字矩阵来表示，地理空间坐标隐含在矩阵的行列上。
特点：优点：不同类型的空间数据层可以进行叠加操作，不需要经过复杂的几何计算。
缺点：对于一些变换、运算，如比例尺变换、投影变换等则操作不太方便。
矢量-栅格一体化模型：对地理空间实体同时按矢量数据模型和栅格数据模型来表述。
特点：将矢量数据模型和栅格数据模型的特点有机地结合在一起。
镶嵌数据模型：采用规则或不规则的小面块集合来逼近自然界不规则的地理单元，适合于用场模型抽象的地理现象。
特点：
面向对象数据模型：应用面向对象方法描述空间实体及其相互关系，特别适合于采用对象模型抽象和建模的空间实体的表达。
特点：
Voronoi多边形定义：由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。Voronoi多边形的特点：组成多边形的边总是与两相邻样点的连线垂直，并且多边形内的任何位置总是离该多边形内样点的距离最近，离相邻多边形内样点的距离远，且每个多边形内包含且仅包含一个样点。
Delaunay三角网定义：
空圆特性：Delaunay三角网是唯一的（任意四点不能共圆），在Delaunay三角形网中任一三角形的外接圆范围内不会有其它点存在。
最大化最小角特性：在散点集可能形成的三角剖分中，Delaunay三角剖分所形成的三角形的最小角最大。具体的说是指在两个相邻的三角形构成凸四边形的对角线，在相互交换后，六个内角的最小角不再增大。
Delaunay三角网特点：
1.最接近：以最近临的三点形成三角形，且各线段(三角形的边)皆不相交。
2.唯一性：不论从区域何处开始构建，最终都将得到一致的结果。
3.最优性：任意两个相邻三角形形成的凸四边形的对角线如果可以互换的话，那么两个三角形六个内角中最小的角度不会变大。
4.最规则：如果将三角网中的每个三角形的最小角进行升序排列，则Delaunay三角网的排列得到的数值最大。
5.区域性：新增、删除、移动某一个顶点时只会影响临近的三角形。
6.具有凸多边形的外壳：三角网最外层的边界形成一个凸多边形的外壳。
第四章
栅格数据结构：以规则栅格阵列表示空间对象的数据结构。
栅格代码的确定：
中心归属法：每个栅格单元的值由该栅格的中心点所在的面域的属性来确定。
长度占优法：每个栅格单元的值由该栅格中线段最长的实体的属性来确定。
面积占优法：每个栅格单元的值由该栅格中单元面积最大的实体的属性来确定。
重要性发：根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物的类型作为栅格单元的属性值。
栅格结构编码方式：
直接栅格编码：完全栅格数据结构。将栅格看作一个数据矩阵，逐行逐个记录栅格单元的值。游程长度编码：1) 只在各行（或列）数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同的代码重复的个数，从而实现数据的压缩。
2) 逐个记录各行（或列）代码发生变化的位置和相应代码
块码：块码是游程长度编码扩展到二维的情况，采用方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由初始位置（行、列号）和半径，再加上记录单位的代码组成。
链码：链式编码又称弗里曼链码或世界链码。它由某一原始点和一系列在基本方向上数字确定的单位矢量链。基本方向有东、东南、南、西南、西、西北、北、东北等8个，每个后继点位于其前继点可能的8个基本方位之一。
四叉树编码：又名四元树编码，可以通俗理解为一个具有四分枝结构的树，它具有栅格数据二维空间分布的特征
二维行程编码：类似于传统的一维行程编码，对应线性表先记录入口地址和格网值，一次扫描线性表，若后一格网值不等于前一格网的值，记录后一格网的地址码和相应的
格网值。在这种二维行程编码中，前后两个地址码之差表达了该行程段的格网
数，它可以表达该子块的大小。
数据栅格类型：(1)卫星遥感影像 (2)数字正射影像 (3)数字高程模型模型
(4)图像文件 (5)数字栅格地图 (6)特定地理信息系统软件的栅格数据
矢量结构：即通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体。
矢量数据结构包括：实体数据结构、拓扑数据结构。
实体数据结构：也称spaghetti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。按照这种数据结构，边界坐标数据和多边形单元实体一一对应，各个多边形边界点都单独编码并记录坐标。
拓扑数据结构：具有拓扑关系的矢量数据结构就是拓扑数据结构。
拓扑数据结构包括：索引式、双重独立编码结构(DIME)、链状双重独立编码结构。
索引式：采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息。
双重独立编码结构：对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的节点及相邻面域来予以定义。
链状双重独立编码结构：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。
矢栅一体化数据结构：将矢量面向对象的方法和栅格像元填充的方法结合起来，具体采用填满
线状目标路径和充填面状目标空间的方法作为一体化数据结构的基础。
镶嵌数据结构：以规则或不规则的多边形进行空间划分的镶嵌数据模型的数据结构。
Voronoi数据结构：以Voronoi 面块单元来组织Voronoi多边形数据。
TIN数据结构：可采用类似于多边形的矢量数据结构。TIN将无重复点的散乱数据点集按某种规则进行三角剖分,使这些散乱点形成连续但不重叠的不规则三角面片网。
拓扑编辑：
点编辑：左右多边形形成一个循环，终点指向结点
多边形编辑：起点和重点形成一个循环，左多边形指向目标多边形
栅格与矢量结构的优缺点：
矢量数据栅格化：确定栅格单元大小，
点的转换
线的转换：曲线用折线表示，折线由线段表示
面的转换：多边形边界线的转换，面的填充。
栅格数据矢量化：
二值化：设定一个阈值T，用T将图像的数据分成两部分：大于T的像素群和小于T的像素群。细化：删除图像边缘满足一定条件的像素，最终得到单像素宽带骨架。
Shapefile：描述空间数据的几何和属性特征的非拓扑实体矢量数据结构的一种格式。Coverage：空间数据与属性数据关联。矢量数据间的拓扑关系得以保存。
Geodatabse ：1.Personal Geodatabse 用来存储小数据量数据，存储在Access的mdb格式中。
2.ArcSDE Geodatabse 存储大型数据，存储在大型数据库中Oracle,Sql
Server,DB2等，可以实现并发操作。
第五章
GIS中图形数据的特征：(1)空间特征(2)非结构化特征 (3)空间关系特征
(4)分类编码特征 (5)多尺度特征 (6)海量性特征
空间特征：包括空间位置（坐标）和空间分布，这就要求GIS除了必须具备通用数据库管理系统或文件系统的关键字索引和辅助关键字索引之外，还需建立空间索引机制。
非结构化特征：弧段点记录是不确定的；多边形记录可能是多条弧段的嵌套；这种变长记录和不定结构的要求，是一般关系数据库所不能满足的。
空间关系特征：空间数据除了要描述地理实体的空间坐标和空间分布之外，还要描述地理实体之间的空间关系以及实体组成元素之间的拓扑关系。
分类编码特征：为了惟一识别地理实体和共享空间数据，每一个地理实体均分配一个分类编码；这种编码可能是按国家标准、行业标准或地区标准进行的，也可能是全球性的；通过分类编码将空间数据和属性数据关联起来。
多尺度特征：由于空间认识水平、认知精度和比例尺等不同，地理实体的表现形式也不相同；这就要求空间数据库具备有效的多尺度空间数据组织与管理功能，这也是一般关系型数据库所不具备的。
海量性特征：由于地理区域的广大性、地理数据的多源性以及空间数据分辨率的不断提高，GIS 中的数据量往往要比一般事务性信息系统的数据量大得多；例如，一个城市GIS数据量可能达几十个GB，若考虑影像数据的存储，则可能超过几百个GB；因为数据量巨大，需要在二维空间上划分为块和图幅、在垂直方向上划分为层来进行管理。
关系模型描述空间数据存在的问题：(1)缺乏构造复杂对象的能力
(2)数据类型少不支持抽象数据类型
(3)缺乏语义表达能力，即语义贫乏
(4)表形式不适用表示图形数据
传统的地理数据模型：
空间数据管理系统的模式的类型：
全文件管理系统：将属性数据和空间数据均放在文件系统中进行管理。
文件和关系数据库混合系统：图形用数据文件存储，属性用关系数据库表存储。两者通过标识
符相联结。
全关系型数据库系统管理：图形数据和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理，管理数
据库管理系统不作任何扩展，由GIS软件商在此基础上进行开发。对象—关系型数据库系统：对关系数据库进行扩充，使之能直接存储非结构化的空间数据，形
成对象。
面向对象型数据库系统：把面向对象的方法和数据库技术结合起来可以使数据库系统的分析、
设计最大程度地与人们对客观世界的认识相一致。
复杂对象：是指具有复杂结构和操作的对象。复杂对象可以由多种关系聚合抽象而成，或由不同类型的对象构成，或具有复杂的嵌套关系等。
复杂对象的特点：
(1)一个复杂对象由多个成员对象构成，每个成员对象又可参与其他对象的构成。
(2)具有多种数据结构。
(3)一个复杂对象的不同部分可由不同的数据模型所支持。
面向对象地理模型的特点：(1)可充分利用现有数据模型的优点
(2)具有可扩充性
(3)可以模拟和操纵复杂对象
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，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。
索引类型：格网型空间索引、四叉树索引(线性和层次)、BSP树空间索引、
R树和R+树、CELL树
遥感影像数据管理模式：
基于文件的遥感影像数据库管理系统：由于遥感影像的数据特点和系统性能等方面的因素制约，大部分GIS软件和遥感图像处理软件都是采用文件方式来管理遥感影像数据。
基于关系数据库的遥感影像数据库管理系统：遥感影像数据库包含的内容包括：图像数据本身、大量的图像元数据信息，另外遥感图像数据本身还具有多数据源、多时相等特点。
跨带问题：分带的方式可以限制投影变形，但带来投影不连续的问题。两个相邻投影带的公共边缘子午线，在两带投影平面上弯曲方向相反，使得分属两个带的正射影像图不能拼接起来。当进行图像漫游时，图框显示窗口从一个投影带向另一个投影带过渡时，漫游窗口的范围正好跨越两个投影带，即产生跨带问题。
跨带问题处理：采用跨带漫游算法
1.主投影带
2.跨带状态
3.建立主带坐标系与邻带坐标系的线性变换关系
4.将邻带的图像经投影变换纠正到主带上
5.将主带漫游窗口内的图像与邻带经过投影变换后的图像做镶嵌处理
大型遥感影像数据库的关键技术：
1.影像分块技术：由于在海量影像数据库中，每次调用和使用的图像数据只是数据库中的一小部分，如何高效地组织和管理数据，数据分块是影像数据库的关键。
通过数据分块可以减少数据的网络传输数据量，方便数据压缩和有利于在计算机的内存中图像数据进行运算处理。
2.空间索引与影像存取：格网索引是最适合的空间索引机制，因为影像数据库中的数据是按照分块的方式存储的，而且数据块的划分非常规则并且彼此之间没有重叠。
3.影像金字塔的建立：为了提高影像数据库的实时显示速度、快速地获得多尺度的影像信息，需要对不同尺度的影像信息进行有效的组织管理。
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。
第六章
数字化仪采用两种数字化方式：点方式和流方式
点方式：点方式是当录入人员按下游标(Puck)的按键时，向计算机发送一个点的坐标。
流方式：流方式录入能够加快线或多边形地物的录入速度，在录入过程中，当录入人员沿着曲线移动游标时，能够自动记录经过点的坐标。
曲线离散化算法：
1）在曲线首尾两点A、B之间连接一条直线段AB，该直线称为曲线的弦；
2）得到曲线上离该直线段距离最大的点C，并计算其与AB的距离d；
3）比较该距离与预先给定阈值ε的大小，如果小于ε，则将该直线段作为曲线的近似，该段曲线处理完毕；
4）如果距离大于阈值，则用C将曲线分为两段AC和BC，并分别对两段曲线进行1-3步的处理。
5）当所有曲线都处理完毕后，依次连接各个分割点形成的折线，即可以作为曲线的近似。
伪节点：使一条完整的线变成两段，造成伪节点的原因常常是没有一次录入完毕一条线。
悬挂节点：如果一个节点只与一条线相连接，那么该节点称为悬挂节点，悬挂节点有多边形不封闭、不及和过头，节点不重合等几种情形。
“碎屑”多边形或“条带”多边形：碎屑多边形一般由于重复录入引起，由于前后两次录入同一条线的位置不可能完全一致，造成了“碎屑”多边形。另外，由于用不同比例尺的地图进行数据更新，也可能产生“碎屑”多边形。
不正规的多边形：不正规的多边形是由于输入线时，点的次序倒置或者位置不准确引起的。在进行拓扑生成时，同样会产生“碎屑”多边形。
多边形拓扑关系的自动建立算法：
建立拓扑的算法如下：
（1）得到第一条弧段A，并设置为当前弧段；
（2）判断PL(A)和PR(A)是否为空。如果都非空，转到第一步，当所有弧段处理完毕后，算法结束；
（3）如果左多边形为空，则创建一个新的多边形P，多边形的第一条弧段为当前弧段，并设置PL(A)=P，设置搜寻起始节点为N0=Ns(A)，搜寻当前节点为NC=NE(A)。如果右多边形为空，则创建一个新的多边形P，多边形的第一条弧段为当前弧段，并设置PR(A)=P，设置搜寻起始节点N0=NE(A)，搜寻当前节点NC=NS(A)。
（4）判断N0和NC是否相等，如果是，则多边形所有弧段都已经找到，转到第一步。
（5）检查与当前节点相连接的、已经排列好的弧段序列，将当前弧段的下一条弧段A'作为多边形的第二条弧段。
（6）如果NC=NS(A')，设置PL(A')=P，NC=NE(A')；如果NC= NE(A')，设置PR(A')=P，NC=NS(A')，转到第四步。
细化预处理：去除毛刺噪声影响、去除孔洞及凹陷噪声。
去除毛刺噪声的影响：按点阵格式扫描图像上每一像素，只要图像相应区域与右
图中的模板（包括其三次900旋转）匹配，则判定为毛刺，对应于模板中心的像
素数值变为0。
去除孔洞及凹陷噪声：采用右图模板进行处理，只要图像对应区域与该模板（包
括其三次90O旋转）匹配，则区域中心点数值变为1。
细化算法步骤如下：
1：对于栅格图像中的每个点p，进行如下操作：如果2≤N(p)≤6并且T(p)=1并且pNpSpE=0（并且pWpEpS=0），则标志p点；
2：将所有被标志的栅格点赋值为0，如果没有被标志的点，则算法结束；
3：对于栅格图像中的每个点p，进行如下操作：如果2≤N(p)≤6并且T(p)=1并且pNpSpW=0（并且pWpEpN=0），则标志p点；
4：将所有被标志的栅格点赋值为0，如果没有被标志的点，则算法结束；
5：转到第一步。
边缘匹配：利用一定的算法对矢量要素的边缘进行识别、处理和融合的过程。
仿射变换的定义：仿射变换的实质是两坐标系间的旋转变换
仿射变换的特点：
(1)直线变换后仍为直线
(2)平行线变换后仍为平行线
(3)不同方向上的长度比发生变化
第七章
空间数据查询检索分为：属性查图形、图形查属性。
属性查图形：按属性信息的要求来查询定位空间位置。
图形查属性：根据对象的空间位置查询有关属性信息。
欧拉函数：用来计算多边形的破碎程度和孔的数目。欧拉函数的结果是一个数，称为欧拉数。
欧拉数=（孔数）-（碎片数-1）
质心：通常定义为一个多边形或面的几何中心。
理解平均中心、加权平均中心、几何中心
距离：描述了两个事物或实体之间的远近程度。
欧氏距离：在m维空间中两个点之间的真实距离。
耗费距离：考虑到阻力影响，计算的距离称为耗费距离。
距离表面：一个地点到所有其它地点的距离，这时得到的距离是一个距离表面。
曼哈顿距离：用以标明两个点上在标准坐标系上的绝对轴距总和。
第八章
缓冲区：缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。从数学的角度看，缓冲区分析
的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定它们的邻域，邻域的大小由邻域半径R决定。
缓冲区的建立：对象 Oi 的半径为R的缓冲区Bi为距Oi的距离d小于R的全部点的集合。
缓冲区分析的应用：用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。邻近度描述了地理空间中两个
地物距离相近的程度。
叠加分析：是指在统一空间参考系统下，通过对两个数据进行的一系列集合运算，产生新数据
的过程。
叠加分析分类：(1)视觉信息叠加 (2)点与多边形叠加 (3)线与多边形叠加
(4)多边形叠加 (5)栅格图层叠加
视觉信息叠加：将不同侧面的信息内容叠加显示在结果图件或屏幕上，以便研究者判断其相互
空间关系，获得更为丰富的空间信息。
点与多边形叠加：点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的包含关系。在完成点与多边形
的几何关系计算后，还要进行属性信息处理。
线与多边形叠加：比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。
多边形叠加：将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来
多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。
栅格图层叠加：作用于不同数据层面上的基于数学运算的叠加运算，在地理信息系统中称为地
图代数。(地图代数功能有三种不同的类型：（1）基于常数对数据层面进行的代数运算；（2）
基于数学变换对数据层面进行的数学变换（指数、对数、三角变换等）；（3）多个数据层面的
代数运算（加、减、乘、除、乘方等）和逻辑运算（与、或、非、异或等）。)
网络结构的评估指标：
γ指数：一个网络实际连接数目和最大可能连接数目的比值。
α指数：网络中实际的回路数与最大回路数的比值。
网络直径：一个连通的网络中任意结点到其他结点最短距离所需的最大步测数。
网络的连通性：一个网络的连通性可通过建立一个被称为C矩阵的矩阵集合来检验。
C1 表示第一阶连通矩阵，是结点之间的直接连接。C2 = C1 * C1， C3 = C1 * C2
T = C1 + C2 + C3
最短路径算法描述：
1）用带权的邻接矩阵Cost来表示带权的n个节点的有向图，Cost[i,j]表示弧
如果从vi到vj不连通，则Cost[i,j]=∞。下图表示了一个带权有向图以及其邻接矩阵。
然后，引进一个辅助向量Dist，每个分量Dist[i]表示从起始点到每个终点vi的最短路径长
度。假定起始点在有向图中的序号为i0，并设定该向量的初始值为： Dist[i]=Cost[i0,i] 令S为已经找到的从起点出发的最短路径的终点的集合。
2）选择Vj，使得Dist[j]=Min{ Dist[i]|Vi∈V-S} vi∈V
vj就是当前求得的一条从vi0出发的最短路径的终点，令S=S∪{vj}
3）修改从vi0出发到集合V-S中任意一顶点vk的最短路径长度。
如果Dist[j]+Cost[j,k] 则修改Dist[k]为： Dist[k]=Dist[j]+Cost[j,k] 4）重复第2、3步操作共n-1次，由此求得从vi0出发的到图上各个顶点的最短路径是依路径长度递增的序列。 泰森多边形的定义：设平面上有n个互不重叠的离散点，则其中的任意一个离散数据点Pi都有一个邻近范围Bi，在Bi中的任一个点同Pi点之间距离小于它同其他离散数据点之间的距离。这里的Bi域是一个不规则的多边形，该多边形称为泰森多边形。 泰森多边形的自动建立： 离散点自动构建三角网 找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号，并记录下来。 对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排列，以便下一步连接生成泰森多边形。计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之。 根据每个离散点的相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形。 泰森多边形可用于：定性分析、统计分析、邻近分析等。例如，可以用离散点的性质来描述泰森多边形区域的性质；可用离散点的数据来计算泰森多边形区域的数据；判断一个离散点与其它哪些离散点相邻时，可根据泰森多边形直接得出，且若泰森多边形是n边形，则就与n个离散点相邻；当某一数据点落入某一泰森多边形中时，它与相应的离散点最邻近，无需计算距离。 第九章 数字地面模型(DTM)：描述地面诸特性空间分布特征的有序数值阵列。 数字高程模型(DEM)：一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。 等值线：等值线是指X—Y平面上f（x，y）＝c的轨迹分布线。 等值线的自动绘制： 一、离散点网格化 二、等值线的自动绘制： 1）求等值线与网格边界的交点。当网格步长取得足够小时，等值线和网格边界的交点可用线性插值方法求出。 2）起始点的搜索 3）等值线的跟踪： a.跟踪状态分析 b. 方向的选择 4）终点的确定 格网DEM：DEM最常用的形式，其数据的组织类似于图像栅格数据，只是每个单元的值是高程值，即格网DEM是一种高程矩阵。 格网DEM的优点： (1)数据结构简单，很容易地用计算机进行处理，特别是栅格数据结构的地理信息系统。 (2)可以很容易地计算等高线、坡度、坡向、山坡阴影和自动提取流域地形。 格网DEM的缺点： (1)在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余。 (2)在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象。 不规则三角网：将无重复点的散乱数据点集按某种规则(如Delaunay 规则) 进行三角剖分,使这些散乱点形成连续但不重叠的不规则三角面片网,并以此来描述3D 物体的表面。 狄洛尼（Delaunay）三角网：为相互邻接且互相不重叠的三角形的集合，每一个三角形的外接圆内不不含其他的点。 局部优化过程LOP：先求出包含新插入点p的外接圆的三角形，这种三角形称为影响三角形（Influence Triangulation）。删除影响三角形的公共边（图b中粗线），将p与全部影响三角形的顶点连接，完成p点在原Delaunay三角形中的插入。 不规则三角网DEM与格网DEM相比具有那些优点： 不规则网DEM可以随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置，因而它能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。 三角网的存储方式：包括点文件和三角形文件 点文件：存储点的坐标信息 三角形文件：存储三角形三个顶点的点序号，以及邻接三角形的序号。 格网DEM转成TIN： 1）筛选要保留或丢弃的格网点(保留重要点法和启发丢弃法)。 2）判断停止筛选的条件。 保留重要点法：保留规则格网DEM中的重要点，然后用其构造TIN。 算法实现：由3*3的模板得到中心点P和8邻点的高程值，计算中 心点P到直线AE，CG，BF，DH的距离，再计算4个距离的平均值。 如果平均值超过阈值，P点为重要点，则保留，否则去除P点。 TIN转成格网DEM： 方法：方法是按要求的分辨率大小和方向生成规则格网，对每一个格网搜索最近的TIN数据点，按线性或非线性插值函数计算格网点高程。 等高线转成格网DEM： 方法：使用局部插值算法 问题：等值线插值造成“阶梯地形”。 解决方法：最好把等高线数据点减少到最少，增加标识山峰、山脊、谷底和坡度突变的数据点，同时使用一个较大的搜索窗口。 利用格网DEM提取等高线： 1.根据格网DEM中相邻四个点组成四边形进行等高线跟踪。 2.将每个矩形分割成为两个三角形，并应用TIN提取等高线算法。 问题1：使用四边形跟踪等高线，也会出现等高线跟踪的二义性。 解决方法：计算距离，距离近的连线方式优于距离远的连线方式。 问题2：如果网格点的数值恰好等于要提取的等高线的数值，会使判断过程变得复杂，并且会生成不闭合的等高线。 解决办法：将这些网格点的数值增加一个小的偏移量。 常见的地形分析：(1)通视分析 (2)剖面分析 (3)地形特征分析 (4)水文分析 坡度和坡向的计算: 坡度： 坡向： 通视分析：通视分析是指以某一点为观察点，研究某一区域通视情况的地形分析。 通视可分为点的通视，线的通视和面的通视。 1.点的通视：指计算视点与待判定点之间的可见性问题； 2.线的通视：指已知视点，计算视点的视野问题； 3.区域的通视：指已知视点，计算视点能可视的地形表面区域集合的问题。 剖面分析： 剖面积：根据工程设计的线路，可计算其与DEM各格网边交点Pi（Xi，Yi，Zi），则线路剖面积为 其中n为交点数；Di，i+1为Pi与P i+1之距离。同理可计算任意横断面及其面积。 体积：其中S3与S4分别是三棱柱与四棱柱的底面积。 根据两个DEM可计算工程中的挖方、填方及土壤流失量。 表面积：对于含有特征的格网，将其分解成三角形，对于无特征的格网，可由4个角点的高程取平均即中心点高程，然后将格网分成4个三角形。由每一三角形的三个角点坐标（xi，yi，zi）计算出通过该三个顶点的斜面内三角形的面积，最后累加就得到了实地的表面积。 宏观地形因子： (1)地线起伏度：RF i = H max – H min (2)地形粗糙度：R = S 曲面 / S 水平 (3)地表切割深度：D i = H mean - H min 地形特征分析: 地形特征点主要包括山顶点（peak）、凹陷点（pit）、脊点（ridge）、谷点（channel）、鞍点（pass），平地点（plane）等。利用DEM提取地形特征点，可通过一个3×3或更大的栅格窗口，通过中心格网点与8个邻域格网点的高程关系来进行判断会获取。 水文分析: 以高程栅格数据或DEM作为主要输入数据，采用Hydrologic Functions生成集水流域和水流网络数据，并对其的影响因子进行量化。 Hydrologic Functions的应用： 1.分析洪水水位及泛滥情况， 2.划定受污染影响的地区， 3.预测当改变某一地区的地貌时对整个地区将造成的后果。 4.在城市和区域规划、农业及林业等许多领域，Hydrologic Functions对理解地球表面的形状具有十分重要的意义。 Hydrologic Functions步骤： 一、填充洼地 二、水流方向计算 三、流水累积量 一、信息与数据 1、数据 指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图象等符号。数据是对客观现象的表示，数据本身并没有意义。数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。 2、信息 1）定义： 信息是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。 2）信息的特性： A、客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。 B、适用性： 如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进或抛出，以达到股票增值的目的。 C、传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路” D、共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失。 3、数据和信息的关系 （有人认为，输入的都叫数据，输出的都叫信息，其实不然）。 数据是信息的表达、载体； 信息是数据的内涵，是形与质的关系。 二、地理信息与地学信息 1、地理信息 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。 2、地学信息 与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。 、地理信息与地学信息区别（两者信息源不同） 地理信息的信息源是地球表面的岩石圈、水圈、大气圈和人类活动等； 地学信息所表示的信息范围更广泛，不仅来自地表，还包括地下、大气层甚至宇宙空间。它是人们深入认识地球系统、适度开发资源、保护环境的前提和保证。 三、GIS的定义 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。 四、GIS 应用功能 1 资源管理 2 区域和城乡规划 3 灾害监测 4 环境评估 5 作战指挥 6 交通运输 7 宏观决策 五、数字城市 数字城市是指城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活活动中，利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用 六、地图投影：我国常用地图投影 1：100万：兰勃投影（正轴等积割圆锥投影） 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 地理信息系统原理 （每小题2分，共10分） 1、点、线、面是GIS的三类基本要素，能实现点面之间转换，但不能实现线面之间的转换。（） 2、世界上第一个GIS产生于美国。（） 3、TIN数据结构和四叉树结构都是可变分辨率的数据结构。（） 4、判断点是否在多边形内常采用平板技术。（） 5、空间数据的分层组织与数据库中的层次数据模型概念相同。（） （每小题2分，共20分） 1、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 2、矢量结构的特点是：（） 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 3、“二值化”是处理何种数据的一个技术步骤：（） A.扫描数据 B．矢量数据 C．关系数据 D．属性数据 4、给出的方法中，哪项适合生成DEM：（） A．等高线数字化法 B．多边形环路法 C．四叉树法 D．拓扑结构编码法 5、生成电子地图必须要经过的一个关键技术步骤是：（） A．细化 B．二值化 C．符号识别 D．符号化 6、描述地理实体本身位置、形状和大小等的数据为：（） A．属性数据 B．几何数据 C．关系数据 D．统计数据 7、解决道路拓宽中拆迁指标的计算问题，可应用的空间分析方法是：（） A.缓冲区分析 B.包含分析 C.网络分析 D.最短路径分析 8、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 9、对于估算长度、转折方向的凹凸度方便的编码方法是：（） A.游程编码 B.块码 C.四叉树编码 D.链码 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 (共7题，共70分) 1、GIS与其它信息系统的关系和区别。（10分） 2、GIS中地图投影配置应遵循的基本原则。（8分） 3、如何描述GIS的数据质量？（10分） 4、空间数据输入的误差有哪些？具体如何进行检查？(12分) 5、叙述将下列图像压缩成二维行程编码（MD）的计算机实现过程。（10分） 6、为什么要研究GIS空间数据库模型？或者说，关系数据库模型管理空间数据存在哪 些局限性？（10分） 7、在地理信息系统的系统评价指标中，叙述GIS评价的专业性能指标。（10分） 《地理信息系统原理及应用》试卷B 1、╳ 2、╳ 3、√ 4、╳ 5、╳ 1、C 2、B 3、B 4、A 5、D 6、A 7、A 8、B 9、D 10、A 1、GIS与其它信息系统的关系和区别。（10分） 1）、GIS与一般MIS的区别是：GIS离不开数据库技术。数据库中的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等都是GIS广泛使用的核心技术。GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般MIS （数据库系统）侧重于非图形数据（属性数据）的优化存储与查询，即使存储了图形，也是以文件的形式存储，不能对空间数据进行查询、检索、分析，没有拓扑关系，其图形显示功能也很有限。如电话查号台是一个一般MIS，只能回答用户询问的电话号码，而通信信息系统除了可查询电话号码外，还提供用户的地理分布、空间密度、最近的邮局等空间关系信息。 2）、GIS与CAD/CAM的异同点是： GIS与CAD共同点是： a.都有空间坐标系统； b.都能将目标和参考系联系起来； c. 都能描述图形数据的拓扑关系； 地理信息系统概论 第一章导论 数据与信息的关系： 数据：是通过数字化或记录下来可以可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号、图象也是数据，数据本身没有意义； 信息：是对数据的解释、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。 数据（data）是信息(information)的表达，而信息是数据的内容。数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是收集数据和处理数据。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。 信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理和决策的依据。 数据处理：是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析、模拟和预测等操作。 信息的特点：客观性、适用性、传输性、共享性。 地理信息：是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图象和图形的总称。地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。地理信息系统（Geographical Information System）：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。其技术系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计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。 GIS的基本构成： GIS一般包括以下5个主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。1、系统硬件： （1）GIS主机：包括大型、中型、小型机，工作站∕服务器和微型计算机，其中各种类型的工作站∕服务器成为GIS的主流。 （2）GIS外部设备：包括各种输入（如图形数字化仪、图形扫描仪、解析和数字摄影测量设备等）和输出设备（如各种绘图仪、图形显示终端和打印机）。 （3）GIS网络设备：包括布线系统、网桥、路由器和交换机等。 2、系统软件：按功能分为GIS专业软件、数据库软件和系统管理软件。 3、空间数据：在地理信息系统中，空间数据是以结构化的形式存储在计算机中的，称为数据库。 4、应用人员：包括系统开发人员和GIS技术的最终用户。 5、应用模型 GIS的功能： 基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出。 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、定位服务 数据库：在地理信息系统中，空间数据是以结构化的形式存储在计算机 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。 14.数字高程模型：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 15.数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 二、填空题 1、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。 《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 网络地理信息系统 第一章绪论 1.名词解释 WebGIS：即互联网地理信息系统，是Internet与WWW技术应用于GIS开发的产物，是利用WEB技术拓展和完善GIS的一项新技术。 2.简答 （1）WebGIS的组成以及各个承担的功能： WEB浏览器：用户通过浏览器获取分布在Internet上的各种地理信息 通信协议：通过相关协议，设定浏览器与服务器之间的通信方式及数据访问接口，是地理信息在Internet上发布的关键技术。 WEBGIS服务器：根据用户请求操作GIS数据库，为用户提供地理信息服务，实现客户端与服务器的交互。 （2）WebGIS的基本架构： （3）WebGIS的特点。 1、基于Internet/Intranet标准 2、分布式体系结构：有效平衡客户端与服务器端的处理负载 3、发布速度快，范围广 4、数据来源丰富，分布储存 5、用户界面友好 6、平台无关 7、成本低廉，操作简单 （4）WebGIS的作用。 <1>促使传统工作站版的GIS走向分布式、大众化，使GIS真正走进人们的生活、工作和学习中； <2>空间数据的分发、获取、浏览更加方便、快捷； <3>更加友好的、互动的可视化界面，是对传统GIS的一种革新； <4>使空间分析无处不在，人们能够随时随地使用GIS的分析功能； <5>将GIS与其他软件系统之间的集成变得更加容易，推动了GIS向纵深快速发展，使GIS走向企业化、社会化、网络化和智能化。 补充知识点： WebGIS基本思想：就是在Internet网上提供地理信息，让用户通过浏览器获得一个地理信息系统中的数据和服务 WebGIS的功能：地图服务、数据查询服务、地理编码服务、要素服务、导航或位置服务、个性化地图服务、远程数据维护功能。 3.论述 结合实例说明当前WebGIS的发展趋势和研究前沿（至少四个）。 大数据、云计算、分布式、三维GIS、移动GIS （1）基于分布式计算的WebGIS 要实现地理信息的分布式计算，必须采用标准的、开放的和广泛支持的分布式对象体系结构。例如，CORBA具有完美的平台无关性和兼容性，如与JAVA结合，可解决代码复杂、实现困难的问题，因而受到日益广泛的支持，必将成为未来WebGIS发展的主流技术 （2）三维GIS 目前GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但与真正的三维表示和分析还有很大差距，真正的三维GIS必须支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决三维空间操作和分析问题。 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 地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型。 地理空间一般指上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。其间是自然地理过程和生命及人类活动最活跃的场所。GIS中也常用地理空间来表达空间的概念。 高程指空间某点高于或低于基准面的垂直距离，主要用来提供地形信息。高程基准面即大地水准面。 地理空间定位框架就是大地测量控制系统，用以建立地球的几何模型来精确的测量地球上任意一点的坐标，包括平面位置和高度值。大地测量控制系统由平面控制网和高程控制网组成。 地理空间的实体包括点、线、面、曲面和体等多种类型。 按数据发布形式，GIS中的空间数据可以分为4D数据： 1、数字线画图（DLG）数据：DLG数据是现有地形图要素的向量数据，保存各要素间的空间关系和相关的 属性信息，全面的描述地表目标。 2、数字栅格图（DRG）数据：DRG数据是现有的纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件。每一幅地 形图在扫描数字化后，经几何纠正，并进行内容和数据压缩处理，即可以得到数字栅格图。 3、数字高程模型（DEM）数据：DEM数据是以数字形式表达的地形起伏数据。 4、数字正射影像（DOM）数据：DOM数据是对摇感数字影像，经逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基 本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射投影影像数据。 矢量数据是利用欧几里得几何中的点、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。 基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，是指将空间分割成有规则的网格，称为栅格单元，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。 地图投影就是依据一定的数学法则，将不可展开的地表曲面映射到平面上或可展开成平面的曲面（如：圆锥面，圆柱面，椭圆柱面等）上，最终在地表面点和平面点之间建立一一对应的关系。 1949年后，高斯-克吕格投影被确定为我国地形图系列中1：50万、1：20万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万及更大比例尺的数学基础。 我国1：100万地形图采用了兰勃特投影，其分幅原则与国际地理学会规定的全球统一使用的百万分之一地图投影保持一致。 矢量向栅格转换的根本任务就是把点、线或面的矢量数据，转换成对应的栅格数据。这一过程称为栅格化。栅格化可以分别针对点、线和面来进行，其中点的栅格化是线和面栅格化的基础。 分块内插法的分块范围在内插过程中一经确定，其形状、大小和位置都保持不变。凡是在分块上的待插值点都用展铺在给分块上的唯一确定的数学面进行内插。而逐点内插法是以插值点为中心，定义一个局部函数去拟合周围的数据点，数据点的范围随插值点位置的变化而变化，因此又称移动曲面法。逐点内插法的两种基本的插值方法：移动拟合法和加权平均法，还有一种叫克里金法。 空间数据的存储和管理方式通常有两种方式：空间数据文件存储管理和空间数据库存储和管理。 数据库是数据库系统的简称。一个完整的数据库系统应该包括数据库存储系统、数据库管理系统（DBMS）、数据库应用系统三个部分。 空间数据库系统也由三个部分组成，是空间数据库存储系统、空间数据库管理系统、由GIS的空间分析模型和应用模型所组成的软件可以看做是空间数据库的数据库应用系统。 数字地形模型(DTM)简单的说就是用数字化的形式表达的地形信息。DTM在形式上可分为：1规则格网（Gird）。2不规则三角网（TIN），3数字等高线、等深线、地形特征线等 坡度定义为水平面与局部地表面之间夹角的角度，也可以看成局部地表面与周围的地表面之间最大的高程变化率。坡向则是这个最大高程变化率所在的方向。 通视分析就是利用DEM判断地形上任意两点之间是否可以相互可见的技术方法。 通视分析可以分为视线通视分析和视域通视分析。 空间叠合分析根据所采用的数据结构的不同，分为基于矢量数据的叠合分析和基于栅格数据的叠合分析两种类型。基于矢量数据的叠合分析分为点与多边形的叠合，线与多边形的叠合和多边形与多边形的叠合。多边形与多边形的叠合分为1 Union 2 Intersect 3 Identity 4 Erase 5 Update 空间临近度分析通常有空间缓冲区分析和Voronoi多边形分析两种方法。 空间缓冲区就是地理空间实体的一种影响范围或服务范围。空间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宽度范围内的多边形。 空间网络分析中最常见的是求两个顶点之间的最短路径问题。设网络中从一个顶点出发到另一个顶点之间有多条路径联通，则求这些路径中最短的一条路径问题就是最短路径问题。dijkstra算法是求单源最短路径的有效方法。 关于地理信息系统概论 复习重点 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N] 地理信息系统概论重点 1、数据：是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事物的特征和状况。 2、信息：是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。 3、数据与信息的关系：数据是信息的表达形式，是信息的载体；而信息是数据中蕴含的事物的含义，是数据的内容。 4、地理信息：是地理数据所蕴含和表达的地理含义。 5、地理信息的特征：空间特征、属性特征、时序特征。 6、地理信息系统：是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计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。 7、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。8、地理信息系统的基本功能：（1）数据采集与编辑（2）数据存储与管理（3）数据处理和变换（4）空间分析和统计（5）产品制作与演示（6）二次开发和编辑 1、地理空间：一般指上至大气电离层，下至地壳与地幔交界的莫霍面之间的空间区域。 2、我国大地坐标系：（1）1954年北京坐标系（2）1980年国家大地坐标系（常用）；（3）地心坐标系 3、地图投影：将椭圆上各点的大地坐标，按照一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标。 4、高程：指空间某点高于或低于某基准面的垂直距离，主要用来提供地形信息。 5、我国现在规定的高程基准面为：1985国家高程基准 6、空间实体的表达分：矢量表示法（采用一个没有大小的点来表达基本元素）和栅格表示法（采用一个有固定大小的点来表达基本元素） 7、GIS空间数据按照几何特征分;点、线、面、曲面、体。 8、空间数据的基本特征：空间特征、属性特征、时间特征。 9、空间数据的拓扑关系：（1）拓扑邻接:指存在于空间图形的相同类型元素之间的拓扑关系（2）拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系（3）拓扑包含：指存在于空间图形的相同类型但不同等级的元素之间的拓扑关系10、拓扑关系全表达:46页，理解11、空间数据结构：对复杂的空间数据特征，组织和建立起他们之间的联系， 地理信息系统考试复习 第一章 1、地理信息系统概念：是指由计算机硬件、软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、数据：是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据,数据本身并没有意义。 3、信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现象等的容、数量或特征，以便向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实知识，作为生产、管理、经营、分析和决策的依据。 4、信息与数据的关系： (1)信息与数据是不可分离的； (2)信息来源于数据；数据是载体，信息是涵，是形与质的关系。 (3)数据的形式多样，但其中包含的信息容不变； (4)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； (5)数据是原始事实，而信息是数据处理的结果； (6)不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。 5、地理信息特点： （1）地域性(空间特征），（2）多维结构性（属性特征），（3）动态性（时序特征），（4）客观性，（5）适用性，（6）传输性，（7）共享性。 6、地理信息系统分类： 按其研究容可以分为三大类： （1）专题地理信息系统：是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。 （2）综合地理信息系统：主要以综合研究和全面信息服务为目标。 （3）地理信息系统工具：它是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理 信息系统基本功能的软件包。如：ARCGIS、Mapinfo、CityStar、Geostar、MAPGIS等。 7、地理信息系统与其他系统的区别与联系： 关系：见地理信息分类图（教材P6）； 区别： A、GIS有别于DBMS（数据库管理系统）： 地理信息系统考试要点 第一章 1.地理信息系统：它是在计算机硬软件系统支持下，对整个或者部分地球表层（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、现实和藐视的技术系统。地理信息的基本功能。（地信的基本功能、组成） 信息系统的组成：信息系统部分或全部由计算机系统支持，并由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成。 2.世界上第一个实用的地理信息系统是加拿大地理信息系统（CGIS）加拿大测量学家Tomlinson于1963年提出。 3.简单描述我国超图软件 SuperMap GIS是北京超图地理信息技术有限公司依托中国科学院的科技优势，立足技术创新，研制的新一代大型地理信息系统平台。SuperMap GIS由一系列软件产品组成，满足各行业不同类型的用户需要，这些产品包括：支持海量空间数据管理的大型空间数据库引擎；适合大型专业应用系统建设的全组件式GIS开发平台；用于建立大型网络GIS服务的Internet GIS开发平台；适用于移动终端设备的嵌入式GIS开发平台；方便数据采集处理与分析的多个桌面GIS软件。 4.地理空间数据：之以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。 5.我国地信发展状况 20世纪60年代→70年代→80年代→90年代 （开拓期）（巩固发展期）（大发展期）（用户时代） 第二章 1.空间数据的类型，关系，属性，位置 ①类型：几何图形数据。来源于各种类型的地图和实测几何数据。几何图形数据不仅反映空间实体的地理位置，还要反映实体间的空间关系。影像数据。主要来源于卫星遥感、航空遥感和摄影测量等。属性数据。来源于实测数据，文字报告，或地图中的各类符号说明，以及从遥感影像数据通过解释得到的信息等。地形数据。来源于地形等高线图中的数字化，已建立的格网状的数字化高程模型（DTM），或其他形式表示的地形表面（如TIN）等。元数据。对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据，如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、元数据比例尺、地理空间参考基准、数据转换方法等。 ②空间关系： 空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有： （1）拓扑空间关系：用来描述实体间的相邻、连通、包含和相交等关系； （2）顺序空间关系：用于描述实体在地理空间上的排列顺序，如实体之间前后、上下、左右和东、南、西、北等方位关系； （3）度量空间关系：用于描述空间实体之间的距离远近等关系。 2.GIS为什么要考虑投影 由于GIS大多是以地图的方式来显示地理信息的，而地图是平面，地理信息则是在地球椭球体上的，因此，地图投影在GIS中是不可缺少的。 地图投影：是指在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法。 地图：是按照一定的数学法则采用特定的地图语言，并经过一定的地图综合来表示地球表面形态和各种要素的工具。 3.拓扑关系的定义，类型 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 地理信息系统试题 二、填空题 1、 空间关系特征。 2、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。 3、空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有 4、 5、 8,属性查询是一种较常用的空间数据查询，属性查询又分为简单的属性查询 10、根据栅格数据叠加层面的不同，将栅格数据的叠置分析运算方法分为以下几类：布尔逻辑运算、重分类和数学运算复合法。 11、从缓冲区对象方面来看，缓冲区最基本的可分为点缓冲区、线缓冲区和面缓冲区。 13、地理空间分析的三大基本要素是空间位置、属性、时间。 14、GIS硬件系统包括输入设备、处理设备、存储设备、和输出设备 四部分。 26 度、专题准确度。 28 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。 地理信息系统概论 第一章 1、数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事情的特征和状况。 2、信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。 2(1) 信息与数据的关系：数据是信息的表达式，是信息的载体。 2（2）信息的特点：a.信息的客观性;b.信息的适用性 ;c.信息的传输性; d.信息的共享性. 3、数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析和预测等操作。 4、地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。 5、地理信息的特征：空间特征、属性特征、时序特征。 6、地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计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。 7、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。 8、地理信息系统的基本功能：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、产品制作与演示、二次开发和编程。（最基本功能：数据采集、管理处理、分析和输出） 9、地理信息系统的应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。 10、GIS发展状况： 1、地理信息系统已成为一门综合性技术 2、地理信息系统产业化的发展势头强劲 3、地理信息系统网格化已构成当今社会的热点 4、信息系统科学的产生和发展 第二章 1、空间数据的分类：（1）按数据来源：地图数据，影像数据，文本数据。 （2）按数据结构：矢量数据，栅格数据。 （3）按数据特征：空间数据，非空间属性数据。 （4）按几何特征:点，线，面、曲面，体 2、按数据发布形式：数字线画图（DLG），数字栅格图（DRG），数字高程模型（DEM），数字正射影像图（DOM）。 3、空间数据的基本特征: ①空间特征：指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相地理现象和过程的空间关系。 ②属性特征：指地理现象和过程所具有的专属性质。 ③时间特征：指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况。 4、空间数据的基本信息：（P44） （1）三条呈不同分布状态的交通线：一条近乎直线(C1和C2组成)，一条呈S形（C3），另一条为环状(C4)。表示它们在地球表面上呈不同分布状态，称为定位信息。 （2）三条分别具有不同等级的交通线：近乎直线的C1和C2为主干道，呈S形的C3为 地理信息系统原理期末考试试卷A 一、名词解释（每小题5分，共25分） 1、地理信息系统 2、空间分析 3、空间数据元数据 4、Web地理信息系统 5、数字地形模型 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、比较地理信息系统和一般信息系统的区别 2、地理信息系统的功能 3、简述栅格数据游程长度编码的基本思路；写出右图所示栅格数据的游程长度编码 （第二大题第3小题图） 4、简述地图投影的分类；说出右图所示地图投影的名称 （第二大题第4小题图） 5、空间数据质量问题的来源 三、论述题（共50分） 1、结合下图谈谈空间分析在地理信息系统中的地位（本小题15分） 2、请就根据所掌握的地理信息系统软件功能和空间分析方法，针对以下两个问题设计解决技术流程（可以采用文字描述和流程图相结合的方法答题）：（本小题15分） 1）城市A计划将道路R由原来的10米拓宽为30米，请列出所有需要拆迁居民的信息 2）B县计划对辖区内大于15度的耕地实施退耕还林，在地图中标识出所有需要实施退耕还林的区域 3、针对你在日常学习生活中所了解的问题（生活服务、科学研究、信息管理、政府办公等均可以），设计一个应用3S集成技术解决问题的方案，请尽可能将你所学到的知识应用到这个解决方案的细节中（如采用需要使用融合技术对遥感影像进行信息增强，使用空间叠置分析对多要素进行综合评价等）（本小题20分） 可以作为参考的案例：在对湿地环境的研究工作中，用GPS测量湿地的精确范围，通过遥感影像对湿地水环境及周边环境信息进行解译提取，采用GIS技术对湿地环境进行评价… 地理信息系统原理期末考试试卷B 一、名词解释（每小题5分，共25分） 1、空间数据模型 2、元数据 3、空间插值算法 4、地图投影 5、地理信息系统 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、地理信息系统的研究内容 2、矢量数据与栅格数据的比较 3、画图表示右图所示矢量数据的多边形-边树状索引 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 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。 14.数字高程模型：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 15.数字地形分析：是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。 二、填空题 1、空间实体的四个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征、空间关系 特征。 2、地理空间数据的概念模型分为：对象模型、场模型、网络模型。 3、空间关系是指地理空间实体之间相互作用的关系。空间关系主要有头拓扑空 间关系、顺序空间关系、度量空间关系。 4、栅格数据模型的一个优点是不同类型的空间数据层可以进行叠加操作，不需 要进行复杂的几何计算。 5、矢量数据结构按其是否明确地表示地理实体空间关系分为：实体数据结构和 拓扑数据结构两大类。 6、栅格数据结构的显著特点是：属性明显，定位隐含。 7、矢栅一体化结构的理论基础是：多级网格方法、三个基本约定、线性四叉树地理信息系统概论期末复习资料
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