第一章：绪论GIS概述
地理信息系统（简称GIS ）是集计算机科学、信息科学、测绘科学、地理科学、空间科学、环境科学和
管理科学等为一体的新兴边缘学科，是数字地球的重要组成部分，是当今科技发展的制高点。
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、图像等形式记录下来，进行传递和处理，为人们的生产，建设，管理等提供依据。
信息的特性
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。
适用性：问题不同，影响因素不同，需要的信息种类是不同的。
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”。
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，这为信息的并发应用提供可能性。
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、图像等符号
地理信息是指与研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示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图、文、声、像等的总称。地域性,多维结构,时序特征
地理数据（空间数据）:地理特征和现象间关系的符号化描述，包含空间位置、属性特征、时态特征三个
属性。
信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。它能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，具有采集、管理、分析和表达数据的能力。主要由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成。
信息的需要完全取决于管理的层次，一般在组织中将信息系统分成三个管理层次：操作层（底层）、战术层（中间层）和战略层（顶层）。
信息系统的类型:事物处理系统、管理信息系统、决策支持系统、人工智能和专家系统
地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是一种决策支持系统，它具有信息系统的各种
特点。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。
地理信息系统的类型:专题地理信息系统/区域地理信息统/地理信息系统工具
地理信息系统和其它信息系统区别:一、GIS与MIS—GIS对空间数据和属性数据共同管理、分析和应用，而一般MIS侧重于非图形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。二、GIS与CAD—共同点:都有空间坐标系统；都有将目标和坐标系联系起来；都能描述图形数据的拓扑关系；都能处理属性和
空间数据。不同点：CAD研究对象为人造对象—规则几何图形及组合；图形功能特别是三维图形功能强，属性库功能相对比较弱；CAD中的拓扑关系较为简单，一般采用几何坐标系。GIS处理的数据大多来自
现实世界，较之人造对象更复杂，数据量更大；数据采集的方式多样化；GIS的属性库结构复杂，功能强大；强调对空间数据的分析，图形属性交互使用频繁；GIS采用地理坐标系。三、GIS与CAM—共同点：
都有地图输出、空间查询、分析和检索功能。不同点：CAM（ Computer Aided Map ）侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有地图辅助设计和产生高质量矢量地图的输出机制；它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺乏拓扑关系；它与数据库的联系通常是一些简单的查询。CAM是GIS的重要组成部分；综合图形和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策信息。
GIS四个主要部分：空间数据、系统软件、系统硬件、应用人员。此外，GIS的有效性还依赖于特定的
应用模型。
GIS专业软件其代表产品有ArcGIS、MapInfo、MapGIS、SuperMap、GeoStar等。它们一般都包
含有以下的主要核心模块：数据输入和编辑、空间数据管理、数据输出、用户界面、系统二次开发能力。
根据地理实体的空间图形表示形式，可将空间数据抽象为点、线、面三类元素，它们的数据表达可以采用矢量和栅格两种组织形式，分别称为矢量数据结构和栅格数据结构
三种GIS观：地图观、数据库观、空间分析观
GIS的基本功能包括数据的采集、管理、处理、分析和输出。GIS依托这些基本功能，通过利用空间分
析技术、模型分析技术、网络技术、数据库和数据集成技术、二次开发环境等，演绎出丰富多彩的系统应用功能，被广泛地应用于资源管理、区域规划等领域，满足用户的广泛需求。
GIS的实现过程：1、数据采集与编辑2、数据处理和变换 :1) 数据变换2) 数据重构2) 数据重构3、数据存储与管理:空间数据模型、空间数据管理模式、数据库技术4、空间查询和分析：1) 空间查询2)
拓扑叠加3) 缓冲区建立4) 网络分析 5) 数字地形分析5、数据显示与输出
——1、什么是GIS？它具有什么特点？2、GIS与其它信息系统有什么区别？3、简述GIS的构成。4、简述GIS的发展。
5、举例说明GIS可应用的行业：地理信息系统的主要应用领域:资源管理、资源配置、城市规划和管理、土地信息系统和地籍管理、生态、环境管理与模拟、应急响应、商业与市场、基础设施管理、选址
分析、网络分析、可视化应用、分布式地理信息应用。
6、简述GIS发展的热点问题：一、GIS理论发展的需要：1、技术导向性2、应用导向性3、GIS集成
化和智能化发展趋势。二、GIS理论理论研究中亟待解决的问题：1、GIS设计与实现的方法学问题2、GIS的功能问题3、多媒体地理信息系统的管理和操作的问题4、GIS地理信息的深加工问题5、空间信息可视化技术和虚拟现实技术（VR）。三、GIS的发展动态：1、GIS软件中发展的热点：GIS中面向对象技术研究、时空系统、地理信息建模系统、三维地理信息系统的研究2、实用地理信息系统发展趋势与展望：GIS网络化、 GIS标准化、GIS专门化、GIS企业化、GIS全球化、GIS大众化
7、简述OpenGIS的九层模型：1现实世界：基本语言2概念世界:自然语言3地理空间世界：GIS语
言4维度世界：度量语言5项目世界：信息团体6点世界：坐标几何7几何世界：WKT，8要素世界：要素9要素集合世界：要素集合
第二章:空间参照系和地图投影
实质上地理空间就是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、土壤圈交互作用的区域（地球表层）。
在GIS中，地理空间采用绝对空间和相对空间来定义：绝对空间：具有属性描述的空间位置的集合，由一系列不同位
置的空间坐标值组成；相对空间：具有空间属性特征的实体的集合，由不同实体之间的空间关系构成。
空间坐标系统:地球上的任何一点都有其相应的空间位置，对该位置进行度量,则需要建立坐标系统。一般采用：
大地坐标（地理坐标）系统；空间直角坐标系统（北京54，西安80，WGS84）；投影坐标系统。
地图投影（map projection）的实质就是按照一定的数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，建立
地面点位的地理坐标（B, L）与地图上相对应的平面直角坐标（X, Y）之间一一对应的函数关系。
地图投影的变形，长度变形面积变形角度变形
中国全图:斜轴等面积方位投影（斜轴等角方位投影）；中国全图（南海诸岛做插曲图）：下轴等面积割圆锥投影
高斯－克吕格投影：实质上是横轴切圆柱正形投影高斯投影特点：1、中央子午线长度变形比为1；2、在同一条经线上，长度变形随纬度的降低而增大，在赤道处为最大；3、在同一条纬线上，长度变形随经差的增加而增大，且增大速
度较快。4、在6?带范围内，长度最大变形不超过0.14%。
兰勃特（Lambert）投影：实质上是正轴等角割圆锥投影
高程基准：包括高程起算基准面和相对于这个基准面的水准原点(基点)高程。
深度基准：是指海图图载水深及其相关要素的起算面。通常取当地平均海面向下一定深度为起算面，即深度基准面。
测绘行业中常用的地球模型有哪些：海福特椭球，克拉索夫斯基椭球，1975国际椭球，WGS-84椭球；他们之间有什么样的联系：一个国家或地区在建立大地坐标系时，为使地球椭球面更切合本国或本地区的自然地球表面，往往需要选择合适的椭球参数、确定一个大地原点的起始数据，并进行椭球的定位（大地原点）和定向。
地图投影的主要目的是什么：把不可展曲面上的地理对象展绘在平面图纸上，使其能表示连续的地理对象常规投影采用的有哪些投影面：圆锥、圆柱、方位平面。正常情况下投影中的经纬线有什么样的形状？
基本比例尺地形图分幅的目的是什么：为便于测制、保管、检索、存储和使用地图，所有地图均按照规定大小进行统一分幅和编号。如何计算每个图幅的编号？
第三章：地理信息系统中的数据
一，空间数据的类型：类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据
空间数据的测量尺度：命名量表、次序量表、间隔量表、比率量表;精度顺序：定名量表 < 顺序量表 < 间隔量表< 比率量表;转化关系：比率量表(区分性)—>间隔量表(区分性、等级性)—>顺序量表(区分性、等级性、等距性)—> 定名量表(区分性、等级性、等距性和等比性)
空间数据质量是指数据对特定用途的分析和操作的适用程度。研究空间数据质量的目的在于加强数据生
产过程中的质量控制，提高数据质量。
空间数据质量的相关概念
1、准确性（Accuracy）:一个记录值（测量或者观察值）与它的真实值之间的接近程度；
2、精度（Precision）:数据精度表示数据对现象描述的详细程度。
3、空间分辨率（Spatial Resolution）:记录变化的最小幅度
4、比例尺（Scale）:地图上一个记录的距离和它所表现的“真实世界”的距离之间的一个比例。
5、误差（Error）:描述测量值和真实值之间的差别
6、不确定性（Uncertainty）:对于空间信息科学技术来说，数据的正确性与错误并存，正常与异常并存，精确与粗糙并存，质量高与质量低并存，什么时候是正确的，什么时候不正确的，这些都属于不确定性现象。GIS中数据的不确定性包括：位置的不确定性、属性的不确定性、时域的不确定性、逻辑上的不一致性以及数据的不完整性。
空间数据质量标准:数据说明、位置精度、属性精度、时间精度、逻辑一致性、完整性、表达形式的合理
性
空间数据质量问题的来源:1、源误差 :地面测量数字数据的误差、地图数字化数据的误差、遥感数据的误差。2、操作误差：由计算机字长引起的误差、空间数据处理中的误差。3、空间数据使用中的误差：
用户错误理解信息造成的误差、缺少文档说明，从而导致用户不正确地使用信息，造成数据的随意性使用而使误差扩散。
常见空间数据的误差：1）逻辑误差 2）几何误差：点误差、线误差 3）属性误差 4）时间误差
空间数据质量控制：1、传统的手工方法。2、元数据方法。3、地理相关法
空间元数据：是描述数据的数据。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，不同领域的数据库，其元数据的内容会有很大差异。元数据的表达形式：1、文本文件：是最基本的方法 2、超文本文件：用户可用浏览器查阅元数据。3、通用标示语言（SGML）：便于在空间数据交换网络上查询。
空间数据元数据的管理：在元数据管理系统中，物理层存放数据与元数据，该层由一些软件通过一定的逻辑关系与逻辑层关联起来。空间数据元数据的应用：帮助用户获取数据、空间数据质量控制、在数据集成中的应用、数据存储和功能实现
解决空间数据共享问题的关键是建立统一的空间数据标准。
空间数据交换标准：1、外部数据交换标准2、空间数据互操作协议3、空间数据共享平台4、统一数据库接口
空间数据的互操作：指异构环境下两个或两个以上的实体，尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但它们可以互相通信和协作，以完成某一特定任务，这些实体包括程序、对象、系统运行环境等。
空间数据互操作的类型：1）软件互操作、2）数据互操作、3）语义互操作。空间数据互操作的实现方法：1）Open GIS规范、 2）组件技术
Open GIS规范：Open GIS（Open Geodata Interoperable Specification），也叫开放式地理数据交换规程，它是由开放地理信息系统协会（Open GIS Consortium）制定的一系列开放标准和接口。Open GIS规范是OGC规范的最高层次，是利用软件统一地表示地理数据和地理处理的规范系统。Open GIS框架由
三部分组成：1）开放的地理数据模型（Open Geodata Model,OGM）。 2）OGIS服务模型（Open Service Model，OSM）。3）信息群模型（Information Communities Model）
1、空间数据的基本类型有哪些：类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符
号数据
2、空间数据的测量尺度的应用有哪些：命名量表、次序量表、间隔量表、比率量表;
3、空间数据质量问题的原因有哪些：1、源误差 :地面测量数字数据的误差、地图数字化数据的误差、遥感数据的误差。2、操作误差：由计算机字长引起的误差、空间数据处理中的误差。3、空间数据使用中的误差：用户错误理解信息造成的误差、缺少文档说明，从而导致用户不正确地使用信息，造成数据的
随意性使用而使误差扩散。
4、为什么要在GIS中使用元数据：帮助用户获取数据、空间数据质量控制、在数据集成中的应用、数据
存储和功能实现
6、空间数据共享和互操作的发展前景和趋势如何：1）解决基础数据的共享问题的需要；2）GIS应用趋
向多学科综合和集成化；3）GIS走向社会化的需要；4）也是Internet GIS发展的需要。
第四章：空间数据模型和结构
地理信息系统的目的就是为了管理现实的地理世界，并在此基础上进行分析和模拟，以服务于我们的空间决策。其中最为基础的一点就是对现实世界进行抽象建模。
空间实体：是对地理事物进行简化抽象得到的不可再分割的同类对象。空间实体具有位置特征、属性特征、时间特征和空间关系四个属性。我们常把空间实体表示成点、线、面、体等类型。
点实体：1) 实体点(Entity point)2) 注记点(Text point)3) 内点(Label point)4) 结点(Node)5) 角点(Vertex)
线实体特征：1) 实体长度2) 弯曲度3) 方向性
面实体特征：1) 面积范围2) 周长；3) 独立性或与其它地物相邻：如北京及周边省市4) 内岛或锯齿状外形：岛屿及海岸线5) 重叠性与非重叠性。
体实体特征：1) 体积，如工程开控和填充的土方量； 2) 每个二维平面的面积； 3) 周长； 4) 含有弧立块或相邻块； 5) 断面图与剖面图。
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：邻接关系、关联
关系、包含关系、连通关系2) 顺序空间关系3) 度量空间关系
空间数据概念模型：概念数据模型是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。如下：
1.对象模型：对象模型也称实体模型或要素模型，强调地理空间的离散性
2.场模型：场模型又称域模型，强调地理空间的连续性，用来描述连续分布的空间实体或地理现象（如
大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度等）。
3.网络模型：网络是由一系列节点和环链组成的。在本质上，网络模型可看成对象模型的一个特例，它
是由点对象和线对象之间的拓扑空间关系构成的。
空间数据逻辑模型：逻辑模型是对概念模型中数据实体及其相互关系的逻辑结构的描述。通常所称的空间数据模型其实是空间数据的逻辑模型。常见的逻辑模型有：矢量数据模型、栅格数据模型、矢量—栅格一体化数据模型、镶嵌数据模型、面向对象数据模型等。另外，还有三维空间数据模型、时空数据模型等。
空间数据结构：数据结构是逻辑数据模型中描述数据的组织方法，是逻辑数据模型映射为物理存储模型的桥梁。如：1，矢量空间数据结构：实体数据结构、拓扑数据结构,2，栅格空间数据结构：完全栅格数据
结构、压缩栅格数据结构
压缩栅格数据结构：数据压缩是将数据表示成更紧凑的格式以减少存储空间的一项技术。分为：无损压缩、有损压缩。编码方法：链式编码（又称Freeman链码、边界链码）、游程编码、块码、四叉树编码
1、何为空间关系？空间关系在描述空间实体特征中的意义何在：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、空间数据的概念模型有哪些组成部分：对象模型、场模型、网络模型；试分析它们之间的关系。
3、试分析GIS的几种主要数据模型各自的优缺点
第五章
1GIS工程是以空间数据处理为线索的软件工程
2空间数据源种类：图形图像数据、文字数据、
3空间数据＝几何定位数据＋空间关系数据＋属性数据，其中属性数据包括：语义特征和量度特征。
4 空间实体的分类和分级
分类：具有共同属性或特征的事物或现象归并在一起（相似的特征（管线）、相同的功能（如交通，铁路
和公路）。方法：层级法（线分类法）
分级：对事物或现象的数量或特征进行等级划分，包括确定分级数和分级线。方法：数列分级、最优分
割分级、统一标准分级等。
5编码原则：系统性和科学性；一致性；标准化和通用性；简捷性；可扩展性
6评价数字化误差的方法：1、自动回归法2、ε－Band法3、对比法
7数字化过程中的质量控制1、数字化预处理工作2数字化设备的选用3、数字化对点精度（准确性）4、
数字化限差5、数据的精度检查
8空间数据的检核空间数据的检核（1）空间数据检核的必要性1修正数据输入错误2维护数据的完整性
和一致性3更新地理信息（2）空间数据采集中的常见错误1数据的不完整或重复 2空间数据位置不正确
3空间数据比例尺不准确4空间数据变形5几何和属性连接有误6属性数据不完整（3）、数据检核方法：目标检核、机器检核、属性数据检核、图形叠合比较法
9结点的编辑方法：1、结点移动2、鼠标拉框3、求交点4、自动匹配
10结点与线的吻合：1、结点移动2、使用线段求交3、自动编辑
11图形编辑：1删除和增加一个顶点2、移动一个顶点3、删除一段弧段
12关键算法：1、点的捕捉2、线的捕捉
加快线捕捉速度的方法
1）每计算一个距离di就进行一次比较，若di＜D，则捕捉成功，不再进行下面直线段到点S的距离计算。
（2）把不可能被光标捕捉到的线用简单算法去除。
（3）简化距离公式：
3、面的捕捉
判断点是否在多边形内常用垂线法。
垂线法的基本思想是从光标点引垂线（实际上可以是任意方向的射线），计算与多边形的交点个数。若
交点个数为奇数则说明该点在多边形内；若交点个数为偶数，则该点在多边形外。
加快面捕捉速度的方法
（1）找出该多边形的外接矩形，若光标点没有落在该矩形中则放弃对该多边形的进一步计算和判断。
（2）对不可能有交点的线段应通过简单的坐标比较迅速去除。
（3）运用计算交点的技巧。
4、点线拓扑关系的自动建立
5、多边形拓扑关系自动建立
（1）链的组织（2）结点匹配3）检查多边形是否闭合4）建立多边形
建立多边形的基本过程
1° 顺序取一个结点为起始结点，取完为止；取过该结点的任一条链作为起始链。
2° 取这条链的另一结点，找这个结点上，靠这条链最右边的链，作为下一条链。
3° 是否回到起点：是，已形成一多边形，记录之，并转4°；否，转2°。
4° 取起始点上开始的，刚才所形成多边形的最后一条边作为新的起始链，转2°；若这条链已用过两次，即已成为两个多边形的边，则转1°。
5）岛的判断6）确定多边形的属性
13图幅数据几何纠正1、高次变换2、二次变换3、仿射变换、仿射变换是一次多项式变换，实质是两坐
标系间的旋转变换。
14图幅接边1、几何接边2、逻辑接边3、删除相同属性多边形的公共边界
15开窗处理1、窗口剪裁2、区域分割
16、空间插值
1边界内插；边界内插假定任何重要的变化都发生在区域的边界上，边界内的变化则是均匀的、同质的。
边界内插的方法之一是泰森多边形法，其原理是未知点的最佳值由最邻近的观测值产生。
2、趋势面分析；是一种多项式回归分析技术，其基本思想是用多项式表示线或面，按最小二乘法原理对
数据点进行拟合。
3、局部内插；利用局部范围内的已知采样点的数据内插出未知点的数据
17空间数据压缩
栅格数据压缩技术有游程编码、四叉树法等
数据压缩的目的：减少存储空间，简化数据结构，提高数据传输效率，提高数据的应用处理速度；通过数据压缩，形成不同详细程度的数据，为不同的问题、不同层次的机构，提供所需的矢量信息，以支持他们的管理、规划与决策。
18GIS中，删除冗余数据有两种手段：数据压缩和地图综合
地图综合：为了反映空间信息主要的、本质性的方面，舍弃次要的、非本质性的方面，以确保地图的易读性，满足空间数据库的多尺度表达和GIS的多层次规划、管理与分析决策的需要。
数据压缩：从原数据集合中抽出一个子集，使其在规定的精度范围内最好地逼近原集合，而又最大限度地淘汰不必要的数据，以形成不同详细程度的数据，减少存储空间，提高数据的传输效率和处理速度。
两者的相似之处：都导致信息量的减少，都是为了缩小存储空间和节省计算处理时间而去掉繁杂细节。
两者的不同之处：数据压缩一般是在无损图解精度的前提下去掉“贡献”小而用插值方法可以近似恢复的数据元素，即数据压缩可用数据的插值加密手段进行逆处理；而地图综合不受图解精度的约束，被删除或被派生的信息不可逆。
19压缩过程的限制条件
1）保持对象的形状特征2）保持对象的密度对比3）保持对象特征转折点的精
4）保持对象拓扑关系的正确
20矢量数据压缩的方法
1间隔取点法；在保留首、末点的前提下，每隔K个点取一点，或舍去那些离已选点比规定距离更近的点，优点：算法简单，可大量压缩数据。
缺点：在曲线的图形保持上往往偏差较大，不一定能恰当地保留曲率显著变化的点，无法保证化简前后数据的相似性。
2垂距法和偏角法；在给定的曲线上每次顺序取三个点，计算中间点相对其它两点连线的垂距d（或偏角α），并与限差L（或ε）比较，缺点：有时会将曲线的夹角去掉，压缩精度不高，且如果将曲线反向，所得到的结果可能不同。
优点：只考虑删除共线和近似共线的点，算法简单，速度快。
3道格拉斯-普克法，连接给定曲线的首末点，求中间所有点与直线间的距离，并用最大距离d max与限差L比较。优点：是一个整体算法，在一般情况下可准确删除小弯曲上的定点，故能从体上有效地保持线要素的形态特征。
缺点：必须在对整条曲线数字化完成后才能进行，且计算量较大。
4光栏法定义一个扇形区域，通过判断曲线上的点在扇形外还是在扇形内，确定保留还是舍去。优点：每次以曲线上相邻的三点为处理范围，能够根据前点删除与否动态调整限差；能在数字化时实时处理，运算量小，速度快。
缺点：算法复杂，对曲线上的某些整体特征点的保留精度不高
21矢量数据压缩算法总结
1）如果某种矢量数据的压缩算法既能精确地表示数据，又能最大限度地淘汰不必要的点，那就是一种好的算法。
2）在一般情况下，上述算法中，道格拉斯—普克和光栏方法化简效果占优势，其次是垂距法、间隔取点法和偏角法。
3）光栏能按给定阈值保留曲线特征点，并能在数字化时实时处理，运算量小，占用内存少。道格拉斯-普克方法需对整条曲线完成数字化后方能进行化简，且计算工作量较大。
22矢量—栅格数据的相互转换
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；
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
地理信息系统考试试题 一、简答题（70分） 1. 什么是地理信息系统?它与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么? 2. 通过课程的学习，你对地图投影与地图比例尺之间的关系有什么新的认识？ 3. What are the development periods, status quo and the most urgent key problems to be solved in GIS? 4. How Geo-Spatial Information describe the true word in digital form? 5. Describe metadata conception, types and its function. 6. Illustrate the characteristics of GIS spatial Database and its basic organizing pattern. 7. Describe metadata and its types and function. 二、编程题（30分） 设有一个公路矢量数据文件W.TXT (x1,y1,x1,y2,……)，试求：（1）该公路的总长度 （2）该公路中点坐标（该点到两端点的线路长度相等）
答案： 1. 什么是地理信息系统?它与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么? 地理信息系统简称为GIS。关于它确切的全称，多数人认为是Geographical Information System，也有人认为是Geo-Information System。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： 1）美国学者Parker认为“GIS是一种存贮、分析和显示空间与非空间数据的信息技术”。 2）加拿大的Roger Tomlinson认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”。 3）Goodchild把GIS定义为“采集、存贮、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”。 4）Burrough认为“GIS是属于从现实世界中采集、存储、提取、转换和显示空间数据的一组有力的工具”。 5）俄罗斯学者也把GIS定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题，以及具有内部联系的工具集合”。 6）美国国家地理信息与分析中心给出的定义：“GIS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”。 7）英国教育部认为：“GIS是一种获取、存储、检索、操作、分析和显示地球空间数据的计算机系统”。 这些定义，有的侧重于GIS的技术内涵，有的则强调GIS的应用功能。本人倾向认为：地理信息系统应该是在计算机硬、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。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。 地图数据库可以从两个方面来理解：一是把它看作是软件系统，即“地图数据库管理系统”；一是把它看作是地图信息的载体——数字地图。地图数据库使地图信息表现为结构化的数据集合，可以为多个部门使用，从而扩大了其使用范围，减少了大量的不必要的用于重复获取数据而消耗的人力物力；另一方面，地图数据库中的信息（地图数据）可以能以多种方式进行处理，为不同的应用提供决策依据。 地理信息系统与地图数据库的共同点在于：都有地图编辑、输出、查询、检索功能，地图数据库也是GIS的重要组成部分，为综合图形和属性进行深层次的空间分析提供辅助决策信息。本质区别在于：地图数据库侧重于数据的查询、分类及自动符号化等，强调数据显示、管理而非数据分析，地理信息系统不仅实现了地理空间信息的采集、储存、管理，更重要的在于其空间分析功能。 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。地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时域特征三部分。地理信息是地理信息系统赖以进行空间分析的数据基础和理论基础 2. 通过课程的学习，你对地图投影与地图比例尺之间的关系有什么新的认识？一概念阐述： （1）地图投影：就是把地球椭球面上的点、线(即经纬线)投影在平面图纸上。它是研
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。
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
1.什么是GIS？它具有什么特点？ 概念：地理信息系统是一种采集、存储管理、处理、分析、显示和应用地理数据的计算机系统。 特点：a.数据的空间定位特征；b.空间关系处理的复杂性；c.海量数据管理能力 2.GIS与其它信息系统有什么区别？ （1）GIS与一般MIS a. GIS区别于其它信息系统的一个显著标志是具有空间分析功能。 b. 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、检索等都是GIS广泛使用的核心技术。 c. 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，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。 e. 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，而通信地理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 GIS与CAD共同点GIS与CAD 不同点 都有坐标系统； 都能将目标和参考系联系起来；都能描述图形数据的拓扑关系；都能处理属性和空间数据CAD研究对象为人造对象— 规则几何图形及组合； 图形功能特别是三维图形功 能强，属性库功能相对较弱； CAD中的拓扑关系较为简 单；一般采用几何坐标系。 GIS处理的数据大多来自于现实 世界，较之人造对象更复杂，数 据量更大；数据采集的方式多样 化； GIS的属性库结构复杂，功能强 大；强调对空间数据的分析，图 形属性交互使用频繁； GIS采用地理坐标系。 GIS与CAM共同点GIS与CAM 不同点 都有地图输出、空间查询、分析和检索功能CAM侧重于数据查询、分类及 自动符号化，具有地图辅助设计 和产生高质量矢量地图的输出 机制； 它强调数据显示而不是数据分 析，地理数据往往缺乏拓扑关 系；它与数据库的联系通常是一 些简单的查询。 CAM是GIS的重要组成部 分； 综合图形和属性数据进行深 层次的空间分析，提供辅助决 策信息。 3.简述GIS的构成。 完整的GIS主要由四个部分构成：计算机硬件系统；计算机软件系统；地理空间数据；系统管理、操作人员。
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
地理信息系统教程 第一章绪论 1．信息系统：能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。具有采集、管理、分析和表达数据的能力。 2．地理信息系统：GIS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3．GIS与IS之间的区别：GIS是空间数据和属性数据的联合体。 4．GIS系统五个基本组成部分：⑴硬件系统，各种设备-物质基础；⑵软件系统，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；⑶数据，系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础；⑷应用人员，GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户；⑸应用模型，解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在 5．地理信息系统基本功能：⑴数据采集与编辑；⑵数据存储与管理；⑶数据处理和变换； ⑷空间分析和统计；⑸产品制作与显示；⑹二次开发和编程 6．地理信息系统应用功能：资源管理；区域规划；国土监测；辅助决策 第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库 1．地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具有概括性，复杂性，相对性的概念。 2．地理实体的特征：⑴属性特征——用以描述事物或现象的特性；⑵空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系；⑶时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化 3．地理实体数据的类型：⑴属性数据——描述空间对象的属性特征的数据；⑵几何数据——描述空间对象的空间特征的数据；⑶关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据4．点：有特定位置；线：具有相同属性的点的轨迹，由一系列的有序坐标表示；面：对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。由封闭曲线加内点来表示；体：用于描述三维空间中的现象与物体，它具有长度、宽度及高度等属性 5．空间数据结构：是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。其分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型 6．矢量数据获取方式：⑴通过外业测量获得，利用测量仪器记录测量结果，然后转换到地理数据库中；⑵跟踪数字化，用跟踪数字化的方式把地图变成离散的矢量数据；⑶间接获取：a栅格数据转换b空间分析 7．矢量数据结构：通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。8．栅格数据结构：是指将地表区域划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值。 9．栅格数据获取途径：手工获取；扫描仪扫描；由矢量数据转换而来；遥感影像数据；格网DEM数据 10．拓扑关系：是一种对空间结构关系进行明确定义的方法，指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。 11．拓扑元素量、质不变及相互关系——欧拉公式：c + L = A+P（P: 点数；L: 线数；A: 面数；c: 常数，为多边形地图特征，若A包含边界里面和外面的多边形，则c=2；若A仅包含边界内部多边形，则c=1） 12．矢量和栅格数据结构的比较：⑴矢量数据结构优点：便于面向现象(土壤类型等)的数据