地理信息系统(1)
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一、填空题(1)在GIS中计算机硬件包括___,___,___,___等。
计算机主机、数据输入设备、数据存储设备、数据输出设备。
(2)规划工作中空间信息源包括___,___,___,___,___等。
图件、实地调查资料、统计资料和科研报告、遥感资料、实测资料。
(3)地理数据库结构包括___,___,___,___,___等。
层次结构、网络结构、关系数据库结构、面向目标模型。
(4)栅格数据宏运算包括___,___,___,___,___等。
扩张、侵蚀、加粗、减细、填充。
(5)在GIS中计算机软件包括___,___,___,___,___等。
数据输入子系统、图形与文本编译子系统、空间数据库管理子系统、空间查询与空间分析子系统、数据输出子系统。
(6)城市与区域空间信息制图的基本结构有___,___,___,___,___,___等。
网络结构、等值线结构、网络结构、离散点结构、多边形结构、三维立体结构。
(7)进行数据压缩的方法有___,___,___,___,___等。
间隔取点法、垂距法和偏角法、道格拉斯——普克法、光栏法。
(8)栅格数据的基本运算包括___,___,___等。
栅格图像的平移、两个栅格图像的算术组合、两个栅格图像的逻辑组合。
(9)GIS的英文全称是____Geographic Information System_。
(10)空间信息的基本特征为___,___,___,___等。
空间定位特征、时间特征、层次性模糊性和不确定性。
(11)地理信息系统按其内容可以分为___,___,___等。
专题信息系统、区域信息系统、GIS工具。
(12)布尔逻辑组合包括___,___,___,___等。
或、异或、和、非。
(13)几何数据获取方法主要有___,___,___,___,___等。
外业测量获得、由栅格形式的空间数据转换获得、对各类地图跟踪数字化获得、扫描获得。
(14)GIS中的空间分析主要包括___,___,___,___,___等。
第一部分:1.地球科学的研究为人类监测全球变化和区域可持续发展提供了科学依据和手段。
2.地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学是地球科学体系中的重要组成部分。
3.地球系统科学:是研究地球系统的科学。
地球系统是指由大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈等四大圈层组成的作为整体的地球。
4.地球信息科学:是地球系统科学的组成部分,是研究地球表层信息流的科学,或研究地球表层资源与环境、经济与社会的综合信息流的科学。
就地球科学的技术特征而言,它是记录、测量、分析、处理和表达地球参考数据或地球空间数据学科领域的科学。
5.地理信息科学:是信息时代的地理学,是地理学信息革命和范式演变的结果,它是关于地理信息的本质特征与运动规律的一门学科,它研究的对象是地理信息,是地球科学的重要组成部分。
6.地球空间信息科学:是以GPS、GIS、RS为主要内容,并以计算机和通信技术为主要技术支撑,用于采集、测量、存储、分析、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关数据的一门综合和集成的信息科学和技术。
7.地理信息系统: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、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而建立起来的计算机技术系统。
8.地理信息系统的基本概念包括:信息、数据、地理信息、地理信息的特征、地理数据、地理数据的特征、信息系统及类型、地理信息系统及类型等。
9.信息:是用文字、数字、符号、语言、图形、图像等介质或载体表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征,从而向人们提供关于现实世界新的事实和知识,作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
信息具有客观性、适用性、可传输性、共享性等特点。
10.数据:是指对某一事件、事务、现象进行定性、定量描述的原始资料,包括文字、数字、符号、语言、图形、图像以及它们能转换成的形式。
信息来源于数据,数据是信息的载体,但并不就是信息。
第一章绪论1、GIS问题的共性是什么?答:①与地理环境及其地理过程密切相关;②与空间位置相关;③需要地理空间数据和信息的支持。
2、GIS解决问题的流程(方法、步骤)是什么?这个过程和本课程的内容安排有什么关系?答:①提出地理问题;②获取地理数据;③研究地理数据(数据预处理);④分析地理信息;⑤可视化地理结果;⑥基于地理知识解决问题。
这个过程和本课程的内容安排的先后顺序一致,便于从逻辑上逐步地学习地理信息系统,明白地理信息系统解决问题的流程。
第一章和第二章阐述GIS的基本概念,第三章讲解地理数据的获取,第四章、第五章和第六章讲解地理数据的研究,第七章讲解地理信息的分析,第八章讲解地理结果的可视化。
3、GIS的定义是什么,应如何去理解这个定义?答:①定义:地理信息系统是以采集、处理、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的计算机空间信息系统。
②地理信息系统的类别主体是计算机空间信息系统。
所谓空间信息系统是一种十分特别而重要的信息系统,它要采集、管理、处理和更新空间信息,并且地理信息系统以计算机为基础。
③地理信息系统解决问题的流程是采集、处理、管理、分析和描述空间数据。
能在计算机软件和硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息。
④地理信息系统的研究范围是整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据。
(与自然地理相比,GIS研究范围更大,自然地理研究范围是对流层顶到沉积岩石圈的底部。
卫星在电离层)4、GIS为什么会出现?答:①以应用需求为驱动:正所谓哪里有需求哪里就会有发展,在现实世界中,人们感兴趣的很多问题,如:某类型的土壤特征、臭氧洞的变化、城乡人口分布的变化,最优路径的规划等,都与地表地理环境及其地理过程密切联系,都需要地理空间数据和信息、需要地图、需要GIS。
GIS地理信息系统入门指南第一章:GIS的概念和历史发展1.1 GIS的定义地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于管理、分析和展示地理数据的技术系统。
它通过将地理空间数据与属性数据进行关联,实现对地理空间关系的分析和展示,并支持决策制定和问题解决。
1.2 GIS的历史发展GIS的历史可以追溯到20世纪60年代。
当时,人们开始利用计算机技术处理地理数据并进行地理信息分析。
随着计算机硬件和软件的不断改进,GIS得到了快速发展,应用领域不断扩大。
第二章:GIS的基本元素2.1 空间数据GIS的核心是地理空间数据。
地理空间数据可以分为栅格数据和矢量数据两种形式。
栅格数据将地理空间划分为规则的像元格网,每个像元存储一个属性值;而矢量数据则使用点、线、面等几何图元来表示地理现象,通过拓扑关系来确定空间位置。
2.2 属性数据属性数据记录了地理空间数据的相关属性,如地名、人口、土地利用等。
属性数据常常以表格的形式存在,并与地理空间数据相互关联。
属性数据的准确性和完整性对GIS的应用具有重要影响。
2.3 空间关系GIS最重要的功能之一是对地理空间关系进行分析。
常见的空间关系包括邻近关系、包含关系、重叠关系等。
通过空间关系分析,可以更好地理解地理现象之间的联系和影响。
2.4 地图投影地球是一个球体,而地图是在平面上表示地球表面的二维平面图。
为了将地球表面的真实情况映射到平面上,需要进行地图投影。
地图投影的选择会影响地图的形状、大小和方向等特征。
第三章:GIS的应用领域3.1 自然资源管理GIS在自然资源管理中发挥着重要作用。
通过GIS技术,可以对土地利用、水资源、森林覆盖等进行评估与监测,帮助决策者进行科学决策。
3.2 城市规划与管理GIS在城市规划与管理中的应用也日益广泛。
通过GIS技术,可以进行基础设施规划、交通管理、环境保护等工作,提高城市的管理效能。
知识点什么是地理信息系统(GIS)地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种集成地理空间数据获取、管理、分析和展示等功能于一体的计算机技术系统。
它是在计算机技术的支持下,以地理空间数据为基础,实现对地球表面特征进行描述、分析和表达的一种工具。
一、GIS的定义和概述地理信息系统是一种基于地理空间数据的信息技术,它将地球表面的各种地理现象抽象为地理实体,并使用数字化的方式进行存储和处理。
通过GIS,我们可以对地理现象进行空间分析、空间模拟和空间预测等操作,从而帮助我们更好地理解和利用地球表面的各种特征。
二、GIS的应用领域GIS广泛应用于不同领域,包括城市规划、环境保护、农业管理、交通运输、地质勘探、灾害防治等。
在城市规划方面,GIS能够帮助规划人员根据地理数据进行城市发展布局和土地利用规划,使城市的建设更加科学合理。
在环境保护方面,GIS可以用于监测和评估环境污染状况,为环境管理提供科学依据。
在农业管理方面,GIS可以通过对土壤、气候等因素进行空间分析,提供合理的农业生产指导。
在交通运输方面,GIS可以用于交通网络的规划和优化,提高交通效率。
在地质勘探方面,GIS可以帮助勘探人员进行地质资源的分析和评估,提高勘探效率。
在灾害防治方面,GIS可以用于灾害风险评估和灾害应急响应的规划,减少灾害带来的损失。
三、GIS的组成要素GIS主要由硬件、软件、数据和人员组成。
硬件部分包括计算机、显示设备、输入设备等,用于实现地理数据的获取、存储和输出。
软件部分包括地理信息系统的各种应用软件,包括地图制作软件、地理数据处理软件、空间分析软件等。
数据是GIS的核心要素,包括地理要素数据和属性数据,可以通过测量、遥感等方式获取。
人员部分包括GIS的操作和管理人员,他们负责对GIS系统进行操作和维护。
四、GIS的优势和挑战GIS具有以下几个优势:首先,GIS能够提供全面、准确和及时的地理信息,帮助决策者做出科学决策;其次,GIS能够进行空间分析和模拟,帮助我们更好地理解和解决地理问题;再次,GIS能够将大量的地理数据进行存储和管理,提高数据利用效率;最后,GIS能够将地理信息以图形化的方式展示出来,使人们更容易理解和接受。
地大《地理信息系统》(一)第一章绪论1、地理信息系统与一般计算机应用系统有哪些异同点?答: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脱胎于地图学,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、信息科学和管理科学等众多学科交叉融合而成的新兴学科。
但是,地理信息系统与这学科和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是地理信息系统得主要技术基础,它涉及GIS中的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。
地理信息系统和数字制图系统的主要区别在于空间分析方面。
一个功能完善的地理信息系统可以包含数字制图系统的所有功能,此外它还应具有丰富的空间分析功能。
(2)GIS 与 DBMS(数据库管理系统) GIS 除需要功能强大的空间数据的管理功能之外,还需要具有图形数据的采集、空间数据的可视化和空间分析等功能。
因此,GIS 在硬件和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 系统只处理规则的几何图形、属性库功能弱,更缺乏分析和判断能力。
(4)GIS 与遥感图像处理的系统遥感图像处理的系统是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理的软件。
它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。
这种系统一般缺少实体的空间关系描述,难以进行某一实体的属性查询和空间关系查询以及网络分析等功能。
2、试说明地理信息系统的基本分析功能与应用模型之间的区别和联系是什么?答:地理信息系统分析功能是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出的结构,这些规律和参数就可以构成一个应用模型,比如降雨量计算模型和风力强度计算模型等。
但应用模型很多是专业领域的模型,其表现可以是参数表格也可以是图标或计算公式,不利于地理信息这种要与地理坐标想联系,并且需要特殊的可视化效果的信息分析与表达。
一、名词解释:1、数据:通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号,包括数字、文字、符号和图像等。
2、信息: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知识,作为生产、管理、经营、分析和决策的依据。
3、地理信息:指与空间地理分布有关的信息,它表示地表物体和环境固有的数据、质量、分布特征,联系和规律的数字、文字、图形、图像等总称。
4、土地信息:指一切有关土地的自然、社会、经济属性和土地管理内容的数字、文字、符号、语言、图形及图像的总称。
5、信息系统:具有采集、处理、管理和分析数据能力的系统,它能为单一的或有组织的决策过程提供各种有用信息。
6、空间信息系统:是对空间数据进行采集、处理、管理和分析的信息系统。
7、地理信息系统:是以地理空间数据为基础,在计算机软件硬件的支持下,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和地理信息,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基本构成一般包括5个主要部分,即系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。
8、土地信息系统:是各种土地信息及其载体(包括文字、数据及各种土地专题图表)的输入、存储、解说、修改、量测、统计运算、分析和输出的技术系统。
9、土地空间数据:是指以地球表面空间位置为参照,描述自然、社会和人文经济景观的数据。
10、数据元素:数据的基本单位,或称元素、结点、顶点、记录。
11、数据模型:根据未来便用上的要求和事物的特征用概念化的语言和示意图来描述现实世界。
12、数据结构:用逻辑关系图、列表、矩阵来表达数据类型,并用某些数据项来反映现实世界以及数据之间的逻辑关系。
13、空间数据:描述地理表面及近地空间实体的位置、形状、属性和时序特征的数据。
14、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。
1、地理信息系统(geographic information system ,即gis )——一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科,它是在计算机软件和硬件支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
2.栅格——栅格结构是最简单最直接的空间数据结构,是指将地球表面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,或仅仅包括指向其属性记录的指针。
因此,栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织,组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
特点:属性明显,定位隐含,即数据直接记录属性本身,而所在的位置则根据行列号转换为相应的坐标,即定位是根据数据在数据集中的位置得到的,在栅格结构中,点用一个栅格单元表示;线状地物用沿线走向的一组相邻栅格单元表示,每个栅格单元最多只有两个相邻单元在线上;面或区域用记有区域属性的相邻栅格单元的集合表示,每个栅格单元可有多于两个的相邻单元同属一个区域。
3.矢量——它假定地理空间是连续,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,坐标空间设为连续,允许任意位置、长度和面积的精确定义。
对于点实体,矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码;对于线实体,用一系列坐标对的连线表示;多边形是指边界完全闭合的空间区域,用一系列坐标对的连线表示。
4. “拓扑”(topology)一词来源于希腊文,它的原意是“形状的研究”。
拓扑学是几何学的一个分支,它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何属性——拓扑属性(拓扑属性:一个点在一个弧段的端点,一个点在一个区域的边界上;非拓扑属性:两点之间的距离,弧段的长度,区域的周长、面积)。
这种结构应包括:唯一标识,多边形标识,外包多边形指针,邻接多边形指针,边界链接,范围(最大和最小x 、y 坐标值)。
GIS(地理信息系统)是一种用来收集、存储、处理、分析和展示地理空间数据的技术。
它在各个领域都有着广泛的应用,例如城市规划、环境保护、土地利用、公共安全等。
以下是GIS的定义和一些常见用法的详细介绍:1. 定义GIS是一种基于地理位置数据的信息系统,它利用计算机技术来收集、管理、分析和展现地理和空间信息。
地理信息系统结合了地理学、地图学、地理信息科学和计算机科学的知识,可以帮助人们理解和解释地理现象。
2. 地图制作GIS可以用来制作各种类型的地图,包括道路地图、地形图、气候地图等。
通过GIS技术,地图制作者可以将各种地理数据叠加在一起,从而生成更加详细和准确的地图。
3. 空间分析GIS可以进行空间数据的分析,帮助人们了解地理空间上的关联和规律。
例如,可以通过GIS来分析城市交通拥堵的原因,预测自然灾害的发生概率等。
4. 土地管理GIS在土地管理领域有着广泛的应用,可以帮助政府和企业更好地管理土地资源。
通过GIS技术,可以对土地利用情况进行监测和评估,制定合理的土地规划方案。
5. 环境保护GIS可以帮助人们监测和管理环境资源,例如空气质量、水质情况、森林覆盖率等。
通过GIS技术,可以及时发现环境问题并制定相应的保护措施。
6. 城市规划GIS在城市规划中发挥着重要作用,可以帮助规划者更好地理解城市发展的空间布局和趋势,制定更加科学的城市规划方案。
7. 公共安全GIS可以用来帮助公共安全机构进行犯罪预测、应急救援等工作。
通过GIS 技术,可以对犯罪发生的地理模式进行分析,从而提高公共安全工作的效率。
8. 健康管理GIS在健康管理领域也有着重要的应用,可以用来分析疾病的传播路径、医疗资源的分布情况等,从而为健康管理决策提供科学依据。
以上是GIS的定义和一些常见用法的详细介绍,可以看出GIS在各个领域都有着重要的作用,为人们的生活和工作带来了诸多便利。
希望通过这些介绍,读者能更好地了解GIS的概念和应用。
地理信息系统学习心得(一)引言概述:地理信息系统(Geographic Information System, 简称 GIS)是将各种空间数据整合、存储、管理、分析和展示的技术与方法,通过将地理数据与属性数据相结合,为用户提供空间信息和支持空间决策的系统。
在我学习GIS的过程中,我深刻认识到了GIS在地理学、城市规划、环境保护和社会经济发展等领域的重要作用。
本文将从理论学习、实践应用、数据处理、地图制作和空间分析等五个大点进行阐述,总结我在GIS学习中的心得体会。
正文内容:1. 理论学习1.1 GIS的基本概念和原理1.2 GIS的数据模型和数据结构1.3 空间与属性数据的关系1.4 GIS的数据采集与处理方法1.5 地图投影与坐标系统2. 实践应用2.1 GIS在地理学研究中的应用2.2 GIS在城市规划中的应用2.3 GIS在环境保护中的应用2.4 GIS在社会经济发展中的应用2.5 GIS在危机管理中的应用3. 数据处理3.1 GIS数据的分类与组织3.2 数据输入与编辑3.3 数据查询与分析3.4 数据可视化与空间展示3.5 数据质量与精度控制4. 地图制作4.1 地图制作的基本原则4.2 地图元素的设计与布局4.3 地图符号化与色彩搭配4.4 地图标注与注记设置4.5 地图输出与打印5. 空间分析5.1 空间关系的计算与描述5.2 空间查询与选择5.3 空间模型与缓冲区分析5.4 空间插值与预测5.5 空间统计与建模总结:通过学习地理信息系统,我深入了解了GIS的基本概念和原理,并通过实践应用和数据处理加深了对其应用的理解。
同时,我也学会了地图制作的基本技巧和空间分析的一些方法。
GIS的学习心得使我对整个系统的运行和应用有了更清晰的认识,并且在未来的应用中能够更加高效地处理和分析空间数据。
通过这次学习,我愿意进一步深入了解GIS的其他相关领域,并将所学运用到实际工作中。
第一章1、数据与信息关系:数据是信息的载体,信息是数据的内容。
2、地理信息系统特征:(1)空间特征:数据是与确定的空间位置联系在一起的,这是地理信息区别于其它类型信息的一个最显著的标志。
(2)属性特征:通常在二维空间的定位基础上,按专题来表达多维即多层次的属性信息。
(3)时序特征:可以按照时间的尺度来区分地理信息。
3、地理信息系统: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。
4、地理信息系统的操作对象:地理数据或称空间数据5、地理信息系统的技术优势:地理信息系统的优势在于它的空间数据结构和有效的数据集成、独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的空间查询功能、强大的图形生成和可视化表达手段,以及地理过程的演化模拟和空间决策支持功能等。
6、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。
7、空间数据:空间特征是指地理现象的空间位置及其相互关系,其数据称为空间数据。
属性数据:属性特征表示地理现象的名称、类型和数量等,其数据称为属性数据。
时态数据:时间特征指地理现象随时间而发生的变化,其数据称为时态数据。
8、根据地理现象在空间上的几何图形表示形式,可将地理现象抽象为点、线、面三种类型,把它们表达成地理数据通常在逻辑上可采用矢量和栅格两种数据组织形式,分别称为矢量数据结构和栅格数据结构。
9、地理信息系统基本功能:数据的采集、管理、处理、分析和输出。
10、空间分析和统计功能特点:帮助确定地理要素之间新的空间关系。
它不仅成为区别于其他信息系统的一个重要标志,而且为用户提供了解决各类问题的有效工具。
常用的空间分析有:(1)叠合分析(2)缓冲区分析(3)数字地形分析第二章1、要在地理空间中准确测定位置需要采用一种空间定位框架来实现。
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测量地球上任意一点的坐标,包括平面位置和高度值。
一、选择题(10分)1、地理信息系统形成于20世纪(60年代)2、地理信息区别于其他信息的显著标志是(属于空间信息)3、提取某个区域范围内某种专题内容数据的方法是(空间聚类)4、由矢量数据向栅格数据转换时,网格尺寸的确定一般是根据制图区域内()5、有关DEM叙述错误的是(A)A、DEM是构成DTM的基础B、三角网可生成DEMC、DTM的质量决定DEM的精确性D、等高线数字化法是普遍采用的生成DEM的方法6、有关地理系统的论述错误的是(C)A、地理系统是一个多层次的巨系统B、地理系统是地理信息系统的科学依据C、地理系统就是统一地图学D、地理系统是以哲学思维和高度现代化的技术为支撑的科学体系。
7、存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系属于(拓扑关联)。
8、栅格结构的特点(定位隐含,属性明显)9、栅格结构与矢量结构相比(数据结构简单,冗余度大)10、下列栅格数据编码方法中,接近矢量结构,不具有区域性质的编码方法是(链码)A、四插树编码B、块码C、游程编码D、链码二、填空题(10分)11、一个完整的个GIS主要由四个部分构成,即用户、软件、硬件和地理空间数据12、3S集成是指GPS、RS、GIS三者的集成利用。
13、GIS中两种最基本的数据结构,其中栅格是基于场模型。
14、空间数据的拓扑关系包括:拓扑关联、拓扑包含、拓扑邻接。
15、与其他类型的信息相比,地理信息具有地域性、多维结构、时序特征三个主要的特性。
16、信息系统的功能为采集、管理和表达。
17、空间实体的特征有:属性特征、空间位置特征、和时间特征。
18、栅格数据获取方式有:遥感数据、图片扫描数据、矢量数据转换。
19、空间内插的分类:移动拟合法内插、多面函数法DEM内插、最小二乘法内插(配置法、推估法、滤波协方差函数)、克里金的法。
20、属于逻辑数据单位的层次有数据项、记录、文件、数据库。
三、名词解释21、叠置分析22、3S集成23、DTM空间拟合在一个由x、y坐标平面构成的二维空间中,由已知若干离散点的高程,找出地面特征的整体变化规律。
第一章1、信息:是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征,从而向人们(或系统)提供关于现实世界新的事实和知识,作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
2、数据:通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号,是用以载荷信息的物理符号,在计算机化的地理信息系统中,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。
3、什么是GIS?地理信息系统(GIS , Geographic Information Systems)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、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
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)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。
(4)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。
(5)地理信息系统从外部来看,它表现为计算机软硬件系统;而其内涵确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。
信息的流动及信息流动的结果,完全由计算机程序的运行和数据的交换来仿真。
4、1963年,加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出了地理信息这一术语,并于1971年建立了世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统(CGIS),用于自然资源的管理和规划。
5、地理信息系统的五大功能:输入、查询、编辑、分析、输出。
6、地理信息系统的应用:测绘与地图制图、资源调查与管理、城乡规划、灾害监测、环境保护、国防、宏观决策支持(了解就行,不要求完全背下来)第二章1、数据源:○1图形数据源(地图、测绘、遥感)○2属性数据源(统计数据、文字报告、文件、声音、图片)2、地图分类:普通地图(地形图比例尺大于或等于1∶100万、地理图比例尺小于1∶100万)、专题地图(自然地图、社会经济图、工程技术图)3、地图投影:地图投影就是利用特定的数学函数将经纬坐标(λ,φ)转换为平面坐标(x,y),即把地理坐标转换为平面坐标,地图投影可减少因三维坐标转为二维坐标所产生的扭曲变形。
这种地球球面与平面之间点与点的函数关系的数学表示方法,称为地图投影。
4、地图投影的基本原理:地球表面上任一点位置的地理坐标决定经纬度,将若干经纬线交点绘在平面上,再将相同经度的点连成经线,相同纬度的点连成纬线,构成经纬网,将球面上的点按经纬度画到相应的位置处,作图。
5、地图投影类型:等角投影、等面积投影、任意投影6、高斯-克里格投影的基本原理:7、图形数层的分层:对于一张图,可按对象的属性、类型划分为不同的集合,当这些集合在空间叠置在一起时,便显示一张图的影像,这就是图形数据分层。
分层依据:图形的具体特点。
A、按逻辑特征分层:①以属性分层:属性往往反映数据库结构,按属性划分便于检索与管理②以图形对象类型分层:一般将点状对象、线状对象、面状对象分层存放,使图形显示易于控制B、按存储特征分层:③独立存储:各层数据各自存放在独立的文件中,文件内只包含相同的属性数据,便于管理④混合存储:一个文件存放多层数据,系统提供分层管理的内部机制。
8、图形数据分层的优点:●使图形数据信息按某种规则进行划分,从而使数据含义明晰,易于识别。
●图形分层可在一定程度上减少内外存数据交换量,提高系统效率。
●在某些情况下,图形分层显示效果较好,尤其在图像重叠覆盖时表现明显。
●图形数据分层有利于明确空间关系,对于识别空间数据的信息机理很有帮助。
图形数据分层的缺点:●分层过多,增加用户操作步骤,使用户无法一次获取全部信息;●分层使一些程序处理过程变得复杂●对于某些GIS软件,分层可能产生操作不便。
9、图形数据分幅:按空间位置不同,将图形对象划分为不同的集合,这一过程称为图形数据分幅,GIS均支持一幅地图划分为多幅地图的功能。
10、图形数据分幅的方法:等间隔分幅法(为适应纸质地图的特点,对地理要素,图形对象的具体特点不加考虑,仅以地理位置范围对图形进行划分)、区域分幅法(按行政区划或用户自定义的空间区域对图形进行分幅,其图幅编号一般考虑区域特征)11、图形数据分幅的优点:●当地学海量图形数据存储时,通过分幅,将数据分放于适当数量的文件中,可平衡数据文件大小,便于数据的读写与信息共享●适当的分幅可提高用户对幅内信息的识别能力,从而提高应用效率。
图形数据分幅的缺点:●等间隔分幅法人为地分割了地理要素的完整性,会造成拼幅、空间拓扑关系维护与分析方面的困难;●区域分幅使数据在各文件中分布不均;●分幅过多虽然有利于文件读写,但操作过程往往因文件过多而繁杂。
12、属性数据的常用编码方法:A.层次分类编码法(以分类对象的从属和层次关系为排列顺序的一种编码方法)B.多源分类编码法(又称独立分类编码法,指对于一个特点的分类目标,可根据诸多分类依据分别进行编码,各数字代码间没有隶属关系)第三章1、空间数据结构:空间数据在计算机中存储、管理和处理过程中的逻辑关系或组织形式,称为空间数据数据结构2、空间数据的结构类型:●基于图形表达的矢量数据结构●基于图像表达的栅格数据结构●矢量与栅格一体化数据结构3、矢量数据结构:利用欧氏(Euclid)几何学中的点、线、面、体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式,以记录取样点的坐标为基础,通过记录点的位置、线的长度、面的面积将点、线、面按一定关系组合在一起,加上名称注记及符号修饰,即可获得矢量地图。
A优点:①数据结构严密,数据量小;②数据精度高,数据存储冗余度低;③可最好逼近地理实体空间分布特征,因而能够完整描述拓扑关系;④可实现图形数据的恢复、更新与综合;⑤图形输出美观B缺点:①数据结构复杂;②多层数据的空间叠置分析较困难;③数学模拟较困难;④空间分析技术上较复杂。
4、矢量数据结构的主要类型:(1)简单数据结构也称面条结构(空间数据以基本的空间对象为单元进行单独组织,特点是:●数据按点、线或多边形为单元进行组织,数据编排直观,数字化操作简单●每个多边形都以闭合线段存储,多边形的公共边界被数字化两次和存储两次,造成数据冗余甚至不一致●点、线和多边形有各自的坐标数据,但无拓扑数据,互相之间不关联●岛只作为一个单独图形,没有与外界多边形的联系。
)(2)索引式数据结构(采用树状索引以减少数据冗余并间接增加邻域信息,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。
特点是: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,但是比较繁琐,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。
)5、拓扑:拓扑学的英文名是Topology,直译是地志学,也就是和研究地形、地貌相类似的有关学科。
是几何学的一个分支,同通常的平面几何、立体几何不同,主要是描述空间对象的相邻、包含等关系。
6、拓扑的数据结构:●拓扑邻接(空间图形中同类元素之间的关系)●拓扑关联(空间图形中不同元素之间的关系)●拓扑包含(空间图形中同类但不同级元素之间的关系,又分简单包含、多层包含及等价包含三种形式)6、栅格数据结构:将空间按一定规则分割成若干网格(正方形或矩形),在各个网格上给出相应的属性值表达地理实体特征,而网格的位置由网格所在的行列号定义,这种“属性明显,位置隐含”的数据组织形式称为栅格数据。
A优点:●数据结构简单●空间数据的叠置和组合方便●便于实现各种空间分析●数学模拟方便●开发费用低B缺点:●数据量大●降低分辨率时,信息缺失严重●地图输出不够精美●难以建立网络连接关系●投影变换较为费时7、栅格数据的压缩编码类型:游程编码(将相邻同值的网格合并,并记录合并后网格的值及合并网格长度,其目的是压缩数据所占的空间)链式编码(Chain Codes)又称为弗里曼链码(Freeman,1961)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。
它把线状地物和面状地物的边界表示为:由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。
)8、四叉树原理:将空间区域按照四个象限进行递归分割(2n×2n,且n≥1),直到子象限的数值单一为止,凡数值单一的单元,均作为最后存储单元。
9、八叉树结构:是将空间区域不断地分解为八个同样大小的子区域(即将一个六面的立方体再分解为八个相同大小的小立方体),同—区域的属性相同。
第四章1、空间数据库:指GIS中在计算机上存储的地理空间数据总合;一般以特定结构文件形式存储。
包含三部分:数据库、数据库管理系统、数据库应用系统2、.三种传统数据模型的各自特点及其比较3、空间数据仓库:空间数据仓库就是为满足信息系统从管理转向决策处理需求而提出的空间信息集成方案,(由四大部分组成:数据源、空间数据库系统、空间数据仓库信息存储系统、空间数据仓库分析工具)4、空间数据挖掘:空间数据挖掘是数据挖掘的一个研究分支,即从空间数据库中挖掘时空系统中潜在的、有价值的信息、规律和知识的过程,包括空间模式与特征、空间与非空间数据之间的概要关系等。
5、GIS与空间数据库的关系(主要参照三个管理方案作答)第五章1、空间分析:是基于空间数据的分析技术,以地学原理为依托,通过分析算法,从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、空间形成及空间演变等信息。
类型:(1)咨询式分析(2)产生式分析2、SQL语言:select<列名>…、from<表名>…、where<逻辑表达式>…、NOT - 非、AND - 与、R - 或3、空间叠合分析的概念:是将两层或多层地图要素进行叠合,产生一个新要素层的操作,其结果是将原来要素分割生成新的要素,新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
根据叠合对象图形特征,分有:●点与多边形的叠合●线与多边形的叠合●多边形与多边形的叠合。
4、空间缓冲区分析:空间缓冲区分析是针对点、线、面实体,自动建立周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形。