虚拟地理环境

虚拟地理环境（Virtual Geographical Environments, VGE）是地球表层空间——“地理环境”在计算机空间的映射。

地球表层空间是大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域，是地球上物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程作用最复杂的区域[1]。

VGE定义为包括作为主体的化身人类社会以及围绕该主体存在的一切客观环境，包括计算机、网络等软硬件环境、数据环境、虚拟图形镜像环境、虚拟经济环境和虚拟社会、政治、文化环境，其中化身人类表示现实世界中的人与虚拟世界中的化身相结合后的集合整体[2，3]，它与现实地理环境一样，将是一个包含空间系统、生态系统和社会系统的开放、复杂性巨系统。

对于地理科学而言，最初VGE只是作为地理学研究成果的展示部分，随着V GE研究的深入，它已在很大程度上影响了地理学研究的方法、手段和思维方式，即VGE 多维和动态的空间分析参与到地理过程研究中，VGE已在一定程度上影响到地理学的研究范式[4，5]。

1虚拟地理环境的表达近年来，计算机图形学、科学计算可视化和虚拟现实技术的发展为研究者提供了直观处理研究结果的技术方法，被公认为是科学研究过程的重要组成部分。

它在计算机空间（Cyb erspace）中为研究者开辟了一个具有沉浸感的虚拟环境，实现了三维空间和时态数据的可视化，并使研究者既能在虚拟环境中交互地操控研究对象，又可以在仿真模拟等科学计算过程中实时地得到正在处理的动态过程的反馈。

随着地理科学各分支学科、地理信息科学、地球系统科学的发展，科学计算可视化和虚拟现实技术也在地理科学研究中得到巨大发展[6—9]，具体表现在VGE 学科研究进展上。

建立VGE系统的关键在于其空间数据模型的建立[10—12]。

VGE 主要由建立地球表层空间数值模拟的地理环境可视化与虚拟现实模型、空间数据模型和专业模拟数学模型三大子系统组成。

其中，空间数据模型是专业模拟数学模型和可视化模型的基础。

测绘科学技术：GIS原理及应用题库1、名词解释（江南博哥）OGC本题答案：即OpenGIS协会（OpenGISConsortium）其目的是使用户可以开放地操纵异质的地理数据，（李满春、陈奇、周炎坤、李响，《基于空间数据引擎的企业化GIS数据组织与处理》）促进采用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互操作性（Interoperablity），OGC会员主要包括GIS相关的计算机硬件和软件制造商，数据生产商以及一些高等院校，政府部门等，其技术委员会负责具体标准的制定工作。

2、名词解释线密度本题答案：用所有区域内的线的总长度除以区域的面积。

3、名词解释拓扑包含本题答案：是表示空间图形中，面状实体所包含的其他面状实体或线状、点状实体的关系。

4、名词解释火山灰质混合材料本题答案：凡天然的或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质原料，磨成细粉和水后本身并不硬化，但与气硬性石灰石混合，加水拌和成胶泥状态后，能在空气中硬化，而且在水中继续硬化的，称为火山灰质混合材料。

5、问答题比较缓冲区查询与缓冲区分析的概念？本题答案：1.缓冲区查询与缓冲区分析不是一个概念的两种形式，缓冲区查询属于数据查询，而缓冲区分析属于数据的空间分析；2.缓冲区查询不对原有图形进行切割，只是根据用户需要给定一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据多边形检索的原理，检索出言该缓冲区多边形内的空间地物。

而缓冲区分析对原有图形进行切割，形成一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离，从而获得该缓冲区多边形内的空间地物。

6、问答题网络分析的基本思想是什么？本题答案：人类的活动总是趋向于按一定的目标选择达到最佳效果的空间位置，根本目的是研究、筹划如何安排一项基于网络数据的工程，并使其运行效果最好7、单选同一幅地图而言，矢量结构与栅格结构相比（）A、图形精度高B、图形精度低C、图形精度相当D、无法比较本题答案：A8、名词解释 GIS应用模型本题答案：是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。

虚拟现实在地理信息系统中的应用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是以计算机技术为基础，采用地理学原理，对各类与地理空间相关的数据进行采集、存储、处理、分析和展示的综合性信息系统。

随着虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术的发展，它们之间的结合逐渐呈现出强大的应用潜力。

本文将探讨虚拟现实在地理信息系统中的应用，以及其带来的重大影响。

一、虚拟现实技术概述虚拟现实技术是一种通过计算机生成的模拟环境，使用户可以通过多感官的参与，获得一种身临其境的感觉。

虚拟现实技术主要由虚拟现实设备和虚拟现实应用软件组成。

虚拟现实设备包括头显设备、手柄控制器、传感器等，能够将用户置身于虚拟环境中。

虚拟现实应用软件是通过计算机模拟生成各种虚拟场景，并提供与场景进行交互的功能。

二、GIS与VR的结合虚拟现实技术可以为GIS系统提供更直观、交互性更强的用户体验。

通过将GIS系统的数据与虚拟现实技术相结合，可以在地图上虚拟呈现出真实环境的三维模型，使用户可以更加方便地进行地理数据的分析和研究。

1. 三维地图的展示传统的二维地图在展示地理信息时存在局限性，而虚拟现实技术能够使地理信息以三维形式展现，用户可以通过头显设备和手柄控制器来探索虚拟地理世界。

这不仅提供了更真实的视觉感受，还为用户提供了更多的信息，使得地理数据的理解更加直观。

2. 空间分析与规划虚拟现实技术在GIS系统中的应用还可以为空间分析和规划提供强大的工具。

用户可以在虚拟地理环境中进行模拟实验、模拟推演等操作，以便更好地预测和规划地理空间的变化。

例如，在城市规划中，可以通过虚拟现实技术模拟不同规划方案的效果，从而为决策者提供参考意见。

3. 地理教育与培训虚拟现实技术也可以应用于地理教育和培训领域。

传统的地理教学主要依靠教科书和幻灯片来进行教学，学生的参与度和兴趣度有限。

而虚拟现实技术可以将学生置身于虚拟地理环境中，让他们亲身体验地理现象和过程，提高学习效果。

重点一空间数据库模型1．空间数据库空间数据库是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。

2．空间数据库模型空间数据库模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，为描述空间数据组织和设计空间数据库模式提供了基本的方法。

一般而言，GIS 空间数据模库型由概念数据库模型、逻辑数据库模型和物理数据库模型三个有机联系的层次所组成。

3．数据库概念模型：( conceptual model)概念模型为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一数据库管理系统支持的数据模型。

人们常常首先将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转换为机器世界。

也就是说，首先把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，不是某一个数据库管理系统(DBMS)支持的数据模型，而是概念级的模型，称为概念模型。

4．逻辑模型逻辑模型，是指数据的逻辑结构。

在数据库中，逻辑模型有关系、网状、层次，可以清晰表示个个关系。

在管理信息系统中，逻辑模型：是着重用逻辑的过程或主要的业务来描述对象系统，描述系统要“做什么”，或者说具有哪些功能。

1)关系数据模型是把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表格，每个二维表格称为一个关系。

关系模型以记录组或数据表的形式组织数据，便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换，不分层也无指针，是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。

2)关系数据库：是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据。

目前主流的关系数据库有oracle 、SQL、access 、db2 等。

3)对象—关系管理模式是指在关系型数据库中扩展，通过定义一系列操作空间对象(如点、线、面)的API 函数，来直接存储和管理非结构化的空间数据的空间数据库管理模式。

5．物理模型，在管理信息系统中，物理模型：描述的是对象系统“如何做”、“如何实现”系统的物理过程。

地理信息系统名词解释大全地理信息系统Geographic Information System GIS作为信息技术的一种，是在计算机硬、软件的支持下，以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。

简单地说，GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息，它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体，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。

地理信息系统属于空间型信息系统。

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、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。

地理信息科学与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。

地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。

地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。

地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界（GIS），最后到应用领域。

数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。

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。

包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。

四叉树数据结构是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调为止。

1.初步理解下述名词：信息、数据、地理信息、地理信息系统信息：是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表达事件、事物、现象等的内容、数量或特征。

具有客观性、适用性、可传输性和共享性。

来源于数据,是数据的内涵，是用数据来表达的。

数据(Data)-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。

（如文字、数字、符号、语言、图像等）,是一种未加工的原始材料。

地理信息(GI)－是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等数字、文字、图像、和图形等的总称。

具有地域性/空间定位性、多维结构性/层次性、时序性（动态变化性）、数据量大、载体多样性地理信息系统（GIS）－是指在计算机软硬件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据继续采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统2.GIS由哪几部分组成？其基本功能是什么系统硬件，系统软件，空间数据，应用人员，应用模型。

基本功能：数据采集与编辑，数据储存与管理，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。

1.栅格数据和矢量数据是如何分别表达地理空间的？地理空间的表达是地理数据组织、存储、运算、分析的基础，其表达方法有：矢量法：以坐标序列描述地理实体的空间特征，包括0维矢量、一维矢量、二维矢量、三维矢量。

集中表现地理实体的形状特征以及不同实体之间的空间关系。

点、线、面实体的矢量表达。

栅格法：以栅格单元（象元）及其属性值来描述地理实体的空间特征。

描述地理实体的级别分布特征及其位置。

点、线、面实体的栅格表达。

2.何为栅格数据结构和矢量数据结构，各有什么特点？又如何获取栅格数据和矢量数据？矢量数据结构定义：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。

点：空间的一个坐标点；线：多个点组成的弧段；面：多个弧段组成的封闭多边形；矢量数据结构特征;无拓扑关系，主要用于显示、输出及一般查询公共边重复存储，存在数据冗余，难以保证数据独立性和一致性多边形分解和合并不易进行，邻域处理较复杂；处理嵌套多边形比较麻烦矢量数据结构获取方法:定位设备（全站仪、GPS、常规测量等）地图数字化,间接获取,栅格数据转换.空间分析叠置、缓冲等操作产生的新的矢量数据）栅格数据结构定义:以规则像元阵列表示空间对象的数据结构，阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。