(GIS)第六章--地理信息系统的应用模型
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地理信息系统复习要点详解所著考过为11级环科期中考试考过(张福平教的)第一章:导论1、解释数据与信息的概念,并说明两者之间的关系。
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。
信息是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、现象等内容、数量或特征,以便向人们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。
数据与信息的关系:数据是信息的表达形式,是信息的载体;信息则是数据中蕴含的事物的涵义,是数据的内容。
数据只有通过解释才有意义,才成为信息。
总之,数据是信息的载体,信息是数据的涵义。
2、地理信息的特点空间特征属性特征时序特征3、地理信息系统的定义(考过)地理信息系统是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、存储、管理、分析、模拟和显示以提供对规划、管理、决策和研究所需的信息空间系统。
4、地理信息系统由哪几个主要部分组成?(考过)系统硬件:(一)数据处理设备:a图形工作站b个人计算机c客户机/服务器系统(Client/Server ,简称C/S);(二)数据输入设备:a图形手扶跟踪数字化仪b大幅面图形扫描仪c数字测量设备;(三)数据输出设备:a绘图仪b计算机显示器系统软件:(一)GIS功能软件1.GIS功能软件的分类GIS 基础软件平台和GIS应用软件2.GIS基础软件平台功能①空间数据输入和编辑②空间数据管理③空间数据处理和分析④空间数据输出⑤图形用户界面⑥系统二次开发功能(二)基础支撑软件:主要包括系统库软件和数据库软件。
(三)操作系统软件5、地理信息系统的功能有哪些?(基本功能与应用功能具体有哪些)(考过)基本功能与应用功能基本功能:数据的采集与编辑、数据的存储与管理、数据的处理与变换、空间分析和统计、产品的制作与演示、二次开方和编程应用功能:资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策第二章:地理信息系统的数据结构1、地理空间的实体包括哪些?地理空间的实体包括点(point )、线(line )、面(polygon )、曲面(surface )、体(volume)等类型。
地理信息系统(GIS)的应用地理信息系统(GIS)是一种集成了地理空间数据处理、分析、存储和可视化展示等功能的技术系统。
它通过将地理数据与属性数据相结合,用地图等形式展示出来,帮助我们更好地理解地理现象和地理问题,并支持决策制定和解决实际问题。
本文将探讨GIS在不同领域的应用。
一、城市规划GIS在城市规划方面发挥了重要作用。
通过采集、管理和分析城市相关数据,GIS可以帮助城市规划师更好地理解城市空间分布、人口结构、交通网络以及环境质量等因素,从而提出合理的城市发展方案。
比如,GIS可以进行叠加分析,将地形数据、土地利用数据、交通数据等进行整合,帮助规划师在制定城市更新规划时,更好地考虑不同要素之间的关系,优化城市空间布局。
二、生态环境保护GIS在生态环境保护方面也有广泛应用。
通过对地理信息进行采集和分析,可以实现对生物多样性、水资源、土地覆盖等自然资源的监测和管理。
比如,GIS可以利用遥感数据对森林覆盖率进行分析,帮助环保部门及时发现森林砍伐行为,并采取相应的措施进行保护。
此外,GIS还可以模拟自然灾害发生的可能性,提前做好防灾准备工作,减少灾害对生态环境造成的影响。
三、农业生产GIS在农业生产中也有重要应用。
农业生产涉及到土壤类型、气候条件、水文特征等地理因素,而GIS可以对这些因素进行空间分析,帮助农民制定合理的农作物布局和种植计划。
此外,GIS可以结合遥感影像数据,对农田进行监测,及时掌握农作物生长情况,预测病虫害发生概率,提高农业生产效益。
四、公共安全GIS在公共安全领域也有广泛应用。
通过对地理数据的整合和分析,可以帮助公安机关及时掌握犯罪活动的时空分布规律,优化警力配置和巡逻路线,提高破案率。
此外,GIS还可以用于制定灾害应急预案,对灾害风险区域进行划定,指导疏散和救援工作,提高应对自然灾害和突发事件的能力。
五、交通管理GIS在交通管理中扮演了重要角色。
通过对交通网络数据的分析,可以实现交通流量监测、路线规划和拥堵预测等功能。
《地理信息系统概论》课程笔记第一章地理信息系统基本概念1.1 数据与信息数据是原始的、未经处理的素材,它是信息的表现形式。
信息是从数据中提取的有意义的内容,它能够帮助人们做出决策。
在地理信息系统中,数据主要指的是空间数据,而信息则是通过对空间数据进行分析和处理得到的结果。
例如,一个地区的土地利用数据是原始数据,而通过分析这些数据得出的土地利用分布情况就是信息。
1.2 地理信息与地理信息系统地理信息指的是与地球表面位置相关的信息,包括自然地理信息(如地形、气候等)和人文地理信息(如人口、交通等)。
地理信息系统(GIS)是一种专门用于获取、存储、管理、分析和展示地理信息的计算机系统。
GIS能够将空间数据与属性数据结合起来,为用户提供强大的空间分析和决策支持功能。
例如,GIS可以用来分析城市交通拥堵情况,帮助规划交通路线。
1.3 地理信息系统的基本构成GIS由硬件、软件、空间数据、应用人员和应用模型五个基本部分组成。
硬件包括计算机、输入输出设备(如扫描仪、打印机等);软件包括操作系统、数据库管理系统、GIS软件等;空间数据是GIS的核心,包括地图数据、遥感数据等;应用人员是使用GIS进行空间分析和决策的主体;应用模型则是根据实际问题构建的模型,用于解决具体问题。
例如,一个GIS系统可能包括一台计算机、GIS软件、地图数据和应用模型,用于分析土地利用变化。
1.4 地理信息系统的功能简介GIS的基本功能包括数据采集、数据管理、空间分析、可视化表达和输出等。
数据采集主要是获取空间数据和属性数据,可以通过遥感、野外调查等方式获取;数据管理主要是对数据进行存储、查询、更新和维护,确保数据的准确性和完整性;空间分析主要包括空间查询、空间叠合、空间邻近度分析等,用于解决实际问题;可视化表达主要是将空间数据以图形或图像的形式展示给用户,增强数据的可读性和可理解性;输出则是将分析结果以报表、地图等形式输出,为决策提供支持。
GIS自考习题-单选+多选学生用单选题第一章绪论1、地理信息系统形成于20世纪_____?A. 50年代B. 60年代C. 70年代D. 80年代2、地理信息区别与其他信息的显著标志是____?A. 属于属性信息B. 属于共享信息C. 属于社会经济信息D. 属于空间信息3、“3S”技术指的是____?A. GIS、RS、GPSB. GIS、DSS、GPSC. GIS、GPS、OSD. GIS、DSS、RS4、下列属于GIS输入设备的是____?A. 主机B. 绘图机C. 扫描仪D. 显示器5、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____ ?A. 数据容量B. 用户类型C. 内容D. 用途6、从历史发展看,GIS脱胎于____?A. 地图学B. 地理学C. 计算机科学D. 测量学7、世界上第一个地理信息系统是____?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8、有关地理系统的论述错误的是____?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9、GIS进入推广应用阶段是20世纪____?A. 60年代B. 70年代C. 80年代D. 90年代10、GIS的主要工作方式是____?A. 批处理方式B. 人机对话的交互方式C. 模拟方式D. 增量方式11、GIS与机助制图的差异在于____?A. 是地理信息的载体B. 具有存储地理信息的功能C. 具有显示地理信息的功能D. 具有强大的空间分析功能12、有关信息的论述错误的是____?A. 信息具有传输性B. 信息具有共享性C. 信息具有适用性D. 信息具有主观性13、下列哪些属于GIS产品的输出设备____?A. 键盘B. 硬盘C. 主机D. 显示器14、下列GIS软件中哪一个不是ESRI公司的产品____?A. ArcViewB. ArcSEDC. MapXtremeD. MapObject15、地理信息区别与其他信息的显著标志是____?A. 属于属性信息B. 属于共享信息C. 属于社会经济信息D. 属于空间信息16、以下不属于GIS输出设备的是____?A. 绘图仪B. 打印机C. 图形显示终端D. 图形数字化仪第二章地理信息系统的数据结构1、对一幅地图而言,要保持同样的精度,栅格数据量要比矢量数据量____?A. 大B. 小C. 相当D. 无法比较2、有一点实体其矢量坐标为P(9.5,15.6),若网格的宽与高都是2,则P 点栅格化的行列坐标为____?A. P(5,8)B. P(8,5)C. P(4,7)D. P(7,4)3、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4、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5、下列栅格结构编码方法中,具有可变分辨率和区域性质的是____?A. 直接栅格编码B. 链码C. 游程编码D. 四叉树编码6、用数字化仪数字化一条折线,合适的操作方式为____?A. 点方式B. 开关流方式C. 连续流方式D. 增量方式7、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8、在GIS数据中,把非空间数据称为____?A. 几何数据B. 关系数据C. 属性数据D. 统计数据9、地理数据一般具有三个基本特征是____?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10、存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系是____?A. 拓扑邻接B. 拓扑关联C. 拓扑包含D. 以上三者11、通过记录坐标的方式表示点、线、面地理实体的数据结构是____?A. 矢量结构B. 栅格结构C. 拓扑结构D. 多边形结构12、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13、对同一幅地图而言,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14、下列能进行地图数字化的设备是____?A. 打印机B. 手扶跟踪数字化仪C. 主机D. 硬盘15、GIS所包含的数据均与____?A. 地理空间位置相联系B. 非空间属性相联系C. 地理事物的质量特征相联系D. 地理事物的类别相联系16、存在于空间图形的不同类元素之间的拓扑关系属于____?A. 拓扑邻接B. 拓扑包含C. 拓扑关联D. 以上都不是17、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18、下列既是获取矢量数据的方法,又是获取栅格数据的方法是____?A. 手扶跟踪数字化法B. 扫描仪法C. 数据结构转换法D. 分类影象输入法19、矢量数据量与表示地物精度之间的关系是____?A. 数据量越大,精度越高B. 数据量越小,精度越高C. 数据量越大,精度越低D. 以上三者都有可能20、栅格结构与矢量结构相比较____?A. 数据结构复杂,冗余度小B. 数据结构复杂,冗余度大C. 数据结构简单,冗余度小D. 数据结构简单,冗余度大21、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____?A. 四插树编码B. 块码C. 游程编码D. 链码22、矢量结构与栅格结构相比____?A. 结构紧凑,冗余度小B. 结构紧凑,冗余度大C. 结构松散,冗余度小D. 结构松散,冗余度大23、在GIS中,明确定义空间结构关系的数学方法称为____?A. 邻接关系B. 关联关系C. 包含关系D. 拓扑关系24、下列给出的方法中,哪种可获取矢量数据____?A. 手扶跟踪数字化法B. 扫描法C. 遥感信息提取D. 手工网格法25、在多边形矢量编码方法中,由点索引与边界线号相联系,以线索引与各多边形相联系的编码方法是____?A. 多边形环路法B. 树状索引编码法C. 拓扑结构编码法D. 四叉树编码法26、____决定了栅格数据的精度。
第六章GIS空间分析原理与方法第一节GIS空间分析模型一、地学模型概述地理信息系统以数字世界表示自然世界,具有完备的空间特性,可以存储和处理不同地理发展时期的大量地理数据、并具有极强的空间系统综合分析能力,是地理分析的有力工具。
因此,地理信息系统不仅要完成管理大量复杂的地理数据的任务,更为重要的是要完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务,必须发展广泛的适用于地理信息系统的地理分析模型,这是地理信息系统走向实用的关键。
所谓模型,就是将系统的各个要素,通过适当的筛选,用一定的表现规则所描写出来的简明映像。
模型通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。
地学模型是用来描述地理系统各地学要素之间的相互关系和客观规律信息的语言的或数学的或其他表达形式,通常反映了地学过程及其发展趋势或结果。
地学模型也称为专题分析模型。
对于地理信息系统来说,专题分析模型是根据关于目标的知识将系统数据重新组织,得出与目标有关的更为有序的新的数据集合的有关规则和公式。
这是应用地理信息系统进行生产和科研的重要手段。
模型化是将主观性的思考,以模型的形式反映出来,不同的理论观点,不同的体系可以产生不同的结果。
地学分析模型主要包含以下几种形式:1、逻辑模型:由地理名词和逻辑运算符组成的逻辑表达式表示;2、物理模型:由物理模拟过程表达;3、数学模型:由常数、参数、变量和函数关系等组成的数学表达式表示;4、图像模型:由某种图像或图像运算的集合表达,如各种专题地图。
专题分析模型在地理信息系统中的作用表现在以下几个方面:1、地理信息系统的设计任何地理信息系统都是为一定的应用目的而建立的,必须根据具体需要采用适用的分析模型指导地理信息系统总体设计。
主要包括:①数据项的选择,数据的范围、精度、量测方法等,如果毫无选择地录入数据,只会使系统增加负担,降低效率,无法突出主要因素,甚至因为数据采集周期过长而失去意义;数据结构应以最好地表示地理现象和易于模型实现为标准;②硬件环境的选择,根据模型的输入、输出和运算方法选择经济实用的硬件支持;③软件功能的选择,根据模型的管理和运行设计适用的软件功能。
《地理信息系统概论》教学大纲课程类别:专业基础课(必修)课程代码:总学时:72 学分:4适用专业:地理教育、地理信息系统、资源环境与城乡规划管理先修课程:地图学一、课程的地位、性质与任务地理信息系统(GIS)是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学、环境科学、空间科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。
它从20世纪60年代问世,至今已经跨越了40多个春秋,却始终发展迅猛。
地理信息系统不但与全球定位系统(GPS)和遥感(RS)相结合,构成三S集成系统,而且与CAD、多媒体、通信、因特网、办公自动化、虚拟现实等多种技术相结合,构成了综合的信息技术。
《地理信息系统概论》作为全国高等学校地理类专业公共核心课程,主要介绍了地理信息系统的基础理论、技术体系及其应用方法。
通过本课程的学习,可以让地理类专业的学生掌握地理信息系统的基础理论和知识。
本课程的教学,应当使学生掌握地理信息系统的基本概念、基础理论和方法。
同时,《地理信息系统概论》又是一门实践性较强的课程,通过实践教学,使学生更直观地掌握地理信息系统的构成、地理信息系统产品的制作;了解地理信息系统软件和常用的信息检索方法,使学生的实践能力和创新能力得到一定的培养。
二、课程教学的基本要求通过对本课程的学习,使学生牢固掌握地理信息系统得基本概念:如数据和信息、地理信息系统、地理信息系统空间数据库等。
使学生掌握地理信息系统的基础理论和方法,如数据结构、空间分析的原理与方法、常用的应用模型等。
使学生了解地理信息系统的相关知识,如空间数据的处理、产品的制作与显示。
总之,通过学习本课程,使学生掌握地理信息系统的基本概念、基础理论和应用方法,为今后其他专业课程和软件的学习打下坚实的基础。
三、理论教学内容与学时分配第1章导论(8学时)掌握数据与信息、地理信息与地理信息系统的概念。
掌握地理信息系统的基本构成和基本功能。
了解地理信息系统的应用功能。
了解地理信息系统的发展概况和基础理论。
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)。
《地理信息系统》思考题第一章绪论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、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?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?5、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?6、试举例说明地理信息系统的应用前景。
7、GIS近代发展有什么特点?《地理信息系统》思考题第二章地理信息系统的数据结构1、地理信息系统中的空间数据都包含哪些?2、通过实例说明GIS空间数据的基本特征及在计算机中的表示方法。
3、矢量数据与栅格数据的区别是什么?它们有什么共同点吗?4、矢量数据在结构表达方面有什么特色?5、矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗?请说明。
6、栅格数据组织有哪些方法?7、栅格与矢量数据结构相比较各有什么特征?8、矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处?9、属性数据的编码是必须的吗?10、简述空间数据的拓扑关系及其对GIS数据处理和空间分析有何重要意义?《地理信息系统》思考题第三章空间数据的处理1.GIS的数据源有哪些?2.请举例说明GIS对数据的质量要求。
3.纸张上的地图如何进入计算机系统?4.从地图上能得到GIS需要的所有数据吗?请举例说明。
5.如何发现进入GIS中的数据有错误?6.一般从扫描仪上直接得到的地图有什么问题?如何改正?7.如果两个作业小组各自从数字化仪上得到两张相邻图幅的地图数据在GIS中不能准确对接该怎么办?地图接边相关知识8.空间数据几何纠正的常用方法有哪些?9.假设一条矢量等高线上的点太过于密集了,如何减少占用系统的存储空间?你能给出多少方法?各有什么适用范围?10.栅格地图数据如何减少硬盘存贮空间?11.请简要说明通过扫描仪得到矢量地图数据的原理和过程。
12.空间数据的插值算法有什么用途?请举例说明。
第一章导论:1.GIS基本概念:数据、信息、数据与信息的关系、信息的特点、地理信息的定义与特征、地理信息系统定义。
2.GIS基本构成:五个组成部分及每个组成部分具体包含的内容。
3.GIS功能简介:基本功能、应用功能。
4.GIS发展概况:国内外发展概况、未来发展态势。
第二章 GIS的数据结构1.地理空间及其表达:地理空间概念、空间实体的表达。
2.地理空间数据及其特征:分类(4D)、基本特征、拓扑关系、计算机表示。
3.空间数据结构的类型:矢量数据结构的定义、实体数据结构、拓扑数据结构——数据记录格式和拓扑编辑功能;栅格数据结构的定义、栅格矩阵结构、链式编码、游程编码结构、块码、行程编码结构、四叉树结构;曲面数据结构。
4.空间数据结构的建立:系统功能与数据源的关系、空间数据的分类与编码、矢量数据的输入与编辑、栅格数据的输入。
第三章空间数据处理数据变换、数据重构、数据提取(概念)1.空间数据的变换:几何纠正(仿射变换)、投影变换。
2.空间数据结构的转换:矢量——栅格:栅格单元的确定、点的栅格化、线的栅格化、面的栅格化(基于弧段的栅格化方法、基于多边形的栅格化方法——内部点扩散算法、射线算法与扫描算法、边界代数算法、边界点跟踪算法、复数积分算法)栅格——矢量:基于图像数据的矢量化(二值化、细化:剥皮法与骨架法、跟踪、去除多余点及曲线光滑、拓扑关系的生成)、栅格数据的矢量化。
3.多元空间数据的融合:RS与GIS的融合、不同格式的融合(转换器、数据标准、公共接口、直接访问)4.空间数据的压缩与重分类:基于矢量的压缩(间隔取点法、道格拉斯-普克法、垂距法、偏角法、光栏法)5.空间数据的内插方法:定义、点的内插、区域的内插(叠置法、比重法)6.开窗处理:点、线、面7.图幅边沿的匹配处理:逻辑一致性检验、识别和检索相邻图幅、相邻图幅边界点坐标数据的匹配、相同属性多边形公共边界的删除。
第四章 GIS空间数据库1.空间数据库概述:数据管理模式及发展、空间数据库的概念(空间数据存储和管理发展的阶段)、空间数据库设计的过程和步骤、空间数据库的实现和维护。