下载文档原格式
第3章空间数据处理1．比较空间内插的移动拟合法、局部函数和按距离加权法等。
答：（1）移动拟合法移动拟合法是指对每一个待插值点用一个多项式曲面拟合改点附近的表面，进而计算出该点的高程。
（2）线性内插法线性内插法是先将所有的已知数据点连接成三角网的形式，使用靠近内插点的三个已知数据点，来确定三角网中的一个三角形形成的空间平面，继而求出该内插点在平面中的高程值。
（3）按距离加权法按距离加权法是移动拟合法的特例，它在使用搜索圆寻找附近数据点的方法上和拟合法相同，但加权平均法在计算待差值点的高程时，可使用加权平均值代替误差方程求解出曲面函数。
权重的计算由于考虑到不同的数据点相对于待差值点的距离不同，对待差值点的影响程度不同，一般采用与距离相关的权函数来计算权重。
2．讨论在空间数据坐标变换中，选择控制点数量及分布的判断标准。
答：若是地图坐标到地图坐标的变换，图面坐标直接在涂上选取，真实坐标按照国家测绘标准，常用的是图廓点坐标，控制点个数与几何变换方法有关，相对较少；若是影像坐标到地图坐标的变换，图面坐标直接从影像上选取明显的像元，真实坐标通过GPS或数字化地图获取，控制点个数与几何变换方法有关，相对较多。
一般选取四个角点为控制点，控制点的分布要均匀布满整个区域。
3．试述克里金内插法的基本原理、优点及实施过程。
答：（1）克里金插值法的原理克里金插值法又称空间自协方差最佳插值法，它将被插值的莫要素（例如地形要素）当做一个区域化地变量来看待。
所谓区域化的变量就是介于完全随机的变量和完全确定的变量之间的一种变量，它随所在区域位置的改变而连续地变化，因此，彼此离得近点之间有某种程度上的空间相关性，而相隔比较远的点之间在统计上看是相互独立无关的。
（2）克里金插值法的优点克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是一种很有用的地质统计格网化方法。
该方法在数学上可对所研究的对象提供一种最佳线性无偏估计的方法。
它是一种光滑的内插方法，在数据点多时，其内插的结果可信度较高。
拓扑关系名词解释
在物理学中，拓扑关系通常指物理空间中物体之间的相互作用或者它们之间的空间关系。
例如，在电路设计中，拓扑关系指的是电路中元件之间的连接关系。
如果两个电阻器之间的连接关系是并联的，那么它们之间的拓扑关系就是并联的。
当拓扑关系发生变化时，电路的电流分布也会随之改变。
拓扑关系也可以用来描述地理空间中的空间关系。
例如，拓扑关系可以描述城市中建筑物之间的空间关系。
建筑物之间的拓扑关系是由它们的相邻关系决定的，它们之间可能是相互的、双向的或者单向的。
在地理空间中，拓扑关系可以用来描述地理特征之间的关系，以及这些地理特征被放置在一起的排列方式。
拓扑关系也可以用来描述系统中的关系。
例如，在社会网络中，拓扑关系可以描述人与人之间的关系，或者人与组织之间的关系。
这些关系可以是相互的、双向的或者单向的，它也可以用来描述社会网络中的一些特定关系，例如朋友、同事或其他关系。
1.地理信息系统：由系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型基本构成，具有数据采集和编辑、数据储存与管理、数据处理和变换、空间分析和统计、产品制作与演示、二次开发和编程六个基本功能。
2.地理信息信息系统最常用的软件：Arc GIS3.不同的地理空间实体空间关系查询共有9类：点点、线点、面点、点线、线线、面线、点面、线面、面面查询。
4.上海城市坐标是直角坐标，原点在南京路国际饭店。
5.GIS空间数据的来源有三种类型：地理数据、影像数据和文本数据。
6.空间数据索引的3种类型：范围索引、格网空间索引和四叉树空间索引。
7.生态安全格局设计用到的是MCR累积最小模型8.虚拟现实的5个特征：立体感的视觉效果，存在感，多感知性，闭环交互方式，动态显示。
9.空间数据库的管理有几个阶段，每个阶段主要数据管理模式是什么？初级式的管理模式、混合式的管理模式、扩展式的管理模式、集成式的管理模式二.名词解释（4'*5）1.地理空间的概念：一般指上至大气电离层，下至地壳与地幔交接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。
2.空间数据的拓扑关系：拓扑关系是明确定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，不但用于空间数据的编辑和组织，而且在空间分析和应用中都有非常重要的意义。
拓扑关系包括3种类型：拓扑邻接（相同类型元素之间）、拓扑关联（不同类型元素之间）、拓扑保函（相同类型但不同等级的元素之间）。
3.空间数据的编码：又称为特征码，是指将数据分类结果用一种易于备计算机和认别的符号系统表示出来的过程。
4.平面控制网：用以确定物体在地球上的平面位置，通常时地理经纬度坐标。
5.关系数据模型：一种数字化模型，把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表中的元素，这种表称为关系。
关系的集合构成关系模型。
6.空间数据查询的语言：指从空间数据库种查找出所以满足空间约束条件和属性约束条件的地理实体的算法语言。
信息的概念：信息即信号、消息、意义，是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体物理设备形式的改变而改变。
在当今的信息社会，信息无论是对个人还是对社会都是非常重要的。
信息的表达/载体——数据数据：是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能转换成的数据等形式。
数据是用以载荷信息的物理符号，数据本身并没有意义。
如数字“1”。
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（邬伦，G IS 原理）。
地理信息的特征：空间定位性、多维结构性、动态性地理信息系统：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（Geospatial Dat abase）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。
GIS与MIS的区别：①在硬件上,为了处理图形和图像数据,系统需要配置专门的输入和输出设备；②在软件上,则要求研制专门的图形和图像数据的分析算法和处理软件,这些算法和软件又直接和数据的结构及数据库的管理方法有关；③在信息处理的内容和采用的目的方面,一般的MIS主要是查询检索和统计分析,处理的结果大多是制成某种规定格式的表格数据,而GIS主要用于分析资源的合理开发应用,制定区域发展规划等应用。
数字地球：可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。
通俗地说就是虚拟地球。
完整的GIS主要由4-5个部分构成：计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据、用户应用模型常用的GIS软件ARC/INFO（美国ESR I公司）ArcVi ew（美国ESRI公司）MapInfo（美国MapInfo公司）Maptitude（美国Calipe r公司）MG E（美国Inte rgraph公司）S ICAD（德国SIMENS公司）Microstation（美国Bentley公司）MapGIS（中国地质大学）SuperMap(中国科学院地理所)GeoStar（武汉测绘科技大学）Citysta r（北京大学）空间数据特征：几何、属性、时间数据；GIS的功能—基本功能—位置、条件、趋势、模式、模型国际GIS的发展：①60年代起步开拓阶段②70年代巩固发展阶段③80年代突破发展阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段（Web\Com\Open）我国采用的大地坐标系为1980年中国国家大地坐标系，现在规定的高程起算基准面为1985国家高程基准。
使用测绘软件进行空间拓扑关系分析的步骤和技巧引言随着科技的进步和应用的推广，测绘技术在各个领域中发挥着重要作用。
其中，空间拓扑关系分析是测绘中的一个重要环节，它能够帮助我们理解和描述地理现象的空间关系。
本文将介绍使用测绘软件进行空间拓扑关系分析的步骤和技巧。
一、准备数据在进行空间拓扑关系分析之前，首先需要准备好相应的数据。
这些数据可以是地理信息系统（GIS）中的矢量数据，如点、线、面等。
此外，还需要相关属性数据，如地块面积、道路长度等。
这些数据可以通过各种测绘手段获取，包括地面测量、遥感影像解译等。
二、数据导入将准备好的数据导入测绘软件中，可以使用常见的软件，如ArcGIS、QGIS等。
在导入数据时，需要注意数据格式的兼容性和完整性。
确保数据的准确性和一致性，有助于后续的分析工作。
三、数据编辑在导入数据后，可能需要对数据进行一些编辑操作，以满足分析需求。
例如，在矢量数据中，可能存在一些多余的要素或错误的拓扑关系，需要进行删除或修正。
此外，还可以添加新的要素或属性，以扩充数据的内容。
四、拓扑关系建立在进行空间拓扑关系分析之前，需要建立拓扑关系。
拓扑关系是指空间对象之间的关联关系，如相邻、相交、包含等。
通过建立拓扑关系，可以方便后续的拓扑分析。
在测绘软件中，可以使用工具或函数来实现拓扑关系的建立，如缓冲区分析、交叉点提取等。
五、拓扑关系分析拓扑关系分析是空间数据分析的核心内容。
通过拓扑关系分析，可以揭示地理现象的空间关系，并从中提取有用的信息。
在测绘软件中，可以通过查询或分析工具来实现拓扑关系分析。
例如，在两个要素之间进行相交分析，可以了解它们是否相交，以及相交的位置、属性等。
六、结果可视化拓扑关系分析得到的结果通常以图形或表格的形式呈现。
为了更好地理解和展示分析结果，可以进行数据的可视化。
在测绘软件中，可以通过图层渲染、符号化等方式来实现数据的可视化。
同时，可以进行空间统计分析，如热力图、点密度图等，以进一步挖掘数据的隐藏信息。
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..21 信息与数据的关系：数据是信息的表达式;是信息的载体..22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：P441三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为次干道;成环状C4的为支路;称为属性信息..3三条互相具有关联关系的交通线：主干道和次干道在节点N2处相连接;主干道的节点N1和N2相邻接;节点N2分别与三条弧段C1、C2和C3相关联等;称拓扑信息..5、空间数据的拓扑关系包括：（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6、空间拓扑关系的意义：1根据拓扑关系;不需要利用坐标或计算距离;就可以确定一种地理实体相对另一种地理实体的空间位置关系；2 利用拓扑数据有利于空间要素的查询；3可以利用拓扑数据作为工具;重建地理实体..7、空间实体的表达方法种类：点、线、面、曲面和体基本形式：矢量和栅格矢量数据结构是利用欧几里得Euclid几何学中的点、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..此数据组合方式能很好地表示地理实体的空间分布特征;精确度高;数据存储的冗余度低;但对于多层空间数据的叠合分析比较困难..栅格数据结构表示的是二维表面上地理要素的离散化数值;每个网格对应一种属性..其空间位置用行和列标识..8、矢量数据：优点：能很好的表达地理实体的空间分布特征;数据精度高;存储冗余度低..缺点：对于多层空间数据的叠合分析比较困难..栅格数据：优点：表达地理要素比较直观;容易实现多层数据的叠合操作;便于与遥感图像及扫描输入数据相匹配使用..缺点：对于网络分析比较困难..9、矢量数据结构与栅格数据结构的比较10、游程编码：指栅格矩阵一行内相邻同值栅格的数量;也称行程;游程编码是逐行将相邻同值的栅格合并;记录合并后栅格的值及合并栅格的数量即游程;其目的是压缩栅格数据量;消除数据间的冗余..第三章1、数据变换指数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换;包括几何纠正和地图投影转换等;以实现空间数据的几何配准..包括几何纠正和投影转换2、几何转换是为了实现对数字化数据的坐标系转换和图纸变形误差的纠正;包括仿射变换、相似变换和二次变换等类型..3、投影转换方式：1正解变换：通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式;直接由一种投影的数字化坐标x 、y 变换到另一种投影的直角坐标系X 、Y..P792反解变换：即由一种投影的坐标反解出地理坐标x 、y →B 、L;然后将地理坐标代入另一种投影的坐标公司中B 、L →X 、Y;从而实现由一种投影的坐标到另一种投影坐标的变换x 、y →X 、Y..4、投影转换的方法：解析转换;数值转换;解析—数值转换..5、地图投影分为：等角投影、等面积投影和任意投影6、矢量向栅格转换处理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..方法有：点的栅格化、线的栅格化和面的栅格化;点的栅格化是线和面的栅格化的基础..7、1点的栅格化的算法：设矢量坐标点x;y;转换后的栅格单元行列值为I;J 则有I =y - y min / d y J = x - x min / d x(2)线的栅格化的算法P82(3)面的栅格化的算法：P858、栅格数据结构向矢量数据结构的转换又称为矢量化..分为基于图像数据的矢量化方法和栅格数据的矢量化方法9、遥感与GIS数据的融合（1）遥感影像与数字线画图DLG的融合（2）遥感影像与数字地形模型DEM的融合（3）遥感影像与数字栅格图DRG的融合10、不同格式数据的融合主要几种方法：基于转换器的数据融合、基于标准的数据融合、基于公共基础接口的数据融合、基于直接访问的数据融合..11、空间数据的压缩：即从空间坐标数据几何中抽取一个子集;使这个子集在规定的精度范围内最好地逼近原集合;而又取得尽可能大的压缩比..12、点的内插：1分块内插法：线性内插;双线性多项式内插法;二元样条函数内插法；2 逐点内插法：移动拟合法;加权平均法;克里金法；3整体内插法：N次多项式拟合法..13、区域的内插：叠置法;比重法..14、拓扑关系编辑功能包括多边形连接编辑和节点连接编辑..第四章1、元数据：用于描述空间数据的内容、质量、表示方式、空间参考和管理方式等特征的数据..2、空间数据库主要是为GIS提供空间数据的存储和管理方法..空间数据的存储和管理方法通常由两种方式：空间数据文件存储管理和空间数据库存储和管理..3、空间数据库设计的过程和步骤：需求分析地理现象和过程→概念设计数据库的概念模型→逻辑设计数据库的逻辑模型→物理设计数据库的存储模型→空间数据库4、空间数据查询：空间关系查询类型;属性数据查询;空间属性联合查询;空间查询语言..5、概念模型有语义数据模型和面向对象模型6、空间数据库索引就是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;其中包括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..7、空间数据库索引：范围索引;格网空间索引;四叉树空间索引..第五章1、空间分析是基于空间数据的分析技术;它是以地球科学原理为依托;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、空间构成、空间演变等信息..2、DTM：地形表面形态属性信息的数字表达;是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述;地形表面形态的属性信息一般包含高程、坡度、坡向等..DEM：是各种地球科学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据.. TIN：不规则三角网的缩写;根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络;数字高程由连续的三角面组成;三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置;能够避免地形平坦时的数据冗余;又能按地形特征点表示数字高程特征..3、空间分析的方法：数字地形模型分析;空间叠合分析;空间邻近度分析;空间网络分析..4、有关地形计算、地形剖面线计算P148 - P157第六章地理信息系统的应用模型：土地定级估价模型;适宜性分析模型;发展预测模型;区位选择模型;交通规划模型;地球科学模拟模型..第八章地理信息系统产品的输出分类：1按输出的载体类型分:常规地图和数字地图；2按输出的内容形式分：全要素地形图;各类专题地图;遥感影像地图;统计图表与数据报表..。
