最新GIS复习要点.docx

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateGIS复习要点GIS复习要点GIS复习提纲：1 GIS的概念P4、组成P12、基本特征P5、基本功能P9是什么？概念：是一种特定的十分重要的空间信息系统，是计算机软硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的偶管地理分部数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。组成：计算机硬件系统、软件系统、网络、空间数据和管理与应用人员。基本特征：数据空间

2、定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力基本功能：数据采集功能、数据编辑预处理、数据存储、组织与管理功能、数据查询与空间分析功能、数据输出功能2 GIS能解决哪些基本问题P8？基本问题：就是基本功能需求。位置、条件、趋势、模式、模拟解决人口、资源、环境、灾害（p20主要应用于哪些领域（p25？领域：测绘、地图制图、灾害监测、环境保护、精细农业、电子商务、电子政务、城乡规划与管理、交通运输、人口管理、宏观决策、国防军事、公安急救、医疗卫生3 什么是数据？p1什么是信息？二者有何区别与联系？信息有何特征？数据：人类在人认识世界和改造世界过程中，定性或定量对十五和环境描述的直接或间接原始记录

3、，是一种未经过加工的原始资料，是客观对象的表示。信息：用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事务、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。区别：信息来源于数据，是数据内涵的意义和对数据的内容和解释。信息是一种客观存在，而数据是客观对象的一种表示，其本身并不是信息。数据所蕴含的信息不会自动呈现出来，需要利用技术对其解释，信息才能呈现出来。信息特征：客观性、适用性、可传输性、共享性。4什么是地理数据？什么是地理信息？地理信息有何特征？p2地理数据：是各种地理特征和现象间关系的数字化表示。地理信息：是有关地

4、理实体和地理现象的性质、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。地理信息特征：空间相关性、空间区域性、空间多样性、空间层次性。5 GIS与地理学、测绘科学以及计算机科学的关系是什么？P4p20测绘学为GIS中的空间尸体提供各种不同比例尺和精度的定位数据，为GIS提供丰富和更为实时的信息员，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。计算机辅助设计为GIS提供了数据输入和推行显示的基础软件。6 GIS的发展简史、发展现状及发展趋势是什么？p26发展简史：1）地理信息系统的开

5、拓时期（20世纪五六十年代）2）地理信息系统的巩固发展期（20世纪70年代）3）地理信息系统技术大发展时期（20世纪80年代）4）地理信息系统的应用普及时代（20世纪90年代至今）发展现状：随着空间理论和网络技术的飞速发展，GIS从技术上将向着更高层次的数字地球、地理信息科学及大众化的方向发展。发展趋势：随着各个领域对地理信息系统认识程度和认可程度的提高，应用需求大幅度增加，导致地理信息系统正向更深的应用层次发展，表现出从地理信息系统走向地理信息服务的趋势。发展趋势包括：网络GIS、互操作GIS、地理信息共享与标准化、时态GIS、3S集成、虚拟GIS、移动GIS、数字地球和网络GIS。发展特点

6、：1）多源数据信息共享2）数据实现跨平台操作3）平恒计算机负载和网络流量负载4）操作和管理简单化5）应用普及化、大众化标志性技术：1）数字地球2）网络GIS3）虚拟现实GIS 4)移动GIS7什么是数据模型？什么是矢量数据模型？什么是栅格数据模型？两种模型是如何表达点、线、面等地理实体的？面向对象模型的思想？数据模型：数据特征的抽象，是数据库管理的教学形式框架。数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。逻辑数据模型、物理数据模型。矢量数据模型：矢量数据模型起源于“Spaghetti模型”，这是一种产生于计算机地图制图的数据模型，适用于用对象模型抽象的地理空间对象。是通过记录坐标的方式来

7、表示点线面等地理实物。矢量数据模型表达：点实体用一对空间坐标表述，而为空间中对应为（x，y）；线实体由一串坐标对组成，二位空间表示为（x1，y1），（x2，y2）,(xn,yn);面由其边界线表示，表示为首尾相连的坐标串，二维空间中对应为（x1,y1）,(x2,y2),(xn,yn),(x1,y1).栅格数据模型：以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织形式行列号表示位量。栅格值表示属性特征。栅格数据模型表达：点实体是一个栅格单元或像元，线实体由一串彼此相连的像元构成，面实体则由一系列相邻的像元构成，像元的大小是一致的。每个像元对应于一个表示该实体属性的值。面向对象模型的思想p82：分类

8、、概括、联合、聚集、继承、传播8 什么是空间数据结构？矢量数据结构编码有哪几种？举例说明。 栅格数据编码有哪几种？举例说明。矢量数据结构和栅格数据结构的比较。空间数据结构：指对空间逻辑数据描述的数据组织关系和编排方式，对地理信息系统中数据存储、查询检索和应用分析等操作处理的效率有着至关重要的影响。矢量数据结构编码：实体数据结构，拓扑数据结构、索引式结构、双重编码独立结构、链状双重独立编码结构栅格数据结构编码：完全栅格数据结构、游程长度编码结构、四叉树数据结构、二维行程编码结构、链码结构、影像金字塔结构矢量数据和栅格数据结构比较p1049 什么是地理空间？什么是地理实体？地理实体有哪些基本特征？

9、地理空间是指地球表面及近地面空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、和智慧圈交互作用的区域。（地球上最复杂的物理过程、化学过程和生物地球化学过程就发生在该区域。地理实体就是对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的结果。（他们的一个典型特征是与一定的地理空间位置有关，都具有一定的几何形态，分布状况以及彼此间的相互关系。）地理实体具有4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10什么是对象模型？场模型？网络模型？其描述的地理实体或地理现象有何特点？）对象模型也称作要素模型，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的对象分布在该空域中。 对象模型强调地理空间中

10、的单个地理现象，适用于对具有明确边界的地理现象进行抽象建模。 对象模型把地理现象当做空间要素或空间实体。）场模型也称作域模型，是把空间地理中的现象作为连续的变量或体来看待。（如大气污染程度、地表温度、土壤湿度、地形高度以及大面积空气和水域的流速和方向等）根据不同应用，场可以表现为二维或三维。 由于连续变化的空间现象难以观察，在研究实际问题中，往往在有限时空范围内获取足够高精度的样点观测值来表征场的变化。）网络模型网络模型与对象模型的某些方面相同，都是描述不连续的地理现象，不同之处在于他需要考虑通过路径相互连接多个地理现象之间的连通情况。11 空间数据包括哪几种类型？概括起来有5种：几何图形数据

11、、影像数据、属性数据、地形数据、元数据（在具有智能化的GIS中还有规则和知识数据）12 空间关系有哪几种？主要有：拓扑空间关系、顺序空间关系、度量空间关系13 什么是空间拓扑关系？包括哪几种？建立空间拓扑的意义是什么？如何表示结点、弧段、面域之间的拓扑关系？）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）但图形关系不变的性质）包括：邻接关系、关联关系、包含关系、连通关系）意义是：1）.拓扑关系能清楚的反映实体之间的逻辑结构关系，它比几何坐标关系有更大的稳定性，不随投影变化而变化。 2）.利用拓扑关系有利于空间要素的查询。 3）.可以根据拓扑关系重建地理实体。）点：点既可

12、以是一个标识空间点壮实体（如水塔），也可以是标记点，仅用于特征的标注和说明，或作为面域的内点用于标明该面域的属性，或是线的起点、终点或交点，则称为节点线：具有相同属性点的轨迹，线的起点和终点表明了线的方向，道路、河流、地形线、区域边界等均属于现状地物可抽为线。线上各点具有相同的公共属性并至少存在一个属性。当线连接两个节点时，也称作狐段面：是线包围的有界连续的具有相同属性值的面域，或称为多边形。多边形可以嵌套，被多边形包含的多边形称为岛14 什么是Delaunay三角形？什么是Voronoi多边形（即泰森多边形）？Voronoi多边形有何特点及应用？Delaunay三角网是一种满足最大空圆准则的

13、三角网，即任一三角形的外接圆内不包含其他样点。Voronoi多边形即不规则镶嵌数据模型（不规则镶嵌数据结构是指用来进行镶嵌的小面块具有不规则的形状或边界）Voronoi多边形的特点是，组成Voronoi多边形多边形的边总是与两相邻样点的连线垂直，并且多边形内的任意位置总是离该多边形内样点的距离最近，离相邻多边形内样点的距离远，且每个多边形包含且包含一个样点。Voronoi多边形除表达地理空间现象外，Voronoi多边形还可有效的用于许多空间分析问题，如邻接、接近度和可达性分析等，以及解决最近点，最小封闭圆问题。15 栅格单元的大小及栅格单元值的选取？ 栅格单元大小：也就是栅格单元的大小，即分辨

14、率。栅格单元的合理尺寸应能有效地逼近空间对象的分布特征，以保证空间数据的精度。但是用栅格来逼近空间实体，不论采用多细小的栅格，与原实体比都会有误差。通常以保证最小图斑不丢失为原则来确定合理的栅格尺寸。设研究区域某要素的最小图斑面积为S，栅格单元的边长L用如下公式计算：L=1/2根号S栅格单元值的选取：1）中心点法：用位于栅格中心处的地物类型决定其取值2）面积占优法：以占矩形区域面积最大的地物类型作为栅格单元的代码 3）重要性法：根据栅格内不同地物的重要性，选取最重要的地物类型作为相应的栅格单元代码 4）百分比法：根据矩形区域内各地理要素所占面积的百分比确定栅格单元的取值16 什么是空间数据库？

15、有何特点？是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合，是地理信息系统在计算机物理存储介质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得形式组织在存储介质上的。换句话说，空间数据库是地理信息系统中用于存储和管理空间数据的场所。特点：数据量特别大、 不仅有地理要素的属性数据，还有大量的空间数据 、 数据应用广泛17 空间数据的基本特征是什么？ 空间特征、非结构化特征、空间关系特征多尺度与多态性、分类编码特征、海量数据特征18 矢量数据和栅格数据的管理方式分别有哪几种？对矢量数据：文件关系数据库混合管理、全关系管理、对象关系数据库管理栅格数据：文件管理方式、文件数据库管理方式、

16、关系数据库管理19 空间数据是如何组织的？1、图幅数据组织根据需要往往将一幅或相邻几幅图当作一个工作单元，称之为工作区。工作层被定义为空间数据处理的一个工作单元，工作区由若干工作层组成。2、空间数据的图库管理在无缝大地图的方式下，图库管理只能通过有效的分幅、分层的空间索引，以满足用户对具体的局部区域和专题层的操作、检索的需要。3、属性数据组织三种方式1)工作层对应的组织方式，属性文件组织方式各不相同2）与地物对应的组织方式3）混合方式20 什么是空间索引？对象范围索引？格网索引？空间索引：指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（其中包含空间对象的概

17、要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针）对象范围索引：在记录每个空间实体的坐标时，记录包围每个空间实体的外接矩形的最大最小坐标，这样，在检索空间实体时，根据空间实体的最大最小范围检索出真正落入窗口的空间实体。（大量时间，但处理速度加快，一定速率上满足检索速率要求）格网索引：基本思想是将研究区域用横竖线条划分成大小相等或不等的格网，记录每一个格网所包含的空间实体。（格网数不能太多，否则索引表本身太大不利于索引和检索）21 数据源有哪几种？各有何特征（）？根据数据获取方式分为：地图数据（最常见）、遥感影像数据（极重要的信息源）、实测数据（野外、实地测量数据，实时分析，重要数据来源）

18、、共享数据（GIS数据共享是重要来源之一）、其他数据根据数据表现形式分为：数字化数据、多媒体数据（声音、录像，辅助GIS分析查询）、文本资料数据（在管理类GIS系统有很大应用）22 数据采集和处理的基本流程1）数据源的选择2）采集方法的确定3）数据的编辑和处理4）数据质量控制与评价5）数据入库23 屏幕矢量化的方法和步骤23 专题地图的制作过程。24 图形数据编辑常见问题。P155常见的数字化错误是 线条连接过头和不及两种情况数字化后的地图上常出现以下错误： 伪节点；悬挂节点；碎屑多边形；不正规的多边形属性数据编辑（trace跟踪）不准确性归结于很多因素：观察错误、数据过时、数据输入错误可通过

19、以下方法检查：1）首先可以利用逻辑检查；2）把属性数据打印出来进行人工校对25 数据处理包括哪些内容？A数学基础变换：1）几何纠正 2)坐标变换 3）栅格数据重采样B数据重构：（通用的空间数据结构有栅格和矢量两种）数据结构转换矢量数据向栅格数据转换、栅格数据向矢量数据转换栅格化：矢量数据点、线、面的转换矢量化：从图幅西北角开始，按顺时针或逆时针，从起始点开始，根据八个邻域进行搜索，依次次跟踪相邻点，找出线段经过的栅格将栅格（i，j）坐标变成直角坐标（X,Y）生成拓扑关系，建立与属性数据的联系去除多余点及曲线圆滑数据格式转换C图形拼接：（相同实体的弧段或弧的坐标数据相互衔接，也要求同一实体属性码

20、相同，所以需要进行图幅数据边缘匹配处理）1）逻辑一致性的处理 2）识别和检索相邻图幅 3）相邻图幅边界点坐标数据的匹配 4）相同属性多边形公共边界的删除D拓扑生成：1）点线拓扑关系的建立 2）多边形拓扑关系的建立（方位角是指从X轴逆时针方向量至节点与它相邻的该弧段上（后一个或前一个）顶点的连线的夹角） 3）网络拓扑关系的建立（删除不要的节点）E数据压缩1）栅格数据的压缩：游程长度编码、块状编码、四叉树法2）矢量数据的压缩（删除冗长数据，减少储存量，节省储存空间）：间隔取点法（首末保留）垂距法和偏角法（按照垂距或偏角的限差选取符合或超过限差的点）分裂法（首末连成一条直线；计算每一点与直线的垂直距

21、离，若小于限差则全部舍去；）25 不确定性的概念是指对真值的认知或肯定的程度，是更广泛意义上的误差，包含系统误差、偶然误差、粗差、可度量和不可度量误差、数据的不完整性、概念的模糊性等26 误差的类型空间数据误差包括：几何误差、属性误差、时间误差和逻辑误差4大类几何误差中地形图本身的误差：1）地形图的位置误差2）地形图的属性误差3)时间误差4）逻辑不一致性误差5）不完整性误差27元数据的概念及元数据的作用元数据是关于数据的数据。在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表示方式空间参考、管理方式以及数据集的其他特征。（是实现地理空间信息共享的核心标准之一。作用：1）帮助用户了解和分析数据

22、2）空间数据质量控制 3）在数据集成中的应用 4)数据存贮和功能的实现28 空间查询的方法空间数据查询的方式：属性查图形、图形查属性属性查图形：主要是用SQL语句来进行简单和复杂的条件查询图形查属性：可以通过点、矩形、圆和多边形等图形来查询所选空间对象的属性，也可以查找空间对象的几何参数。29 各种空间分析的概念、方法及应用？（必须理解透彻，会应用。）缓冲区分析：是地理信息系统中常用的一种空间分析方法，是对空间特征进行度量的一种重要手段。是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立起周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。1、缓冲区类型：点缓冲区、

23、线缓冲区、面缓冲区2、缓冲区的建立：对点状要素直接以其为圆心，以要求的缓冲区距离大小为半径绘圆；线状要素和面状要素则比较复杂，它们缓冲区的建立是以线状要素或者面状要素的边线为参考线，来做其平行线，并考虑其端点处建立的原则。建立缓冲区时注意以下问题1）缓冲区叠置处理2）缓冲区宽度不同处理应用p220：林业、城市道路、大型水库、河流、工厂飞机场叠置分析：是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生的一个新数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。运算方法：布尔逻辑运算、重分类、数学运算复合法

24、应用：地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图像处理等领域网络分析：是通过模拟、分析网络的状态以及资源在网络上的流动和分配等，研究网络结构、流动效率及网络资源等的优化问题的一种方法。网络组成：1.线状要素链 2.点状要素：障碍、拐角点、节点、中心、站点网络属性：1.阻强（资源在网络流动中的阻力大小，描述链与拐角点所具有的属性） 2.资源容量（指资源中心为了满足各链的需求，能够容纳或提供的资源总量） 3.资源需求量（指网络系统中具体的线路、链、节点所能搜集或提供给某一中心的资源量）应用：路径分析（城市交通）、最佳选址（服务中心选址）、资源分配（寻找区域中最近的商业中心）、地址匹配（公共事业管理，如

25、邮政通信）窗口分析：是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格点的全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列系统计算，或与其他层面的信息进行必要的复合分析，从而实栅格数据有效水平方向的扩展分析。窗口分析中三个要素：中心点、分析窗口大小与类型、运算方式分析窗口的类型（按形状）：矩形窗口、圆形窗口、环形窗口、扇形窗口、其它窗口窗口分析的类型及应用：1）统计运算 2）测度运算 3）函数运算（滤波运算在遥感图像处理方面应用较广、地形参数运算坡度坡向的运算等） 4）追踪分析（扫描图件的矢量化、利用数字高程模型自动提取等高线、污染源的追踪分析等方面）30 数字高程模型的

26、概念及应用数字高程模型（DEM）：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，高程数据常常采用绝对高程（从大地水准面起算的高度）狭义定义：DEM是区域表面海拔高程的数字化表达广义定义：DEM是地理空间中地理对象表面海拔高度的数字化表达应用：地表面、海底、地下岩层、 以及某些不可见的地理现象（如空中的等气压面）TIN概念p80：不规则三角网也名“曲面数据结构”，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。数字地形分析：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。内容：一是提取描述地形属性和特征因子，并利用各种相关技术分析解释地貌形态、划分地貌形态等；二是DTM的可视化分析。p237方法：1）坡面地形因子提取（提取坡度、提取坡面曲率） 2）特征地形要素提取（流域分析、可视域分析） 3)地形统计特征分析应用：1、基本因子分析2、地形特征分析P2531）地形特征点提取 2）山脊线和山谷线提取3、流域分析P255流域提取4、可视性分析p256空间插值的方法p285-