GIS复习资料

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，是对地理数据的解释。地理数据：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、图像和图形的总称。地理信息系统：是一种决策支持系统，具有一般信息系统的特点。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。是构成地图的内容要素的几何图形；地图要素图形大致可分点线面三种基本图形。地理空间：指物质、能量、信息的存在形式在形态、结构过程、功能关系上的分布方式和格局及其在时间上的延续。分绝对空间、相对空间两种形式。空间数据模型：是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供基本方法。矢量数据模型：基于离散对象，即要素（点、线、面）的数字化表示方法从计算机软件的角度称矢量数据模型。矢量数据结构：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。栅格数据模型：在计算机软件中，连续场的数字化一般采用栅格数字模型，将需要表示得空劲啊反胃划分成格网，格网的基本单元一般是正方形，大小固定，有时俗称栅格点。栅格数据结构：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像素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。空间地理信息可视化：是将大量抽象的地理信息数据转换为人视觉可以直接感受到的图形图像。专题地图：突出表现某一或者几个主题、特定需要的地图。地图符号：是地图的语言，是表达地图内容的基本手段，一般有点、线、面、体状四种表达方式。1.地理信息系统的特征及构成。具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。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，作用与空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。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。构成：地理信息系统软件（通用GIS软件包/除自身支持的空间数据管理软件外，还包括以非空间属性数据为主的数据库系统）、空间数据（某个已知坐标系中位置；实体间的空间关系；与几何位置无关属性）2.地理信息系统的功能。数据采集、监测与编辑（保证数据在内容和空间上的完整性/数值逻辑一一致性与正确性等）数据处理（包括数据格式化/转换/概括）数据存储与组织（将空间数据与属性数据融为一体）空间查询与分析（空间检索/空间拓扑叠加关系/空间模型分析）图形与交互显示3.试举例说明地理信息系统在城市规划（景观设计）中的应用及其优势。应用：空间分析功能的地理信息系统，管理目标的管理信息系统。各种功能--空间特征要素分析处理--管理区域系统目的、城市交通管理系统、城市供水管理系统、节水农业管理--各项开发活动在空间上相互协调。优势：改善地图制作；更有效地查询、检索；快速广泛地获取相关信息；增强分析能力；便于和公众、分专业人员交流、沟通；提高服务质量，缩短工作周期。4.试述地理信息系统中数字化地图与传统纸质地图在使用上的优势。计算距离和标注地名符号快速准确；可局部放大、全图缩小和移动显示；分层显示地图；以图元为单位进行信息编辑修改；可通过计算机网络信息共享；使地图智能矢量化成为可能。5.Douglas-Peucker算法是在地理信息系统中线简化常用的方法，请配图说明该算法如何简化线1)在曲线首尾两点AB间连线，直线AB为曲线的弦；2）得到曲线上离弦距离最大的C点，计算C到AB距离d；3）比较d与预先给定阈值ε；4）若dε，则将曲线分为AC和BC，并分别对其进行1-3步的处理；5）所有曲线处理完，依次连接各分割点形成折线。6.试比较矢量数据结构与栅格数据结构特点。矢量数据结构的特点：定位明显（其定位是根据坐标直接存储的，无需任何推算）、属性隐含（属性则一般存于文件头或数据结构中某些特定位置）。栅格化：属性明显（数据直接记录数据属性或指向数据属性的指针，可直接得到地物的属性代码）、定位隐含（所在位置根据行列号转换为相应坐标，即定位根据数据在数据集中的位置得到）、栅格数据结构很容易实现，算法简单，且易于扩充、修改、也很直观。7.决定栅格单元代码的方式有哪些？基本原则：在决定栅格代码时尽量保持地表真实性，保证最大的信息容量注意：每个单元可能对应多个地物种类或多个属性值。中心点法、面积占优法、重要性法。8.描述地理信息系统空间参照系统。地理信息来源不同，没有合适的空间位置参照，相互之间就有定位不一致的问题。坐标系是精确参照，也可以用有形的地物为参照，或者无形地物参照（如行政辖区）。谷歌地图和百度地图都是用的墨卡托投影。9.试述地理要素之间的拓扑位置关系。拓扑属性：描述了两个对象之间的关系，因此又称拓扑关系点集拓扑学：是拓扑描述的数学基础空间关系数据：主要是点-点、点-线、线-线、线-面、面-面之间的相互关系。10.试述地理尺度对GIS空间数据显示的影响1）GIS中地理数据的详细程度取决于原始地图或影像资料的比例尺。2）当以较小比例尺或缩小显示来源于大比例尺的地图或影像的地理数据时，许多地理实体会挤在一起而无法辨别，因此减少地理数据的详细度比例尺的大小决定了地理数据所标示的地理实体的详细程度：比例尺越大，地理实体特征越详细，反之，地理实体特征就越少。11.地理信息系统中空间数据采集主要方式。野外实地测量、航空摄影测量、遥感、纸介质地图数字化、已有资料利用。12.地理信息系统中属性数据获取方式。遥感判读、实地调查、社会经济调查与统计，已有资料利用。13.试述应用图形概括的必要性及其主要包含的方法有哪些。地理事物的表示详细程度是有限的，细节和尺度相互依存，过分保留细节既不可能也没有必要；图形概括的常用方法：选取（次要的、影响制图效果的要素不出现或删除）、简化去除次要拐点）、平滑（夹角折线变光滑，常用于等高线处理）、合并（相近的、密集的线合并），夸张（曲折线状适当放大夸张，缩小比例尺后，曲折依然明显）；移位（调整要素的相邻关系）；重分类（根据要素的属性、几何形态，改变原分类。）。14.地图有哪几部分构成？地图主题、副图、标题、图例、方向、比例尺、说明、图廓。15.地图符号设计中有哪些视觉变量，并描述每种变量。3个几何变量：形状（规则、不规则）、大小（几何大小：长宽高，比例大小：越大越重要）、方向（相对于参考方向的偏斜）；3个颜色变量：色度（颜色表示）、饱和度（明亮色彩的纯度）、明度（色彩明亮程度）；3个模式变量：纹理（物体的纹路）、方向（不同的纹理方向）、排列（纹理的不同构造）。16.根据统计数据设计一个分级专题图有哪些步骤？1）将统计数据由小到大排列2）按照合适的分段标准将统计数据划分为5-7类。3）画分类数据柱状图4）根据柱状图绘制分级专题地图，并注意图例区分，使地图清晰明了。17.地图符号设计的视觉影响有哪些？尺寸的影响、符号间距的影响、符号差异度的影响、符号视觉错觉的影响（模糊解读、扭曲、错体）18.基于符号的维度可将专题地图分为哪几类？表述每类地图的特点及设计中应注意的问题。四类：点状地图、线状地图、面状地图、三维地图。点状地图通过点的大小、密集程度或者其他模式来表示离散型的地理现象，主要用于展示空间密度分布的变化。点状地图的设计：选择点的大小、摆放。线状地图通过线来表达连续变化的地理现象或者展示现象的运动路线和方向。面状地图通过设置面元素的颜色、模式和大小来表示离散型的地理现象。三维地图可以表现垂直分布的特征，常见的利用数字高程模型（DEM）或等高线生成三维图以表达地表起伏。属性查图形：按属性信息的要求来查询定位空间位置;图形查属性：根据对象的空间位置查询有关属性信息空间查询方式：基于空间关系查询（空间实体间存在多种空间关系，包括拓扑、距离、方位等）/基于空间关系和属性特征查询/地址匹配查询（利用地理编码）空间量算：几何量算：点状地物（0维）：坐标;线状地物（1维）：长度/曲率/方向;面状地物（2维）：面积/周长/形状/曲率等;体状地物（3维）：体积/表面积等形状量算：形状比（反映城市的带状特征）延伸率（反映城市的带状延伸程度）/紧凑度（反应城市的紧凑程度）质心量算：通常为一个多边形或面的几何中心（某些情况分布中心而非绝对几何中心）距离量算：欧式距离再分类：根据不同的需要对原始数据再次进行分类和提取的过程。矢量数据结构：点/线地物直接修改属性表中的数值，面状地物需同时修改几何形状和属性栅格数据结构：点线面均通过修改属性值（对应每个栅格的值）并改变图例表示归组：因对面状地物的再分类得到的新图层类别比原图层少，称归组。缓冲区分析：指根据分析对象的点线面实体，自动建立其周围一定距离得带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响程度。临近度：描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确定是空间分析的一个重要手段。缓冲区：地理空间目标的一种影响范围或服务范围缓冲区的主要类型：A基于点要素的缓冲区(点对象有三角形、矩形、圆形)B基于线要素的缓冲区（双侧对称、双侧不对称、单侧缓冲区）C基于面要素的缓冲区（内侧、外侧缓冲区）空间缓冲区分析过程：A建立缓冲区B缓冲区分析缓冲区分析的三要素：A主体，表示分析的主要目标，一般分为点源、线源、和面源B临近对象,表示受主体影响的客体，e.g森林遭砍伐时所影响的水土流失范围。C对象的作用条件，表示主体对临近对象施加作用的影响条件和强度;叠加分析：将有关主题层的组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素多具有的属性。可用于不同图层叠加以及其缓冲区叠加。分类：A视觉信息叠加B矢量数据叠加（点与多边形、线与多边形、多边形与多边形）C栅格数据叠加其中：点与多边形：不产生新的数据层，只是把属性信息叠加到原图层中线与多边形：建立新的属性多边形与多边形：即叠置叠置类型：A合成叠置（生成合成图）B统计叠置（生成统计表）叠置方式：A合并：输出层保留输入图层的所以多边形要素B更新：输出数据为一个经过删除处理后的多边形与一个新特征多边形，即删除重叠的部分。C相交：输出层保留输入图层的共同的多边形要素D一致：保留以一多边形为控制边界内的所有多边形要素E相减：保留以一多边形为控制边界外的所有多边形要素